Definisi Aliran Muka Air Bebas
Sebelum membahas klasifikasi aliran muka air bebas, kita perlu memahami definisinya terlebih dahulu. Aliran muka air bebas dapat didefiniskan melalui ilustrasi sederhana, yaitu pada saluran terbuka. Saluran terbuka merupakan saluran dimana pada bagian atasnya memiliki ruang bebas/terbuka. Aliran pada saluran terbuka ini dapat mengalir dengan muka air bebas. Inilah yang dinamakan aliran muka air bebas. Pada saluran terbuka terjadi tekanan disemua titik sepanjang saluran. Tekanan ini disebut dengan tekanan permukaan. Besarnya tegangan permukaan pada aliran saluran terbuka adalah sama disepanjang titik. Pada saluran terbuka misalnya sungai (saluran alam), parameter saluran sangat tidak teratur baik terhadap ruang maupun terhadap waktu.
Klasifikasi Aliran Muka Air Bebas
Klasifikasi aliran muka air bebas ditentukan berdasarkan pada perubahan kedalaman aliran mengikuti dari fungsi dari ruang dan fungsi waktu. Berikut penjelasan dan contohnya.
Fungsi Ruang
-
- Aliran Seragam (Uniform Flow)
Uniform flow merupakan bentuk aliran pada saluran terbuka yang kondisi alirannya tetap (tidak berubah) terhadap jarak. Ilustrasi aliran ini dapat dilihat pada gambar di bawah.
Berikut beberapa ciri dari aliran seragam:
a. Besar dan arah kecepatan aliran terhadap jarak: konstan
b. Nilai kedalaman aliran (h), tekanan (P), kecepatan rata-rata (V), debit persatuan waktu (Q), di sepanjang daerah yang lurus adalah sama
c. Garis energi (Sf), muka air (Sw) dan dasar saluran (So) adalah sejajar (Sf = Sw = So).
atau:
\frac{\delta h}{\delta t} =0 dimana, \delta h : perubahan kedalaman ; \delta t : perubahan waktu
\frac{\delta P}{\delta t} =0 dimana, \delta P : perubahan tekanan ; \delta t : perubahan waktu
\frac{\delta V}{\delta t} =0 dimana, \delta V : perubahan kecepatan aliran ; \delta t : perubahan waktu
\frac{\delta Q}{\delta t} =0 dimana, \delta Q : perubahan debit; \delta t : perubahan waktu
Contoh dari aliran seragam:
Aliran pada saluran yang kondisi alirannya tidak dipengaruhi pembendungan/terjunan (tidak ada bangunan air), tidak dipengaruhi penyempitan/pelebaran (perubahan penampang) yang signifikan. Ilustrasi garis energi, muka air dan dasar saluran pada aliran seragam dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
