2. KECEPATAN ZAT CAIR DAN TEKANAN GESER DASAR2.1 IntroduksiProses transportasi sedimen dalam arus dan atau gelombang dominan di dekat dasar.Oleh karena itu sangat penting untuk mengetahui magnitudo dan arah kecepatan dekat dasar dan tekanan geser dasar dalam kehadiran bentuka dasar (ripple, dunes) atau dalam hal ini bidang dasar.Informasi detail dari kecepatan zat cair dan tekanan geser dasar disampaikan oleh van Rijn, 1990 (Principles of Fluid Flow and Surface Waves in Rivers, Estuaries, seas and Oceans).Dalam bab ini suatu ringkasan diberikan dari hasil percobaan dan ekspresi teoritis. Subjec berikut dipakai: Arus Gelombang Arus dan Gelombang.2.2Arus2.2.1 Lapisan Batas Arus1. Persamaan GerakPersamaan gerak untuk aliran mantap seragam (turbulen) diberikan: sin . . ). ( . . y x z h g y xz atau : sin ). ( . z h gz atau dengan menggunakan I = sin I z h gz) ( . Untuk Z = 0 hal ini tekanan geser dasar :ghIb .Dengan definisi:2*) , ( . c ub menghasilkan:u*,c= (g h I)0.52. Aliran TurbulentTurbulen adalah hasilkecepatan fluktuasi acak yang berhubungan dengan penurunan energinya dari hasil aliran rata-rata.Hasil kecepatan turbulen hanya dapat dideskripsikan dengan nilai statistik sebagai akar kuadrat rata-rata dari nilai, distribusi amplitudo, korelasi dan spektrum.Amplitudo secara umum didistribusi secara normalsehingga deviasi akar kuadrat rata-rata memberikan estimasi yang baik adri fluktuasinya.Sesuai dengan prosedur Reynold , tekanan geser dalam suatu aliran turbulen pada ketinggian z dalam aliran mantap seragam dapat didiskripsikan sebagai berikut:w udzduz Dimana:u=kecepatan rata-rata terhadap waktu dari zat cair pada ketinggian z.u=fluktuasi kecepatan zat cair turbulen dalam arah horisontalw=fluktuasi kecepatan zat cair turbulen dalam arah vertikal =rapat massa zat cair =koefisient kekentalan kinematik.Meskipun kecepatan vertikal rata-rata terhadap waktu w sama dengan nol (w=0), fluktuasi turbulen vertikal tidak sama dengan nol (w 0).Konsekuensinya , tekanan geser t = - uw 0.Tekanan geser turbulent t tidak dominan dalam bagian utama dari kedalaman aliran.Dalam hal dasar yang halus tekanan geser viskos vmenjadi dominan dekat ke dasar karena fluktuasi turbulen u dan w mati di dekat dasa dan sama dengan nol pada dasar (u = w at z=0).Lapisan dimana tekanan geser viscos dominan disebu sublapisan viscos (v).Di atas sub lapisan viskos, aliran bersifat turbulen.Sub lapisan turbulen yang sangat penting adalah sub lapisan logaritmik.Antara sub lapisan viscosdan sub lapisan logaritmik terdapat sub lapisan transisi, yang kadang-kadang disebut sub lapisan buffer.Di atas sub lapisan logaritmik, terdapat sub lapisan outer. 2.2.2 Regim HidraulikPengaruh kekasaran dasar atau dinding pada distribusi kecepatan pada aliran turbulen untuk pertama kali diselidiki pada aliran pipa oleh Nikuradse (1933).Dia menggunakan pipa tertutup dengan butir pasir seragam didalamnya, dan dia mengukur distribusi kecepatan pada angka Reynold (Re), diameter pipa (D), dan ukuran butiran(d50) yang berbeda.Berdasarkan penelitian ini Nikuradse memperkenalkan kekasaran butir pasir ekivalenatau kekasaran Nikuradse(ks) sebagai standar untuk semua tipe element kekasaran (k).Elemen kekasaran terutama mempengaruhi distribusi kecepatan di dekat dasar, karena element kekasaran menghasilkan pusaran air (dengan ukuransesuai elemen kekasaran) yang mempengaruhi struktur turbulensi dan kecepatan di dekat dasar. Selanjutnya, pusaran air akan cepat diserap padapola umum turbulensi yang ada. Tipe regim aliran dapat berhubungan dengan rasio kekasaran (ks) dan skala panjang dari sub lapisan viscos (cu*,/ ) dimana = koefesien kekentalan kinemtik(m2/s) dan u*,c = tekanan geser dasar berkaitan dengan arus (m/s).Berdasarkan hasil percobaan diperoleh: Aliran hidraulik halus, untuk 5/. *,*, s ccsk uukElemen kekasaran lebih kecil dari ketebalan sub lapisan viscos dan tidak mempengaruhi distribusi kecepatan. Alira hidraulik kasar, untuk 70/. *,*, s ccsk uukSub lapisan viscos tidak ada dan distribusi kecepatan tidak tergantung pada kekentalan (v) dari zat cair. Aliran hidraulik transisi, untuk70 5. *,