Bacalah artikel ini untuk mempelajari konsep, persamaan, batasan dan desain saluran irigasi dalam teori Lacey.
Konsep:
Memimpin dari teori Kennedy Mr Gerald Lacey melakukan studi rinci untuk mengembangkan metode yang lebih ilmiah merancang saluran irigasi pada tanah aluvial. Dia mempresentasikan versi revisi dari studinya pada tahun 1939 yang dikenal sebagai teori Lacey. Dalam teori ini, Lacey menjelaskan secara rinci konsep kondisi rezim dan koefisien rugositas. Definisi istilah-istilah ini sudah diberikan.
Dapat dilihat bahwa untuk saluran untuk mencapai kondisi rezim berikut tiga syarat yang harus dipenuhi:
saya. Saluran harus mengalir secara seragam dalam “aluvium tak terbatas yang tidak koheren” dengan karakter yang sama dengan yang diangkut oleh air;
- Nilai lanau dan muatan lanau harus konstan; dan
aku aku aku. Debit harus konstan.
Kondisi ini sangat jarang dicapai dan sangat sulit dipertahankan dalam praktiknya. Oleh karena itu, menurut rezim konsepsi Lacey, kondisi dapat dibagi lagi sebagai awal dan akhir. Definisi kedua istilah ini sudah diberikan sebelumnya.
Di sungai pencapaian rezim awal atau akhir secara praktis tidak mungkin. Hanya pada banjir bank penuh atau banjir tinggi, sungai dapat dianggap mencapai rezim sementara atau kuasi. Pengakuan akan fakta ini dapat dimanfaatkan untuk menghadapi persoalan gerusan dan banjir.
Lacey juga menyatakan bahwa lumpur disimpan dalam suspensi semata-mata oleh kekuatan pusaran. Tapi Lacey menambahkan bahwa pusaran tidak dihasilkan di dasar saja tetapi di semua titik di sekeliling yang dibasahi. Gaya pusaran dapat diambil normal ke samping, (Gbr. 9.2).
Jelas komponen gaya vertikal karena pusaran bertanggung jawab untuk menjaga lumpur tetap dalam suspensi. Tidak seperti Kennedy, Lacey menggunakan radius rata-rata hidrolik (R) sebagai variabel daripada kedalaman (D). Sejauh menyangkut saluran lebar, hampir tidak ada perbedaan antara R dan D. Ketika bagian saluran berbentuk setengah lingkaran, sebenarnya tidak ada lebar dasar dan sisi dan karenanya asumsi ii sebagai variabel tampaknya lebih logis. Dari sudut pandang ini kecepatan tidak lagi tergantung pada D tetapi lebih tergantung pada R. Akibatnya jumlah lumpur yang diangkut IS tidak tergantung pada lebar dasar saluran saja.
Atas dasar argumen Lacey memplot grafik antara kecepatan rezim (V) dan radius rata-rata hidrolik (R) dan memberikan hubungannya.
V= KR 1/2 …(1)
Dimana K adalah konstanta.
Dapat dilihat di sini bahwa pangkat R adalah bilangan tetap dan tidak memerlukan perubahan untuk menyesuaikan dengan kondisi yang berbeda.
Lacey menyadari pentingnya tingkat lanau dalam masalah dan memperkenalkan konsep fungsi ‘f’ yang dikenal sebagai faktor lanau.
Dia menyesuaikan nilai sedemikian rupa sehingga juga berada di bawah tanda akar kuadrat. Dengan demikian itu memberikan konsepsi skalar. Persamaan (1) dengan demikian dimodifikasi sebagai
V = K. √f.R…(2)
Persamaan umum Kennedy adalah
V = cmD n ……(3)
Membandingkan persamaan (2) dan (3)
f = m2
Dapat juga diketahui dari persamaan (2) bahwa pada saluran rejim jika kecepatan rata-rata sama maka jari-jari rata-rata hidraulik berbanding terbalik dengan faktor lanau. Lacey menganggap lanau sebagai lanau standar ketika faktor lanau adalah kesatuan untuk lanau tersebut. Dia lebih lanjut menyatakan bahwa lanau standar adalah lanau berpasir di saluran rezim dengan radius rata-rata hidrolik sama dengan satu meter.
