skripsi analisis laju sedimentasi dan karakteristik
Post on 05-Oct-2021
36 Views
Preview:
TRANSCRIPT
SKRIPSI
ANALISIS LAJU SEDIMENTASI DAN KARAKTERISTIK
SEDIMEN PASCA BANJIR BANDANG DI SUB DAS JENELATA KAB. GOWA
OLEH :
MUH. RIZKI MAULANA AR 105 81 2393 15 NURPATIMA
105 81 2402 15
PROGRAM STUDI TEKNIK PENGAIRAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2019
SKRIPSI
ANALISIS LAJU SEDIMENTASI DAN KARAKTERISIK SEDIMEN PASCA BANJIR BANDANG DI SUB DAS JENELATA KAB. GOWA
SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UJIAN AKHIR GUNA MEMPEROLEH GELAR SARJANA TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK PENGAIRAN
OLEH :
MUH. RIZKI MAULANA AR NURPATIMA 105 81 2393 15 105 81 2402 15
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2019
ii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah Rabbil Alamin, segala puji bagi ALLAH SWT karena
berkat limpahan rahmat, taufik serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Proposal yang berjudul “Analisis Laju Sedimentasi Dan
Karakteristik Sedimen Pasca Banjir Bandang Di Sub Das Jenelata
Kab. Gowa” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di
Jurusan Teknik Sipil Pengairan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Makassar. Salam dan shalawat senantiasa tercurahkan
kepada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW sebagai suri tauladan
untuk seluruh umat manusia.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa selesainya Proposal ini
adalah berkat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam
kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih serta penghargaan
yang setinggi - tingginya kepada :
1. Bapak Ir. Hamzah Al Imran, ST., MT selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Bapak Andi Makbul Syamsuri, ST., MT selaku Ketua Jurusan Sipil
Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak Muh. Amir Zainuddin, ST ., MT selaku Sekretaris Jurusan Sipil
Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
4. Ibu Dr.Ir. Hj. Fenty Daud S.,MT selaku Dosen Pembimbing Satu (1)
5. Ibu Dr. Ir. Nenny T Karim, ST., MT selaku Dosen Pembimbing Dua (2)
iii
6. Bapak dan Ibu Dosen serta para staf administrasi pada Jurusan
Teknik Sipil Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Makassar.
7. Kedua Orang Tua kami yang selalu memberi dukungan secara moral
maupun material dan doa kepada kami.
8. Keluarga besar Teknik Sipil B 2015 yang memberikan dukungan
kepada kami
9. “The comels” yang memberikan dukungan serta semangat agar kami
senantiasa mengerjakan skripsi kami.
10. Saudara/saudari kami di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil
Pengairan.
Serta semua pihak yang telah membantu kami. Selaku manusia
biasa tentunya kami tak luput dari kesalahan. Oleh karena itu, saran dan
kritik yang kontruktif sangat diharapkan demi penyempurnaan skripsi ini.
“Billahi Fii Sabilil Hak Fastabiqul Khaerat”.
Makassar, Oktober 2019
Tim Penulis
ANALISIS LAJU SEDIMENTASI DAN KARAKTERISTIK SEDIMEN PASCA BANJIR BANDANG DI SUB DAS JENELATA KAB. GOWA
Muh. Rizki Maulana AR1 Nurpatima2
Mahasiswa Program Studi Teknik Pengairan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Makassar
Email : rizkimaulana969@gmail.com, 4nur.fatima@gmail.com
Abstrak
Sungai adalah saluran alamiah di permukaan bumi yang menampung dan menyalurkan air hujan dari daerah yang tinggi ke daerah yang lebih rendah dan akhirnya bermuara di danau atau di laut. Di dalam aliran air terangkut juga material-material sedimen yang berasal dari proses erosi yang terbawa oleh aliran air dan dapat menyebabkan terjadinya pendangkalan akibat sedimentasi. Pada penelitian ini dilakukan untuk mengetahui laju sedimentasi pasca banjir bandang di Sub DAS Jenelata. Dalam menganalis laju sedimen melayang (suspend load) menggunakan metode USBR (Unite State Beureu Reclamation), pada penganalisaan sedimen dasar (bed load) digunakan 2 metode yaitu metode MPM (Meyer-Putter dan Muller) dan metode Einsten. Hasil penelitian menunjukkan laju sedimen melayang (suspend load) sebesar 0,0618 m3/hr dan sedimen dasar (bed load) sebesar 0,6131 m3/hr dengan karakteristik sedimen pasir sedang (Fine Sand).
Kata kunci : Sedimen dasar, karakteristik sedimen, sedimen melayang
Abstract
The river is a natural channel at the earth's surface that are accommodating and channeling rain water from the sources or upriver to the mouths or downriver where eventually flowing towards a lake or an ocean. A natural flowing watercourse transports sediment material from the erosion process that can highly lead to the silting due to sedimentation. During flash floods at Jenelata watershed in early 2019 most likely caused by heavy rain, the runoff collected in gutters and streams where they formed greater volumes. There is still limited research identifying on post-partum sedimentation in the river. Therefore, this study aims to measure the post-flood sedimentation rate at Jenelata watershed quickly after the incident occurred. This study used Unite State Beureu Reclamation method to analyze the rate of suspended load, while to analyze bed load two methods namely Meyer-Putter and Muller and Einstein method were used. The results showed that the rate of suspended load of 0.0618 m3/day and bed load at 0,6131 m3/day with characteristics of sediment is fine sand.
Keywords : Bed load, characteristics of sediment, suspended load.
iv
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ............................................................................. i
KATA PENGANTAR .......................................................................... ii
DAFTAR ISI ....................................................................................... iv
DAFTAR PERSAMAAN ..................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................ vii
DAFTAR TABEL ................................................................................ ix
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ........................................................................ 1
B. Rumusan Masalah .................................................................. 2
C. Tujuan Penelitian .................................................................... 2
D. Manfaat Penelitian .................................................................. 3
E. Batasan Masalah .................................................................... 3
F. Sistematika Penelitian ............................................................. 4
BAB II KAJIAN PUSTAKA
A. Sungai ..................................................................................... 6
B. Karakteristik Aliran Sungai ...................................................... 8
C. Gerusan .................................................................................. 13
D. Angkutan Sedimen .................................................................. 16
v
E. Saluran Terbuka ...................................................................... 22
F. Debit Saluran .......................................................................... 23
G. Pengukuran Kemiringan Dasar Saluran .................................. 25
H. Tipe Aliran ............................................................................... 26
I. Analisis Sedimen ..................................................................... 28
J. Penelitian Yang Relevan ......................................................... 39
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Lokasi Penelitian ..................................................................... 41
B. Lokasi Pengambilan Sampel ................................................... 42
C. Alat dan Bahan ........................................................................ 42
D. Prosedur Penelitian ................................................................. 43
E. Tahap Pengujian Laboratorium ............................................... 46
F. Flow Chart Penelitian .............................................................. 48
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisa Hasil Perhitungan ......................................................... 49
B. Pembahasan ............................................................................. 58
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan ............................................................................... 63
B. Saran......................................................................................... 63
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 1. Perhitungan Jari-Jari Hidrolis .......................................... 24
Persamaan 2. Perhitungan Debit ........................................................... 25
Persamaan 3. Menghitung Beda Tinggi Muka Air .................................. 25
Persamaan 4. Menghitung Kemiringan Dasar Saluran .......................... 25
Persamaan 5. Perhitungan Berat Jenis ................................................. 30
Persamaan 6. Perhitungan Berat Jenis ................................................. 30
Persamaan 7. Perhitungan W5 .............................................................. 30
Persamaan 8. Perhitungan Volume Angkutan Persatuan Waktu ......... 33
Persamaan 9. Perhitungan Intensitas Angkutan Sedimen ................... 33
Persamaan 10. Perhitungan Intensitas Pengaliran .............................. 33
Persamaan 11. Menghitung Friction Factor Angkutan.......................... 34
Persamaan 12. Menghitung Friction Factor Intensif ............................. 34
Persamaan 13. Rumus Meyer Petter dan Muller .................................. 34
Persamaan 14. Volume Angkutan ........................................................ 35
Persamaan 15. Intensitas Angkutan Sedimen...................................... 35
Persamaan 16. Intensitas Pengaliran Efektif ........................................ 36
Persamaan 17. Menentukan Friction Factor Intensif ............................ 36
Persamaan 18. Menghitung Angkutan Sedimen Metode Einsten .......... 36
Persamaan 19. Menghitung Debit Sedimen Suspensi ......................... 38
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Pola Aliran Sungai................................................................ 7
Gambar 2. Alur Morfologi Sungai ........................................................... 8
Gambar 3. Klasifikasi Aliran Pada Saluran Terbuka .............................. 9
Gambar 4. Aliran Seragam (a) dan Berubah (b) .................................... 12
Gambar 5. Siklus Terjadinya Sedimen ................................................... 17
Gambar 6. Proses Sedimentasi Normal Dan Sedimentasi Dipercepat .. 18
Gambar 7. Ragam Gerakan Sedimen Dalam Air ................................... 22
Gambar 8. Pola Perjalanan Gelombang Di Saluran Terbuka ................ 27
Gambar 9. Pembentukan Aliran Seragam Pada Saluran ....................... 28
Gambar 10. Lokasi Pengambilan Sampel Sedimen Di Bagian Hilir Sungai
Jenelata .............................................................................. 41
Gambar 11. Tampak Melintang Sungai ................................................. 41
Gambar 12. Titik Pengambilan Sampel ................................................. 42
Gambar 13. Bagan Alur Penelitian ......................................................... 48
Gambar 14. Grafik Analisa Saringan Sampel 1 ..................................... 54
Gambar 15. Grafik Analisa Saringan Sampel 2 ..................................... 54
Gambar 16. Grafik Analisa Saringan Sampel 3 ..................................... 55
Gambar 17. Grafik Analisa Saringan Sampel 4 ..................................... 56
Gambar 18. Grafik Analisa Saringan Sampel 5 ..................................... 56
Gambar 19. Grafik Analisa Saringan Sampel 6 ..................................... 57
viii
Gambar 20. Hubungan Laju Sedimen Dasar dan Laju Sedimen
Melayang ............................................................................ 59
Gambar 21. Hubungan Debit Aliran dan Kecepatan Aliran .................... 59
Gambar 22. Hubungan Debit Aliran Dan Angkutan Sedimen
Melayang ............................................................................ 60
Gambar 23. Hubungan Angka Froude dan Kecepatan Aliran ................ 60
Gambar 24. Hubungan Kecepatan Aliran dan Laju Sedimen
Melayang .......................................................................... 61
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Skala Kelas Pengelompokan Partikel oleh AGU ...................... 29
Tabel 2. Nilai Faktor Koreksi Temperatur .............................................. 31
Tabel 3. Ukuran Saringan Standar ASTM dan SI .................................. 31
Tabel 4. Analisis Debit Pengukuran Sungai Jenelata ............................ 49
Tabel 5. Hasil Analisis Angka Froude .................................................... 50
Tabel 6. Analisa Perhitungan Konsentrasi Sedimen (Cs) ...................... 51
Tabel 7. Analisa Laju Sedimen Melayang .............................................. 51
Tabel 8. Analisa Laju Sedimen Dasar Metode Meyer Petter dan
Muller .................................................................................... 52
Tabel 9. Analisa Laju Sedimen Dasar Metode Einstein ......................... 52
Tabel 10. Rekapitulasi Perhitungan Sedimen Melayang dan Sedimen
Dasar .................................................................................... 52
Tabel 11. Hasil Analisa Saringan Komulatif Lolos Saringan Sampel
1 .............................................................................................. 53
Tabel 12. Hasil Analisa Saringan Komulatif Lolos Saringan Sampel
2 .............................................................................................. 54
Tabel 13. Hasil Analisa Saringan Komulatif Lolos Saringan Sampel
3 .............................................................................................. 55
Tabel 14. Hasil Analisa Saringan Komulatif Lolos Saringan Sampel
4 .............................................................................................. 55
Tabel 15. Hasil Analisa Saringan Komulatif Lolos Saringan Sampel
5 ............................................................................................ 56
x
Tabel 16. Hasil Analisa Saringan Komulatif Lolos Saringan Sampel
6 ............................................................................................ 57
Tabel 17. Rekapitulasi Gradasi Butiran .................................................. 57
Tabel 18. Karakteristik Sedimen ............................................................ 58
Tabel 19. Hasil Pengujian dan Analisa Berat Jenis ................................ 58
Tabel 20. Hasil Perhitungan Sedimen Melayang dan Sedimen
Dasar ..................................................................................... 58
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sebagian besar hujan air hujan yang turun ke permukaan tanah,
mengalir ke tempat-tempat yang lebih rendah dan setelah mengalami
bermacam-macam perlawanan akibat gaya berat, akhirnya melimpah ke
danau atau ke laut. Sungai yang cenderung curam dan akibat besarnya
debit curah hujan mengakibatkan terjadi kenaikan muka air sungai dengan
cepat dan secara signifikan menggerus dasar sungai. Sedimen di suatu
sungai merupakan fenomena yang menarik banyak para peneliti dibidang
hidraulik, dinamika fluida, lingkungan dan hidrologi.
Sungai adalah saluran alamiah di permukaan bumi yang menampung
dan menyalurkan air hujan dari daerah yang tinggi ke daerah yang lebih
rendah dan akhirnya bermuara di danau atau di laut. Di dalam aliran air
terangkut juga material-material sedimen yang berasal dari proses erosi yang
terbawa oleh aliran air dan dapat menyebabkan terjadinya pendangkalan
akibat sedimentasi dimana aliran air tersebut akan bermuara yaitu di danau
atau di laut Sedimen yang dihasilkan oleh proses erosi dan terbawa oleh
aliran air akan diendapkan pada suatu tempat yang kecepatan alirannya
melambat atau terhenti. Peristiwa pengendapan ini dikenal dengan peristiwa
atau proses sedimentasi. Proses sedimentasi berjalan sangat komplek,
dimulai dari jatuhnya hujan yang menghasilkan energi kinetik yang
2
merupakan permulaan dari proses erosi. Begitu tanah menjadi partikel halus,
lalu menggelinding bersama aliran, sebagian akan tertinggal diatas tanah
sedangkan bagian lainnya masuk ke sungai terbawa aliran menjadi angkutan
sedimen.
Sungai Jenelata terletak di Kabupaten Gowa yang merupakan anak
Sungai Jenebarang. Aliran sungai Jeneberang membawa sedimen pada
sungai Jenelata yang memiliki kecepatan aliran cenderung lambat sehingga
semakin mudah terjadinya sedimentasi. Pada waktu tertentu seperti saat
curah hujan di Kabupaten Gowa meningkat menyebabkan peningkatan debit
aliran di sungai Jenelata yang begitu signifikan sehingga terjadi banjir yang
menyebabkan erosi pada tebing sungai Jenelata.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang penelitian diatas maka permasalahan
yang dirumuskan yaitu:
1. Seberapa besar laju sedimentasi pasca banjir di sub DAS Jenelata?
2. Bagaimana karakteristik sedimen pasca banjir di sub DAS Jenelata?
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui berapa laju sedimentasi pasca banjir di sub DAS
Jenelata.
2. Untuk mengetahui bagaimana karakteristik sedimen pasca banjir di
sub DAS Jenelata.
3
D. Manfaat Penelitian
Dalam penulisan laporan penelitian ini dikemukakan beberapa
manfaat, yaitu:
1. Bagi peneliti, Dapat bermanfaat sebagai cara mengamalkan ilmu pada
waktu kuliah dengan melakukan penelitian dalam rangka
menyelesaikan pendidikan serta memberikan pengetahuan kepada
peneliti mengenai volume sedimentasi yang terjadi di bagian hilir sungai
Jenelata
2. Bagi instansi, Diharapkan peneilitian ini dapat dijadikan referensi untuk
mengetahui seberapa besar pemanfaatan penampungan waduk yang
akan dibuat dalam proses pembangunan bendungan di sungai Jenelata
tersebut.
3. Bagi instansi, Diharapkan penelitian ini dapat dijadikan referensi bagi
peneliti lain yang akan mengangkat tema yang sama dengan sudut
pandang yang berbeda.
E. Batasan Penelitian
Agar pembahasan masalah tidak meluas, dan menyebabkan
ketidak-sesuaian dengan tujuan penelitian, maka diberikan beberapa
batasan masalah sebagai berikut:
1. Lokasi studi difokuskan pada pertemuan sungai Jeneberang dan
sungai Jenelata
2. Pengambilan data yaitu data kecepatan aliran, kedalaman aliran, dan
lebar dasar sungai.
4
3. Pengambilan data dilakukan dengan 2 segmen area yang masing-
masing berjarak 20 m, dengan masing-masing 16 patok setiap
segmennya untuk mencari nilai kecepatan dan kedalaman alirannya.
4. Pengambilan sampel dilakukan masing-masing 3 titik dlam setiap
segmennya dan dilakukan pada waktu pasang.
5. Lamanya alat ditenggelamkan dalam pengambilan sampel yaitu
selama 1 menit setiap masing-masing sampel.
6. Erosi tidak termasuk dalam objek studi penelitian ini.
F. Sistematika Penelitian
Penulisan Laporan Penelitian ini terdiri dari beberapa bab, dimana
masing-masing bab membahas masalah tersendiri, selanjutnya
sistematika laporan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN, pada bab ini menjelaskan latar belakang
penulisan laporan, maksud dan tujuan penelitian, batasan masalah
penelitian, metode penulisan dan bagaimana sistematika penulisannya.
BAB II KAJIAN PUSTAKA, pada bab ini akan dibahas mengenai
teori-teori yang mendukung dalam penyusunan penelitian ini. Berisi
mengenai definisi-definisi dan teori-teori mengenai sedimentasi dan laju
sedimentasi dari berbagai sumber.
BAB III METEDOLOGI PENELITIAN, pada bab ini menjelaskan
deskripsi hasil penelitian, analisa data penelitian, dan pembahasannya.
5
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN, pada bab ini menjelaskan
tentang gambaran umum wilayah penelitian serta membahas tentang hasil
metode analisis yang digunakan.
BAB V PENUTUP, pada bab ini mencakup hal-hal yang menjadi
kesimpulan beserta saran-saran yang terkait dengan materi penyusunan
laporan penelitian.
6
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Sungai
Sungai adalah saluran alamiah dipermukaan bumi yang
menampung dan menyalurkan air hujan dari daerah yang tinggi ke daerah
yang lebih rendah dan akhirnya bermuara di danau atau di laut. Arus air di
daerah yang tinggi atau biasa disebut dengan daerah hulu sungai
biasanya lebih deras dibandingkan dengan arus sungai di bagian yang
lebih rendah atau biasa disebut dengan daerah hilir sungai. Di dalam
aliran air terdapat material-material sedimen yang berasal dari proses
erosi yang terbawa oleh aliran air dan dapat menyebabkan terjadinya
pendangkalan akibat sedimentasi dimana aliran air tersebut akan
bermuara yaitu di danau atau di laut. Sedimen yang dihasilkan oleh
proses erosi dan terbawa oleh aliran air akan diendapkan pada suatu
tempat yang kecepatan alirannya melambat atau terhenti. Peristiwa
pengendapan ini dikenal dengan peristiwa atau proses sedimentasi.
Morfologi sungai adalah ilmu yang mempelajari tentang geometri
(bentuk dan ukuran), jenis, sifat, dan perilaku sungai dengan segala aspek
dan perubahannya dalam dimensi ruang dan waktu. Dengan demikian,
morfologi sungai ini akan menyangkut juga sifat dinamik sungai dan
lingkungannya yang saling terkait.
7
Dalam menentukan morfologi suatu sungai diperlukan data-data
geometri sungai tersebut seperti lebar sungai, kedalaman sungai,
penampang sungai, kemiringan dasar sungai ,dan koordinat lokasi sungai.
Jenis pola alur sungai antara alur sungai utama dengan cabang-
cabangnya di suatu wilayah dengan wilayah lainnya sangat bervariasi.
Adanya perbedaan pola alur sungai antara wilayah sangat ditentukan oleh
perbedaan kemiringan dan struktur batuan dasarnya. Pola alur sungai
yang umum dikenal adalah pola dendritik, radial, rectangular, trellis,
anular, dan palarel (Gambar 1). Menurut aliran airnya, sungai dibedakan
menjadi sungai permanen dan sungai non-permanen atau musiman.
Gambar 1. Pola aliran sungai (Sosrodarsono, 2008)
Morfologi sungai menggambarkan keterpaduan antara karakteristik abiotik
(fisik-hidrologi, hidrolika, sedimen transpor) dan karakteristik biotik (biologi
atau ekologi) daerah yang dilaluinya. Mangelsdorf dan Scheuemann
(1980) dalam Maryono (2005) mengusulkan empat faktor utama yang
berpengaruh terhadap pembentukan alur morfologi sungai, yaitu : tektonik,
8
geologi, iklim, dan vegetasi. Hubungan antara faktor-faktor tersebut
disajikan dalam gambar 2.
Gambar 2. Alur morfologi sungai (Maryono, 2013)
B. Karakteristik Aliran Sungai
1. Kriteria Aliran
Aliran pada saluran terbuka (sungai) dapat diklasifikasikan menjadi
berbagai tipe tergantung kriteria yang digunakan. Berdasarkan perubahan
kedalaman dan/atau kecepatan mengikuti fungsi waktu, maka aliran
dibedakan menjadi permanen (steady) dan tidak permanen (unsteady).
Sedangkan berdasarkan fungsi, maka aliran dibedakan menjadi aliran
seragam (uniform) dan tidak seragam/berubah (nonuniform or varied).
Klasifikasialiran pada saluran terbuka (sungai) dapat dilihat pada gambar
3
GEOLOGI TEKTONIK IKLIM
VEGETASI
SEDIMEN DEBIT
TAMPAK ATAS
TAMPAK MEMANJANG
TAMPAK MELINTANG
SYARAT ALAMIAH
PROSES TRANSPORT
GEOMETRI SUNGAI
9
Gambar 3. Klasifikasi aliran pada saluran terbuka (Bambang Triatmodjo, 1996)
Dari gambar 3 dapat dilihat bahwa aliran seragam dapat dibagi
berdasarkan laju perubahan kecepatan terhadap jarak, menjadi aliran
berubah lambat lanau (grdually varied flow) dan aliran berubah tiba-tiba
(rapidly varied flow).
Kriteria aliran menurut waktu dapat dibagi dalam :
a) Aliran Permanen (Steady Flow)
Apabila karakteristik fisik aliran, terutama kedalam aliran atau
kecepatan aliran tidak berubah atau dapat dianggap konstan salama
interval waktu yang ditinjau.
Aliran (Flow)
Aliran Permanen (Steady)
Aliran Tak Permanen (Unsteady)
Seragam (Uniform)
Berubah (Varied)
Seragam (Uniform)
Berubah (Varied)
Berubah Lambat Laun (Gradually)
Berubah Tiba-Tiba (Rapidly)
Berubah Tiba-Tiba (Rapidly)
Berubah Lambat Laun (Gradually)
10
b) Aliran Non Permanen (Unsteady Flow)
Apabila karakteristik fisik aliran, terutama kedalam aliran atau
kecepatan aliran berubah atau dapat dianggap tidak konstan selama
interval waktu yang ditinjau.
Sedangkan kriteria aliran menurut ruang dapat dibagi dalam :
a) Aliran Seragam (Uniform Flow)
Aliran disebut seragam apabila berbagai variabel aliran seperti
kadalaman, tampang basah, kecepatan dan debit pada setiap tampang
disepanjang aliran adalah konstan. Pada aliran seragam, garis energi,
garis muka air dan dasar saluran adalah sejajar sehingga kemiringan dari
ketiga garis tersebut adalah sama. Kedalaman air pada aliran seragam
disebut dengan kedalaman normal (yn). Untuk debit aliran dan luas
tampang lintang saluran tertentu, kedalaman normal adalah konstan
diseluruh sepanjang saluran.
Contoh aliran seragam adalah aliran melalui saluran irigasi yang
sangat panjang dan tidak ada perubahan penampang. Aliran irigasi yang
dekat bangunan irigasi tidak lagi seragam karena adanya bendungan atau
terjunan, yang menyebabkan aliran menjadi tidak seragam (Non Uniform).
b) Aliran tidak seragam atau berubah (Non Uniform Flow atau Varied
Flow)
Aliran disebut tidak seragam atau berubah (Non Uniform Flow atau
Varied Flow) apabila variabel aliran seperti kedalaman, tampang basah,
kecepatan disepanjang saluran tidak konstan.
11
Didalam aliran tidak seragam, garis tenaga tidak sejajar
disepanjang garis muka air dan dasar saluran. Contoh aliran tidak
seragam yaitu aliran yang melalui sungai atau juga saluran irigasi dekat
bangunan (bendung) atau diujung saluran. Analisa aliran tidak seragam
biasanya bertujuan untuk mengetahui profil aliran disepanjang saluran dan
sungai.
Apabila perubahan aliran terjadi pada jarak yang pendek maka
disebut aliran berubah cepat, sedangkan apabila terjadi pada jarak yang
panjang disebut aliran berubah beraturan.
1) Aliran Berubah Beraturan (Gradually Varied Flow)
Dimana parameter hidrolis (kecepatan, tampang basah) berubah
secara progresif dari satu tampang ketampang yang lain. Kecepatan aliran
disepanjang saluran dapat dipercepat atau diperlambat yang tergantung
pada kondisi saluran. Apabila di ujung hilir saluran terdapat bendung
maka akan terjadi profil muka air pembendungan dimana kecepatan aliran
akan berkurang (diperlambat). Sedangakan apabila terdapat terjunan
maka profil muka air akan menurun dan kecepatan akan bertambah
(dipercepat). Aliaran di dalam sungai biasanya termasuk dalam tipe ini.
2) Aliran Berubah Cepat (Rapidly Varied Flow)
Dimana parameter hidrolis berubah secarah mendadak dan
kadang-kadang juga tidak kontinyu (Discontinue). Contoh dari aliran ini
adalah : perubahan penampang, loncatan air, terjunan, aliran melaui
12
bangunan pelimpah dan pintu air dan sebagainya. Kehilangan tenaga
karena turbulensi.
Gambar 4. Aliran seragam (a) dan berubah (b) (Bambang Triatmodjo, 2008)
2. Aliran Dasar Sungai
Sebagian besar debit aliran seungai kecil yang masih alamiah
adalah debit aliran yang besal dari air tanah atau mata air dan debit aliran
permukaan (air hujan). Dengan demikian aliran air pada sungai kecil pada
umumnya lebih menggambarkan kondisi hujan daerah bersangkutan.
Sedangkan sungai besar, sebagian besar debit alirannya berasal dari
sungai–sungai kecil dan sungai sedang yang ada di atasnya. Sehingga
aliran di sungai besar tidak mesti menggambarkan kondisi hujan di atas
lokasi bersangkutan. Aliran pada sungai kecil terbentuk dari aliran mata air
dan air tanah, sedangkan aliaran sungai besar dibentuk dari aliran dasar
sungai-sungai kecil dan sedang di atasya.
Sungai kecil, sedang ataupun besar dasar, aliran dasar merupakan
aliran yang sangat penting yang menentukan kondisi kualitas air dan
kehidupan flora dan fauna sungai. Flora dan fauna sungai memerlukan
dasar yang relatif seimbang-dinamis serta kontinyu (keseimbangan
dinamis). Musim kemarau bisanya merupakan kondisi kritis untuk flora dan
13
fauna disebabkan karena langkahnya air baik dari dasar maupun aliran
permukaan. Stabilitas aliran dasar ini sangat ditentukan oleh kualitas
ekologi das dan daerah aliran dasar sungai yang bersangkutan. Dengan
memelihara ekologi sungai ( flora dan fauna) dan ekologi DAS, berarti
memelihara aliran dasar sungai tersebut.
C. Gerusan
Proses erosi dan deposisi di sungai pada umumnya terjadi karena
perubahan pola aliran, terutama pada sungai alluvial. Perubahan tersebut
terjadi karena adanya rintangan pada aliran sungai, berupa rintangan
bangunan sungai seperti abutment jembatan, pilar jembatan, crib sungai,
revetment dan sebagainya. Bangunan semacam ini dipandang dapat
mengubah geometri alur serta pola aliran selanjutnya diikuti dengan
terjadinya gerusan lokal di dekat bangunan (Legono: 1990).
1. Macam-macam Gerusan
Menurut Legono (1990), gerusan dibedakan menjadi:
a) Gerusan umum di alur sungai, gerusan ini tidak berkaitan sama
sekali dengan terdapat atau tidaknya bangunan sungai. Gerusan
ini disebabkan oleh energi dari aliran sungai.
b) Gerusan terlokalisir di alur sungai, terjadi karena penyempitan alur
sungai, sehingga aliran menjadi lebih terpusat.
c) Gerusan lokal disekitar bangunan, terjadi karena pola aliran lokal
disekitar bangunan sungai.
14
Gerusan dari jenis b dan c selanjutnya dapat dibedakan
menjadi gerusan dengan air bersih (clear water scour) maupun
gerusan dengan air bersedimen (live bed scour). Gerusan dengan air
bersih berkaitan dengan suatu dimana dasar sungai atau saluran di
sebelah hulu bangunan dalam keadaan diam (tidak ada material yang
terangkut) atau secara teoritik τ <τ c 0 , sedangkan gerusan dengan
air bersediman terjadi disertai dengan adanya angkutan sedimen,
akibat aliran dalam saluran yang menyebabkan material dasar
bergerak atau secara teoritik c τ >τ 0 (Legono: 1990).
2. Mekanisme Gerusan
Menurut Legono (1990), gerusan yang terjadi di sekitar
abutmen jembatan merupakan akibat dari sistem pusaran (vortex
system) yang timbul karena aliran dirintangi oleh abutment tersebut.
Sistem pusaran yang menyebabkan adanya lubang gerusan tersebut
dimulai dari sebelah hulu abutmen yaitu saat mulai munculnya
komponen aliran dari arah bawah. Selanjutnya pada bagian bawah
komponen tersebut, aliran akan berbalik arah menjadi vertikal yang
kemudian diikuti dengan terbawanya material dasar sehinggga
terbentuk aliran spiral di daerah gerusan.
Menurut Breusers dan Raudkivi (1991), proses gerusan dimulai
pada saat partikel yang terbawa bergerak mengikuti pola aliran dari
bagian hulu kebagian hilir saluran. Pada kecepatan tinggi, partikel
yang terbawa akan semakin banyak dan lubang gerusan akan
15
semakin besar baik ukuran maupun kedalamanya. Kedalaman
gerusan maksimum akan tercapai pada saat kecepatan aliran
mencapai kecepatan kritik. Berikut ini adalah hubungan antara
kedalaman gerusan terhadap waktu (gambar 1) dan hubungan antara
kedalaman gerusan dengan kecepatan geser (gambar 2).
Gambar 1. Hubungan Kedalaman Gerusan dengan Waktu
(Breusers dan Raudkivi: 1991)
Gambar 2. Hubungan Kedalaman Gerusan dengan Kecepatan Geser
(Breusers dan Raudkivi: 1991)
Dijelaskan lebih lanjut bahwa kecepatan gerusan relatif tetap
meskipun terjadi peningkatan kecepatan yang berhubungan dengan
transpor sedimen, baik yang masuk maupun yang keluar lubang
gerusan. Jadi kedalaman rata-rata gerusan pada kondisi seimbang
(eguilibrium scour dept,Ys), dengan sendirinya menjadi lebih kecil dari
kedalaman gerusan maksimum.
Menurut Larsen (1952) dalam Legono (1990), sifat alami
gerusan mempunyai fenomena sebagai berikut :
a) Besar gerusan akan sama dengan selisih antara jumlah material
yang ditranspor keluar daerah gerusan dengan jumlah material
yang ditranspor masuk kedalam daerah gerusan.
b) Besar gerusan akan berkurang apabila penampang basah
didaerah gerusan bertambah (misal: karena erosi).
16
c) Untuk kondisi aliran akan terjadi suatu keadaan gerusan yang
disebut gerusan batas, besarnya akan asimtotik terhadap waktu.
3. Awal Gerak Butiran
Menurut Ranga Raju (1986), suatu saluran terbuka yang
mempunyai sedimen lepas (loose sediment) diatur pada kemiringan
tertentu dimana aliran seragam terjadi pada debit yang berbeda.
Sebagai akibatnya, pada debit yang rendah ketika kedalaman dan
tegangan geser kecil, partikel sedimen akan berhenti dan aliran itu
sama dengan yang ada pada saluran batas kukuh. Apabila debit
secara berangsur bertambah, suatu tahap dicapai apabila sedikit
partikel pada dasar yang bergerak secara terputus-putus. Keadaan ini
dinamakan kadaaan kritis (critical condition) keadaan gerak awal
(incipent motion condition)
Selain dari batasan yang menunjukkan permulaan gerak
sedimen, keadaan kritis mempengaruhi desain saluran peka erosi
(erotible chanels) yang mengangkut air dan pada dasarnya
mempengaruhi susunan endapan lumpur di dalam waduk. Dengan
demikian ada manfaat memahami secara seksama kondisi hidraulika
yang mengawali gerak pada dasar yang mempunyai sedimen yang
diketahui karakternya.
D. Angkutan Sedimen
Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaan,
erosi parit, atau jenis erosi tanah lainnya. Sedimen umumnya mengendap
17
di bagian bawah kaki bukit, di daerah genangan banjir, saluran air, sungai,
dan waduk (Asdak, 1995).
Sedangkan sedimentasi adalah proses mengendapnya material
fragmental oleh air sebagai akibat dari adanya erosi. Proses
mengendapnya material tersebut yaitu proses terkumpulnya butir-butir
tanah yang terjadi karena kecepatan aliran air yang mengangkut bahan
sedimen mencapai kecepatan pengendapan (settling velocity). Proses
sedimentasi dapat terjadi pada lahan-lahan pertanian maupun di
sepanjang dasar sungai, dasar waduk, muara, dan sebagainya.
Gambar 5. Siklus Terjadinya Sedimen
(Sumber : Tambanga, 2008)
Berdasarkan proses terjadinya erosi tanah dan proses
sedimentasi, maka proses terjadinya sedimentasi dapat dibedakan
menjadi dua bagian yaitu:
a) Proses sedimentasi secara geologis (Normal)
Yaitu proses erosi tanah dan sedimentasi yang berjalan secara
normal atau berlangsung secara geologi, artinya proses pengendapan
yang berlangsung masih dalam batas-batas yang diperkenankan atau
18
dalam keseimbangan alam dari proses degradasi dan agradasi pada
perataan kulit bumi akibat pelapukan.
b) Proses sedimentasi dipercepat
Yaitu proses terjadinya sedimentasi yang menyimpang dari proses
secara geologi dan berlangsung dalam waktu yang cepat, bersifat
merusak atau merugikan dan dapat. mengganggu keseimbangan alam
atau kelestarian lingkungan hidup. Kejadian tersebut biasanya disebabkan
oleh kegiatan manusia dalam mengolah tanah. Cara mengolah tanah
yang salah dapat menyebabkan erosi tanah dan sedimentasi yang tinggi.
Gambar 6. Proses Sedimentasi Normal dan Sedimentasi
dipercepat (Sumber : swwtc.wsu.edu, 2000)
Menurut Soemarto 1999, sebagai akibat dari adanya erosi,
sedimentasi memberikan beberapa dampak, yaitu:
a) Di sungai
Pengendapan sedimen di dasar sungai yang menyebabkan
naiknya dasar sungai, kemudian mengakibatkan tingginya muka air
sehingga berakibat sering terjadi banjir.
19
b) Di saluran
Jika saluran irigasi dialiri air yang penuh sedimen, maka akan
terjadi pengendapan sedimen di saluran. Tentu akan diperlukan biaya
yang cukup besar untuk pengerukan sedimen tersebut dan pada
keadaan tertentu pelaksanaan pengerukan menyebabkan terhentinya
operasi saluran
c) Di waduk
Pengendapan sedimen di waduk akan mengurangi volume
efektif waduk yang berdampak terhadap berkurangnya umur rencana
waduk.
d) Di bendung atau pintu-pintu air
Pengendapan sedimen mengakibatkan pintu air kesulitan
dalam mengoperasikan pintunya, mengganggu aliran air yang lewat
melalui bendung atau pintu air, dan akan terjadi bahaya penggerusan
terhadap bagian hilir bangunan jika beban sedimen di sungai berkurang
karena telah mengendap di bagian hulu bendung, sehingga dapat
mengakibatkan terangkutnya material alas sungai.
1. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sedimentasi
Proses terjadinya sedimentasi merupakan bagian dari proses erosi
tanah. Timbulnya bahan sedimen adalah sebagai akibat dari erosi tanah
yang terjadi. Proses erosi dan sedimentasi di Indonesia yang lebih
berperan adalah faktor air, sedangkan faktor angin relatif kecil. Faktor-
faktor yang mempengaruhi sedimentasi yaitu :
20
a) Iklim
b) Tanah
c) Topografi
d) Tanaman
e) Macam penggunaan lahan
f) Kegiatan manusia
g) Karakteristik hidrolika sungai
h) Karakteristik penampung sedimen, check dam, dan waduk
i) Kegiatan gunung berapi
2. Mekanisme Pengangkutan Sedimen
Mekanisme pengangkutan butir-butir tanah yang dibawah dalam
air yang mengalir dapat digolongkan menjadi beberapa bagian sebagai
berikut :
a) Wash Load Movement
Butir-butir tanah yang sangat halus berupa lumpur yang bergerak
bersama- sama dalam aliran air, konsentrasi sedimen merata di semua
bagian pengaliran. Bahan wash load berasal dari pelapukan lapisan
permukaan tanah yang menjadi lepas berupa debu-debu halus selama
musim kering. Debu halus ini selanjutnya dibawa masuk ke saluran atau
sungai baik oleh angin maupun oleh air hujan yang turun pertama pada
musim hujan, sehingga jumlah sedimen pada awal musim hujan lebih
banyak dibandingkan dengan keadaan yang lain.
b) Suspended Load Movement
21
Butir-butir tanah bergerak melayang dalam aliran air. Gerakan
butir-butir tanah ini terus menerus dikompresir oleh gerak turbulensi aliran
sehingga butir-butir tanah bergerak melayang di atas saluran. Bahan
suspended load terjadi dari pasir halus yang bergerak akibat pengaruh
turbulensi aliran, debit, dan kecepatan aliran. Semakin besar debit, maka
semakin besar pula angkutan suspended load.
c) Saltation Load Movement
Pergerakan butir-butir tanah yang bergerak dalam aliran air antara
pergerakan suspended load dan bed load. Butir-butir tanah bergerak
secara terus menerus meloncat-loncat (skip) dan melambung (bounce)
sepanjang saluran tanpa menyentuh dasar saluran. Bahan-bahan
saltation load terdiri dari pasir halus sampai dengan pasir kasar.
d) Bed Load Movement
Merupakan angkutan butir-butir tanah berupa pasir kasar (coarse
sand) yang bergerak secara menggelinding (rolling), mendorong dan
menggeser (pushing and sliding) terus menerus pada dasar aliran yang
pergerakannya dipengaruhi oleh adanya gaya seret (drag force) aliran
yang bekerja di atas butir-butir tanah yang bergerak.
22
Gambar 7. Ragam Gerakan Sedimen dalam Air (Sumber : Aditya, 2003)
E. Saluran Terbuka
Saluran terbuka adalah saluran yang mengalirkan air dengan
suatu permukaan bebas. Saluran terbuka menurut asalnya dibedakan
menjadi dua macam yaitu saluran alam (natural channels) dan saluran
buatan (artificial channels) (Anggrahini, 2005).
Saluran alam (natural channels) merupakan saluran yang
terbentuk menurut proses alamiah dan tidak mengalami perubahan
yang berarti oleh manusia. Saluran-saluran yang termasuk kedalam
jenis ini adalah saluran-saluran kecil, sungai-sungai kecil maupun besar
dan muara-muara sungai yang di pengaruhi oleh pasang surut air laut.
Sedangkan saluran buatan (artificial channels) adalah semua saluran
yang dibuat oleh manusia, meliputi saluran irigasi, saluran pembangkit
listrik, saluran drainase dan lain-lain (Anggrahini, 2005).
23
Sifat-sifat dari bagian-bagian geometri penampang saluran
seluruhnya ditentukan oleh bentuk geometri dari saluran dan
kedalaman aliran. Definisi dari beberapa bagian geometri penampang
saluran adalah sebagai berikut:
a) Kedalaman aliran, h (depth of flow) adalah jarak vertikal dari titik
yang terendah dari penampang saluran sampai ke permukaan air.
b) Lebar permukaan, T (top width) adalah lebar penampang saluran
pada permukaan aliran (permukaan bebas).
c) Luas penampang aliran atau penampang basah, A (flow area)
adalah luas penampang aliran yang diambil tegak lurus arah aliran.
d) Keliling basah, P (wetted perimeter) adalah panjang garis
pertemuan antara cairan dan batas penampang melintang saluran
yang tegak lurus arah aliran.
e) Jari-jari hidrolik, R (hidraulic radius) adalah perbandingan antara
luas penampang basah dan keliling basah atau R= A/P.
F. Debit Saluran
Debit adalah volume aliran yang mengalir melalui suatu
penampang melintang saluran per satuan waktu. Biasanya dinyatakan
dalam satuan meter kubik perdetik (m3/dt) atau liter perdetik (l/dt). Debit
ssaluran akan berubah-ubah menurut waktu (Soewarno, 1991).
Pengukuran debit harus dilakukan pada lokasi yang
memudahkan pelaksanaan dimana aliran airnya tenang dan tidak
banyak gangguan baik berupa vegetasi maupun bangunan utilitas
24
lainnya dan dilakukan pada lokasi yang sama dengan pengukuran
sedimen terapung, untuk mendapatkan hubungan antara angkutan
sedimen terapung dan debit aliran saluran. Pengukuran debit aliran
saluran diawali dengan pengukuran luas tampang melintang saluran.
Pada titik yang sama dilakukan pengukuran kecepatan aliran sehingga
debit aliran saluran dapat diketahui.
Cara pengukuran debit yang digunakan adalah metode luas
kecepatan. Pada metode ini debit dari suatu tampang lintang saluran
dihitung dengan cara mengukur atau menghitung luas tampang basah
saluran dan kecepatan rerata. Kecepatan rerata didapat dari hasil
pengukuran dengan menggunakan current meter pada titik tertentu
sepanjang tampang yang dikehendaki.
Untuk mengetahui luas penampang basah dan keliling
penampang basah dapat dicari dengan menggunakan aplikasi Microsoft
Excel, sehingga nilai jari-jari hidrolis dapat dicari yakni :
𝑅 = 𝐴
𝑃 ............................................................................ (1)
dengan :
A = luas penampang basah (m2),
P = keliling penampang basah (m)
R = jari-jari hidrolis (m),
Parameter yang penting dalam menghitung besarnya debit
suatu aliran adalah luas penampang (A) dan kecepatan aliran (V),
setelah kedua parameter tersebut diketahui barulah dapat dicari
25
besarnya debit aliran saluran. Sehingga persamaan yang digunakan
untuk menghitung debit aliran saluran adalah (Soewarno,1991) :
𝑄 = (Ʃ𝑎 𝑥 Ʃ𝑣) ................................................................ (2)
Dengan :
Q = debit (m3/dt),
a = luas bagian penampang basah (m2),
v = kecepatan aliran (m/dt).
G. Pengukuran Kemiringan Dasar Saluran
Pengukuran kemiringan dasar saluran pada penelitian ini
menggunakan data hasil pengukuran dilapangan yang menggunakan
selang ukur. Dimana persamaan yang digunakan untuk mencari
kemiringan yaitu :
Mencari beda tinggi muka air dapat di cari dengan Persamaan berikut :
∆h = h̅1 − h̅2................................................................. (3)
Setelah Δh didapatkan, maka kemiringan dasar saluran dapat
dihitung dengan persamaan berikut yaitu:
𝐼 = 𝛥ℎ / 𝐿 ................................................................ (4)
dengan :
L = Panjang bagian saluran (m),
h1 = Elevasi dasar saluran di hulu (m),
h2 = Elevasi dasar saluran di hilir (m),
Δh = Beda tinggi muka air (m),
I = Kemiringan dasar saluran.
26
H. Tipe Aliran
1. Bilangan Froude
Berdasarkan gaya berat terhadap inersia, aliran dapat merupakan
aliran sub kritis, kritis dan super kritis. Ketiganya dipengaruhi oleh
bilangan Froude yang merupakan fungsi dari kecepatan (V) dan
kedalaman aliran (h). Perbandingan gaya inersia dengan berat suatu
aliran disebut bilangan Froude.
Ada tiga macam aliran (Rinaldi, 2002:20) sebagai berikut :
1. Aliran Sub Kritis
Aliran dikatakan sub kritis apabila lebih besar dari pada gaya inersia,
sehingga air akan mengalir dengan kecepatan rendah.
Pada aliran sub kritis 𝑉 < √𝑔. ℎ dan 𝐹𝑟 < 1
Dalam mekanisme gelombang √𝑔. ℎ dapat disamakan dengan
kecepatan perambatan gelombang dangkal. Jika 𝑉 = √𝑔. ℎ maka
kecepatan perambatan gelombang akan lebih besar dari pada
kecepatan rata-rata aliran, sehingga gelombang dapat begerak kearah
hulu.
2. Aliran Super Kritis
Aliran dikatakan super kritis apabila gaya berat sangat lemah bila
dibandingkan dengan gaya inersia, sehingga air akan mengalir
dengan kecepatan tinggi.
Pada aliran super kritis 𝑉 > √𝑔. ℎ dan 𝐹𝑟 > 1
27
Jika 𝑉 > √𝑔. ℎ maka kecepatan perambatan gelombang akan hanya
lebih kecil dari pada kecepatan aliran rata-rata aliran, sehingga
gelombang hanya bergerak kearah hilir.
3. Aliran kritis
Antara keadaan sub kritis dan super kritis terdapat keadaan kritis
Pada aliran kritis 𝑉 = √𝑔. ℎ dan 𝐹𝑟 = 1
Jika 𝑉 = √𝑔. ℎ maka kecepatan perambatan gelombang sama dengan
kecepatan rata-rata aliran, sehingga tidak ada pergerakan gelombang.
Kedalaman pada keadaan kritis disebut kedalaman kritis.
Gambar 8. Pola perjalanan gelombang di saluran terbuka (sumber : Bambang Triatmodjo, 2008)
Pada gambar 4. diperlihatkan suatu saluran panjang dengan tiga jenis
kemiringan : sub kritis, kritis dan super kritis. Pada kemiringan sub kritis
permukaan air di zona peralihan tampak bergelombang. Aliran dibagian
tengah saluran bersifat seragam namun kedua ujungnya bersifat berubah.
Pada kemiringan kritis permukaan air dari aliran kritis ini tidak stabil.
Dibagian tengah dapat terjadi gelombang tetapi kedalaman rata-rata
konstan dan alirannya dapat dianggap seragam. Pada kemiringan sub
28
kritis permukaan air beralih dari keadaan sub kritis menjadi super kritis
setelah melalui terjunan hidrolik lambat laun. Dibagian hilir zona peralihan
aliran mendekati seragam. Kedalaman aliran seragam disebut kadalaman
normal (normal depth). Pada Gambar 5 tersebut, garis panjang terputus-
putus menyatakan garis kedalaman normal, disingkat dengan G.K.N dan
garis pendek terputus-putus atau garis titik-titik menyatakan garis
kedalaman kritis atau G.K.K.
Panjang zona peralihan tergantung pada debit dan keadaan fisik saluran,
seperti keadaan tempat pemasukan air, bentuk kemiringan dan
kekasarannya.
Gambar 9. Pembentukan aliran seragam pada saluran (sumber : Ven Te Chow.,EV.Nnsi Rosalina, 1989)
I. Analisis Sedimen
Analisis sedimen yang dimaksud di sini meliputi ukuran (size)
dan berat jenis kering (bulk density).
29
a. Ukuran Partikel (Particle Size)
Partikel-partikel sedimen akan memiliki bentuk yang tidak teratur.
Oleh karena itu setiap panjang dan diameter akan memberikan ciri
kepada bentuk kelompok butiran. Secara garis besar skala butiran
adalah sebagai berikut :
1. Brangkal (Boulders) : 4000 – 250 mm
2. Krakal (Cobbles) : 250 – 64 mm
3. Krikil (Gravel) : 64 – 2 mm
4. Pasir (Sand) : 2000 – 62 µ
5. Lanau (Silt) : 62 – 4 µ
6. Lempung (Clay) : 4 – 0.24 µ
Tabel 1 Berikut memperlihatkan skala kelas pengelompokan
partikel yang diusulkan oleh Persatuan Geofisika Amerika (American
Geophysical Union).
Tabel 1. Skala kelas pengelompokan partikel yang diusulkan oleh AGU
Ukuran Kelas
Milimeter Mikron Inchi 4000 – 2000 160 – 80 Berangkal sangat besar 2000 – 1000 80 – 40 Berangkal besar 1000 – 500 40 – 20 Berangkal sedang 500 – 250 20 – 10 Berangkal kecil 250 – 130 10 – 5 Kerakal besar 130 – 64 5 – 2,5 Kerakal kecil 64 – 32 2,5 – 1,3 Kerakal sangat berkwarsa 32 – 16 1,3 – 0,6 Kerikil berkwarsa 16 – 8 0,6 – 0,3 Kerikil sedang 8 – 4 0,3 – 0,16 Kerikil halus 4 – 2 0,16 – 0,08 Kerikil sangat halus 2 – 1 2000 – 1000 Pasir sangat berkwarsa
1 – 0,5 1000 – 500 Pasir berkwarsa
30
0,5 – 0,25 500 – 250 Pasir sedang 0,25 – 0,125 250 – 125 Pasir halus
0,125 – 0,062 125 – 62 Pasir sangat halus 0,062 – 0,031 62 – 31 Lanau berkwarsa 0,031 – 0,016 31 – 16 Lanau sedang 0,016 – 0,008 16 – 8 Lanau halus 0,008 – 0,004 8 – 4 Lanau sangat halus 0,004 – 0,002 4 – 2 Lempung berkwarsa 0,002 – 0,001 2 – 1 Lempung sedang
0,001 – 0,0005 1 – 0,5 Lempung halus 0,0005 – 0,00025 0,5 – 0,24 Lempung sangat halus
(Sumber : Priyantoro, 1987)
b. Berat Jenis ( Specific gravity )
Berat jenis (Specific gravity) adalah perbandingan antara berat
volume butiran (γs) dengan berat volume air (γw) pada volume yang
sama.
𝐺𝑥 =𝛾𝑠
𝛾𝑤=
𝜌𝑠
𝜌𝑤 ............................................................... (5)
Gs tidak berdimensi, secara tipikal berat jenis berbagai jenis
tanah berkisar antara 2,65 sampai 2,75. (Hary, 2010). Untuk mencari
nilai berat jenis melalui pengujian laboratorium digunakan persamaan :
𝐺𝑥 =(𝑊2−𝑊1)
(𝑊5−𝑊1)−(𝑊3−𝑊2) ..................................................... (6)
𝑊5 = 𝑊4 𝑥 𝑘 .................................................................. (7)
dengan :
W1 = berat piknometer
W2 = berat piknometer + sampel
W3 = berat piknometer + sampel + air
W4 = berat piknometer + air
W5 = berat piknometer + air terkoreksi
31
k = faktor koreksi temperatur
Adapun nilai faktor koreksi temperatur dapat dilihat pada Tabel 3
dibawah ini:
Tabel 2. Nilai faktor koreksi temperature
T (oC) 18 19 20 21 22 23 24 K 1.0016 1.0014 1.0012 1.0010 1.0007 1.0005 1.0003
T (oC) 25 26 27 28 29 30 31 K 1.0000 0.9997 0.9995 0.9992 0.9989 0.9986 0.9983
(Sumber: Anonim, 2012)
1. Analisis Saringan Butiran
Analisa ukuran butiran atau penentuan ukuran butiran berarti
memisahkan/ mengelompokkan tanah berdasarkan perbedaaan fraksi
(butiran). Perbedaaan fraksi tersebut dinyatakan dalam persentase dan
berat kering total. Metode yang umum dan paling banyak digunakan
dalam menganalisa ukuran butiran ini adalah analisis ayakan.
Digunakan satu set saringan, baik dengan menggunakan
standar ASTM (inch) atau SI (mm). Tabel 3 dibawah ini memberikan
berbagai ukuran saringan baik dalam standar ASTM (American Society
for Testing and Material) maupun SI (Standar Internasional).
Tabel 3. Berbagai ukuran saringan dalam standar ASTM dan SI
No. Saringan
ASTM SI Ditandai Lubang Ditandai Lubang
(Inchi) (mm) (mm) - 2 50,80 50 mm 50,00 - 1.5 38,10 40 mm 40,00 - ¾ 19,00 20 mm 20,00 - 3/8 9,51 10 mm 10,00 - 4 4,76 4,75 mm 4,75 - 7 2,83 2,80 mm 2,80
32
10 1 2,00 2,00 mm 2,00 14 14 1,41 1,40 mm 1,40 16 16 1,19 1,18 mm 1,18 18 18 1,00 1,00 mm 1,00 20 - - 0,85 mm 0,85 30 30 0,595 600 μ 0,60 35 35 0,500 500 μ 0,50 40 40 0,420 425 μ 0,425 45 45 0,354 355 μ 0,355 60 60 0,250 250 μ 0,250 70 70 0,210 212 μ 0,212 80 80 0,177 180 μ 0,180
100 100 0,149 150 μ 0,150 120 120 0,125 125 μ 0,125 140 - - 106 μ 0,106 170 170 0,088 90 μ 0,090 200 200 0,074 75 μ 0,075 325 325 0,044 45 μ 0,045 (Sumber: Anonim,1998)
2. Angkutan Dasar (Bed Load)
Angkutan dasar (bed load) adalah partikel yang bergerak pada
dasar saluran dengan cara berguling, meluncur dan meloncat. Muatan
dasar saluran keadaanya selalu bergerak, oleh sebab itu pada
sepanjang aliran dasar saluran selalu terjadi proses degradasi dan
agradasi yang disebut sebagai “alterasi dasar saluran”. Beberapa
formulasi untuk menghitung jumlah muatan dasar telah dikembangkan
oleh beberapa peneliti dari tahun ke tahun.
Dalam perhitungan angkutan sedimen, kesukarannya adalah
tidak adanya aturan yang pasti sehingga kita hanya mengikuti saran
dan aturan-aturan yang telah dilakukan oleh para peneliti sebelumnya.
33
Berikut metode pendekatan empirik yang sering digunakan dalam
memprediksi laju angkutan dasar (bed load) (Priyantoro, 1987).
a. Metode Meyer-Petter dan Muller
M.P.M (1948) melakukan percobaan beberapa kali pada flume
dengan coarse-sand dan menghasilkan hubungan empiris antara ф dan
Ψ’ sebagai berikut:
𝑄𝑏 = ф (𝑔. 𝛥. 𝐷𝑚2)1/2 ................................................... (8)
Ф = (4𝛹’ − 0,188)3/2 ................................................. (9)
dengan :
Qb = volume angkutan persatuan waktu (m3/dt/m),
Ф = intensitas angkutan sedimen,
g = gravitasi (m/dt2),
Δ = rasio perbandingan antara rapat massa butiran dengan
rapat massa air (Δ = (ρs – ρw) /ρw),
Dm = diameter efektif = D50 – D60 (m),
Ψ = intensitas pengaliran,
ρs = rapat massa butiran (kg/m3),
ρw = rapat massa air (kg/m3).
Intensitas pengaliran dirumuskan sebagai berikut :
𝜑 =𝜇 𝑥 𝑔 𝑥 𝑅 𝑥 𝐼
∆ 𝑥 𝐷𝑚 ...................................................(10)
dengan :
Ψ = intensitas pengaliran,
µ = ripple factor = (C/C’)3/2,
34
R = jari-jari hidrolis (m),
I = kemiringan dasar saluran,
Dm = diameter butiran efektif = D50 – D60 (m),
C = friction factor angkutan,
C’ = friction factor intensif.
Sedangkan untuk mencari friction factor angkutan (C) dan
friction factor intensif (C’) adalah :
𝐶 = 𝑉
√𝑅 𝑥 𝐼 .................................................................. (11)
𝐶′ = 18 𝐿𝑜𝑔 𝑥 12 𝑥 𝑅
𝐷90 .................................................... (12)
dengan :
V = kecepatan rerata (m/dt),
R = jari-jari hidraulik (m),
I = kemiringan dasar saluran,
D90 = diameter butiran lolos saringan 90%.
Dengan demikian jumlah sedimen yang terangkut permeter persatuan
waktu dapat dihitung dengan rumus :
𝑆 = (Φ(𝑔. Δ. 𝐷553)
1 2⁄) .......................................................... (13)
dengan :
Ф = intensitas angkutan sedimen,
g = percepatan gravitasi (9,81 m/dt2),
Δ = rasio perbandingan antara rapat massa butiran dengan
rapat massa air,
35
D55 = diameter butiran lolos saringan 55% (mm).
b. Metode Einstein
Einstein (1950) menetapkan persamaan muatan dasar sebagai
persamaan yang menghubungkan material dasar dengan pengaliran
setempat (local flow). Persamaan itu menggambarkan keadaan
seimbang dari pada pertukaran butiran dasar antara lapisan dasar (bed
layer) dan dasarnya. Einstein menggunakan D=D35 untuk parameter
angkutan, sedangkan untuk kekasaran digunakan D=D65. Hubungan
antara kemungkinan butiran akan terangkut dengan intensitas angkutan
dasar dijabarkan sebagai berikut :
𝑄𝑏 = Ф(𝑔 𝑥 ∆ 𝑥 𝐷353)
1 2⁄ ............................................... (14)
Ф = 0,044638 + 0,36249φ′ − 0,226795𝜑′2+ 0,036𝜑′3 ... (15)
dengan :
Qb = volume angkutan (m3/dt/m),
Ф = intensitas angkutan sedimen,
g = percepatan gravitasi (9,81 m/dt2),
Δ = rasio perbandingan antara rapat massa butiran dengan
rapat massa air= (ρs – ρw)/ ρw,
D35 = diameter butiran lolos saringan 35%,
Ψ’ = intensitas pengaliran efektif ,
ρs = rapat massa butiran (kg/m3),
ρw = rapat massa air (kg/m3).
36
Intensitas pengaliran efektif dirumuskan sebagai berikut :
(Priyantoro,1987)
𝜑′ =𝜇 𝑥 𝑅 𝑥 𝐼
∆ 𝑥 𝐷35 ............................................................... (16)
dengan :
Ψ’ = intensitas pengaliran efektif,
Δ = rasio perbandingan antara rapat massa butiran dengan
rapat massa air,
µ = ripple factor = (C/C’)3/2,
R = jari-jari hidrolik (m),
I = kemiringan dasar sungai,
D35 = diameter butiran lolos saringan 35% (mm).
Sedangkan untuk mencari friction factor angkutan (C) sama
seperti rumus M.P.M dan friction factor intensif (C’) adalah :
𝐶′ = 18 𝐿𝑜𝑔 𝑥 12 𝑥 𝑅
𝐷65 ...................................................... (17)
dengan :
R = jari-jari hidrolik (m),
I = kemiringan dasar sungai,
D65 = diameter butiran lolos saringan 65% (mm).
Dengan demikian jumlah sedimen yang terangkut permeter persatuan
waktu dapat dihitung dengan rumus :
𝑆 = (Φ(𝑔. Δ. 𝐷353)
1 2⁄) .......................................................... (18)
Dengan :
37
Ф = intensitas angkutan sedimen,
g = percepatan gravitasi (9,81 m/dt2),
Δ = rasio perbandingan antara rapat massa butiran dengan
rapat massa air,
D35 = diameter butiran lolos saringan 35% (mm).
3. Angkutan Melayang (Suspended Load)
Sedimen layang adalah partikel butiran yang bergerak
melayang di atas dasar saluran terbawa bersama aliran air. Laju
sedimen layang sangat dipengaruhi oleh laju erosi lahan di bagian hulu
daerah aliran salurannya. Pada daerah hilir keberadaan sedimen
layang akan menimbulkan dampak negatif seperti penurunan kualitas
air, pendangkalan saluran, pengurangan kapasitas waduk dan lain
sebagainya.
Muatan layang (suspended load) adalah partikel yang bergerak
dalam pusaran aliran yang cenderung terus menerus melayang
bersama aliran. Ukuran partikelnya lebih kecil dari 0,1 mm. Berikut
metode yang digunakan untuk menghitung muatan layang (Suspended
load).
a. Metode USBR
Untuk menghitung muatan layang dengan Metode USBR
(United State Beureu Reclamation) diperlukan pengukuran debit air
(Qw) dalam m3/det, yang dikombinasikan dengan konsentrasi sedimen
38
(C) dalam mg/lt, yang menghasilkan debit sedimen dalam ton/hari
dihitung menggunakan persamaan berikut (Soewarno,1991) :
Qs = 0,0864.C. Qw ....................................................... (19)
Dengan :
Qs = debit sedimen suspensi (ton/hari),
C = konsentrasi sedimen suspensi (mg/liter),
Qw = debit aliran (m3/dt),
0,0864 = merupakan faktor perubahan unit.
Berdasarkan pertimbangan bahwa fluktuasi aliran dari tahun ke
tahun berbeda maka hubungan antara debit aliran saluran hasil
pengukuran dengan muatan sedimen layang yang berasal dari sampel
sebenarnya merupakan korelasi antara kedua faktor pada saat
pengukuran. Laju erosi berubah dan tidak sama untuk setiap hujan
karena tergantung pada intensitas curah hujan, keadaan tanah, serta
pertumbuhan tanamannya.
Bagian-bagian tertentu dari suatu ruas saluran mungkin lebih
peka terhadap erosi dari pada bagian-bagian lainnya, sehingga muatan
sedimen yang lebih besar dapat diharapkan bila curah hujan terpusat
pada daerah tersebut. Secara tidak langsung aliran sungai yang sudah
di Bendung dan masuk melalui Intake akan mempengaruhi pula volume
sedimen layang pada saluran primer. Hal ini menunjukan bahwa laju
angkutan sedimen terapung dan laju aliran sungai tidak selamanya
berkorelasi langsung.
39
J. Penelitian Yang Relevan
NO PENELITI JUDUL TUJUAN VARIABEL
YANG DITELITI
VARIABEL YANG BELUM
DITELITI
METODE PENELITIAN
1
Muhammad Chairul Fahmi
Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Jeneberang Kota Makassar-Sulawesi Selatan
Untuk mengetahui pengelolaan aliran sungai Jeneberang dan kondisi geologi di wilayah Daerah Aliran Sungai Jeneberang
Daerah Aliran Sungai
2
Astika Murni Lubis
Analisis Sedimentasi di Sungai Way Besar
Untuk mengetahui sedimen dasar dan sedimen layang yang terangkut di sepanjang aliran sungai Way Besar
Suspended Load dan Bed Load
Analisis data tutupan lahan dan curah hujan terbaru
3
Nur Khuzaimah
HR
Studi Penyebaran Sedimen di Muara Sungai Jeneberang
Mengetahui jenis sedimen dasar muara sungai Jeneberang berdasarkan d50 dan penyebarannya
Sampel sedimen dasar
Perubahan morfologi pantai disekitar muara akibat sedimentasi
4 Siti Riskiyanti
Hakim
Studi Laju Sedimentasi Waduk Bili-Bili Pasca Pengembangan
Untuk mengetahui volume endapan di DAM dan untuk memahami laju
Volume endapan sedimen dan laju
Pengukuran situasi areal waduk dan volume
40
Bangunan Penahan Sedimen
sedimentasi di Waduk Bili-Bili pasca pembangunan pengendali sedimen di hulu sungai Jeneberang
sedimentasi sedimen yang diplotkan secara grafis menggunakan aplikasi CAD
5 Farida Gaffar,
Fauzan Hamdi
Pengaruh Besarnya Sedimentasi Terhadap Kecepatan Arus Sungai di Muara Sungai Jeneberang
Untuk mengetahui pengaruh sedimen terhadap kecepatan arus pada muara sungai Jeneberang
Sedimen
6
Ajiz Muhammad
Khaerul
Analisis Laju Sedimentasi di Bendungan Ponre-Ponre dan Estimasi Umur Layanan Waduk
Untuk mengetahui laju sedimentasi di Bendungan Ponre-Ponre
Volume sedimen, laju sedimen, dan umur layanan waduk
Curah hujan yang berkaitan dengan debit sungai
7
Fasdarsyah
Analisis Karakteristik Sedimen Dasar Sungai Terhadap Parameter Kedalaman
Untuk mengetahui karakter butiran sedimen dalam rangka mengevaluasi suatu formulasi kekasaran saluran
Kekasaran hidraulik, diameter butiran, dan kedalaman.
41
00.20.40.60.8
11.21.41.61.8
22.22.42.6
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Ked
alam
an A
liran
( m
)
Lebar sungai (m)
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada daerah anak Sungai Jeneberang
yaitu pada bagian hilir sungai Jenelata Kec. Manuju Kab. Gowa provinsi
Sulawesi Selatan. Sungai ini berada di wilayah Desa Moncongloe
Kecamatan Manuju. Secara geografis terletak 5o 17’24,02” LS dan 119o
36’ – 119o 34’46,75” BT, dengan panjang sungai 50 meter.
Gambar 10. Lokasi pengambilan sampel sedimen di bagian hilir Sungai
Jenelata (Tampak memanjang)
Gambar 11. Tampak Melintang sungai
42
B. Lokasi Pengambilan Sampel
Di bagian hilir sungai Jenelata dibagi menjadi 2 potongan
melintang, yang masing-masing dalam setiap potongannya dibagi menjadi
3 titik pengambilan sampel yaitu tepi, tengah, dan tepi. Jarak antar
potongan melintang yaitu 20 meter.
Gambar 12. Lokasi pengambilan sampel.
C. Alat Dan Bahan
1. Alat
Alat yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah :
1) Current meter, untuk mengukur kecepatan aliran.
2) Meter lipat untuk mengukur kedalaman air, lebar dasar sungai,
dan panjang sungai Jenelata
3) Tali tukang untuk menentukan titik pengamatan
4) Botol pengambil material sedimen
5) Stopwatch
6) Kamera handphone untuk pengambilan foto dokumentasi
7) Patok
8) Sieve shaker
9) Satu set saringan
43
10) Termometer
11) Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram
12) Peralatan tulis, papan ujian, dan form penelitian untuk mencatat
data pengukuran dan data pengujian di laboratorium yang
diperlukan.
2. Bahan
1) Material sedimen (bed load) di bagian hilir Bendung Bissua
2) Sampel air dan material sedimen melayang (suspended load) di
bagian hilir Bendung Bissua
3) Air suling yang digunakan pada percobaan uji berat jenis.
D. Prosedur Penelitian
1. Tahap Persiapan
Untuk memperlancar penelitian, dilakukan beberapa tahapan
persiapan di lokasi penelitian, antara lain :
a) Pemeriksaan alat-alat yang akan dipergunakan, apakah dalam
kondisi baik dan lengkap.
b) Pembersihan alur saluran dari tanaman atau segala sesuatu yang
menghambat jalannya penelitian.
2. Tahap Pegumpulan Data
Untuk keperluan analisis perlu dicari data yang merupakan
variabel dalam pemecahan masalah.
1) Data primer yakni data sedimen berupa suspended load dan
bedload yang diambil pada lokasi penelitian, data debit aliran,
kecepatan aliran, kedalaman aliran, lebar dasar sungai, kemiringan
44
dasar sungai, dan data karakteristik sedimen yang diperoleh pada
praktikum laboratorium.
2) Data sekunder yakni data yang berhubungan dengan penelitian
yang dilakukan. Pengambilan data sekunder diperoleh
berdasarkan acuan dan literatur yang dikumpulkan dan
berhubungan dengan materi penelitian, karya tulis ilmiah yang
berhubungan dengan penelitian. Data-data yang diperlukan
meliputi data debit aliran, kemiringan dasar sungai, serta peta
lokasi penelitian. Data diperoleh dari Balai Besar Wilayah Sungai
(BBWS) Pompengan Jeneberang.
3. Tahap Pengukuran
Tahapan pengukuran dilakukan dengan cara merawas. Merawas
dilaksanakan apabila keadaan alur dan kecepatan aliran saluran
memungkinkan untuk disebrangi langsung dengan cara merawas. Cara
pengukuran merawas ini mempunyai keuntungan dapat memilih
penampang melintang yang terbaik untuk pengukuran (Soewarno, 1991).
Adapun tahapan pengukuran anatara lain :
1) Pengukuran lebar aliran
Pengukuran lebar aliran sungai diukur dengan menggunakan
meteran, dengan cara membentangkan meteran pada sisi kanan
sungai hingga ke tebing kiri sungai yang terendam.
2) Pengukuran tinggi muka air
Pengukuran tinggi muka air dilakukan di setiap penampang
melintang sungai yang telah dibagi menjadi beberapa pias. Alat yang
45
digunakan adalah meter lipat dan ranting kayu yang dipasang setiap 2
meter dari lebar penampang sungai.
3) Pengukuran kecepatan aliran
Kecepatan aliran sungai diperoleh dengan cara mengukur
kecepatan di setiap pias yang sudah dibagi di suatu penampang
melintang sungai dengan menggunakan alat ukur arus yaitu current
meter. Mengukur kecepatan aliran tiap pias pada kedalaman yang
ditentukan. Saat pengukuran kecepatan, propeller menghadap ke
arah aliran dan menetapkan lama waktu pencatatan data di current
meter.
4. Pengambilan Contoh Sedimen Dasar (Bed Load) dan Sedimen
Melayang (Suspended Load)
Pengambilan sampel sedimen dasar (bed load) dan sedimen
melayang (suspended load) dengan menggunakan alat yang telah
kami buat, alat tersebut terbuat dari pipa yang dapat dimasukkan botol
direkatkan pada kayu agar dapat menahan laju aliran serta
menstabilkan botol yang terdapat didalam pipa tersebut.
1) Menurunkan alat sampai ke dasar saluran sejajar dengan arah
aliran, dengan kondisi alat dalam keadaan terbuka.
2) Tahan alat tersebut hingga 1 menit lamanya sampai botol tersebut
terisi penuh lalu tutup kembali botolnya.
3) Mengangkat alat setelah tabung dalam alat pengambil contoh
sedimen terisi penuh (kecepatan ketika mengangkat kembali alat
dari dalam saluran sama dengan kecepatan ketika menurunkan
46
alat ke dalam saluran) dan memberikan masig-masing label nama
pada sampel sedimen.
E. Tahap Pengujian Laboratorium
1. Uji Berat Jenis
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui berat jenis material
dengan piknometer.
Alat-alat yang dipergunakan dalam pengujian berat jenis ini adalah :
1) Piknometer
2) Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai
(110 ±5) °C
3) Neraca (timbangan) dengan ketelitian 0,1 gram
4) Air mineral
5) Termometer dengan ketelitian pembacaan 1°C
Adapun prosedur pelaksanaan untuk uji berat jenis ini adalah :
1) Piknometer dicuci dengan air sampai bersih dan dikeringkan,
kemudian ditimbang menggunakan neraca dengan ketelitian 0,1 gram.
2) Sampel material kering dimasukkan ke dalam piknometer seberat
±300 gram kemudian ditimbang dengan piknometernya.
3) Air suling ditambahkan sehingga piknometer terisi 2/3 tinggi
piknometer itu, kemudian timbang lalu dibiarkan selama 24 jam dalam
suhu ruangan.
4) Setelah 24 jam, piknometer digoyang-goyangkan berkali-kali untuk
membantu mempercepat pengeluaran udara yang tersekap dalam
47
material, hingga gelembung-gelembung udara tidak terlihat lagi dan
tambahkan air hingga piknometer penuh
5) Timbang piknometer + sample + air menggunakan neraca dengan
ketelitian 0,1 gram.
6) Setelah ditimbang bersihkan meterial dari piknometer dengan air
mineral.
7) Isi piknometer dengan air suling sampai penuh kemudian timbang
menggunakan neraca dengan ketelitian 0,1 gram
2. Uji Gradasi
Uji gradasi dilakukan dengan cara analisa ayakan (analisa
saringan), dimana analisa saringan ini dipakai 2 (dua) seri saringan, yaitu :
1) Bila diameter butiran > 2 mm, digunakan saringan dengan ukuran
lubang : 3”, 2”, 1½, 1”, ¾ “, no..4, dan no.10.
2) Bila diameter butiran < 2mm digunakan saringan dengan ukuran
lubang : no.10, no.20, no.40, no.60, no.140, dan no.200.
Adapun prosedur pelaksanaan dari analisa saringan ini adalah :
a) Sampel material dijemur dibawah sinar matahari sampai kering (± 24
jam).
b) Setelah kering, material sedimen ditimbang beratnya.
c) Masing-masing ayakan kosong ditimbang beratnya.
d) Sampel material dimasukkan ke dalam satu set ayakan lalu diayak
selama 10 menit.
e) Material yang tertinggal pada masing-masing ayakan ditimbang lalu
dicari persentase berat material yang tertinggal tersebut.
48
F. Flow Chart Penelitian
Gambar 13. Bagan Alur Penelitian
Mulai
Pengambilan Data: 1. Data Kedalaman aliran 2. Data Kecepatan aliran 3. Kemiringan dasar saluran 4. Sampel sedimen
Variabel Bebas 1. Banyaknya sedimen di hilir
Variabel Terikat 1. Sedimentasi
Selesai
Hasil dan Pembahasan
Studi Literatur
Pengujian Laboratorium 1. Pengujian Berat Jenis 2. Pengujian Gradasi Butiran 3. Pengujian Kadar Air
Analisa Data 1. Metode MPM 2. Metode Einstein
Kesimpulan
Tidak
Ya
49
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisa Hasil Perhitungan
1. Perhitungan debit aliran (Q)
Dari hasil pengambilan data di lapangan berupa pengukuran
kecepatan aliran dan luas penampang sungai, selanjutnya dilakukan
pengolahan data untuk mengetahui besarnya debit rata-rata air yang
melalui 2 potongan melintang sungai Jenelata tersebut pada tabel 4
Tabel 4. Analisis Debit Pengukuran sungai Jenelata
No. Patok
Jarak (b)
Kedalaman Air (H)
Kecepatan Rata-Rata
Luas (A) Debit (Q)
(m) (m) ῡ (m/detik) (m²) (m³/detik) (1) (2) (3) (4) (5) (6) P0 0,00 0,00 2 0,47 0,00
P1 0,47 0,00 2 1,06 0,00
P2 0,60 0,00 2 1,22 0,00
P3 0,63 0,00 2 1,41 0,07
P4 0,78 0,10 2 1,90 0,25
P5 1,12 0,17 2 2,33 0,45
P6 1,21 0,22 2 2,57 0,64
P7 1,36 0,28 2 2,93 0,87
P8 1,57 0,32 2 3,78 1,35
P9 2,21 0,40 2 4,21 1,76
P10 2,00 0,44
50
(1) (2) (3) (4) (5) (6) 2 4,11 1,95
P11 2,11 0,51 2 4,14 2,21
P12 2,03 0,55 2 3,70 1,94
P13 1,67 0,50 2 3,19 1,46
P14 1,52 0,42 2 2,81 1,08
P15 1,30 0,34 2 1,30 0,23
P16 0,00 0,00 ⅀ 32 20,55 4,27 41,09 14,28
Rara-rata 2 1,21 0,25
2. Menentukan Tipe Aliran
a) Angka Froude
Tabel 5. Hasil analisis angka froude
Potongan No. Patok Angka Froude
A P4 0,029 A P8 0,069 A P12 0,119 B P4 0,046 B P8 0,098 B P12 0,129
Rata - rata 0,082
3. Analisis Sedimen
Selain kondisi aliran, faktor berikutnya yang menyebabkan
angkutan sedimen dapat bergerak, bergeser, di sepanjang dasar saluran
dan bendung atau bergerak melayang pada aliran saluran dan bendung
adalah karakteristik sedimen.
51
a) Angkutan Sedimen Melayang (Suspended Load)
Tabel 6. Analisa perhitungan konsentrasi sedimen (Cs)
Titik Rumus Diketahui Analisa
1
𝐶𝑠 = 𝑊
𝑉
W = 1,5 gr = 500 mg
V = 1,5 l
𝐶𝑠 = 500
1,5
= 333,3 mg/l
2 W = 2,6 gr
= 1500 mg V = 1,5 l
𝐶𝑠 = 500
1,5
= 333,3 mg/l
3 W = 2,6 gr
= 1500 mg V = 1,5 l
𝐶𝑠 = 500
1,5
= 333,3 mg/l
4 W = 0,6 gr
= 200 mg V = 1,5 l
𝐶𝑠 = 500
1,5
= 333,3 mg/l
5 W = 1,3 gr
= 500 mg V = 1,5 l
𝐶𝑠 = 500
1,5
= 333,3 mg/l
6 W = 1,5 gr
= 500 mg V = 1,5 l
𝐶𝑠 = 500
1,5
= 333,3 mg/l
Rata – rata Cs = 522,2 mg/l
Tabel 7. Analisa laju sedimen melayang
Pot No. Patok
Faktor Koreksi
Debit Aliran
Berat Jenis
Laju Sedimen Melayang (Ssm)
Lt/dtk mg/m3 m3/hr m3/thn A P4 0,0864 80 2,37 0,0084 3,0658 A P8 0,0864 290 2,37 0,0913 33,3403 A P12 0,0864 530 2,37 1,0669 60,9323 B P4 0,0864 130 2,37 0,0055 1,9928 B P8 0,0864 360 2,37 0,0378 13,7960 B P12 0,0864 580 2,37 0,0609 22,2269
Rata - rata 0,0618 22,5590
b) Angkutan Sedimen Dasar (Bed Load)
1) Metode Meyer-Petter dan Muller
52
Tabel 8. Analisa laju sedimen dasar metode Meyer Petter dan Muller
Potongan No. Patok Laju Sedimen Dasar (Ssd)
m3/hr m3/tahun
A P4 0,1849 67,4830 A P8 0,0071 2,6064 A P12 1,2165 444,0289 B P4 0,1782 65,0274 B P8 0,2663 97,1889 B P12 1,6554 694,2211
Rata - rata 0,5847 213,4260
2) Metode Einstein
Tabel 9. Analisa laju sedimen dasar metode Einstein
Potongan No. Patok Laju Sedimen Dasar (Ssd)
m3/hr m3/tahun
A P4 0,0665 24,2648 A P8 0,1391 50,7890 A P12 1,3091 477,8193 B P4 0,0621 22,6503 B P8 0,3774 137,7394 B P12 1,7247 629,5042
Rata - rata 0,6131 223,7945
Tabel 10. Rekapitulasi perhitungan sedimen melayang dan sedimen
dasar
Pot No.
Patok
Kecepatan Aliran
Laju Sedimen Melayang (Ssm)
Laju Sedimen Dasar (Ssd)
m/s m3/hr m3/hr (1) (2) (3) (4) (5) A P4 0,08 0,0084 0,1257 A P8 0,29 0,0913 0,0731 A P12 0,53 1,0669 1,2628 B P4 0,13 0,0055 0,1201 B P8 0,36 0,0378 0,3218 B P12 0,58 0,0609 1,6900
Rata-rata 0,0618 0,5898
53
4. Karakteristik Agregat
Karakteristik agregat saluran dan bendung meliputi ukuran (size)
dan berat jenis kering (bulk density). Untuk mengetahui ukuran butiran
pada sampel metode analisa saringan. Untuk mencari parameter-
parameter tersebut dilakukan pengujian sebagai berikut.
a) Analisa Saringan
a. Sampel 1
Untuk mempermudah pembacaan hasil analisa saringan
menyeluruh juga dapat diperhatikan pada Tabel 6 dan Gambar 10 yang
menyajikan kurva komulatif lolos saringan dan garis nilai D35, D55, D65
dan D90 dari lokasi penelitian.
Tabel 11. Hasil analisa saringan komulatif lolos saringan sampel 1
No. Saringan Diameter (mm) Komulatif Lolos (%)
No. 4 4,75 99,20 No. 8 2,35 98,01 No. 14 1,41 98,01 No. 16 1,19 90,04 No. 50 0,297 17,93 No. 60 0,25 15,14 No. 100 0,149 8,57 No. 200 0,074 1,79 0,00 0,00
54
Gambar 14. Grafik analisa saringan sampel 1
b. Sampel 2
Tabel 12. Hasil analisa saringan komulatif lolos saringan sampel 2
No. Saringan Diameter (mm) Komulatif Lolos (%)
No. 4 4,75 99,41 No. 8 2,35 97,03 No. 14 1,41 97,03 No. 16 1,19 84,55 No. 50 0,297 12,28 No. 60 0,25 11,29 No. 100 0,149 6,53 No. 200 0,074 0,99 0,00 0,00
Gambar 15. Grafik Analisa Saringan Sampel 2
55
c. Sampel 3
Tabel 13. Hasil analisa saringan komulatif lolos saringan sampel 3
No. Saringan Diameter
(mm) Komulatif Lolos (%)
No. 4 4,75 99,58 No. 8 2,35 94,71 No. 14 1,41 94,71 No. 16 1,19 83,72 No. 50 0,297 14,80 No. 60 0,25 11,63 No. 100 0,149 4,02 No. 200 0,074 0,63 0,00 0,00
Gambar 16. Grafik Analisa Saringan Sampel 3
d. Sampel 4
Tabel 14. Hasil analisa saringan komulatif lolos saringan sampel 4
No. Saringan Diameter (mm) Komulatif Lolos (%)
No. 4 4,75 98,61 No. 8 2,35 94,28 No. 14 1,41 94,28 No. 16 1,19 83,71 No. 50 0,297 14,73 No. 60 0,25 11,09 No. 100 0,149 6,24 No. 200 0,074 0,69 0,00 0,00
56
Gambar 17. Grafik Analisa Saringan Sampel 4
e. Sampel 5
Tabel 15. Hasil analisa saringan komulatif lolos saringan sampel 5
No. Saringan Diameter (mm) Komulatif Lolos (%)
No. 4 4,75 99,07 No. 8 2,35 96,10 No. 14 1,41 96,10 No. 16 1,19 83,67 No. 50 0,297 13,73 No. 60 0,25 10,20 No. 100 0,149 3,15 No. 200 0,074 0,93 0,00 0,00
Gambar 18. Grafik Analisa Saringan Sampel 5
57
f. Sampel 6
Tabel 16. Hasil analisa saringan komulatif lolos saringan sampel 6
No. Saringan Diameter (mm) Komulatif Lolos (%)
No. 4 4,75 99,63 No. 8 2,35 98,13 No. 14 1,41 98,13 No. 16 1,19 88,58 No. 50 0,297 10,86 No. 60 0,25 9,36 No. 100 0,149 3,37 No. 200 0,074 1,50 0,00 0,00
Gambar 19. Grafik Analisa Saringan Sampel 6
Tabel 17. Rekapitulasi gradasi butiran
No. Sampel D35 D50 D55 D65 D90
1 0.41 0.55 0.61 0.74 1.20 2 0.46 0.62 0.69 0.83 1.29 3 0.453 0.60 0.69 0.83 1.31 4 0.46 0.62 0.69 0.83 1.33 5 0.46 0.612 0.69 0.83 1.30 6 0.46 0.60 0.67 0.80 1.22
Rata-rata 0.45 0.60 0.67 0.81 1.28 Konver ke m 0.00045 0.00060 0.00067 0.00081 0.00128
58
Tabel 18. Karakteristik sedimen
Gradasi
Sampel 1
Sampel 2
Sampel 3
Sampel 4
Sampel 5
Sampel 6
Rata-rata
Ket.
(mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
D35 0,41 0,46 0,453 0,46 0,46 0,46 0,45 Sand
D50 0,55 0,62 0,60 0,62 0,612 0,60 0,60 Sand
D55 0,61 0,69 0,69 0,69 0,69 0,67 0,67 Sand
D65 0,74 0,83 0,83 0,83 0,83 0,80 0,81 Sand
D90 1,20 1,29 1,31 1,33 1,30 1,22 1,28 Sand
b) Berat Jenis
Tabel 19. Hasil pengujian dan analisa berat jenis
No. Percobaan I II III Berat Piknometer (W1) gr 58 56 58 Berat Piknometer + Sampel (W2) gr 108 106 110 Berat Sampel Kering (Wt = W2-W1) gr 50 50 50 Berat Piknometer + Air (W3) gr 105 101 105 Suhu °C 29 29 28 Berat Piknometer + Air + Sampel (W4) gr 134 129 135 Faktor Koreksi Suhu (K) 0,9960 0,9960 0,9927 Berat Jenis (GS) gr 2,37 2,26 2,48 Berat Jenis Rata-Rata gr/cm3 2,37
B. Pembahasan
Tabel 20. Hasil perhitungan sedimen melayang dan sedimen dasar
Pot
Angka Froud
e
Kedalaman Aliran
Debit Aliran
Kecepatan
Aliran
Laju Sedimen Melayang
(Ssm)
Laju Sedimen
Dasar (Ssd)
m m3/s m/s m3/hr m3/hr (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
A P4 0,029 0,78 0,25 0,10 0,0084 0,0665 A P8 0,069 1,57 1,35 0,32 0,0913 0,1391 A P12 0,119 2,03 1,94 0,55 0,1669 1,3091 B P4 0,046 0,78 0,25 0,10 0,0055 0,0621 B P8 0,098 1,57 1,35 0,32 0,0378 0,3774 B P12 0,129 0,78 1,94 0,55 0,0609 1,7247
59
Gambar 20. Hubungan antara laju sedimen dasar dan laju sedimen
melayang
Berdasarkan tabel 20 dan gambar 20, menunjukkan bahwa
semakin tinggi laju sedimen dasarnya maka laju sedimen melayangnya
rendah karena hasil perhitungan menunjukkan laju sedimen dasarnya
0,6131 m3/hr lebih tinggi dibandingkan dengan laju sedimen melayangnya
yang hanya 0,0618 m3/hr.
Gambar 21. Hubungan antara debit aliran dan kecepatan aliran.
Berdasarkan tabel 20 dan gambar 21, menunjukkan bahwa
semakin tinggi kecepatan aliran di sungai maka semakin besar pula debit
alirannya karena berdasarkan hasil analisa menunjukkan bahwa dengan
kecepatan 1,21 m/s didapatkan debit aliran yang besar yakni 41,09 m3/s.
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000
Laju
Se
dim
en
Me
laya
ng
(m3
/hr)
Laju Sedimen Dasar (m3/hr)
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
0.00 0.00 0.00 0.00 0.10 0.17 0.22 0.28 0.32 0.40 0.44 0.51 0.55 0.50 0.42 0.34
De
bit
Alir
an (
m3
/s)
Kecepatan Aliran (m/s)
60
Gambar 22. Hubungan antara debit aliran dan laju sedimen melayang.
Berdasarkan tabel 20 dan gambar 22, menunjukkan bahwa
semakin tinggi debit alirannya maka semakin tinggi pula laju sedimen
melayangnya karena seperti yang terlihat pada tabel 20 di titik A P12 debit
aliran tertingginya 1,94 m3/s dan laju sedimen melayang tertinggi pula
0,1669 m3/hr.
Gambar 23. Hubungan antara angka froude dan kecepatan aliran.
Berdasarkan tabel 20 dan gambar 23, menunjukkan bahwa
semakin tinggi kecepatan alirannya maka angka froudenya juga semakin
besar seperti yang terlihat pada tabel 20 dengan angka Froude tertinggi Fr
= 0,129 dengan kecepatan aliran 1,94 m/s.
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
Laju
Se
dim
en
Me
laya
ng
(m3
/hr)
Debit Aliran (m3/s)
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
An
gka
Fro
ud
e
Kecepatan Aliran (m/s)
61
Gambar 24. Hubungan antara kecepatan aliran dan laju sedimen
melayang.
Berdasarkan tabel 20 dan gambar 24, menunjukkan bahwa
semakin besar kecepatan alirannya maka semakin besar pula laju
sedimennya karena seperti yang terlihat pada tabel 20 dengan kecepatan
aliran tertinggi 1,94 m/s berada pada laju sedimen melayang tertinggi pula
yakni 0,1669 m3/hr
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60Laju
Se
dim
en
Me
laya
ng
(m3
/hr)
Kecepatan Aliran (m/s)
63
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan pada bab sebelumnya, maka
dapat ditarik kesimpulan bahwa :
1) Besarnya laju sedimentasi di bagian hilir sungai Jenelata yaitu untuk
sedimen melayang (Ssm) = 0,0618 m3/hr sedangkan untuk sedimen
dasar (Ssd) = 0,6131 m3/hr
2) Karakteristik sedimen pasca banjir banjir bandang di sub DAS Jenelata
yaitu pasir sedang (Fine Sand) dengan diameter butiran 0,25 – 0,5 mm.
B. Saran
Adapun saran-saran yang ingin disampaikan oleh penulis terkair
dengan penelitian ini, yaitu:
1) Pada penelitian ini telah diketahui seberapa besar sedimen yang
tertampung dalam sungai Jenelata, maka kami selaku penulis
menyarankan agar penelitian selanjutnya dapat menentukan langkah
selanjutnya terhadap sedimen tersebut.
2) Pada penelitian ini penulis melakukan pengambilan data pada saat
pasang, transisi, dan surut maka kami selaku penulis menyarankan
agar pengambilan data dilakukan pula pada saat musim kemarau
ataupun musim hujan
3) Pada penelitian ini penulis hanya menggunakan dua metode dalam
menganalisis volume sedimentasi, maka kami menyarankan agar
64
peneliti lainnya dapat menambahkan metode lainnya sebagai
pembanding agar dapat lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Abdul Wahid. 2009, Model Perkembangan Laju Sedimentasi Di Waduk Bakaru Akibat Erosi Yang Terjadi Di Hulu Sub DAS Mamasa Propinsi Sulawesi Selatan, Jurnal SMARTek.
Andi Sarimai. 2017, Analisis Karakteristik Sedimentasi Sungai Hialo Dengan Aplikasi Surface Water Modeling System, Skripsi Sarjana, Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Makassar.
Arrizka Yanuar Adipradana. 2013, Hidrometri Dan Hidrografi.
Fajar Kurnia Pratomo. 2017, Analisa Laju Sedimentasi Di Muara Sungai Cilauteureun Garut, Jurnal Oseanografi.
Fatmagussalim. 2015, Studi Karakteristik Angkutan Sedimen Asar Pada Downstream Sungai Jeneberang, Skripsi Sarjana, Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Makassar.
Kaspul, H., 2014, Estimasi Volume Sedimentasi di Hulu Bendung Datar, Universitas Mataram, Mataram.
Nenny. 2012, Analisis Sedimentasi Sungai Bulu Timoren. http://fak-tek.blogspot.com/ (9 Desember 2018)
Netty Kurniawati, M. Irfan, Qurnia Puspita Sari. 2015, Perhitungan Transpor Sedimen Dasar Menggunakan Metode Rottner (Studi Kasus Di Sungai Lais Dan Boom Baru Palembang), Jurnal Penelitian Sains.
Priyantoro, D., 1987, Teknik Pengangkutan Sedimen, Himpunan Mahasiswa Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya, Malang.
Putra, G., dan Hartana, 2010, Karakteristik Angkutan Sedimen Bed Load pada Sungai Dodokan (Characteristic Sedimen Transport in Dodokan River), Spektrum Sipil Vol. 1 Nomor 1.
Putra, G., Saadi, Y., dan Wirahman., Sedimentasi pada Saluran Primer Gebong Kabupaten Lombok Barat, Spektrum Sipil Vol .3 Nomor 1.
Roby Hambali, Yayuk Apriyanti. 2016, Studi Karakteristik Sedimen Dan Laju Sedimentasi Sungai Daeng Kabupaten Bangka Barat, Jurnal Fropil.
Romario Seilatuw. 2017, Analisis Laju Sedimentasi Pada Sungai Way Yori Ambon, Skripsi Sarjana, Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.
SNI 03-1968-1990. 1990. Metode Pengujian Tentang Analisis Saringan Agregat Halus dan Kasar. Badan Standarisasi Nasional. Bandung
Subary Adinegara. 2005, Volume Angkutan Sedimen Dipengaruhi Oleh Kecepatan Aliran, Media Komunikasi Teknik Sipil.
Widya Adriani, Engga Dara Prawistira, Kristian Ardi Ramadan. 2016, Berat Jenis dan Berat Volume. Malang: Universitas Muhammadiyah Malang.
Yustisia Ayas P, 2017. Analisis Angkutan Sedimen Dengan Metode MPM dan Metode Einstein Pada Saluran Primer Bendung Mencongah. Mataram: Universitas Mataram.
LAMPIRAN
1. Pengukuran kecepatan aliran sungai Jenelata
a. Posisi A
Jarak (b) (m) Atas Tengah Bawah
P0 0 0 02
P1 0 0 02
P2 0 0 02
P3 0 0 02
P4 0 0 02
P5 0 0,1 0,12
P6 0,1 0,1 0,12
P7 0,1 0,2 0,22
P8 0,2 0,3 0,22
P9 0,3 0,4 0,42
P10 0,4 0,5 0,52
P11 0,5 0,5 0,62
P12 0,5 0,4 0,42
P13 0,3 0,4 0,42
P14 0,2 0,3 0,42
P15 0,2 0,2 0,32
P16 0 0 0
1,29
1,23
Kedalaman Air (H)(m)
0,61
0,78
Kecepatan Aliran (V), (m/s)NO. Patok
0
0,39
0,58
1,51
1,76
2,21
2,35
2,23
1,99
1,66
1,10
0,95
0,00
b. Posisi B
(Sumber: Hasil Pengukuran Lapangan )
Jarak (b) (m) Atas Tengah Bawah
P0 0 0 02
P1 0 0 02
P2 0 0 02
P3 0 0 02
P4 0,1 0,1 0,22
P5 0,2 0,2 0,32
P6 0,2 0,4 0,32
P7 0,3 0,4 0,42
P8 0,4 0,4 0,42
P9 0,4 0,5 0,52
P10 0,4 0,5 0,62
P11 0,5 0,6 0,62
P12 0,6 0,6 0,62
P13 0,5 0,5 0,62
P14 0,4 0,4 0,52
P15 0,3 0,4 0,52
P16 0 0 0
NO. Patok Kedalaman Air (H) Kecepatan Aliran (V), (m/s)(m)0
1,64
1,99
2,07
1,68
0,78
0,95
1,18
1,21
1,38
1,61
0,00
0,64
0,61
0,54
1,93
1,64
2. Debit Aliran
a) Posisi A
No. Patok
Jarak (b)
Kedalaman Air (H)
Kecepatan Rata-Rata Luas Debit
(m) (m) ῡ (m/detik) A (m²) Q
(m³/detik) P0 0,00 0,00 2 0,39 0
P1 0,39 0,00 2 0,97 0
P2 0,58 0,00 2 1,19 0
P3 0,61 0,00 2 1,39 0
P4 0,78 0,00 2 2,07 0,069
P5 1,29 0,07 2 2,52 0,21
P6 1,23 0,10 2 2,74 0,37
P7 1,51 0,17 2 3,27 0,65
P8 1,76 0,23 2 3,97 1,19
P9 2,21 0,37 2 4,56 1,90
P10 2,35 0,47 2 4,58 2,29
P11 2,23 0,53 2 4,22 2,04
P12 1,99 0,43 2 3,65 1,46
P13 1,66 0,37 2 2,76 0,92
P14 1,1 0,30 2 2,05 0,55
P15 0,95 0,23 2 0,95 0,11
P16 0,00 0,00 ⅀ 32 20,64 3,27 41,28 11,76
Rerata 2 1,29 0,20
b) Posisi B
No. Patok
Jarak (b)
Kedalaman Air (H)
Kecepatan Rata-Rata Luas Debit
(m) (m) ῡ (m/detik) A (m²) Q
(m³/detik) P0 0,00 0,00 2 0,54 0
P1 0,54 0,00 2 1,15 0
P2 0,61 0,00 2 1,25 0
P3 0,64 0,00 2 1,42 0,09
P4 0,78 0,13 2 1,73 0,32
P5 0,95 0,23 2 2,13 0,57
P6 1,18 0,30 2 2,39 0,80
P7 1,21 0,37 2 2,59 0,99
P8 1,38 0,40 2 3,59 1,56
P9 2,21 0,47 2 3,85 1,86
P10 1,64 0,50 2 3,63 1,94
P11 1,99 0,57 2 4,06 2,37
P12 2,07 0,60 2 3,75 2,13
P13 1,68 0,53 2 3,61 1,74
P14 1,93 0,43 2 3,57 1,49
P15 1,64 0,40 2 1,64 0,33
P16 0,00 0,00 ⅀ 32 20,55 4,27 40,9 14,28
Rara-rata 2 1,21 0,25
Q = V x A
= 0,25 x 41,09
= 14,28 m3/s
Jadi, debit air pada Muara Sungai Jenelata yaitu = 14,28 m3/s
3. Kedalaman Rata-Rata (H)
Pengambilan data dilakukan pada waktu tinggi muka air pasang.
No Patok Lebar (b) Kedalaman Aliran (H), (m)
(m) A B
P0 0 0 0
P1 2 0,39 0,54
P2 4 0,58 0,61
P3 6 0,61 0,64
P4 8 0,78 0,78
P5 10 1,29 0,95
P6 12 1,23 1,18
P7 14 1,51 1,21
P8 16 1,76 1,38
P9 18 2,21 1,61
P10 20 2,35 1,64
P11 22 2,23 1,99
P12 24 1,99 2,07
P13 26 1,66 1,68
P14 28 1,1 1,93
P15 30 0,95 1,64
P16 32 0 0
Rerata 1,29 1,24
Rerata H = (A+B)/2 1,27
4. Menentukan Kemiringan Dasar Saluran
Mencari beda tinggi muka air ∆h
∆h = h̅1 − h̅2
= 1,29 − 1,28
= 0,01
kemiringan dasar saluran dapat dihitung dengan persamaan berikut
yaitu:
𝐼 =∆ℎ
𝐿
= 0,01
20
= 0,00594
5. Menentukan Tipe Aliran
a) Bilangan Froude
Pada angka bilangan Froude (Fr) untuk mengidentifikasi jenis
aliran, menggunakan persamaan sebagai berikut :
𝐹𝑟 =�̅�
√𝑔. �̅�
= 0,25
√9,81 𝑥 1,46
= 0,090
Jadi, angka bilangan Froude (Fr) air pada sungai Jenelata yaitu
Fr = 0,090 < 1, maka sifat aliran pada hilir sungai Jenelata adalah
aliran sub kritis.
6. Analisis Perhitungan Sedimen Melayang
Faktor konversi (k)
Jika data air dalam m3/dtk, berat 1 m3 adalah 1 ton dan waktu
yang diperlukan adalah 24 jam, maka koefisien k dapat ditentukan dengan
persamaan berikut:
𝑘 = 86400 𝑑𝑡𝑘 ℎ𝑟⁄ 𝑥 1 𝑡𝑜𝑛 𝑚3⁄
1000000= 0,0864
Debit air (Q)
Debit rata-rata sungai Jenelata yaitu:
𝑄 = 14,28 m3/dtk 14280 lt/dtk
Analisa perhitungan sedimen melayang
𝑄𝑠 = 𝑘 𝑥 𝐶𝑠 𝑥 𝑄
= 0,086 𝑥 0,00000052 𝑥 14280
= 0,0000023 𝑡𝑜𝑛/𝑑𝑡𝑘
𝑄𝑠 = 0,0000023 𝑡𝑜𝑛/𝑑𝑡𝑘
2,37 𝑡𝑜𝑛/𝑚3
= 0,000000927 𝑚3/𝑑𝑡𝑘
= 0,0084 𝑚3 ℎ𝑟⁄ 𝑥 365ℎ𝑎𝑟𝑖
= 3,0658 𝑚3 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛⁄
7. Analisis Perhitungan Sedimen Dasar
a. Metode Meyer-Petter dan Muller
1) Sampel 1
Diketahui data:
Debit aliran (Q) = 0,22 m3/dtk
Kecepatan rata-rata (V) = 0,08 m/dtk
Jari-jari hidrolis (R) = 1,11 m
Kemiringan dasar saluran (I) = 0,00059
Kedalaman air (H) = 1,21 m
Berat jenis air (γw) = 1000 kg/m3
Berat janis sedimen (γs) = 0,00237 kg/m3
Δ = (γw - γs) / γw = 1,00
Diameter butiran (D55) = 0,00067 m
Diameter butiran (D90) = 0,00128 m
Gravitasi = 9,81 m/s2
Mencari nilai friction factor angkutan dengan persamaan 12 berikut,
yaitu:
𝐶 =�̅�
√𝑅 𝑥 𝐼
𝐶 =0,08
√1,11 𝑥 0,00059
= 3,11
Kemudian dengan persamaan diatas, didapatkan friction factor
intensifnya dengan persamaan 13 berikut, yaitu:
𝐶′ = 18 𝐿𝑜𝑔 𝑥 12 𝑥 𝑅
𝐷90
= 18 𝐿𝑜𝑔 12 𝑥 1,11
0,001275
= 72,3690
Sehingga dapat dihitung ripple factor nya sebagai berikut
𝜇 = (𝐶
𝐶′)
32⁄
𝜇 = (3,11
72,3690)
32⁄
= 0,0089
Kemudian menghitung nilai intensitas pengaliran efektif dengan
persamaan 11 berikut, yaitu:
𝜑′ =𝜇 𝑥 𝑅 𝑥 𝐼
∆ 𝑥 𝐷55
= 0,0089 𝑥 1,11 𝑥 0,00059
1,00 𝑥 0,000673
= 0,0088
Selanjutnya menghitung intensitas angkutan sedimen (ϕ) yang
dihitung dengan persamaan 10 berikut, yaitu:
ϕ = (4𝜑′ − 0,188)32
= 4 𝑥 0,0088 − 0,18832
= 0,0391
Dengan demikian jumlah sedimen yang terangkut paermeter
persatuan waktu dapat dihitung dengan Persamaan 14 yaitu :
𝑆 = (Φ(𝑔. Δ. 𝐷553)
1 2⁄)
= 0,0015 𝑥 9,81 𝑥 1,00 𝑥 0,000673
= 2,14 𝑥 10−6
Kemudian menghitung jumlah angkutan sedimen dalam sehari yaitu :
𝑆 𝑝𝑒𝑟 ℎ𝑎𝑟𝑖 = 𝑆 𝑥 24 𝑥 3600
= 2,14 𝑥 10−6 𝑥 24 𝑥 3600
= 0,1849 𝑚3/ℎ𝑎𝑟𝑖
𝑆 𝑝𝑒𝑟 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 = 365 𝑥 𝑆 𝑝𝑒𝑟 ℎ𝑎𝑟𝑖
= 67,4830 𝑚3/𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛
Untuk perhitungan sampel b hingga sampel f akan dijabarkan pada
tabel 1 Lampiran.
b. Metode Einstein
1) Sampel 1
Diketahui data:
Debit aliran (Q) = 0,22 m3/dtk
Kecepatan rata-rata = 0,08 m/dtk
Jari-jari hidrolis (R) = 1,11 m
Kemiringan dasar saluran (I) = 0,00059
Kedalaman air (H) = 1,21 m
Berat jenis air (γw) = 1000 kg/m3
Berat jenis sedimen (γs) = 0,00273 kg/m3
Δ = (γw - γs) / γw = 1,00
Diameter butiran (D35) = 0,00045 m
Diameter butiran (D90) = 0,001275 m
Gravitasi = 9,81 m/s2
Namun sebelumnya mencari nilai friction factor angkutan dengan
persamaan 12 yaitu:
𝐶 = �̅�
√𝑅 𝑥 𝐼
𝐶 = 0,25
√1,11 𝑥 0,00059
= 3,11
Kemudian dengan persamaan, di dapat friction factor intensifnya
dengan persamaan 18 yaitu:
𝐶′ = 18 𝐿𝑜𝑔 𝑥 12 𝑥 𝑅
𝐷90
= 18 𝐿𝑜𝑔 𝑥 12 𝑥 1,11
0,000810
= 75,9155
Sehingga dapat dihitung ripple factor nya sebagai berikut:
𝜇 = (𝐶
𝐶′)
32⁄
= (11,15
75,9155)
32⁄
= 0,0083
Kemudian menghitung nilai intensitas pengaliran efektif dengan
persamaan 17 yaitu:
𝜑′ =𝜇 𝑥 𝑅 𝑥 𝐼
∆ 𝑥 𝐷35
𝜑′ =0,0083 𝑥 1,11 𝑥 0,00059
1,00 𝑥 0,000451
= 0,0122
Selanjutnya menghitung intensitas angkutan sedimen (ϕ) yang
dihitung dengan persamaan 10 yaitu:
Ф = (4𝛹’ − 0,188)32
= 4 𝑥 0,0122 − 0,1883
2⁄
= 0,0257
Dengan demikian jumlah sedimen yang terangkut parameter
persatuan waktu dapat dihitung dengan persamaan 19, yaitu:
𝑆 = (Φ(𝑔. Δ. 𝐷353)
1 2⁄)
= 0,0538 𝑥 9,81 𝑥 1,00 𝑥 0,000451
= 7,7 𝑥 10−7
Kemudian menghitung jumlah angkutan sedimen dalam sehari yaitu :
𝑆 𝑝𝑒𝑟 ℎ𝑎𝑟𝑖 = 𝑆 𝑥 24 𝑥 3600
= 1,61 𝑥 10−6 𝑥 24 𝑥 3600
= 0,066 𝑚3/ℎ𝑎𝑟𝑖
𝑆 𝑝𝑒𝑟 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 = 365 𝑥 𝑆 𝑝𝑒𝑟 ℎ𝑎𝑟𝑖
= 24,2648 𝑚3/𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛
Untuk perhitungan sampel b hingga sampel f akan dijabarkan pada
tabel 2 Lampiran.
Tabel 1 Lampiran. Analisis Sedimen Dasar Metode MPM
Potongan &
No Patok
Debit Aliran Kec. Rata-rata Friction
factor
friction factor
intensif
Ripple factor
Intensitas pengaliran
efektif
Intensitas angkutan sedimen
Sedimen yang terangkut
(m3/dtk) (m/d) (m3/dt) (m3/hari
) (m3/thn)
A P4 0,22 0,08 3,11 72,3690 0,0089 0,0088 0,0391 2,1 x 10-6 0,1849 67,4830
A P8 1,30 0,29 11,15 72,3690 0,0604 0,0595 0,0015 8,26 x 10-8 0,0071 2,6064
A P12 1,84 0,53 20,48 72,3690 0,1505 0,1482 0,2576 1,41 x 10-5 1,2165 444,0289
B P4 0,29 0,13 4,93 72,3690 0,0177
6 0,0175 0,0377 2,06 x 10-6 0,1782 65,0274
B P8 1,41 0,36 14,00 72,3690 0,0851 0,0838 0,0564 3,08 x 10-6 0,2663 97,1889
B P12 2,05 0,58 22,55 72,3690 0,1740 0,1713 0,3505 1,92 x 10-5 1,6554 604,2211
Tabel 2 Lampiran. Analisis Sedimen Dasar Metode Einstein
Potongan & No. Patok
Debit Aliran Kec.
Rata-rata Friction factor
friction factor
intensif
Ripple factor
Intensitas pengaliran
efektif
Intensitas angkutan sedimen
Sedimen yang terangkut
(m3/dtk) (m/d) (m3/dt) (m3/hr) (m3/thn)
A P4 0,22 0,08 3,11 75,9155 0,0083 0,0122 0,0257 7,69 x 10-7 0,0665 24,26
A P8 1,30 0,29 11,15 75,9155 0,0563 0,0826 0,0538 1,61 x 10-6 0,1391 50,79
A P12 1,84 0,53 20,48 75,9155 0,1401 0,2057 0,5060 1,52 x 10-5 1,3091 477,82
B P4 0,29 0,13 4,93 75,9155 0,0165 0,0243 0,0240 7,18 x 10-7 0,0621 22,65
B P8 1,41 0,36 14,00 75,9155 0,0792 0,1163 0,1459 4,37 x 10-6 0,3774 0,38
B P12 2,05 0,58 22,55 75,9155 0,1619 0,2378 0,6666 2,00 x 10-5 1,7247 629,50
DOKUMENTASI
Membentangkan tali tukang untuk menentukan titik patok pengamatan
Mengukur tinggi aliran sungai menggunakan meteran
Pemasangan titik patok tempat pengambilan data
Mengukur kecepatan aliran menggunakan alat Curren Meter
Sampel sedimen dasar dan sedimen melayang
Proses pengeringan sampel sedimen dasar
Cawan yang berisi sampel sedimen dasar
Menimbang sampel sedimen dasar dan saringan
Proses ayakan selama 10 menit
Labu ukur + sampel sedimen + air untuk pengujian berat jenis
RIWAYAT HIDUP
Muh. Rizki Maulana AR, Lahir di Mamuju Desa Kuo,
Kec. Pangale Kab. Mamuju pada tangga 8 Agustus
1997. Anak kedua dari tiga bersaudara, dari pasangan
Ayahanda Abd. Rauf dan Ibunda Hadawia. Penulis
mulai memasuki pendidikan formal di SDI Kampung
Baru, Desa Kuo, Kec. Pangale pada tahun 2004 dan tamat pada tahun
2009, kemudian melanjutkan pendidikan SMP Negeri 1 Tommo pada
tahun 2009 dan tamat pada tahun 2012. Pada tahun 2012, penulis
melanjutkan pendidikan ke SMK Negeri 1 Rangas Mamuju dan tamat
pada tahun 2015. Pada tahun yang sama, penulis dinyatakan sebagai
mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Pengairan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Makassar dan menyelesaikan studinya pada tahun 2019.
RIWAYAT HIDUP
Nurpatima, Lahir di Makassar pada tangga 15 Agustus
1997. Anak kelima dari lima bersaudara, dari pasangan
Ayahanda Takdir Salam dan Ibunda Nurhayati. Penulis
mulai memasuki pendidikan formal di SDN Tamamaung 1
Makassar pada tahun 2004 dan tamat pada tahun 2009, kemudian
melanjutkan pendidikan SMP Negeri 2 Makassar pada tahun 2009 dan
tamat pada tahun 2012. Pada tahun 2012, penulis melanjutkan pendidikan
ke SMA Negeri 5 Makassar dan tamat pada tahun 2015. Pada tahun yang
sama, penulis dinyatakan sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Sipil
Pengairan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar dan
menyelesaikan studinya pada tahun 2019.
top related