9 BAB 5.pdf - UMY Repository

36

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Data Penelitian

Pemeriksaan Material Dasar

Pengujian dilakukan di Laboratorium Keairan dan Lingkungan Universitas

Muhammadiyah Yogyakarta. Pasir yang digunakan adalah pasir lolos saringan

ASTM no.10 dan tertahan pada no.200 dengan nilai yang diperoleh dari

pengujian gradasi butiran. Pasir sebagai material dasar diayak terlebih dahulu

untuk mendapatkan ukuran butiran yang besarnya relatif merata. Hasil analisa

gradasi butrian dapat dilihat pada table 5.1 dan 5.2.

Tabel 5. 1 Analisis gradasi butiran sampel 1

Ayakan No.

Ayakan Dalam (mm)

Massa Tertahan (g)

Jumlah Massa Tertahan (g)

Massa Tertahan (%)

Massa Lolos (%)

No. 10 2,000 0 0 0,00 100,00 No. 20 0,850 732,1 732,1 53,06 46,94 No. 30 0,600 413,3 1145,4 83,01 16,99 No. 40 0,425 84,4 1229,8 89,13 10,87 No. 50 0,300 39 1268,8 91,96 8,04 No. 70 0,212 38,1 1306,9 94,72 5,28 No. 80 0,180 14,4 1321,3 95,76 4,24 No. 100 0,150 17,3 1338,6 97,01 2,99 No. 120 0,125 8,5 1347,1 97,63 2,37 No. 200 0,075 18,5 1365,6 98,97 1,03

Pan 14,2 1379,8 100,00 0,00 (Sumber : hasil penelitian)

37

Gambar 5. 1 Gradasi butir sampel 1

Tabel 5. 2 Analisis gradasi butiran sampel 2

Ayakan

No.

Ayakan

Dalam

(mm)

Massa

Tertahan

(g)

Jumlah

Massa

Tertahan (g)

Massa

Tertahan

(%)

Massa Lolos

(%)

No. 10 2,000 0 0 0,00 100,00

No. 20 0,850 986,3 986,3 68,11 31,89

No. 30 0,600 422,3 1408,6 97,27 2,73

No. 40 0,425 19,4 1428 98,61 1,39

No. 50 0,300 1,7 1429,7 98,73 1,27

No. 70 0,212 0 1429,7 98,73 1,27

No. 80 0,180 0 1429,7 98,73 1,27

No. 100 0,150 2,8 1432,5 98,92 1,08

No. 120 0,125 1,4 1433,9 99,02 0,98

No. 200 0,075 4,6 1438,5 99,34 0,66

Pan 9,6 1448,1 100,00 0,00

(Sumber : hasil penelitian)

38

Gambar 5. 2 Gradasi butir sampel 2

Analisis gradasi butiran menggunakan 2 sampel pengujian. Hasil analisis

gradasi butiran dimasukkan dalam bentuk grafik grain diameter (Gambar 5.1 dan

5.2) yang kemudian dapat diketahui d50. Pada sampel 1 hasil d50 adalah 1.182 mm

dan nilai d50 pada sampel 2 adalah 1,233 mm sehingga diperoleh nilai rata-rata d50

yaitu 1,208 mm.

B. Analisa Pola Gerusan

Pola gerusan di sekitar pilar berasal dari aliran yang berasal dari hulu yang

terhalang oleh pilar. Hal ini menyebabkann aliran air terganggu dan menjadi tidak

stabil sehingga menimbulakan pusaran yang terjadi akibat kecepatan aliran yang

membentur pilar depan menjadi gaya tekan di sekitar pilar. Gaya tekan ini

mengakibatkan terjadinya aliran bawah (down flow) yang dapat mengikis dasar

saluran, yangakan menimbulkan gerusan di sekitar pilar.

39

Pola Gerusan Pilar Persegi

Gambar 5. 3 Tampak atas pengamatan gerusan pilar persegi

Dari pengamatan terhadap gerusan dasar saluran akibat pilar dilakukan

pengamatan terhadap elevasi cros-section yang diberi garis merah pada gambar 5.3.

Angka pada cros-section menunjukan jarak cros-section dari cros-section awal atau

crossection 0 (CR-0).

Pengamatan terhadap elevasi permukaan cros-section dilakukan dengan

membandingkan elevasi cros-section dengan kondisi running tanpa sediment

feeding dan kondisi running dengan sediment feeding. Dari perbandingan tersebut

diperoleh pola gerusan sedimen dan penumpukan sedimen pada saluran.

