SEDIMENTOLOGY LABORATORY

SEDIMENTOLOGY LABORATORY

TRANSPORTASI SEDIMEN DAN DIAGRAM HJULSTORM

A. PendahuluanKecepatan fluida dimana partikel akan naik ke dalam aliran dapat disebut sebagai kecepatan kritis. Jika gaya yang bekerja pada partikel di dalam aliran telah dibahas maka hubungan sederhana antara kecepatan kritis dan massa partikel dapat diperkirakan. Gaya seret (drag force) yang diperlukan untuk menggerakkan partikel di sepanjang aliran akan meningkat seiring massa, karena akan memerlukan gaya angkat untuk membawa partikel naik ke dalam aliran. Pada kecepatan sedang (moderate) butir pasir dapat tersaltasi, butiran bergerak rolling dan kerakal tetap tidak bergerak, tapi jika kecepatan meningkat gaya yang bekerja pada partikel-partikel ini bertambah dan pasir lebih halus mungkin tersuspensi, butiran tersaltasi, dan kerakal bergerak rolling. Hubungan linear sederhana seperti ini juga bekerja untuk material lebih kasar, tapi ketika ukuran butir halus terlibat maka akan semakin komplek.

Hubungan mekanisme transportasi terhadap control tertentu dapat dipengaruhi beberapa hal, diantarnya ukuran butir, kecepatan / energi , morfologi , dan berat jenis medium. Dari hal tersebut maka akan berpengaruh terhadap derajat selective sedimentation yang dikenal dengan derajat pemilahan. Apa saja hubungan mereka terhadap proses pengendapan ? mari kita simak beberapa bagian di bawah ini : 1. Massa jenis

Massa jenis adalah masa/ volume dengan satuan kg/m3. Mempunyai peran penting, yaitu mengontrol jumlah dinamika seperti vektor fluida , gaya ( flux momentum ), dan tekanan sekalar fluida , dan berat jenis butir dalam fluida.

1. Viskositas

Viskositas dinamis ( )mengontrol keringanan untuk deformasi sebuah fluida. Bagaikan sebuah penghambat pada mekanisme transportasi.

Dari pengetahuan tadi dapat didapat bahwa koefisien gesek / seret adalah sebuah fungsi dari angka Reynolds. Seretan ini hanya berlaku apabila : 1. Partikel harus berupa padatan bola1. Harus berjalan dengan kecepatan terminal

Dimana D adalah diameter butir, Up adalah kecepatan . ( m/s ) Rep adalah jumlah partikel reynolds. Dimana v ( m2/ s ) yaitu viskositas kinematika dicari dengan menggunakan :

: viskositas dinamis p : massa jenis fluida

Gambar : Gaya yang bekerja pada suatu butir di dalam aliran. (menurut Middleton & Southard 1978; Collinson & Thompson 1982).

B. Proses Proses Berkaitan

Erosi Proses Deposisi Transportasi

1. Hydraulic Action - di mana kekuatan semata-mata air mengikis batu , permukaan dan tepi sungai

2. Corrasion - dimana batu transportasi dilemparkan ke permukaan dan bank-bank mereka mengikis

3. Korosi - di mana asam lemah dalam air bereaksi dengan batu-batu dan permukaan dan tepi sungai

4. Gesekan - di mana batu-batu dalam transportasi dilemparkan ke satu sama lain

Transportasi

1. Solution - mineral yang terlarut dalam air dan terbawa dalam larutan Bahan ringan suspensi halus terbawa dalam air

2. Saltation - kerikil kecil dan batu yang memantul di sepanjang sungai3. Traksi - batu-batu besar dan batu mengguling sepanjang sungai

Deposisi

Ketika sungai kehilangan energi, itu akan menjatuhkan atau menyetorkan sebagian dari bahan itu . Deposisi dapat terjadi ketika sungai memasuki area air dangkal atau ketika volume air berkurang - misalnya setelah banjir atau selama masa kekeringan . Hal ini juga dapat terjadi di mana perimeter dibasahi meningkatkan relatif terhadap luas penampang .

Flokulasi juga dapat terjadi - di mana partikel tanah liat ikatan bersama-sama dan karenanya mendapatkan cukup massa untuk tenggelam ke sungai

C. Diagram Hjulstorm

Diagram Hjulstrm (Gambar 4.5) menunjukkan hubungan antara kecepatan aliran air dan ukuran butir (Hjulstrm 1939). Ada dua garis utama pada grafik. Garis yang lebih rendah menunjukkan hubungan antara kecepatan aliran dan partikel yang siap akan bergerak. Ini menunjukkan bahwa kerakal akan berhenti di sekitar 20-30 cm/s, butir pasir sedang pada 2-3 cm/s, dan partikel lempung ketika kecepatan aliran adalah secara efektif nol. Oleh karena itu ukuran butir partikel di dalam aliran dapat digunakan sebagai petunjuk kecepatan pada waktu pengendapan sedimen jika terendapkan sebagai partikel-partikel terisolasi. Garis kurva bagian atas menunjukkan kecepatan aliran yang diperlukan untuk mengerakkan partikel dari kondisi diam. Pada setengah bagian kanan grafik, garis ini sejajar dengan garis yang pertama tapi untuk ukuran butir tertentu diperlukan kecepatan yang lebih besar untuk memulai pergerakan daripada untuk menjaga partikel tetap bergerak. Pada sisi kiri diagram terdapat garis divergen yang tajam: secara intuisi, partikel lanau yang lebih kecil dan lempung memerlukan kecepatan yang lebih besar untuk menggerakkannya daripada pasir. Hal ini dapat dijelaskan melalui sifat mineral lempung yang akan mendominasi fraksi halus dalam sedimen. Mineral lempung bersifat kohesif (2.5.5) dan sekali terendapkan akan cenderung merekat bersama, membuatnya lebih sulit untuk naik ke dalam aliran daripada butir-butir pasir. Catat bahwa ada dua macam untuk material kohesif. Lumpur tak terkonsolidasi (unconsolidated mud) telah terendapkan tapi tetap merekat, material plastis. Lumpur terkonsolidasi (consolidated mud) telah lebih banyak mengeluarkan air darinya dan bersifat kaku atau keras (rigid). Dalam prakteknya, banyak endapan material lumpuran berada antara dua macam ini.

Gambar Diagram Hjulstrm, menunjukkan hubungan antara kecepatan aliran dan transportasi butir-butir lepas. Ketika butir telah terendapkan, diperlukan energi yang lebih tinggi untuk mulai menggerakkannya daripada menjaganya tetap bergerak ketika telah bergerak. Sifat kohesif partikel lempung mengartikan bahwa sedimen berbutir halus memerlukan kecepatan yang lebih tinggi untuk mengerosi kembali sedimen ini ketika sedimen ini terendapkan, khususnya ketika terkompaksi. (dari Earth, edisi kedua oleh Frank Press dan Raymond Siever. 1974, 1978, dan 1986 oleh W.H. Freeman and Company). Perilaku partikel halus dalam aliran, sebagaimana yang ditunjukkan oleh diagram Hjulstrm, memiliki konsekuensi penting untuk pengendapan dalam lingkungan pengendapan alami. Lempung dapat tererosi dalam semua kondisi kecuali air yang menggenang, tapi lumpur dapat terakumulasi dalam semua setting dimana aliran berhenti mengalir dengan waktu yang cukup untuk partikel lempung terendapkan: aliran yang kembali mengalir tidak akan menaikkan kembali endapan lempung kecuali kecepatannya relatif tinggi. Perselingan pengendapan lumpur dan pasir terlihat dalam lingkungan dimana alirannya sebentar-sebentar (intermittent), seperti setting tidal (11.2.4).

Nama : Faris Ahad SNIM : 111.120.061Plug : 2Page 6