Sedimentologi adalah ilmu yang mempelajari sedimen atau endapan (Wadell, 1932) । Sedangkan

sedimen atau endapan pada umumnya diartikan sebagai bahan yang jatuh kebawah dalam suatu

larutan. Pada mulanya hanya pada larutan yang bersifat kimia saja yang menghasilkan sedimen

seperti garam, akan tetapi dalam perkembangan selanjutnya juga bahan rombakan yang ada pada

cairan.

Sedimen atau endapan pada umumnya diartikan sebagai hasil dari proses pelapukan terhadap

suatu tubuh batuan,yang kemudian mengalami erosi, tertansportasi oleh air, angin, dll, dan pada

akhirnya terendapkan atau tersedimentasikan.

Sedimen tertransportasi oleh bermacam-macam agen diantaranya gravitasi, air yang mengalir,

angin dan gletser.Sedimen tersebut akan berpindah dari asalnya ke tempat-tempat pengendapan

yang beragam. Di tempat tersebut sedimen diendapkan dalam berbagai macam karakter yang

tergantung pada lingkungan pengendapannya. Setelah pengendapan dan terjadinya timbunan

sedimen, akumulasi sedimen itu mengalami diagenesis. Proses-peroses fisika, kimia dan biologi

yang berlangsung mengakibatkan:

1. Perubahan dari sedimen menjadi batuan sedimen.

2. Terjadinya modifikasi pada tekstur dan mineralogi pada batuan.Transportasi sedimen

dimulai ketika material terlapukkan dan ion terlarut. Transportasi material yang terlarut

disebut transportasi larutan atau aliran fluida, sedangkan material padat tertransportasi

melalui transportasi mekanik.

Transportasi sedimen tergantung pada sifat fisik dari media transportasi, sifat material, sifat fisik

dari campuran media transportasi dan material, dan gaya yang menyebabkan transportasi. Dua

sifat yang mempengaruhi media untuk mengangkut partikel sedimen adalah berat jenis dan

kekentalan media. Berat jenis media akan mempengaruhi gerakan media, terutama

cairan.Sedangkan kekentalan akan berpengaruh pada kemampuan media untuk mengalir.

Transport sedimen secara mekanik terbagi menjadi beberapa cara diataranya:

a. Suspended load transport

Mekanisme transport dimana partikel-partikel hasil pemecahan batuan terbawa bersama

air secara keseluruhan.Ukuran partikel yang dibawa bergantung pada kecepatan arus itu

sendiri.Semakin besar arus maka ukuran butir partikel lebih besar. Akan tetapi di alam,

kenyataannya hanya material partikel halus saja yang dapat diangkut suspensi. Sifat dan

struktur sedimen yang dihasilkan pengendapan suspensi ini adalah mengandung prosentase

masa dasar yang tinggi sehingga butiran tampak mengambang dalam masa dasar dan

umumnya disertai pemilahan butir yang buruk. Ciri lain dari jenis ini adalah butir sedimen

yang diangkut tidak pernah menyentuh dasar aliran.

b. Bed load transport

Merupakan mekanisme transport dimana partikel yang lebih kasar dan padat bergerak

sepanjang dasar perairan baik secara menggelinding, bergeser maupun meloncat-loncat akibat

pengaruh tumbukan diantara partikel dan turbulensi tetapi partikel tersebut selalu kembali ke

dasar. Mekanisme transpor dapat berubah dari suspended loadmenjadi bed loaddan sebaliknya

karena adanya perubahan kecepatan aliran.

Pada mekanisme transport ini dibedakan berdasarkan tipe gerakan media

pembawanya,dibagi menjadi:

a. Endapan arus pekat

Sistem arus pekat tidak banyak terjadi dikenyataannya.contohnya saja,gletser, longsoran

dan aliran lahar.Sistem arus pekat dihasilkan dari kombinasi antara arus traksi dan suspensi.

Sistem arus ini biasanya menghasilkan suatu endapan campuran antara pasir, lanau, dan

lempung dengan jarang-jarang berstruktur silang-siur dan perlapisan bersusun. Arus pekat

disebabkan karena perbedaan kepekatan (density) media. Ini bisa disebabkan karena

perlapisan panas, turbiditi dan perbedaan kadar garam. Karena gravitasi, media yang lebih

pekat akan bergerak mengalir di bawah media yang lebih encer. Dalam geologi, aliran arus

pekat di dalam cairan dikenal dengan nama turbiditi. Sedangkan arus yang sama di dalam

udara dikenal dengan nuees ardentes atau wedus gembel, suatu endapan gas yang keluar dari

gunung api.Struktru sedimen yang terbentuk yaitu:

Terbentuk struktur atau tekstur yang terpilah buruk

Struktur yang sring didapat adalah floating frame work kerangka mengambang.Sering

didapatkan suatu macam graded bedding atau alignmen bongkah-bongkah dalam satu

garis mungkin karena aliran laminer.

b. Endapan arus traksi

Arus traksi adalah arus suatu media yang membawa sedimen dasarnya. Pada umumnya

arus traksi gravitasi lebih berpengaruh dari pada yang lainya seperti angin atau pasang-surut

air laut. Sedimen yang dihasilkan oleh arus traksi ini umumnya berupa pasir yang berstruktur

silang siur, dengan sifat-sifat:

Pemilahan baik

Tidak mengandung masa dasar

Ada perubahan besar butir mengecil ke atas (fining upward) atau ke bawah (coarsening

upward) tetapi bukan perlapisan bersusun (graded bedding).

Dalam arus traksi dikenal dengan Rezim aliran rendah(Lower Flow Regime) dan Rezim

aliran tinggi (Upper Flow Regime) keduanya memiliki hubungan terhadap arus searah

terhadap silang siur. Pengaruh hidrodinamika sendiri dapat membentuk dua jenis silang siur

dan dune yang berbeda. Pada kondisi hidrodinamika dimana mulai terbentuk silang siur,

kemudian dune sampai dengan sebagian dari dune dirusak tererosi kembali disebut rejim alir

bawah (lower flow regim). Sedangkan mulai dari sini bila kecepatan aliran terus bertambah

disebut rejim alir atas (upper flow regim).

Lower Flow Regime

Dalam rezim ini gaya dari garvitasi bumi lebih berpengaruh sehingga terbentuk

onggokan-onggokan dan erosi, cara transport diseret dan jatuh bebas kedalam erosi dan

sudut kemiringan dari crosslamiae adalah searah dengan arah arus.dan menghasilkan

struktur sedimen: Cross-lamination dan Cross-Bed

Upper Flow Regime

Pada rezim ini gaya momentum yang ada lebih berpengaruh dari pada gaa gravitasi

bumi,Sehingga akan membentuk Onggokan ang lebih disebabkan karena penumpuan pada

endapan yang lebih muka, cara transport terus menerus akibat momentum air. Dan dari itu

akan menhasilkan struktur sedimen yang silang siur serta planar-antidune

c. Endapan arus suspensi

Transport dan pengendapan sedimen tidak hanya dikuasai oleh mekanisme tertentu saja,

misalnya arus traksi saja atau arus pekat saja, tetapi lebih sering merupakan gabungan

berbagai mekanisme. Malahan dalam berbagai hal, merupakan gabungan antara mekanik dan

kimiawi. Beberapa sistem seperti itu dalah:

oSistem arus traksi dan suspensi

oSistem arus turbit dan pekat

oSistem suspensi dan kimiawi.

Sedimen yang bergerak karena hanya pengaruh gaya gravitasi ini, ada 3 macam sedimen

yaitu, Debris flows (Mud flows), Grain flows, Fluidized flows

oMud flows (interparticle interaction)

Ada dua : Dibawah air dan di darat, Ciri sedimen hasil mud flows :

a. Dikuasai matrik (matrix-dominated sediment)

b. Sortasi jelek

c. Pejal (tak berlapis)

oGrain flows ( grain interaction)

Ciri sedimen hasil grain flows:

a. Dikuasai kepingan (fragment dominated-sediment)

b. Terpilah baik dan bebas lempung

oFluidized flows

Ciri sedimennya:

a. Tebal, non-graded clean sand

b. Batas atas dan bawahnya kabur

c. Umumnya terdapat struktur piring (dish structures).

Gambar 1.1. Bagan Mekanisme Transport Sedimen

Prinsip pengangkutan sedimen antara lain:

Prinsip uniformitarianism adalah proses-proses geologi yang terjadi sekarang juga terjadi di

masa lampau. Dengan menggunakan prinsip tersebut dalam mempelajari proses-proses

geologi yang terjadi sekarang, kita bisa memperkirakan beberapa hal seperti kecepatan

sedimentasi, kecepatan kompaksi dari sediment, dan juga bisa memperkirakan bagaimana

bentuk geologi yang terjadi dengan proses-proses geologi tertentu. 

prinsip horizontality, superposition, dan original continuity. Prinsip horizontality

menjelaskan bahwa semula batuan sedimen diendapkan dalam posisi horizontal.  Pembentuk

batuan sedimen adalah partikel-partikel atau sering disebut sedimen yang terbentuk akibat

hancuran batuan yang telah ada sebelumnya seperti batuan beku, batuan metamorf, dan juga

batuan sedimen sendiri.

Faktor-faktor yang mengontrol terbentuknya sedimen adalah iklim, topografi, vegetasi

dan juga susunan yang ada dari batuan. Sedangkan faktor yang mengontrol pengangkutan

sedimen adalah air, angin, dan juga gaya grafitasi. Sedimen dapat terangkut baik oleh air, angin,

dan bahkan salju. Mekanisme pengangkutan sedimen oleh air dan angin sangatlah berbeda.

1. karena berat jenis angin relatif lebih kecil dari air maka angin sangat susah mengangkut

sedimen yang ukurannya sangat besar. Besar maksimum dari ukuran sedimen yang mampu

terangkut oleh angin umumnya sebesar ukuran pasir.

2. karena sistem yang ada pada angin bukanlah sistem yang terbatasi (confined) seperti

layaknya channel atau sungai maka sedimen cenderung tersebar di daerah yang sangat luas

bahkan sampai menuju atmosfer. Sedimen-sedimen yang ada terangkut sampai di suatu

tempat yang disebut cekungan. Di tempat tersebut sedimen sangat besar kemungkinan

terendapkan karena daerah tersebut relatif lebih rendah dari daerah sekitarnya dan karena

bentuknya yang cekung ditambah akibat gaya grafitasi dari sedimen tersebut maka susah

sekali sedimen tersebut akan bergerak melewati cekungan tersebut. Dengan semakin

banyaknya sedimen yang diendapkan, maka cekungan akan mengalami penurunan dan

membuat cekungan tersebut semakin dalam sehingga semakin banyak sedimen yang

terendapkan. Penurunan cekungan sendiri banyak disebabkan oleh penambahan berat dari

sedimen yang ada dan kadang dipengaruhi juga struktur yang terjadi di sekitar cekungan

seperti adanya patahan.

Ada tiga kelompok cara mengangkut sedimen dari batuan induknya ke tempat

pengendapannya, yakni supensi (suspendedload) dan bedload tranport. Di bawah ini diterangkan

secara garis besar ke tiganya:

1. Suspensi

Dalam teori segala ukuran butir sedimen dapat dibawa dalam suspensi, jika arus cukup

kuat. Akan tetapi di alam, kenyataannya hanya material halus saja yang dapat diangkut

suspensi. Sifat sedimen hasil pengendapan suspensi ini adalah mengandung prosentase masa

dasar yang tinggi sehingga butiran tampak mengambang dalam masa dasar dan umumnya

disertai memilahan butir yang buruk. Cirilain dari jenis ini adalah butir sedimen yang

diangkut tidak pernah menyentuh dasar aliran. ini umumnya terjadi pada sedimen-sedimen

yang sangat kecil ukurannya (seperti lempung) sehingga mampu diangkut oleh aliran air atau

angin yang ada.

2. Bedload transport

Berdasarkan tipe gerakan media pembawanya, sedimen dapat dibagi menjadi:

o Endapan arus traksi

o Endapan arus pekat (density current) dan

o Endapan suspensi.

ini terjadi pada sedimen yang relatif lebih besar (seperti pasir, kerikil, kerakal,

bongkah) sehingga gaya yang ada pada aliran yang bergerak dapat berfungsi memindahkan

pertikel-partikel yang besar di dasar. Pergerakan dari butiran pasir dimulai pada saat kekuatan

gaya aliran melebihi kekuatan inertia butiran pasir tersebut pada saat diam. Gerakan-gerakan

sedimen tersebut bisa menggelundung, menggeser, atau bahkan bisa mendorong sedimen

yang satu dengan lainnya.