Gambar 5. 4 Grafik Pengamatan Crossection 20 Saluran Pilar Persegi

0 20 25 66 30

40

Pada Gambar 5.4 menunjukan kondisi crossection 20 saluran pilar persegi. Pada

grafik dapat diketakui bahwa pada saat running pengujian gerusan tanpa sediment

feeding (ditunjukan dengan garis lurus) diperoleh nilai gerusan pada elevasi elevasi

dasar saluran 17 mm dengan nilai kedalaman gerusan maksimal 16 cm dengan

tanpa menunjkan penumpukan material sedimen. Sedangkan saat running

menggunakan sediment feeding diperoleh nilai elevasi terdalam 24,5 mm,

kedalaman gerusan maksimal 8,5 mm dan penumpukan sedimen setebal 0,5 dengan

puncak sedimen pada elevasi 33,5 mm.

Berikut merupakan hasil penggambaran potongan melintang pada crossection

yang lain

Gambar 5. 5 Cros section No 25, nilai gerusan maksimal pada saluran persegi saat sediment feeding

Pada potongan melintang nomor 25 merupakan potongan melintang dengan

gerusan maksimal saat penambahan sediment feeding. Geusan yang diciptakan

yaitu sebesar 13 cm, dengan elevasi dasar gerusan 20 cm.

Pada potongan melintang nomor 66 merupakan potongan melintang dengan

sedimen maksimal saat penambahan sediment feeding. Sedimen yang diciptakan

yaitu sebesar 4 cm, dengan elevasi muka sedimen 37 cm.

41

Gambar 5. 6 Cros section No 66, nilai sedimen maksimal pada saluran persegi saat sediment feeding

Hasil pengukuran elevasi crossection pengamatan saluran persegi dapat dilihat

pada lampiran A. Hasil pengamatan terhadap elevasi Saluran Pilar Persegi di

tunjukan pada table berikut.

Tabel 5. 3 Hasil Pengamatan elevasi Crossection Saluran Pilar Persegi dengan Sediment feeding

Saluran Pilar Persegi dg Sediment feeding

Saluran Pilar Persegi Tnp Sediment feeding

Pot. Melintang No.

Gerusan Maks (mm)

Sedimen Maks (mm)

Pot. Melintang No.

Gerusan Maks (mm)

Sedimen Maks (mm)

0 1 1,00 0,0 0 0 1 1 0,94 1,0 0 0 2 1 0,88 2,0 0 0 3 1 0,82 3,0 0 0 4 1 0,76 4,0 0 0 5 1 0,70 5,0 0 0 6 1 0,64 6,0 0 0 7 1 0,58 7,0 0 0 8 1 0,52 8,0 0 0 9 1 0,47 9,0 0 0

10 1 0,41 10,0 0 0

42

Tabel 5. 4 Hasil Pengamatan elevasi Crossection Saluran Pilar Persegi dengan Sediment feeding (lanjutan)

Saluran Pilar Persegi dg Sediment feeding

Saluran Pilar Persegi Tnp Sediment feeding

No. Pot.

Gerusan Maks (mm)

Sedimen Maks (mm)

No. Pot.

Gerusan Maks (mm)

Sedimen Maks (mm)

11 1.00 0.35 11 0.00 0.00 15 1.00 0.11 15 5.50 0.00 20 8.50 0.50 20 16.00 0.00 22 11.50 1.00 22 20.00 0.00 24 13.00 0.50 24 30.00 0.00 26 13.00 0.00 26 31.00 0.00 28 13.00 0.00 28 30.00 0.00 30 13.00 0.50 30 25.00 0.00 32 13.00 0.00 32 26.00 3.00 34 13.00 0.00 34 26.00 2.00 37 11.00 0.00 37 22.50 2.75 39 10.00 0.00 39 20.40 3.40 40 10.00 0.50 40 19.00 3.80 42 9.60 0.60 42 19.00 4.80 44 9.00 1.80 44 18.80 5.40 46 9.00 3.00 46 18.40 4.20 48 8.20 3.00 48 18.00 5.00 50 7.40 3.00 50 16.60 5.00 51 7.00 3.00 51 16.40 5.00 52 6.60 3.00 52 16.20 5.00 53 6.53 3.00 53 16.00 5.00 54 6.46 3.00 54 15.20 3.80 55 6.40 3.00 55 14.40 3.60 56 6.33 3.00 56 13.60 3.80 57 6.26 3.00 57 13.80 4.40 58 6.20 3.00 58 15.00 5.00 59 6.13 3.00 59 14.20 4.80 60 6.06 3.00 60 14.40 4.80 61 6.00 3.00 61 14.60 5.20 62 5.40 3.20 62 14.80 5.60 63 4.80 3.40 63 15.00 6.00 64 4.80 3.60 64 13.60 5.80 65 5.40 3.80 65 13.20 5.60 66 6.00 4.00 66 12.80 5.40

43

Dari tabel 5.3 dan table 5.4 menunjukan elevasi dari gerusan dan sedimen yang

terjadi di masing masing cross .