Persamaan Rezim Lacey:
Setelah mempelajari dan memplot data besar untuk membenarkan teorinya, Lacey memberikan tiga persamaan ^ fundamental yang darinya persamaan lain diturunkan untuk desain saluran irigasi.
Tiga persamaan dasar tersebut adalah:
V = 0,639 √fR
Dimana V adalah kecepatan rezim dalam m/detik.
Af 2 = 141,2 V 5 ……(2)
V = 10,8 R 2/3 S 1/3 …..(3)
dimana S adalah kemiringan muka air.
Persamaan (3) disebut persamaan aliran rezim dan sangat penting secara praktis. Dapat dilihat bahwa persamaan tersebut tidak mengandung istilah koefisien rugositas. Sementara mengadopsi persamaan serupa seperti persamaan Manning atau Kutter, perlu diketahui nilai koefisien rugositas (AO, pemilihan yang sebagian besar waktu tetap merupakan masalah pengalaman dan banyak yang tidak dapat diandalkan terutama dalam kasus sungai dalam banjir. Mengingat bahwa pada aliran sungai banjir tinggi dalam rezim kuasi persamaan aliran rezim (3) yang diberikan di atas dapat diadopsi meskipun mungkin memiliki beberapa pengecualian.
Persamaan penting yang diberikan oleh Lacey dalam teorinya dirangkum di bawah ini. Tiga persamaan pertama disebut persamaan fundamental atas dasar persamaan lain yang telah dikembangkan.
Meskipun semua persamaan di atas diberikan untuk kondisi rejim dan normalnya, untuk kanal di alluvium, karena sungai mencapai kondisi kuasi-rejim, persamaan (6), (11) dan (15) sangat berguna dalam menghitung debit banjir, kebutuhan saluran air. selama banjir dan kedalaman gerusan selama banjir.
Ketika persamaan (15) diterapkan pada sungai yang mengalami banjir, nilai R memberikan kedalaman gerusan normal. Oleh karena itu rumus ini sangat berguna untuk menentukan tingkat pondasi, potongan vertikal dll. Rumus ini populer disebut rumus kedalaman gerusan Lacey.
Keterbatasan Teori Lacey:
saya. Karya Lacey didasarkan pada pengamatan lapangan dan persamaan yang diturunkan secara empiris dan karenanya tidak dapat dikatakan sebagai teori dalam arti sempit.
- Persamaan rezim dalam turunannya tidak dapat diterapkan secara universal karena berlaku sebagian besar untuk daerah yang datanya diambil untuk dipelajari.
aku aku aku. Seperti teori Kennedy meskipun definisi yang sempurna dari tingkat lanau dan muatan lanau tidak diberikan, sebagian besar persamaan didasarkan pada faktor lanau ‘f’.
- Dalam praktek kondisi rezim yang dikemukakan Lacey sangat jarang tercapai dan itu pun setelah sekian lama.
- Pengamatan lapangan telah menunjukkan penerimaan terbatas dari konsep bagian semi-elips dari saluran rezim.
- Fenomena kompleks konsentrasi dan transportasi sedimen belum dipertimbangkan secara ilmiah.
Desain Saluran Irigasi Memanfaatkan Teori Lacey:
Debit pasokan penuh untuk setiap kanal selalu ditetapkan sebelum memulai desain. Nilai ‘f’ untuk tapak tertentu dapat dihitung menggunakan persamaan (11) atau jika CVR diberikan maka f = m 2 .
Dengan demikian ketika Q dan f diketahui desain dapat dilakukan dengan langkah-langkah berikut:
saya. Cari tahu F menggunakan persamaan (6)
V = 0,4382 (Q .f 2 ) 1/6
- Hitung nilai R menggunakan persamaan (7)
R = 2,46 V 2 /f
aku aku aku. Hitung perimeter basah P w menggunakan persamaan perimeter rezim Lacey P w = 4,825 Q 1/2 .
- Hitung luas penampang A dari persamaan Q = AV.
- Dengan mengasumsikan kemiringan sisi, hitung kedalaman suplai penuh dari A, P w dan R.
- Hitung kemiringan longitudinal saluran menggunakan persamaan (9)
Masalah:
Rancang saluran irigasi dengan teori Lacey untuk data berikut:
