umar hamzah m

11

Click here to load reader

Upload: dion-prayoga

Post on 21-May-2017

222 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: UMAR HAMZAH M

JURNAL TUGAS AKHIR

STUDI PENGARUH LEBAR SUNGAI TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN

SEDIMEN DI DASAR

DISUSUN OLEH :

UMAR HAMZAH M

D 111 07 063

JURUSAN SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

2013

JURNAL TUGAS AKHIR

STUDI PENGARUH LEBAR SUNGAI TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN

SEDIMEN DI DASAR

DISUSUN OLEH :

UMAR HAMZAH M

D 111 07 063

JURUSAN SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

2013

JURNAL TUGAS AKHIR

STUDI PENGARUH LEBAR SUNGAI TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN

SEDIMEN DI DASAR

DISUSUN OLEH :

UMAR HAMZAH M

D 111 07 063

JURUSAN SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

2013

Page 2: UMAR HAMZAH M

STUDI PENGARUH LEBAR SUNGAI TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN

SEDIMEN DI DASAR

M. S. Palu; [1]. M. H. Arfan; [2]. U. H. Mattotorang.[3]

Abstrak

Sediment movement is the most dominant issues in the river channel, knowledge of sedimenttransport by the flow will have significance for the development and management of waterresources, soil conservation, and planning savety building on the river and on the open channel. Toanalyze this it is necessary to research which combines with velocity sedimentation problems. Theresearch was done by creating a flow to be utilized in the process of sediment transport (bed loadtransport). Then proceed to analyze the relationship between the dimensions of the river withsediment flow characteristics that occur in the river bed. These results indicate that the small crosssection of the channel there is a tendency to experience scour base and the wider dimensions seluranprone to sediment deposition. Calculation of sediment discharge with Duboy approach shows thevalue of bed load (qb) are transported on channel 1 and channel 3 with a base width of each 30 cmand 40 cm with scour at channel 1 is 10.59905 (cm3 / s) and 2, 24893614 (cm3 / s) for channel 3.For channel 2 and channel 4 with a width of 60 cm and 70 cm of sediment deposition occurs m30.003534 and 0.016647 for channel 2 to channel 4 m3. From these results it can be seen that thescour at channel 1 is greater than 3 channel scour and deposition on the channel 4 is greater than thedeposition on channel 2.

Keywords: Water Discharge, Water Speed , Sediment, Bed Load Transport

PENDAHULUANSungai merupakan suatu unsur alam

yang sangat berperan dalam pemenuhanhebutuhan hidup bagai manusia. Ketersediaanair dan potensi-potensi yang terkandung didalamnya menarik manusia untukmemanfaatkannya. Dalam upaya pemanfaatanpotensi sungai tersebut, manusia tidak akanlepas dari konsekuensi untuk melakukanrekayasa terhadapnya yang diperlukan untuklebih banyak mengambil manfaatnya.

Saat ini sebagian daerah aliran sungai diIndonesia mengalami kerusakan sebagaiakibat dari aliran yang terjadi pada sungaiyang biasanya disertai pula dengan prosespenggerusan/erosi dan endapan/deposisi.Dalam keadaan yang parah hal ini dapatmenyebabkan longsoran (sliding) denganmassa yang besar pada tebing sungai dandapat menyebabkan kerusakan padainfrastruktur yang ada. Ekspansi (pelebaran)

dimensi sungai yang dapat menyebabkanperubahan karakteristik aliran sepertiperubahan tinggi energi, kecepatan aliran, dandebit. Dengan berubahnya perameter tersebutmaka akan terjadi pula perubahankarakteristik angkutan sedimen di dasarsungai. Perubahan karakteristik angkutansedimen di dasar ini ditandai denganberubahnya kecepatan angkutan sedimen didasar dan debit sedimen dasar (bed load).TINJAUAN PUSTAKA1. Erosi dan Sedimen.

Erosi dan sedimentasi merupakan prosesterlepasnya butiran tanah dari induknya darisuatu tempat dan terangkutnya materialtersebut oleh gerakan air atau angin kemudiandiikuti oleh pengendapan material yangterjadi di tempat lain.(Suripin, 2002 dalambuku Tata Ruang Air oleh Restam Sjarief).

STUDI PENGARUH LEBAR SUNGAI TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN

SEDIMEN DI DASAR

M. S. Palu; [1]. M. H. Arfan; [2]. U. H. Mattotorang.[3]

Abstrak

Sediment movement is the most dominant issues in the river channel, knowledge of sedimenttransport by the flow will have significance for the development and management of waterresources, soil conservation, and planning savety building on the river and on the open channel. Toanalyze this it is necessary to research which combines with velocity sedimentation problems. Theresearch was done by creating a flow to be utilized in the process of sediment transport (bed loadtransport). Then proceed to analyze the relationship between the dimensions of the river withsediment flow characteristics that occur in the river bed. These results indicate that the small crosssection of the channel there is a tendency to experience scour base and the wider dimensions seluranprone to sediment deposition. Calculation of sediment discharge with Duboy approach shows thevalue of bed load (qb) are transported on channel 1 and channel 3 with a base width of each 30 cmand 40 cm with scour at channel 1 is 10.59905 (cm3 / s) and 2, 24893614 (cm3 / s) for channel 3.For channel 2 and channel 4 with a width of 60 cm and 70 cm of sediment deposition occurs m30.003534 and 0.016647 for channel 2 to channel 4 m3. From these results it can be seen that thescour at channel 1 is greater than 3 channel scour and deposition on the channel 4 is greater than thedeposition on channel 2.