Dari pengamatan terhadap dua kondisi tersebut, sediment feeding yang

diberikan selama proses running mampu menstabilkan kondisi gerusan dan

penumpukan sedimen hal ini ditunjukan dengan perubahan elevasi dasar sedimen

yang cukup signifikan pada hasil running tanpa sedimen. Perubahan elevasi yang

beragam ini dominan terjadi di sekitar pilar dan daerah di belakang pilar.

Daerah di belakang pilar ini merupakan daerah yang terpengaruh akibar

perubahan pola aliran yang terjadi alibat pilar sehingga menyebabkan perubahan

elevasi.

Gambar 5. 7 Peta elevasi muka dasar saluran pilar persegi dengan penambahan sediment feeding.

44

Gambar 5.7 menunjukan gambar dasar saluran yang ditunjukan dengan

menggunakan skala warna dari biru yang mendeskripsikan elevasi sebesar 38 mm

sampai warna merah yang mendeskripsikan kedalaman gerusan maksimum pada

elevasi 20 mm. Elevasi awal dasar saluran ditunjukkan dengan warna biru sebesar

33 mm terdapat disepanjang hulu dan hilir saluran. Elevasi dasar saluran mulai

terlihat berubah ketika mendekati halangan berupa pilar jembatan. Perubahan

tersebut terlihat di sekitar hulu pilar elevasi dasar semakin dalam sampai tepat

berada di sisi kiri dan kanan pilar persegi yang ditandai dengan warna merah

menunjukkan elevasi dasar dengan kedalaman 20 mm. Daerah pengaruh gerusan

juga terlihat mendekati tebing saluran, semakin menuju ke tebing saluran elevasi

mengalami kenaikan yang ditunjukkan dengan warna kuning dan hijau. Elevasi

dasar saluran mulai mengalami kenaikan ketika menuju bagian hilir. Terdapat pula

daerah pengaruh gerusan berupa timbunan (sedimentasi) dengan elevasi dasar

sebesar 38 mm.

Untuk mengamati dan membandingkan pola dasar saluran pada konsidi tanpa

sediment feeding dan dengan sediment feeding, pengamatan dilakukan terhadap

pola kontur dan pemodelan 3D. Pembuatan peta kontur dan pemodelan 3D

menggunakan program Surfer 13.

Surfer 13 adalah program yang digunkan untuk menggambarkan peta dari

data koordinat. Surfer digunakan karena sesuai dengan kertersedian data koordinat

XYZ dari hasil pengujin lab. Dan fiturnya yang mampu memberikan hasil sesuai

kebutuhan analisa.

45

Gambar 5. 8 Hasil penggambaran Surfer 13, peta kontur saluran pilar persegi

dengan sediment feeding

Gambar 5. 9 Hasil penggambaran Surfer 13, peta kontur saluran pilar persegi

tanpa sediment feeding

Dari Gambar 5.8 dan Gambar 5.9 dapat terlihat perbedaan elevasi dari garis

kontur dan pola kontur pada dua peta tersebut. Saluran dengan sedimen feeding

lebih menunjukan sebabaran elevasi yang merata antara sedimen dan gerusan.

Sedangkan pada saluran tanpa sediment feeding lebih menunjukan gerusan diarea

setelah pilar. Hal ini disebankan karena tidak ada sedimen yang menutupi gerusan

akibat aliran yang mengalir. Gerusan pada saluran tanpa sediment feeding lebih

dominan dari pada saluran dengan sediment feeding.

46

Gambar 5. 10 Hasil penggambaran peta wireframe untuk dasar saluran pilar persegi tanpa sediment feeding dengan surfer 13

Gambar 5. 11 Hasil penggambaran peta wireframe untuk dasar saluran pilar lingkaran tanpa sediment feeding dengan surfer 13

Sum

bu z S

umbu z

47

Gambar 5. 12 Hasil penggambaran peta wireframe untuk dasar saluran pilar lingkaran tanpa sediment feeding dengan surfer 13

Gambar 5. 13 Tampilan 3D dasar saluran pilar persegi dengan sediment feeding

48

Pola Gerusan Pilar Lingkaran

Gambar 5. 14 Tampak atas pengamatan gerusan pilar Lingkaran

Dari pengamatan terhadap gerusan dasar saluran akibat pilar dilakukan

pengamatan terhadap elevasi cros-section yang diberi garis merah pada gambar

5.14. Angka pada cros-section menunjukan jarak cros-section dari cros-section

awal atau crossection 0 (CR-0).

Pengamatan terhadap elevasi permukaan cros-section dilakukan dengan

membandingkan elevasi cros-section dengan kondisi running tanpa sediment

feeding dan kondisi running dengan sediment feeding. Dari perbandingan tersebut

diperoleh pola g erusan sedimen dan penumpukan sedimen pada saluran.

0 40 50 30

49

Gambar 5. 15 Grafik Pengamatan Penampang Melintang Nomor 21 Saluran Pilar Lingkaran

Potongan ini merupakan potongan melintang saluran. Gambar 5.12 menunjukan

pola gerusan pada bagian hulu pilar di bagian pilar. Jika dilihat data elevasi

pengujian yang dilakukan pada saat pengujian tanpa menggunakan sediment

feeding pada jarak yang sama.

Dasar saluran saat menggunakan sediment feeding mengalami gerusan sebesar

7,5 mm hinga elevasi 25,5 mm. Sedangkan dasar saluran tanpa sediment feeding

mengalami gerusan setebal 24 mm hingga elevasi 9 mm

Jika dilihat pada data awal sebelum dilakukannya pengujian, dimana ketebalan

sediment sebesar 10 cm, dapat diketahui bahwa gerusan maksimum yang terjadi

apabila tidak menggunakan sediment feeding pada titik ini adalah sebesar 0 cm. hal

ini berarti bahwa pemberian sediment feeding cukup efektif untuk meminimalisir

gerusan pada bagian 0 cm pada pilar dari bagian hulu.

50

Gambar 5. 16 Penampang melintang nomor 30 dasar saluran pilar lingkaran

Gambar 5. 17 Penampang melintang nomor 50 dasar saluran pilar lingkaran

Sesuai dengan pengamatan yang dilakukan terhadap gambar 5.12 tentang

gerusan dan sedimen. Pada gambar 5.13 dan 5.14 menunjukan hasil penggambaran

grafik crossection dasar saluran. Hasil gerusan dan sedimen ditampilkan dalam

tabel berikut.

51

Tabel 5. 5 Hasil pengamatan elevasi dasar saluram pilar lingkaran

Saluran Pilar Lingkaran dg Sediment feeding

Saluran Pilar Lingkaran Tnp Sediment feeding

No. Pot

Elv. Gerusan Maks (mm)

Elv. Sedimen Maks (mm)

No. Pot

Elv. Sedimen Maks (mm)

Elv Gerusan Maks (mm)

0 0.00 0.00 33 0.00 0.00 5 0.00 0.00 5 0.00 0.00

10 0.00 0.00 10 0.00 0.00 12 1.00 5.00 12 0.00 0.00 15 0.00 0.00 15 0.00 0.00 16 0.60 5.00 16 0.00 0.00 18 0.60 5.00 18 0.00 0.00 20 0.80 5.00 20 0.00 0.00 21 0.90 5.00 21 0.00 0.00 22 1.00 5.00 22 0.00 0.00 23 0.42 4.85 23 0.00 0.00 24 0.00 4.71 24 0.00 0.00 25 0.00 4.57 25 0.00 0.00 26 0.00 4.57 26 0.00 0.00 27 0.14 4.71 27 0.00 0.00 28 0.57 4.85 28 0.00 0.00 29 1.00 5.00 29 0.00 0.00 30 3.50 5.00 30 0.00 0.00 31 6.00 5.00 31 0.00 0.00 32 7.00 4.00 32 0.00 0.00 33 8.00 4.00 33 0.00 1.40 34 7.50 3.50 34 0.00 17.00 35 8.00 3.00 35 0.00 11.00 36 7.50 3.00 36 0.00 17.00 37 8.00 3.00 37 0.00 19.00 38 7.50 3.50 38 0.00 24.00 39 8.00 5.00 39 0.00 22.50 40 7.50 3.50 40 0.00 24.00 41 8.00 4.00 41 0.00 23.00 42 7.50 3.50 42 0.00 33.00 43 7.00 3.00 43 0.00 33.00 44 7.00 3.50 44 1.00 24.00 45 7.00 5.00 45 0.00 18.50 46 7.00 5.00 46 0.00 17.00 47 7.00 5.00 47 0.00 15.66 48 6.60 4.60 48 0.00 15.33

52

Tabel 5. 6 Hasil pengamatan elevasi dasar saluram pilar lingkaran (lanjutan)

Saluran Pilar Lingkaran dg Sediment feeding

Saluran Pilar Lingkaran Tnp Sediment feeding

No. Pot

Elv. Gerusan Maks (mm)

Elv. Sedimen Maks (mm)

No. Pot

Elv. Sedimen Maks (mm)

Elv Gerusan Maks (mm)

49 6.2 4.2 49 0 16 50 5.8 3.8 50 0 16.8 51 5.4 3.8 51 0 17.6 52 5 4 52 0 18.4 53 5 3.6 53 0 19.2 54 5 3.2 54 0 20 55 5 3 55 0 18.8 56 5 3 56 0 17.6 57 5 3 57 0 16.4 58 5 2.8 58 0 15.2 59 5 2.6 59 0 14 60 5 2.6 60 0 13.6 61 5 2.8 61 0 13.2 62 5 3 62 0 13.8 63 4.8 2.9 63 0 14.4 64 4.6 2.8 64 0 15 65 4.4 2.7 65 0 14.4 66 4.2 2.6 66 0 13.8 67 4 2.5 67 0 13.2 68 3.8 3 68 0 13.2 69 3.6 3.5 69 0 14 70 3.4 4 70 0 11.2 71 3.2 4.5 71 0 8.4 72 3 5 72 0 6.6 73 0 0 73 0 5.6 74 0 0 74 0 5 75 0 0 75 0 4.2 76 0 0 76 0 3.4 77 0 0 77 0 3.8 78 0 0 78 0 4.4 79 0 0 79 0 5 80 0 0 80 0 4

53

Gambar 5. 18 Kontur elevasi dasar disekitar pilar persegi

Gambar 5.18 menunjukan gambar kontur elevasi dasar saluran yang

ditunjukan dengan menggunakan skala warna dari biru yang mendeskripsikan

elevasi sebesar 38.5 mm sampai warna merah yang mendeskripsikan kedalaman

gerusan maksimum sebesar 25 mm. Elevasi awal dasar saluran ditunjukkan dengan

warna biru 33 mm terdapat disepanjang hulu dan hilir saluran. Elevasi dasar saluran

mulai terlihat berubah ketika mendekati halangan berupa pilar jembatan. Perubahan

tersebut terlihat di sekitar hulu pilar elevasi dasar semakin dalam sampai tepat

berada di sisi kiri dan kanan pilar kapsul yang ditandai dengan warna merah

menunjukkan elevasi dasar. Daerah pengaruh gerusan juga terlihat mendekati

tebing saluran, semakin menuju ke tebing saluran elevasi mengalami kenaikan yang

ditunjukkan dengan warna kuning dan hijau. Elevasi dasar saluran mulai

mengalami kenaikan ketika menuju bagian hilir. Terdapat pula daerah pengaruh

gerusan berupa timbunan dengan elevasi dasar .

54

Gambar 5. 19 Hasil penggambaran Surfer 13, peta kontur saluran pilar

lingkaran dengan sediment feeding

Gambar 5. 20 Hasil penggambaran Surfer 13, peta kontur saluran pilar

lingkaran tanpa sediment feeding

55

Gambar 5. 21 Hasil penggambaran peta wireframe untuk dasar saluran pilar lingkaran tanpa sediment feeding dengan surfer 13

Gambar 5. 22 Hasil penggambaran peta wireframe untuk dasar saluran pilar lingkaran tanpa sediment feeding dengan surfer 13

Melalui Gambar 5.19, Gambar 5.20, Gambar 5.21 dan Gambar 5.22 dasar

permukan saluran dapat terpetakam dan tervisualisasikan dengan baik. Peta kontur

pada Gambar 5.19 dan Gambar 5.20 dapat menunjukan perbedaan pola gerusan dan

56

sedimentsi pada dasar saluran. Peta wireframe dapat memberikan visualisasi bentuk

morfologi dasar saluran secara 3D

Gambar 5. 23 Hasil penggambaran peta 3D surface dasar saluran pilar lingkaran

dengan surfer 13

Gambar 5. 24 Hasil penggambaran peta 3D surface dasar saluran pilar

lingkaran dengan surfer 13

57

C. Analisa Volum Geusan dan Sedimentasi

Volum gerusan dan volum sedimentasi merupakan hasil dari sediment transport

yang ada di aliran selama pelaksanaan pengujian. Volum gerusan dan sedimentasi

ini digunkaan untuk mengetahui dampak sediment feeding selama terhadap kondisi

morfologi saluran. Analisa perhitungan volume gerusan dan sedimentasi

menggunakan bantuan software surfer 13.

Gambar 5. 25 Vitur Gid-volum yang digunakan untuk menghitung volum pada surfer

Data yang digunakan dalam analisa ini adalah data elevasi potongan melintang

yang telah diporoleh dari pengujian. Surfer akan melakukan kalkulasi pada data

grid. Data grid ini berisi koordinat xyz yang digunakan dalam pemetaan pada subab

B. Nilai elevasi (Z) yang diperlukan adalah nilai elevasi maksinal dan nilai evelasi

minimal.

Nilai volum gerusan sedimetasi ini diketahui dengan menentukan nilai elevasi

normal atau datum. Datum ini yang akan memisahkan bagian yang akan dihitung

sebagai gerusan dan bagian yang akan dihitung sebagai sedimentasi.

58

Gambar 5. 26 informasi elevasi maksimal dan minimal

Gambar 5.26 merupakan informasi yang meninjukan nilai upper surface-

permukaan tertinggi, dan lower surface-permukan terendah. Dalam penelitian ini,

elevasi datum adalah 33, baik pada salluran dengan pular lingkaran dan saluran

pada pilar persegi. Nilai datum ini, kemudian akan diisikan pada kolom Z yang

diberi tanda kontak merah pada gambar. Setelah diisi maka klik OK.

Gambar 5. 27 Grid volum report

Tampilan yang muncul setelah perhitungan yang dilakukan oleh surfer adalah

Grid Volum Report. Untuk nilai volum cut bertolak dari nilai base line (datum),

yang sudah ditentukan diawal (z=33). Nilai volum cut ini yang kemudian dalam

59

analisis akan di sebut sebagai volum sedimen, dan nilai volum fill akan disebut

sebagai nilai volum gerusan.

Gambar 5. 28 Sketsa ilustrasi bagian vol.cut, vol. fill dan baseline

Hasil yang diperoleh dari analisa volum gerusan dan sedimentasi pada saluran

ditampilkan pada table berikut.

Tabel 5. 7 Volum gerusan dan sedimentasi

Deskripsi Volume

Sedimentasi (cm3)

Volume Gerusan

(cm3)

Saluran Pilar Lingkaran

dengan sedimen feeding

3406.017 2627.653

tanpa sedimen feeding

12.137 8348.997

Saluran Pilar persegi

dengan sedimen feeding

665.771 9245.506

tanpa sedimen feeding

628.665 11657.705

Datum (Baseline)

Volume cut

Volume fill

60

D. Analisa Pola Aliran

Pola aliran mengalir dari hulu menuju ke hilir saluran, dalam teori hidraulika

air akan mengalir dari daerah yang memiliki tekanan yang tinggi menuju ke tekanan

yang rendah.Tetapi, pola atau arah aliran bias saja berbelok apabila adanya

perubahan morfologi penampang saluran seperti adanya pilar jembatan. Pola aliran

berpengaruh untuk mengetahui jenis belokan aliran yang terjadi pada saat menabrak

pilar jembatan. Hal tersebut juga berhubungan dengan turbulensi aliran yang akan

memengaruhi kedalaman dan pola gerusan yang terjadi. Pola aliran dapat dianalisis

dengan menggunakan sediment tracking. Sediment tracking tersebut akan mengalir

sesuai arah aliran yang terjadi. Hal tersebut diamati secara visual menggunakan

kamera yang diletakkan tepat di atas saluran.

Pada pilar lingkaran dan persegi bagian hulu terlihat aliran masih stabil, namun

mendekati pilar aliran mulai tidak stabil karena terjadi penyempitan aliran dimana

terdapat pilar lingkaran yang diletakkan di tengah flume. Di daerah di hulu pilar

terjadi turbulesi dan pola aliran di kanan dan kiri pilar mengikuti bentuk pilar dan

cenderung melebar. Terlihat setelah aliran melewati pilar dan semakin aliran

menuju ke hilir semakin stabil. Pola aliran ini akan mempengaruhi bentuk gerusan

yang terjadi di sekitar pilar.

Pola Aliran Saluran Pilar Persegi

(a)

61

(b)

(c)

(d)

Gambar 5. 29 (a), (b), (c), (d) Pola aliran dari hulu sampai hilir pilar persegi

menggunakan sediment tracking.

62

Gambar 5. 30 Vektor aliran pada pilar persegi

Pola Aliran Saliran Pilar Lingkaran

(a)

(b)

63

(c)

(d)

Gambar 5. 31 (a), (b), (c), (d) Pola aliran dari hulu sampai hilir pilar lingkaran

menggunakan sediment tracking.

Gambar 5. 32 Vektor aliran pada pilar lingkaran

64

E. Analisa Kecepatan Aliran

Kecepatan aliran di sekitar pilar berbeda pada setiap pilar setelah dilakukan

simulasi menggunakan flume test. Kecepatan aliran akan berubah apabila terdapat

perubahan morfologi pada penampang saluran seperti dibangunnya pilar pada

jembatan. Perubahan tersebut dapat berupa percepatan maupun perlambatan dari

kecepatan aliran awal sebelum adanya perbedaan morfologi penampang saluran.

Perbedaan bentuk pilar jembatan juga mempengaruhi perubahan kecepatan aliran

pada saluran. Pada penelitian ini digunakan dua bentuk pilar yang berbeda, yaitu

pilar dengan bentuk lingkaran dan persegi untuk mengetahui perbedaan perubahan

kecepatan aliran pada setiap pilar.

Simulasi dilakukan pada flume test menggunakan sediment tracking untuk

mengetahui pergerakan kecepatan aliran serta dilakukan dua kali yaitu

menggunakan pilar dengan bentuk lingkaran dan persegi. Setelah pergerakan

sediment tracking ditandai maka dapat diketahui perubahan kecepatan aliran.

