10.Pembuatan Lengkung Aliran

Pengertian

Lengkung aliran debit (Discharge Rating Curve), adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara tinggi muka air dan debit pada lokasi penampang sungai tertentu. Debit sungai adalah volume air yang melalui penampang basah sungai dalam satuan waktu tertentu, biasanya dinyatakan dalam satuan m3/detik atau l/detik.
Lengkung aliran dibuat berdasarkan data pengukuran aliran yang dilaksanakan pada muka air dan waktu yang berbeda-beda. Kemudian data pengukuranan aliran tersebut digambarkan pada kertas arithmatik atau kertas logaritmik, tergantung pada kondisi lokasi yang bersangkutan. Tinggi muka air digambarkan pada sumbu vertikal sedang debit sumbu horizontal.

lengkung aliran disamping berguna untuk dipakai sebagai dasar penentuan besarnya debit sungai di lokasi dan tinggi muka air pada periode waktu tertentu, juga dapat digunakan untuk mengetahui adanya perubahan sifat fisik dan sifat hidraulis dari lokasi penampang sungai yang bersangkutan.
Persiapan Membuat Lengkung Aliran
Untuk mendapatkan hasil yang benar dan sesuai dengan kondisi lapangan diperlukan data antara lain sebagai berikut:

1. Data debit hasil pengukuran aliran, data ini harus cukup, minimal 30 data tersedia dari saat muka air rendah sampai muka air banjir, dan dapat dipercaya kebenarannya.
2. Data muka air pada saat pengukuran aliran diadakan, data muka air rendah untuk menentukan besarnya debit terkecil, data muka air tertinggi, baik aliran tersebut tertampung pada penampang sungai ataupun aliran melimpas, berguna untuk menentukan debit terbesar.
3. Data titik aliran nol (zero flow), berguna untuk menentukan arah lengkung aliran pada muka air rendah pada periode waktu tertentu.
4. Data penampang sungai, berguna untuk menentukan arah dan bentuk dari lengkung aliran, serta berguna untuk memperkirakan debit banjir bila belum dilakukan pengukuran aliran pada saat banjir.
5. Informasi tentang stabilitas dan materi dasar penampang sungai, serta sifat dari bentuk morfologis sungai.
6. Sifat aliran, seperti informasi tentang kemiringan muka air, kecepatan aliran, penyebaran arah aliran, sifat kenaikan dan penurunan muka air pada saat banjir dan sebagainya.

Metode Pembuatan Lengkung Aliran (Discharge Rating Curve)

Di bab terdahulu telah dikatakan bahwa lengkung aliran merupakan gambaran dari sifat fisik hidraulis dari lokasi penampang sungai, biasanya gambaran tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut :
Q = A’ X V

Q = Debit, (m3/det)
A’ = Luas penampang basah (m2)

V = Kecepatan aliran rata-rata (m/dt)

Apabila penampang sungainya teratur dan stabil, maka baik (A’) maupun (V) merupakan fungsi dari nilai tinggi muka air (H). Semua titik dengan koordinat-koordinat (H,Q) pada grafik arithmatik akan merupakan garis lengkung.

Di bawah ini akan dicoba mengemukakan dua metode pembuatan lengkung aliran, yaitu metode :

– Metode Analitik

– Metode Logaritmik.

Metode Logaritmik

Dalam metode logaritmik, persamaan rating curvenya dalam bentuk :

Q = a ( H – H0 ) b

dimana :

Q = debit

H = tinggi muka air

H0 = tinggi muka air pada aliran nol ( saat Q = 0 )
a dan b konstanta.

Titik aliran nol (H0)
Titik aliran nol (H0)
Data titik aliran nol ( H0 ), berguna untuk menentukan arah lengkung aliran pada tinggi muka air rendah.
Cara yang baik untuk menentukan nilai H0 adalah dengan cara mengukur langsung pada lokasi penampang sungai yang bersangkutan. Nilai H0 dapat juga diperkirakan dengan menggunakan persamaan :

Nilai H1 dan H3 ditentukan berdasarkan nilai Q1 dan Q3 yang dipilih dari grafik, sedang nilai H2 adalah tinggi muka air pada nilai debit sama dengan Q2 dengan syarat :

Cara mencari H0 dapat juga dilakukan dengan metode grafis seperti di bawah ini

cari-ho.swf
Untuk mencari a dan b dapat dibantu oleh tabel dan dua buah persamaan di bawah ini

Metode Analitik

Dengan metode ini penentuan lengkung aliran ditentukan dengan cara kwadrat terkecil (least square), pada cara ini diusahakan agar jumlah kwadrat penyimpangan harga debit hasil pengukuran aliran terhadap debit lengkung aliran, menjadi minimum (terkecil). Biasanya dapat dirumuskan sebagai berikut:

Dimana : nilai (A); (B) dan (C) adalah suatu bilangan, yang dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut :