Cara memakai
- Pilih Bentuk saluran, lalu ketik Lebar dasar b, m dan Kemiringan sisi z, horizontal per 1 vertikal untuk trapesium, atau Diameter pipa D, m untuk pipa bulat.
- Ketik Kedalaman aliran y, m, Kemiringan dasar S, m per m dan Koefisien kekasaran n.
- Baca Debit Q, m³/s dan Kecepatan rata-rata V, m/s.
- Buka Perhitungan, langkah demi langkah untuk melihat luas aliran, keliling basah dan jari-jari hidrolis yang dipakai.
Persamaan Manning
Persamaan Manning memberi kecepatan rata-rata air yang mengalir stabil di saluran terbuka, dari jari-jari hidrolis R, kemiringan dasar S dan kekasaran n. Debit adalah luas aliran dikali kecepatan itu. Dalam satuan SI, konstanta di depan 1/n adalah 1,0; bentuk AS dengan 1,486 dan satuan kaki memberi hasil yang sama.
V = (1 ÷ n) × R^(2/3) × S^(1/2)
Q = A × V
R = A ÷ P
V kecepatan rata-rata, m/s
n koefisien kekasaran
R jari-jari hidrolis, m
S kemiringan dasar, m per m
Q debit, m³/s
A luas aliran, m²
P keliling basah, mGeometri ketiga bentuk
φ adalah sudut pusat bagian basah pipa bulat, dalam radian. Pada kedalaman penuh, φ adalah 2π dan jari-jari hidrolisnya D ÷ 4.
| Bentuk | Luas aliran A | Keliling basah P |
|---|---|---|
| Persegi panjang | b × y | b + 2 × y |
| Trapesium | (b + z × y) × y | b + 2 × y × √(1 + z²) |
| Lingkaran, terisi sebagian | D² ÷ 8 × (φ − sin φ) | D × φ ÷ 2, dengan φ = 2 × arccos(1 − 2 × y ÷ D) |
Nilai kekasaran
Koefisien kekasaran n bergantung pada dasar atau lapisan saluran. USGS Water-Supply Paper 2339 memberi nilai dasar untuk saluran yang stabil, dan bab McGraw-Hill tentang pipa terisi sebagian memakai n = 0,015 untuk saluran bata dalam contoh kerjanya.
| Dasar atau lapisan | n |
|---|---|
| Beton, saluran lurus yang stabil (USGS) | 0,012 sampai 0,018 |
| Saluran bata (contoh buku teks) | 0,015 |
Yang tidak termasuk dalam kalkulator ini
- Saluran alami dengan penampang tidak beraturan, vegetasi dan dataran banjir. Panduan USGS menjelaskan cara memilih n untuk kasus itu, tetapi kalkulator ini tidak melakukan langkah tersebut.
- Aliran tidak seragam, seperti aliran balik di belakang bendung atau perubahan kedalaman sepanjang saluran.
- Perancangan ukuran saluran untuk debit desain, dengan jagaan (freeboard) dan batas erosi.
Contoh: saluran trapesium, dasar 2 m, kemiringan sisi 1,5, dalam 1,2 m
Dengan lebar dasar b 2 m, kemiringan sisi z 1,5 dan kedalaman y 1,2 m, luas aliran adalah A = (2 + 1,5 × 1,2) × 1,2 = 4,56 m². Keliling basahnya P = 2 + 2 × 1,2 × √(1 + 1,5²) = 6,327 m, sehingga jari-jari hidrolisnya R = 4,56 ÷ 6,327 = 0,72076 m.
Dengan kekasaran n 0,015 dan kemiringan dasar S 0,001, kecepatannya V = (1 ÷ 0,015) × 0,72076^(2/3) × √0,001 = 1,695 m/s, dan debitnya Q = 4,56 × 1,695 = 7,728 m³/s.
| Angka | Nilai |
|---|---|
| Luas aliran A | 4,560 m² |
| Keliling basah P | 6,327 m |
| Jari-jari hidrolis R | 0,721 m |
| Kecepatan rata-rata V | 1,695 m/s |
| Debit Q | 7,728 m³/s |
Pertanyaan yang sering diajukan
Mengapa ada 1,0 dalam bentuk SI persamaan Manning?
Itu adalah konversi satuan dari bentuk AS. Angka 1,486 pada bentuk AS, yang dipakai dengan kaki dan detik, menjadi 1,0 dengan meter dan detik, karena 1,486 × 0,3048^(1/3) adalah 1,000. Bab McGraw-Hill menulis bentuk SI sebagai 1,0 dibagi n.
Kekasaran n apa yang harus dipakai untuk beton?
USGS Water-Supply Paper 2339 memberi 0,012 sampai 0,018 untuk saluran beton lurus yang stabil. Pilih dalam rentang itu sesuai kondisi saluran Anda, dan periksa nilainya terhadap aturan desain lembaga yang mengatur proyek.
Mengapa kedalaman dalam pipa bulat harus lebih kecil dari diameternya?
Air tidak dapat berada lebih tinggi dari bagian dalam pipa. Kedalaman yang sama dengan diameter berarti pipa penuh, dan kalkulator menerima nilai itu, sedangkan kedalaman yang lebih besar ditolak.
Apa itu jari-jari hidrolis?
Jari-jari hidrolis adalah luas aliran dibagi keliling basah, R = A ÷ P. Saluran dengan luas besar untuk keliling basahnya memiliki jari-jari hidrolis besar, dan persamaan Manning memberinya kecepatan yang lebih tinggi.
Mengapa pipa yang terisi sebagian dapat mengalirkan lebih banyak air sebelum penuh?
Gesekan tumbuh mengikuti keliling basah, sementara luas aliran terus bertambah saat pipa terisi. Bab McGraw-Hill tentang pipa terisi sebagian menyatakan bahwa kecepatan dan debit maksimum terjadi sebelum pipa benar-benar penuh.
Apakah angka Anda dikirim ke server?
Tidak. Perhitungan dilakukan di peramban Anda, dan tidak ada yang Anda ketik yang disimpan atau dikirim kepada kami.
Sumber
- USGS Water-Supply Paper 2339, Guide for Selecting Manning's Roughness Coefficients (persamaan 1, Tabel 1) (dalam bahasa Inggris)
- McGraw-Hill Higher Education, bab 10 gratis: Uniform Flow in a Partly Full, Circular Pipe (Contoh 10.3) (dalam bahasa Inggris)
- IIT Madras NPTEL, Hydraulics (Prof. B. S. Thandaveswara), unit 2: saluran dan sifat geometrinya (dalam bahasa Inggris)
Angka dan teks terakhir diperiksa pada Kamis, 12 November 2026.