Kecepatan Aliran Saluran Pipa Persegi

Gambar 5. 33 Vektor kecepatan aliran di sekitar pilar persegi

Gambar 5.33 menunjukan pengamatan partiket saat pelaksanaan PIV. Masing

masing titik mrnunjukan pergerakan yang ditunjukan dengan perpindahannya

dengan anak panah. Pergerakan masing masing partikel terjadi dalam jangka waktu

yang bersamaan, sehimgga dari pengamatan visual sederhana dapat diketahui

bahwa partikel dengan perpindahan yang panjan (ditunjukan dengan anak panah

yang panjang) menunjukan kecepatan yang besar. Untuk mengetahui nilai

65

kecepatan masing masing partikel, maka dilakukan pengamatan dan perhitungan

sebagai berikut.

Tabel 5. 1 Perhitungan kecepatan aliran di sekitar pilar persegi

Kode

Jarak x

Jarak y

Perpindahan Kecepatan, V

cm cm Cm cm/s m/s 1 7 0.5 7.01 91.14 0.91 2 7 1 7.07 91.83 0.91 3 8 1.5 8.13 105.70 1.05 4 10 4.5 10.96 142.41 1.42 5 4 0.5 4.03 52.35 0.52 6 5.5 1 5.59 72.59 0.72 7 4 0 4.00 51.94 0.51 8 6.5 0 6.50 84.41 0.84 9 5 0 5.00 64.93 0.64

10 4 1 4.12 53.54 0.53 11 4 1 4.12 53.54 0.53 12 5 0 5.00 64.93 0.64 13 7 0 7.00 90.90 0.90 14 7 1 7.071 91.83 0.91 15 7 0.5 7.01 91.14 0.91 16 6 0.5 6.02 78.19 0.78

(sumber : perhitungan penelitian)

Vektor kecepatan aliran menunjukkan arah aliran dan dari jarak yang didapat

maka bisa dihitung besaran kecepatan aliran yang terjadi di sekitar pilar. Aliran

yang semula stabil berubah menjadi tidak stabil karena terjadi perubahan morfologi

pada penampang saluran yaitu berupa pilar jembatan. Perubahan tersebut berupa

percepatan dan perlambatan kecepatan aliran sebelum adanya perubahan morfologi

penampang dasar saluran. Pada Gambar 5.72 menunjukkan vektor kecepatan aliran

di sekitar pilar persegi. Aliran yang menabrak dinding pilar mengikuti bentuk pilar.

Kecepatan aliran cenderung mengalami perlambatan ketika berada di dekat dinding

pilar. Perlambatan kecepatan ditandai dengan vektor yang pendek, perlambatan

maksimum ditunjukkan pada vektor nomor 5 yaitu dengan kecepatan 0,52 m/s.

Sedangkan percepatan kecepatan aliran terjadi pada aliran yang terletak jauh dari

pilar. Percepatan maksimum ditunjukkan pada vektor nomor 4, yaitu dengan

kecepatan 1,42 m/s.

66

Kecepatan Aliran Saluran Pipa Lingkaran

Gambar 5. 34 Vektor kecepatan aliran di sekitar pilar Lingkaran

Tabel 5. 2 Perhitungan kecepatan aliran di sekitar pilar lingkaran Kode

Jarak X

Jarak Y

Perpindahan V mm mm/s m/s

1 110.45 0.40 110.44 777.79 0.77 2 122.18 5.67 122.31 861.35 0.86 3 110.24 6.79 110.454 777.81 0.77 4 116.96 5.51 117.08 824.56 0.82 5 109.12 21.19 111.15 782.80 0.78 6 109.12 20.81 111.083 782.30 0.78 7 48.55 0.048 48.55 341.91 0.34 8 36.04 0.048 36.04 253.83 0.25 9 151.05 6.35 151.18 1064.66 1.06

10 125.96 1.14 125.96 887.09 0.88 11 76.319 10.90 77.09 542.91 0.54 12 42.94 0.04 42.94 302.44 0.30 13 24.13 5.51 24.75 174.35 0.17 14 36.044 0.04 36.04 253.83 0.25 15 128.4 24.43 130.70 920.43 0.92 16 43.52 0.048 43.52 306.52 0.30 17 105.53 10.08 106.00 746.52 0.74 18 60.00 10.46 60.90 428.92 0.42 19 151.05 6.35 151.18 1064.66 1.06 20 119.01 1.57 119.01 838.16 0.83 21 113.30 5.32 113.42 798.73 0.79

(Sumber : hasil perhitungan)

67

Vektor kecepatan aliran menunjukkan arah aliran dan dari jarak yang didapat

maka bisa dihitung besaran kecepatan aliran yang terjadi di sekitar pilar. Aliran

yang semula stabil berubah menjadi tidak stabil karena terjadi perubahan morfologi

pada penampang saluran yaitu berupa pilar jembatan. Perubahan tersebut berupa

percepatan dan perlambatan kecepatan aliran sebelum adanya perubahan morfologi

penampang dasar saluran. Pada Gambar 5.23 menunjukkan vektor kecepatan aliran

di sekitar pilar persegi. Aliran yang menabrak dinding pilar mengikuti bentuk pilar.

