Electronic Theses and Dissertation

Pertumbuhan kawasan perkotaan yang pesat sering disertai pembangunan infrastruktur yang kurang terkendali, termasuk bangunan melintang pada saluran drainase. Keberadaan struktur ini dapat mengganggu pola aliran, bangunan melintang juga mengubah distribusi kecepatan dan tekanan aliran secara signifikan. Perubahan kecepatan dapat menimbulkan pergerusan lokal pada dasar dan dinding saluran, terutama di sekitar area hambatan. Zona dengan kecepatan rendah cenderung menjadi tempat pengendapan sedimen yang dapat
mengurangi kapasitas saluran dari waktu ke waktu. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh bangunan melintang terhadap pola aliran, kecepatan, dan tekanan pada saluran drainase. Metode yang digunakan secara numerik yaitu Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) melalui perangkat lunak DualSPHysics. Lima skenario diuji, yaitu tanpa bangunan (kontrol) dan 4 bangunan melintang. Geometri saluran dimodelkan dalam bentuk tiga dimensi menggunakan SketchUp, dan dianalisis secara kuantitatif berdasarkan hasil numerik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bangunan melintang saluran secara signifikan mempengaruhi karakteristik aliran. Skenario tanpa bangunan menunjukkan kecepatan dan tekanan yang stabil (1,5 m/s dan 6400 Pa). Bangunan melintang di saluran meningkatkan kecepatan hingga 2,7 m/s dan menurunkan tekanan hingga 2000 Pa, mengindikasikan risiko erosi. Sementara itu, pilar dan hambatan simetris menghasilkan aliran lebih terkendali dengan kecepatan 1,8–2,3 m/s dan tekanan 4300–5500 Pa. Dengan demikian, bentuk bangunan perlu diperhatikan dalam perencanaan saluran agar sistem drainase tetap stabil dan efisien.

The rapid growth of urban areas is often accompanied by uncontrolled infrastructure development, including the construction of transverse structures across drainage channels. These structures can disrupt flow patterns and significantly alter the distribution of velocity and pressure. Variations in flow velocity may lead to local scouring on the channel bed and walls, especially around the obstruction area. Zones with low velocity tend to become sediment deposition areas, which gradually reduce channel capacity. This study aims to analyze the effects of transverse structures on flow patterns, velocity, and pressure in open-channel drainage systems. The numerical method used is Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) implemented through the DualSPHysics software. Five scenarios were tested, including one control (no structure) and four with different transverse structures. The channel geometry was modeled in three dimensions using SketchUp and quantitatively analyzed based on numerical outputs. The results show that transverse structures significantly affect flow characteristics. The control scenario exhibited stable velocity and pressure (1.5 m/s and 6400 Pa). In contrast, the presence of transverse structures increased flow velocity up to 2.7 m/s and reduced pressure to 2000 Pa, indicating a risk of erosion. Meanwhile, pillar and symmetric-type structures produced more controlled flow, with velocities ranging from 1.8–2.3 m/s and pressures between 4300–5500 Pa. Therefore, the geometry of transverse structures must be carefully considered to ensure hydraulic stability and efficiency of drainage systems.