3. Saltation

Saltation dalam bahasa latin artinya meloncat umumnya terjadi pada sedimen

berukuran pasir dimana aliran fluida yang ada mampu menghisap dan mengangkut sedimen

pasir sampai akhirnya karena gaya grafitasi yang ada mampu mengembalikan sedimen pasir

tersebut ke dasar.

Arus traksi adalah arus suatu media yang membawa sedimen didasarnya. Pada

umumnya gravitasi lebih berpengaruh dari pada yang lainya seperti angin atau pasang-surut

air laut. Sedimen yang dihasilkan oleh arus traksi ini umumnya berupa pasir yang berstruktur

silang siur, dengan sifat-sifat:

o Pemilahan baik

o Tidak mengandung masa dasar

o Ada perubahan besar butir mengecil ke atas (fining upward) atau ke bawah (coarsening

upward) tetapi bukan perlapisan bersusun (graded bedding).

Reynold Number

Pertama kali diperkenalkan oleh George Gabirel Stokes tahun 1851 tapi pertama kali

ditemukan Osborne Reynold (1842-1912) dan menjadi populer di kalangan ahli mekanika

fluida tahun 1883 (saat usia Reynold 41 tahun)-sampai sekarang. Angka reynold ini

menggambarkan hubungan antara kecepatan aliran, jarak, densitas terhadap viskositas dinamis

dari fluida atau kecepatan aliran, jarak terhadap viskositas kinematis dengan menagbaikan

denstias material. mari lihat ekspresi persamaannya dibawah ini:

Re = ULρ/ µ

Dimana:

Re= Angka reynold tanpa dimensi

L = Kedalaman aliran (m)

U = Velositas arus (m/s)

ρ = Berat jenis atau densitas (g/L)

µ = Viskositas material (viskositas dinamis) (g/(ms))

Dengan mengabaikan berat jenis fluida atau menginat ekspresi viskositas kinematik dari

persamaan (3) diatas (v = µ/ρ) maka persamaan diatas dengan mensubtitusi nilai µ menjadi µ=

v*ρ bisa di tulis lagi menjadi:

Re = UL / v

Dimana:

Re= Angka reynold

U = Velositas atau kecepatan aliran

L = Panjang aliran (m) biasanya kedalaman aliran (m)

Menurut Nichols (2007) angka Reynolds ini berkisar antara 500-2000 maka, ketika nilainya

<500 aliran akan bersifat laminar, sedangkan angka Reynold >2000 aliran akan cenderung

bersifat turbulen. ketika berada pada nilai 500-2000 sifatnya transisional artinya dia tidak

laminer tidak turbulen tapi akan berubah menjadi turbulen ketika kecepatan arus makin kuat.

Froude Number

Bilangan Froude adalah sebuah bilangan tak bersatuan yang digunakan untuk mengukur

resistensi dari sebuah benda yang bergerak melalui air, dan membandingkan benda-

bendadengan ukuran yang berbeda-beda. Dinamakan sesuai dengan penemunyaWilliam

Froude. Bilangan ini didasarkan pada kecepatan/beda jarak.

Bilangan Froude (Fr): Bilangan Froude adalah parameter berdimensi penting dalam studi

open-saluran aliran, dan itu diberikan oleh

Fr = V / (gL) 0,5

Dimana

V = Kecepatan rata-rata,

L = Panjang karakteristik yang terkait dengankedalaman (kedalaman hidrolik untuk

aliran saluran terbuka),

g = Percepatan gravitasi.Untuk penampang persegi panjang, kedalaman hidrolik

adalah kedalaman air.

Secara fisik, bilangan Froude merupakan rasio gaya inersia untuk gaya gravitasi.

Stoke's Law

Kecepatan pengendapan material sedimen tergantung pada besar butirnya. Menurut hukum

Stoke:

V = g D2 (ρs ρf) / 18 µ

Dimana

V = velositas terminal (atau kecepatan akhir or kecepatan jatuh/settling) ingat ini v

bukan untuk viskositas kinematis satuannya m/s (disini gue bedain huruf V nya gede)

g = percepatan gravitasi

ρs = rho sedimen (atau densitas sedimen)

ρf =rho fluida (densitas fluida)

µ = viskositas