Kecepatan aliran cenderung mengalami perlambatan ketika berada di dekat dinding

pilar. Perlambatan kecepatan ditandai dengan vektor yang pendek, perlambatan

maksimum ditunjukkan pada vektor nomor 8 yaitu dengan kecepatan 0,25 m/s.

Sedangkan percepatan kecepatan aliran terjadi pada aliran yang terletak jauh dari

pilar. Percepatan maksimum ditunjukkan pada vektor nomor 19, yaitu dengan

kecepatan 1,06 m/s.

F. PERBANDINGAN HASIL

Pengujian yang telah dianalisis kemudian dibandingkan untuk mengetahui

perbedaan dari masing masing parameter. Adapun parameter yang dibandingkan

adalah pola gerusan, pola aliran dan kecepatan aliran.

Saluran Pilar Lingkaran dan Persegi dengan kondisi running sediment feeding

Pilar lingkaran dan pilar persegi memiliki perngaruh yang berbeda pada

saluran. Perngaruh ini disebabkan karena bentuk permukaan yang bersenturan

dengan aliran pada saluran.

Gambar 5. 35 Pola aliran saluran pilar persegi

68

Gambar 5. 36 Pola Aliran Saluran

Aliran pada saluran bergerak dari kiri ke kanan. Aliran diasumsikan sebagai

aliran laminar. Kemudian pengamatan pola aliran dilakukan menggunakan metode

PIV.

Dari hasil pengmatan, pola aliran mengalami turbulen dan membentuk vortex

saat mendekali dan berada disekitar pilar. Pada pilar persegi, aliran cendering

menyebar setelah menabrak pilar, sedangkan pada pilar lingkaran cenderung

membelok melewati pilar.

Hal ini disebabkan oleh sudut yang menghampat aliran pada saluran. Pada pilar

lingkaran lebih cenderung mengikuti aliran asli karena pilar lingkaran tidak

memiliki sudut yang memotong aliran.

Gambar 5. 37 Peta kontur dasar saluran pilar lingkaran

69

Gambar 5. 38 Peta kontur dasar saluran pilar persegi

Dari pola gerusan yang dapat diamati pada peta kontur, pilar persegi

memberikan dampak gerusan yang lebih banyak daripada pilar lingkaran. Hal

ini di sebabkan karena pilar persegi membentuk sudut yang memotong aliran,

sehingga menimbukan gerakan vortek. Vortek ini lah yang kemudian mengerus

dasar saluran.

Selain fenomena gerusan, terdapat juga fenomena sedimen. Sedimen

dominan terbentuk dibagian hilir. Sedimen ini beriisi hasil gerusan dan sediment

feeding yang tdak terbewa oleh aliran alir.

70

Gambar 5. 39 Peta 3D dasar saluran pilar persegi

Gambar 5. 40 Peta 3D dasar saluran pilar Lingkaran

mm

mm

Sumbu z

Sumbu z

71

Saluran pilar dengan menggunakan sediment feeding dan tanpa sediment feeding

Penggunaan sediment feeding saat running percobaan laboratorium

dilakukan untuk menggambarkan kondisi aliran debris di lapangan. Aliran

debris ini membawa material berupa pasir, sehingga dalam percobaan

laboratorium peru di beri tambahan sediment feeding di hulu saluran.

Dalam membandingkan kondisi tersebut dilakukan pengujian dengan

kondisi aliran dengan sediment feeding dan tanpa sediment feeding. Pengujian

tanpa menggunakan sediment feeding dilakukan oleh peneliti sebelumnya.

Dengan kondisi batas yang sama dan system pengujian yang sama, makadapat

digunakan sebagai data pembanding. Yang membedakan pengujian hanya

penambahan yang dilakukan pada peneliitian sekarang.

Dari parameter yang ada, hal yang paling menunjukan perbedaan adalah

parameter gerusan, dalam hal ini adalah elevasi gerusan. Pada masing masing

saluran dengan pilar persegi maupun pilar lingkaran, menunjukan bahwa

elevasi gerusan saluran dengan sediment feeding lebih tinggi dari pada elevasi

saluran tanpa sediment feeding.

Tabel 5. 3 Hasil pengamatan saluran pilar lingkaran dan persegi Sediment feeding Tanpa sediment

feeding Nilai maksimal Gerusan Sedimen Gerusan Sedimen

Pilar persegi 13 mm 4 mm 31 mm 6 mm Pilar Lingkaran 8 mm 5 mm 33 mm 1 mm

Secara umum, elevasi ssaluran saat penambahan sediment feeding lebih

stabil dan tidak mengalami gerusan dan sedimentasi yang berlebihan. Geusan

yang berlebihan pada daerah sekitar pilar akan sangat mengganggu stuktur

pilar, karena akan mempengaruhi struktur pilar.