Keywords: Water Discharge, Water Speed , Sediment, Bed Load Transport

PENDAHULUANSungai merupakan suatu unsur alam

yang sangat berperan dalam pemenuhanhebutuhan hidup bagai manusia. Ketersediaanair dan potensi-potensi yang terkandung didalamnya menarik manusia untukmemanfaatkannya. Dalam upaya pemanfaatanpotensi sungai tersebut, manusia tidak akanlepas dari konsekuensi untuk melakukanrekayasa terhadapnya yang diperlukan untuklebih banyak mengambil manfaatnya.

Saat ini sebagian daerah aliran sungai diIndonesia mengalami kerusakan sebagaiakibat dari aliran yang terjadi pada sungaiyang biasanya disertai pula dengan prosespenggerusan/erosi dan endapan/deposisi.Dalam keadaan yang parah hal ini dapatmenyebabkan longsoran (sliding) denganmassa yang besar pada tebing sungai dandapat menyebabkan kerusakan padainfrastruktur yang ada. Ekspansi (pelebaran)

dimensi sungai yang dapat menyebabkanperubahan karakteristik aliran sepertiperubahan tinggi energi, kecepatan aliran, dandebit. Dengan berubahnya perameter tersebutmaka akan terjadi pula perubahankarakteristik angkutan sedimen di dasarsungai. Perubahan karakteristik angkutansedimen di dasar ini ditandai denganberubahnya kecepatan angkutan sedimen didasar dan debit sedimen dasar (bed load).TINJAUAN PUSTAKA1. Erosi dan Sedimen.

Erosi dan sedimentasi merupakan prosesterlepasnya butiran tanah dari induknya darisuatu tempat dan terangkutnya materialtersebut oleh gerakan air atau angin kemudiandiikuti oleh pengendapan material yangterjadi di tempat lain.(Suripin, 2002 dalambuku Tata Ruang Air oleh Restam Sjarief).

STUDI PENGARUH LEBAR SUNGAI TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN

SEDIMEN DI DASAR

M. S. Palu; [1]. M. H. Arfan; [2]. U. H. Mattotorang.[3]

Abstrak

Sediment movement is the most dominant issues in the river channel, knowledge of sedimenttransport by the flow will have significance for the development and management of waterresources, soil conservation, and planning savety building on the river and on the open channel. Toanalyze this it is necessary to research which combines with velocity sedimentation problems. Theresearch was done by creating a flow to be utilized in the process of sediment transport (bed loadtransport). Then proceed to analyze the relationship between the dimensions of the river withsediment flow characteristics that occur in the river bed. These results indicate that the small crosssection of the channel there is a tendency to experience scour base and the wider dimensions seluranprone to sediment deposition. Calculation of sediment discharge with Duboy approach shows thevalue of bed load (qb) are transported on channel 1 and channel 3 with a base width of each 30 cmand 40 cm with scour at channel 1 is 10.59905 (cm3 / s) and 2, 24893614 (cm3 / s) for channel 3.For channel 2 and channel 4 with a width of 60 cm and 70 cm of sediment deposition occurs m30.003534 and 0.016647 for channel 2 to channel 4 m3. From these results it can be seen that thescour at channel 1 is greater than 3 channel scour and deposition on the channel 4 is greater than thedeposition on channel 2.

Keywords: Water Discharge, Water Speed , Sediment, Bed Load Transport

PENDAHULUANSungai merupakan suatu unsur alam

yang sangat berperan dalam pemenuhanhebutuhan hidup bagai manusia. Ketersediaanair dan potensi-potensi yang terkandung didalamnya menarik manusia untukmemanfaatkannya. Dalam upaya pemanfaatanpotensi sungai tersebut, manusia tidak akanlepas dari konsekuensi untuk melakukanrekayasa terhadapnya yang diperlukan untuklebih banyak mengambil manfaatnya.

Saat ini sebagian daerah aliran sungai diIndonesia mengalami kerusakan sebagaiakibat dari aliran yang terjadi pada sungaiyang biasanya disertai pula dengan prosespenggerusan/erosi dan endapan/deposisi.Dalam keadaan yang parah hal ini dapatmenyebabkan longsoran (sliding) denganmassa yang besar pada tebing sungai dandapat menyebabkan kerusakan padainfrastruktur yang ada. Ekspansi (pelebaran)

dimensi sungai yang dapat menyebabkanperubahan karakteristik aliran sepertiperubahan tinggi energi, kecepatan aliran, dandebit. Dengan berubahnya perameter tersebutmaka akan terjadi pula perubahankarakteristik angkutan sedimen di dasarsungai. Perubahan karakteristik angkutansedimen di dasar ini ditandai denganberubahnya kecepatan angkutan sedimen didasar dan debit sedimen dasar (bed load).TINJAUAN PUSTAKA1. Erosi dan Sedimen.

Erosi dan sedimentasi merupakan prosesterlepasnya butiran tanah dari induknya darisuatu tempat dan terangkutnya materialtersebut oleh gerakan air atau angin kemudiandiikuti oleh pengendapan material yangterjadi di tempat lain.(Suripin, 2002 dalambuku Tata Ruang Air oleh Restam Sjarief).

Page 3: UMAR HAMZAH M

Sedimen adalah material dari hasil proseserosi, baik berupa erosi permukaan, erosiparit, erosi dasar sungai atau jenis erosi tanahlainnya. Besarannya ditentukan denganparameter berikut.1. Rapat massa dan berat jenis

Rapat massa pasir dan mineral tanah pada

umumnya diambil sekitars = 2650 kg/m 3 ,

sedangkan berat jenis didefinisikan sebagai

perbandingan rapat massa sedimen dan rapat

massa fluida :

S =s = 2,65 .......................... (1)

2. Ukuran butiran partikel sedimen

Dalam permasalahan dinamika danperilaku sedimen, ukuran butiran materialsedimen merupakan salah satu parameteryang sangat penting. Ukuran butiranmerupakan salah satu faktor yangmenentukan mudah tidaknya serta banyaksedikitnya sedimen akan mengalamimekanisme transpor.

2. Jenis-Jenis Sedimen.Sedimen dapat diklasifikasikan ke

dalam 2 bagian yaitu berdasarkanmekanisme pengangkutannya danbersarkan asalnya.

a. Menurut mekanisme pengangkutannyadapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam,yaitu:

Muatan dasar (bed load)Pergerakan partikel di dalam aliran air

sungai dengan cara menggelinding,meluncur dan meloncat-loncat di ataspermukaan dasar sungai.

Muatan melayang (suspended load).Terdiri dari butiran halus yang

senantiasa melayang di dalam aliransungai. Kecenderungan partikel untukmengendap selalu terkompensasi oleh aksidifusif dari aliran turbulen air sungai.

b. Menurut asalnya, bahan-bahan dalamangkutan sedimen dapat dibedakanmenjadi 2 (dua) macam, yaitu :

Bed material transport.Merupakan bahan angkutan yang

berasal dari dalam tubuh sungai itu

sendiri dan ini dapat diangkut dalambentuk muatan dasar ataupun muatanmelayang.

Wash load.Merupakan bahan angkutan yang

berasal dari sumber-sumber diluar tubuhsungai yang tidak ada hubungannyadengan kondisi lokal. Bahan angkutanini berasal dari hasil erosi di daerahaliran sungainya (DAS). Bahan ini hanyabisa diangkut sebagai muatan melayangdan umumnya terdiri dari bahan- bahan

yang sangat halus < 50 μm.

3. GerusanMenurut (Setyono, 2007) Gerusan

adalah perubahan dari suatu aliran yangdisertai pemindahan material melalui aksigerakan fluida.Atau dapat dikatakan jugabahwa gerusan adalah merupakan erosipada dasar dan tebing saluran alluvial.

4. Ukuran Butiran Dan Kecepatan Aliran

Kecepatan fluida dimana partikel akannaik ke dalam aliran dapat disebut sebagaikecepatan kritis. Jika gaya yang bekerjapada partikel di dalam aliran telah dibahasmaka hubungan sederhana antarakecepatan kritis dan massa partikel dapatdiperkirakan. Gaya seret (drag force) yangdiperlukan untuk menggerakkan partikel disepanjang aliran akan meningkat seiringmassa, karena akan memerlukan gayaangkat untuk membawa partikel naik kedalam aliran. Pada kecepatan sedang(moderate) butir pasir dapat tersaltasi,butiran bergerak rolling dan kerakal tetaptidak bergerak, tapi jika kecepatanmeningkat gaya yang bekerja padapartikel-partikel ini bertambah dan pasirlebih halus mungkin tersuspensi, butirantersaltasi, dan kerakal bergerak rolling.Hubungan linear sederhana seperti ini jugabekerja untuk material lebih kasar, tapiketika ukuran butir halus terlibat makaakan semakin komplek.

Page 4: UMAR HAMZAH M

5. Debit Angkutan Dasar ( Bed Load).Sungai akan stabil apabila tidak terjadi

erosi pada dasar maupun tebing sungai.Tegangan geser yang terjadi di dasarmaupun tebing sungai disebabkan olehaliran sungai. Apabila tegangan geser yangterjadi di dasar sungai (τb) lebih- besar dari

tegangan kritis (τo)cr, maka akan terjadi

erosi. Tegangan geser kritis yaitu tegangangeser yang terjadi pada saat butiran dasar/tebing sungai mulai bergerak.

Ada beberapa persamaan yang biasadigunakan untuk menghitung besarnyategangan geser kritis. Schoklitsch (1914)mengusulkan persamaan berdasarkan hasilpenelitiannya sebagai berikut :

τo cr = 0,20γ γs– γ λ’ …… (2) ........................... (2.3)

Dimana :

(τo)cr = Tegangan dasar kritis

( kg/m2 )

γ dan γs = Berat jenis air dan sedimen

( kg/m3 )

λ’ = Koefisen bentuk, nilainya 1

untuk bulat dan 4,4 untuk

rata-rata.d = Diameter sedimen (mm)

6. Persamaan Du Boy

Besar persamaan Du Boy dapat dilihat

sebagai berikut :

qb = , ( – )/ ............(3)

7. Aliran Air di Saluran Terbuka

Aliran air dapat terjadi pada saluranterbuka maupun pada saluran tertutup (pipeflow). Pada saluran terbuka, aliran air akanmemiliki suatu permukaan bebas yangberkaitan langsung dengan parameter-

parameter aliran seperti, kecepatan,kekentalan, gradien dan geometri saluran.

8. Penentuan Unsur GeometrikUnsur-unsur geometrik pada saluran

terbuka antara lain:1. Kedalaman aliran (y) adalah jarak

vertikal titik terendah pada suatupenampang saluran sampai kepermukaan bebas.

2. Lebar puncak (T atau b) adalah lebarpenampang saluran pada permukaanbebas.

3. Luas basah (A) adalah luaspenampang melintang aliran yangtegak lurus dengan arah aliran.

4. Keliling basah (P) adalah panjanggaris perpotongan dari permukaanbasah saluran dengan bidangpenampang melintang yang tegaklurus arah aliran.

5. Jari-jari hidrolik (R) adalah Rasio luasbasah dengan keliling basah

R= ..........................(4) (2.11)

6. Kedalaman Hirolik (D) adalah rasioluas basah dengan lebar puncak

D=(3/4)*h ................... (5)

9. Penentuan Kecepatan aliranPenggunaaan rumus manning:

V = , ∗ /…...….....(6) (2.13)

Dimana:V = Kecepatan rata-rata(m/s)R = Jari-jari hidrolik (m)S = Kemiringan/ slopen = koefisien kekasaran

METODOLOGI PENELITIANPenelitian Secara Fisik

Dilaksanakan di laboratorium untuk

mengamati serta mencatat fenomena yang ada

pada model yang meliputi studi literatur,

persiapan alat dan bahan, perencanaan model

Page 5: UMAR HAMZAH M

dan simulasi, pembuatan model, percobaan

pendahuluan, simulasi dan pengambilan data.

Penelitian Secara Hipotetik dan AnalitikHal ini dilakukan untuk mendapatkan

hubungan antara variabel yang saling terkait.Dalam hal ini meliputi analisis data,pembahasan, pembuatan kesimpulan, hinggapenyusunan laporan.Jenis Penelitian

Adapun jenis penelitian yang digunakanadalah eksperimen laboratorium. MenurutMoh. Nasir, Ph.D (1988) observasi dibawahkondisi buatan (artificial condition), dimanakondisi tersebut dibuat dan diatur olehpeneliti. Dengan demikian penelitianeksperimental adalah penelitian yangdilakukan dengan mengadakan manipulasiterhadap objek penelitian serta adanyakontrol, dengan tujuan untuk menyelidiki adaatau tidaknya hubungan sebab akibat sertaberapa besar hubungan sebab akibat tersebutdengan cara memberikan perlakuan-perlakuantertentu pada beberapa kelompok eksperimendan menyediakan kontrol untukperbandingan.Perolehan Data

Pada penelitian ini kami hanyamenggunakan satu sumber data, yakni dataprimer. Data primer, yaitu data yang diperolehlangsung dari pengamatan di laboratorium.

Variabel Yang DitelitiSesuai dengan tujuan penelitian yang

telah dikemukakan pada bab sebelumnya,maka variabel yang diteliti adalah kecepatanaliran (v) dan lebar saluran (l).Simulasi Model

Rangkaian simulasi pada penelitian inidilakukan ngan tiga tahapan pengambilandata. Tahap pertama dilakukan setelahrunning model dengan lama waktu pengaliran15 menit, 30 menit dan 45 menit.

Secara garis besar prosedur perolehandata adalah sebagai berikut:

1. Langkah awal adalah melakukankalibrasi terlebih dahulu padaperalatan percobaan.

2. Selanjutnya sedimen (pasir) diletakkandi tengah-tengah flume, kemudianmeratakan sedimen dengan spatula.

3. Setalah flume sudah terisisi sedimendan rata, selajutnya mengukur tinggiantara sedimen dengan tali pias darihulu saluran ke-1 sampai hilir saluranke- 4 hingga di dapat kemiringan yangcukup untuk mengalirkan air dari huluke hilir.

4. Setelah semua komponen siap,running dimulai dengan menyalakanpompa sirkulasi terlebih dahulusampai aliran permukaan pada saluranmenjadi stabil..

5. Setelah aliran sudah stabil, makaselanjutnya dilakukan pengukurankecepatan aliran dengan menggunakanalat flow watch..

6. Matikan pompa dan mulai mengukurelevasi dasar saluran pada titik-titikyang telah disediakan.

7. Mengisi kembali saluran dengansedimen seperti pada prosedur yangpertama.

8. Sisa air yang kotor dan bercampursedimen dikeluarkan dari saluran danbak sirkulasi melalui pipapembuangan.

ANALISA DAN PEMBAHASAN1. Debit Aliran

Data-data yang diperoleh dari hasilpengukuran di laboratorium seperti, tinggialiran dan kecepatan aliran di setiaappenampang saluran, dapat menghasilkansebuah besaran berupa debit aliran,Q (m3/s).Dengan mengimplementasikan rumus-rumushidraulik yang sudah ada sebelumnya. Dibawah ini, merupakan beberapa hasilpengukuran yang kami catat pada saat dilaboratorium.

Page 6: UMAR HAMZAH M

00.10.20.30.40.50.60.7

0 0.2

Pengaliran selama 30 menit

kece

pata

n, v

(m/s

)

Tabel 1 Data lebar dan kedalaman Aliran

Gambar 1. Grafik Hubungan lebar

penampang

dengan

Kecepatan

Aliran (t=30

menit)

2. Kedalaman dasar saluran setelahpengaliran.

- Kedalam dasar saluran pada saluran 1Saluran ini merupakan saluran paling

hulu. Sehingga, sedimen yang melintas di atassaluran ini hanya berasal dari sedimen bagianhulunya sendiri. Lebar dasar salura ini adalah30 cm.

Dari data kedalaman dasar saluran dapatdiketahui bahwa selama pengaliran terjadipenggerusan di sepanjang dasar saluran 1.Adapun grafik yang kami peroleh daripengukuran tersebut, dapat dilihat padagambar di bawah ini

Gambar 2. Grafik kedalaman dasarsaluran pada saluran 1 pada bagian hulu

- Kedalam dasar saluran pada saluran 2Pada saluran 2 ini, terjadi transformasi

dimensi penampang saluran dari hilir saluran1 menuju hulu saluran 2. Dimana dimensidasar saluran 1 yang memiliki lebar 30 cmmenuju dimensi dasar saluran 2 yang lebarnya60 cm yang dalam ilmu hidrolika disebutsebagai ekspansi dasar saluran yaitu

Lama pengaliran (menit) Lebar saluran (m)Tinggi aliran, h (m)

Tinggi rata-rata(m)Hulu Tengah Hilir

15

0,3 0,065 0,065 0,065 0,0650,4 0,065 0,065 0,065 0,0650,6 0,61 0,61 0,61 0,610,7 0,061 0,061 0,061 0,06

30

0,3 0,064 0,064 0,064 0,0640,4 0,064 0,064 0,064 0,0640,6 0,06 0,06 0,06 0,060,7 0,059 0,059 0,059 0,059

45

0,3 0,065 0,065 0,065 0,0650,4 0,064 0,064 0,064 0,0640,6 0,62 0,62 0,62 0,620,7 0,060 0,060 0,060 0,060

0.4 0.6 0.8

Pengaliran selama 30 menit

Pengaliranselama 30 menit

lebar, l (m)

-30

-20

-10

0

10

0 50 100

keda

lam

an (c

m)

Tabel 1 Data lebar dan kedalaman Aliran

Gambar 1. Grafik Hubungan lebar

penampang

dengan

Kecepatan

Aliran (t=30

menit)

2. Kedalaman dasar saluran setelahpengaliran.

- Kedalam dasar saluran pada saluran 1Saluran ini merupakan saluran paling

hulu. Sehingga, sedimen yang melintas di atassaluran ini hanya berasal dari sedimen bagianhulunya sendiri. Lebar dasar salura ini adalah30 cm.

Dari data kedalaman dasar saluran dapatdiketahui bahwa selama pengaliran terjadipenggerusan di sepanjang dasar saluran 1.Adapun grafik yang kami peroleh daripengukuran tersebut, dapat dilihat padagambar di bawah ini

Gambar 2. Grafik kedalaman dasarsaluran pada saluran 1 pada bagian hulu

- Kedalam dasar saluran pada saluran 2Pada saluran 2 ini, terjadi transformasi

dimensi penampang saluran dari hilir saluran1 menuju hulu saluran 2. Dimana dimensidasar saluran 1 yang memiliki lebar 30 cmmenuju dimensi dasar saluran 2 yang lebarnya60 cm yang dalam ilmu hidrolika disebutsebagai ekspansi dasar saluran yaitu

Lama pengaliran (menit) Lebar saluran (m)Tinggi aliran, h (m)

Tinggi rata-rata(m)Hulu Tengah Hilir

15

0,3 0,065 0,065 0,065 0,0650,4 0,065 0,065 0,065 0,0650,6 0,61 0,61 0,61 0,610,7 0,061 0,061 0,061 0,06

30

0,3 0,064 0,064 0,064 0,0640,4 0,064 0,064 0,064 0,0640,6 0,06 0,06 0,06 0,060,7 0,059 0,059 0,059 0,059

45

0,3 0,065 0,065 0,065 0,0650,4 0,064 0,064 0,064 0,0640,6 0,62 0,62 0,62 0,620,7 0,060 0,060 0,060 0,060

Pengaliranselama 30 menit

100 150 200

pias115

30

45

Tabel 1 Data lebar dan kedalaman Aliran

Gambar 1. Grafik Hubungan lebar

penampang

dengan

Kecepatan

Aliran (t=30

menit)

2. Kedalaman dasar saluran setelahpengaliran.

- Kedalam dasar saluran pada saluran 1Saluran ini merupakan saluran paling

hulu. Sehingga, sedimen yang melintas di atassaluran ini hanya berasal dari sedimen bagianhulunya sendiri. Lebar dasar salura ini adalah30 cm.

Dari data kedalaman dasar saluran dapatdiketahui bahwa selama pengaliran terjadipenggerusan di sepanjang dasar saluran 1.Adapun grafik yang kami peroleh daripengukuran tersebut, dapat dilihat padagambar di bawah ini

Gambar 2. Grafik kedalaman dasarsaluran pada saluran 1 pada bagian hulu

- Kedalam dasar saluran pada saluran 2Pada saluran 2 ini, terjadi transformasi

dimensi penampang saluran dari hilir saluran1 menuju hulu saluran 2. Dimana dimensidasar saluran 1 yang memiliki lebar 30 cmmenuju dimensi dasar saluran 2 yang lebarnya60 cm yang dalam ilmu hidrolika disebutsebagai ekspansi dasar saluran yaitu

Lama pengaliran (menit) Lebar saluran (m)Tinggi aliran, h (m)

Tinggi rata-rata(m)Hulu Tengah Hilir

15

0,3 0,065 0,065 0,065 0,0650,4 0,065 0,065 0,065 0,0650,6 0,61 0,61 0,61 0,610,7 0,061 0,061 0,061 0,06

30

0,3 0,064 0,064 0,064 0,0640,4 0,064 0,064 0,064 0,0640,6 0,06 0,06 0,06 0,060,7 0,059 0,059 0,059 0,059

45

0,3 0,065 0,065 0,065 0,0650,4 0,064 0,064 0,064 0,0640,6 0,62 0,62 0,62 0,620,7 0,060 0,060 0,060 0,060

Page 7: UMAR HAMZAH M

-30

-20

-10

0

10

0 50 100 150

perubahan dimensi penampang saluranmenjadi lebih lebar dari saluran sebelumnya.

Dari data kedalaman dasar saluran dapatdiketahui bahwa selama pengaliran terjadipenggerusan di sepanjang dasar saluran 2.Berikut grafik yang kami peroleh dari datapengukuran tersebut.

Gambar 3 Grafik kedalaman dasar saluranpada saluran 2 pada bagian hulu

- Kedalam dasar saluran pada saluran 3Kebalikan dari saluran 2, saluran 3 ini

bengalami perubahan dimensi dasar salurandari hilir saluran 2 yang berukuran 60 cm kehulu saluran 3 yang berukuran 40 cm. Daridata kedalaman dasar saluran dapat diketahuibahwa selama pengaliran terjadi penggerusandi sepanjang dasar saluran 3.- Kedalam dasar saluran pada saluran 4

Pada saluran 4 terjadi perubahandimensi penampang dari hilir saluran 3 yanglebarnya dasar salurannya 40 cm menuju hulusaluran 4 yang memiliki lebar dasar saluran70 cm. Serupa dengan kasus saluran 2, padasaluran ini juga terjadi ekspansi lebar dasarsaluran.

Dari data kedalaman dasar saluran dapatdiketahui bahwa selama pengaliran terjadipenggerusan di sepanjang dasar saluran 4.Adapun grafik yang kami peroleh dari datapengukuran tersebut, dapat dilihat padagambar di bawah ini.

Gambar 4 Grafik kedalaman dasar saluranpada saluran 4 pada bagian hulu

3. Angkutan sedimen dasar (qb)Dengan memperhatikan gerakan

sedimen di dasar dan melihat grafik dasarsaluran di atas, dapat kita ketahui bahwaterdapat sejumlah sedimen yang mengalir didasar saluran. Besarnya agkutan sedimenyang terjadi dipengaruhi oleh tegangan geseryang terjadi di dasar saluran. Sehingga padatiap penampang, besar angkutan dasarberbeda-beda.

Variasi tegangan geser yang terjadipada setiap penampang mempengaruhibesarnya angkutan dasar aliran. Sehingga jikadiperoleh tegangan dasar yang lebih besar daritegangan kritis sedimen maka akan terjaditransportasi sedimen. Berikut diperoleh hasilperhitungan tegangan dasar yang terjadi padasetiap penampang.- Tegangan geser dasar (τo) dan tegangan

geser kritis (τcr)Perhitungan tegangan dasar yang terjadi

di setiap penampang:

1. Penampang 1

Diketahui : ρ = 1000 kg/m3, ρs = 2560 kg/m3

ɣ = ρ.g = 1000.9,8 = 9800 kg/m3

ɣs = ρs.g = 2560.9,8 = 25088 kg/m3

v = 0,65 m/s k = 0,001

τo = k.ρ.v2

τo = (0,001) (1000) (0,65)2 = 0,4225kg/m2

150awal153045

-30

-20

-10

0

10

0 50 100 150

perubahan dimensi penampang saluranmenjadi lebih lebar dari saluran sebelumnya.

Dari data kedalaman dasar saluran dapatdiketahui bahwa selama pengaliran terjadipenggerusan di sepanjang dasar saluran 2.Berikut grafik yang kami peroleh dari datapengukuran tersebut.

Gambar 3 Grafik kedalaman dasar saluranpada saluran 2 pada bagian hulu

- Kedalam dasar saluran pada saluran 3Kebalikan dari saluran 2, saluran 3 ini

bengalami perubahan dimensi dasar salurandari hilir saluran 2 yang berukuran 60 cm kehulu saluran 3 yang berukuran 40 cm. Daridata kedalaman dasar saluran dapat diketahuibahwa selama pengaliran terjadi penggerusandi sepanjang dasar saluran 3.- Kedalam dasar saluran pada saluran 4

Pada saluran 4 terjadi perubahandimensi penampang dari hilir saluran 3 yanglebarnya dasar salurannya 40 cm menuju hulusaluran 4 yang memiliki lebar dasar saluran70 cm. Serupa dengan kasus saluran 2, padasaluran ini juga terjadi ekspansi lebar dasarsaluran.

Dari data kedalaman dasar saluran dapatdiketahui bahwa selama pengaliran terjadipenggerusan di sepanjang dasar saluran 4.Adapun grafik yang kami peroleh dari datapengukuran tersebut, dapat dilihat padagambar di bawah ini.

Gambar 4 Grafik kedalaman dasar saluranpada saluran 4 pada bagian hulu

3. Angkutan sedimen dasar (qb)Dengan memperhatikan gerakan

sedimen di dasar dan melihat grafik dasarsaluran di atas, dapat kita ketahui bahwaterdapat sejumlah sedimen yang mengalir didasar saluran. Besarnya agkutan sedimenyang terjadi dipengaruhi oleh tegangan geseryang terjadi di dasar saluran. Sehingga padatiap penampang, besar angkutan dasarberbeda-beda.

Variasi tegangan geser yang terjadipada setiap penampang mempengaruhibesarnya angkutan dasar aliran. Sehingga jikadiperoleh tegangan dasar yang lebih besar daritegangan kritis sedimen maka akan terjaditransportasi sedimen. Berikut diperoleh hasilperhitungan tegangan dasar yang terjadi padasetiap penampang.- Tegangan geser dasar (τo) dan tegangan

geser kritis (τcr)Perhitungan tegangan dasar yang terjadi

di setiap penampang:

1. Penampang 1

Diketahui : ρ = 1000 kg/m3, ρs = 2560 kg/m3

ɣ = ρ.g = 1000.9,8 = 9800 kg/m3

ɣs = ρs.g = 2560.9,8 = 25088 kg/m3

v = 0,65 m/s k = 0,001

τo = k.ρ.v2

τo = (0,001) (1000) (0,65)2 = 0,4225kg/m2

150 200

awal

15

30

45

perubahan dimensi penampang saluranmenjadi lebih lebar dari saluran sebelumnya.

Dari data kedalaman dasar saluran dapatdiketahui bahwa selama pengaliran terjadipenggerusan di sepanjang dasar saluran 2.Berikut grafik yang kami peroleh dari datapengukuran tersebut.

Gambar 3 Grafik kedalaman dasar saluranpada saluran 2 pada bagian hulu

- Kedalam dasar saluran pada saluran 3Kebalikan dari saluran 2, saluran 3 ini

bengalami perubahan dimensi dasar salurandari hilir saluran 2 yang berukuran 60 cm kehulu saluran 3 yang berukuran 40 cm. Daridata kedalaman dasar saluran dapat diketahuibahwa selama pengaliran terjadi penggerusandi sepanjang dasar saluran 3.- Kedalam dasar saluran pada saluran 4

Pada saluran 4 terjadi perubahandimensi penampang dari hilir saluran 3 yanglebarnya dasar salurannya 40 cm menuju hulusaluran 4 yang memiliki lebar dasar saluran70 cm. Serupa dengan kasus saluran 2, padasaluran ini juga terjadi ekspansi lebar dasarsaluran.

Dari data kedalaman dasar saluran dapatdiketahui bahwa selama pengaliran terjadipenggerusan di sepanjang dasar saluran 4.Adapun grafik yang kami peroleh dari datapengukuran tersebut, dapat dilihat padagambar di bawah ini.

Gambar 4 Grafik kedalaman dasar saluranpada saluran 4 pada bagian hulu

3. Angkutan sedimen dasar (qb)Dengan memperhatikan gerakan

sedimen di dasar dan melihat grafik dasarsaluran di atas, dapat kita ketahui bahwaterdapat sejumlah sedimen yang mengalir didasar saluran. Besarnya agkutan sedimenyang terjadi dipengaruhi oleh tegangan geseryang terjadi di dasar saluran. Sehingga padatiap penampang, besar angkutan dasarberbeda-beda.

Variasi tegangan geser yang terjadipada setiap penampang mempengaruhibesarnya angkutan dasar aliran. Sehingga jikadiperoleh tegangan dasar yang lebih besar daritegangan kritis sedimen maka akan terjaditransportasi sedimen. Berikut diperoleh hasilperhitungan tegangan dasar yang terjadi padasetiap penampang.- Tegangan geser dasar (τo) dan tegangan

geser kritis (τcr)Perhitungan tegangan dasar yang terjadi

di setiap penampang:

1. Penampang 1

Diketahui : ρ = 1000 kg/m3, ρs = 2560 kg/m3

ɣ = ρ.g = 1000.9,8 = 9800 kg/m3

ɣs = ρs.g = 2560.9,8 = 25088 kg/m3

v = 0,65 m/s k = 0,001

τo = k.ρ.v2

τo = (0,001) (1000) (0,65)2 = 0,4225kg/m2

Page 8: UMAR HAMZAH M

untuk menghitung tegangan geser kritisdigunakan persamaan Schoklitsch (1914) :τo cr = 0,20γ γs– γ λ’ ( / )

diketahui : ɣ = ρ.g = 1000.9,8 = 9800kg/m3

ɣs = ρs.g = 2560.9,8 = 25088 kg/m3

λ’ = 1, d = 1,345 mm

τo cr = 0,20γ γs– γ λ’ (/ )0,20(9800) 25088– 9800 (1)(0,001345) = 0,270014kg/m2

Dengan memperhatikan τo > τcr makasesuai ketentuan dapat diketahui bahwa padasaluran tersebut terjadi angkutan.

Tabel 2 Rekapitulasi hasil perhitungan tegangan geser dasar dan tegangan kritis

saluran τo (kg/m2) τcr (kg/m2) τo (lb/ft2) τcr (lb/ft2) τo - τcr1 0,4225 0,270014 0,086534115 0,055302775 0,03123132 0,208979592 0,270014 0,042802045 0,055302775 -0,0125013 0,3136 0,270014 0,064229819 0,055302775 0,0089274 0,16 0,270014 0,032770316 0,055302775 -0,022532

saluran τo (kg/m2) τcr (kg/m2) τo (lb/ft2) τcr (lb/ft2) τo - τcr1 0,4225 0,270014 0,086534115 0,055302775 0,03123132 0,183673469 0,270014 0,037618985 0,055302775 -0,0176843 0,3364 0,270014 0,068899589 0,055302775 0,01359684 0,15015625 0,270014 0,030754173 0,055302775 -0,024549

saluran τo (kg/m2) τcr (kg/m2) τo (lb/ft2) τcr (lb/ft2) τo - τcr1 0,403225 0,270014 0,082586316 0,055302775 0,02728352 0,196122449 0,270014 0,040168716 0,055302775 -0,0151343 0,345744 0,270014 0,070813376 0,055302775 0,01551064 0,16 0,270014 0,032770316 0,055302775 -0,022532cenderung mengendap

t = 30 menitketerangan

cenderung tergeruscenderung mengendap

cenderung tergeruscenderung mengendap

t = 45 menitketerangan

cenderung tergeruscenderung mengendap

cenderung tergerus

cenderung mengendap

t = 15 menitketerangan

cenderung tergeruscenderung mengendap

cenderung tergerus

Page 9: UMAR HAMZAH M

- Besar angkutan dasar (qb)Untuk mengetahui besar angkutan dasar

yang terjadi pada pada saluran yangcenderung tergerus digunakan persamaanangkutan dasar Du Boy seperti di bawah ini.

qb = , ( – )/Dimana : qb = debit angkutan dasar ( ft3/s) / ftτo & τcr = tegangan geser dasar dan tegangan

geser kritis ( lb/ft2 )d = diameter butiran ( mm)

Saluran 1 t = 15 menitDiketahui : τo = 0,086534115 lb/ft2

τcr = 0,055302775 lb/ft2

d = 1,345 mm

qb =, ( – )/

=, ( , )( , – , )( , ) /= 0,000374354 ( ft3/s) / ft

Tabel 3 Rekapitulasi hasil perhitungandebit angkutan dasar Du Boy

t = 15 menit t = 30 menit t = 45 menit1 0,000374354 0,000374354 0,0003121143 0,00007942 0,000129765 0,000152142

lama pengaliransaluran

- Besaranya pengendapanUntuk besarnya pengendapan yang

terjadi, diperoleh dari tebal sedimen yangterjadi di saluran tempat mengendap untuksetiap panjang salurannya. Untuk saluran 2dengan lebar 30 cm terjadi pengendapandengan tebal rata-rata sedimen yangmengendap 0,390 cm. Berikut contohperhitungan volumenya:Untuk saluran 2 ( lebar 30 cm )

Dik : t = 0,00390 m, l = 0,6 m, L=1,5 mAs = ( l + m.t ) t = ( 0,6 + 1 x 0,390 )

0,390 = 0,002356 m2

Qs = As x L = 0,002356 m2 x 1,5 m

= 0,003534 m3

Untuk saluran 4 ( lebar 70 cm )Dik : t = 0,01642188 m, l = 0,7 m, L=1,5 mAs = ( l + m.t ) t

= ( 0,7 + 1 x 0,01642188 ) 0,01642188= 0,0011765 m2

Qs = As x L = 0,0011765 m2 x 1,5 m=0,017647 m3

Dimana : t = tebal rata-rata sedimenterdapkan (m)

l = lebar dasar (m)L = Panjang saluran (m)

As = Luas permukaan melintangsedimen (m2)

Qs = volume sedimen (m3)PENUTUPKesimpulanBerdasarkan hasil penelitian yang telahdilakukan dapat diambil kesimpulan sebagaiberikut :1. Pengaruh lebar dasar sungai terhadap pola

aliran yang terjadi di setiap penampangadalah berubahnya kecepatan aliran untuksetiap lebar dasar yang ditentukan. Untukperubahan penampang lebar ke penampangyang lebih sempit terjadi peningkatankecepatan aliran, sedangkan untukperubahan penampang sempit kepenampang yang lebih lebar terjadipenurunan kecepatan aliran. Dengan katalain, dengan menambah ukuran lebar dasarsaluran, maka semakin kacil kecepatanaliran. Dan semakin diperkecil lebarpenampang saluran, maka kecepatan aliranakan semakin besar.

2. Kecepatan aliran pada setiap penampangmempengaruhi aliran sedimen di dasarsaluran. Dengan meningkatnya kecepatanaliran pada penampang maka transporsedimen menjadi besar. Begitu pulasebaliknya, dengan menurunnya kecepatanaliran pada penampang maka cenderungterjadi pengendapan. Hal tersebut terjadidikarenakan adanya hubungan

Page 10: UMAR HAMZAH M

perbandingan lurus antara kecepatan alirandan tegangan geser di dasar saluran.

3. Besarnya angkutan dasar berbanding lurusdengan tegangan geser dasar aliran. Yaitusemakin besar tegangan geser dasar aliranmaka semakin besar pula angkutansedimen dasar.

4. Persentase gerusan yang terjadi padasaluran 1 dan 3 dengan lebar masingmasing adalah 30 cm dan 40 cm adalah0,7878% untuk lama pengaliran 15 menit.Sedangkan persentasi pengendapan yangterjadi pada saluran 2 dan 4 yang memilikilebar masing-masing 60 cm dan 70 cm.adalah 0,79972% untuk lama pengaliran 15menit.

SaranDalam penelitian ini masih banyak

kekurangan, terutama pada terbatasnya variasiyang kami gunakan. Variasi sedimen besertagradasinya, dan variasi model dan lebarpenampang saluran yang masih kurangberagam seperti pada sungai yang sebenarnya.Sehingga hasil yang diperoleh sangat jauhdari kesempurnaan.

Dalam penjadwalan pelaksanaanpenelitian, peneliti merasa kesulitan dalamkesulitan dalam menentukan jadwal mulainyapenelitian karena padatnya jadwalpenggunaan laboratorium. Jumlah pesertapeneliti lumayan banyak sehingga digunakanrange waktu yang agak pendek untukmemulai tahapan penelitian mulai dari, tahappersiapan sampai pengambilan data.

Pemeliharaan alat-alat laboratoriumsebaiknya semakin diperhatikan demikelancaran penelitian.UCAPAN TERIMAKASIH

Puji syukur penyusun panjatkan kepadaAllah SWT. Atas segala nikmat yang telahdiberikan.Terima kasih kepada ayah dan ibuatas kasih sayangnya selama ini. Terima kasihkepada bapak Prof. Dr. Ir. H. MuhammadSaleh Pallu, M.Eng dan Bapak DR. Ir. H.

Halidin Arfan, MSc selaku pembimbing.Terimakasih kepada teman-teman yang telahmembantu dalam penyusunan tugas akhir ini.

DAFTAR PUSTAKAChow, V.T., 1995. (ed. Suyatman, dkk.),

Hidraulika Saluran Terbuka, Pen.Erlangga, Jakarta.

Cops Asisten. Edisi Kesembilan 2010.Penuntun Praktikum Hidrolika.Jurusan Sipil Fakultas TeknikUniversitas Hasanuddin.

Hanwar, S., 1999. Gerusan Lokal di SekitarAbutmen Jembatan. Tesis. UPPSUGM: Yogyakarta.

H.R. Mulyanto.,2006. Sungai Fungsi danSifat-Sifatnya. Graha Ilmu:Yogyakarta.

Kodoatie Robert,J. Edisi Revisi 2009.Hidrolika Terapan. Andi Offset:Yogyakarta.

Legono, Djoko., 2003, Jurnal FenomenaAlamiah Erosi dan SedimentasiSungai Probolinggo Hilir,Universitas Diponegoro: Semarang.

Pallu, Saleh. 2007. Diktat Kuliah MetodePenelitian Dan Penulisan Ilmiah.Teknik Sipil Universitas HasanuddinMakassar.

Pallu, Saleh., 2011. Diktat SedimentTransport. Teknik Sipil UniversitasHasanuddin Makassar.

Setyono, Ernawan., 2007. Jurnal KribImpermeabel Sebagai pelindungPada Belokan Sungai, UniversitasMuhammadiah Malang: Malang

Sjarief, Restam., 2010. Tata Ruang Air, AndiOffset : Yogyakarta.

Sosrodarsono S., 2008. Perbaikan danPengaturan Sungai, PT. TradnyaParamita: Jakarta.

Triatmodjo, B., 1993. Mekanika Fluida,Universitas Gadjah Mada,Yokyakarta.

Page 11: UMAR HAMZAH M

Triatmodjo, B.. 2003. Hidraulika I, BetaOffset: Yogyakarta.Triatmodjo, Prof Dr Ir Bambang,CES,DEA.

Revisi 2008. Hidraulika II. BetaOffset: Yogyakarta.

Yuwono Nur., 1996. Perencanaan ModelHidraulik, Universitas Gadjah Mada:Yokyakarta.