eprints.unram.ac.ideprints.unram.ac.id/2505/6/BAB IV.docx · Web viewDari data kecepatan yang didapat maka digunakan persamaan rumus kecepatan dengan metode satutitik berdasarkan

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kondisi Aliran

Salah satu faktor yang menyebabkan angkutan sedimen dapat

bergerak, bergeser, di sepanjang dasar saluran atau bergerak melayang

pada aliran saluran adalah kondisi aliran saluran tersebut. Kondisi aliran

saluran meliputi kecepatan aliran (V), luas penampang (A), keliling basah

(P),debit (Q) dan jari-jari hidrolis (R). Untuk mencari variabel-variabel

tersebut dilakukan langkah-langkah perhitungan sebagai berikut :

4.1.1 Pengukuran Kecepatan Aliran

Untuk mendapatkan data kecepatan aliran (V), penelitian ini

menggunakan alat current meter. Dikarenakan kedalaman aliran kurang

dari 0,76 m, maka dilakukan pengukuran kecepatan dengan metode satu

titik pada kedalaman 0,6H pada masing-masing pias dari penampang

melintang saluran. Pengukuran kecepatan aliran dengan alat current meter

dapat dilihat pada Gambar 4.1 berikut ini :

45

Gambar 4.1 Pengukuran kecepatan aliran Saluran Primer Bendung

Mencongah

Data hasil pengukuran kecepatan aliran di penampang melintang pada

Saluran Primer dengan menggunakan alat current meterdapat dilihat pada Tabel

4.1 berikut ini :

Tabel4.1 Pengukuran kecepatan aliran saluran primer

No. H (m)Kecepatan pada titik

(m/det)Rata-rata Pias

0,6 H (m/det)

1 0,520,553

0,552 Kanan0,5630,541

2 0,530,555

0,551 Tengah0,5680,530

3 0,490,557

0,547 Kiri0,5640,521

(Sumber: Hasil Pengukuran Lapangan )

Dari data kecepatan yang didapat maka digunakan persamaan rumus kecepatan

dengan metode satutitik berdasarkan Persamaan (2-1).

a. Menghitung kecepatan rata-rata tiap pias

1) Diketahui pada pias kanan data kecepatan sebagai berikut :

46

U 0,6=0,541+0,553+0,563

3=0,552(m /det ),

2) Diketahui pada pias tengah data kecepatan sebagai berikut :

U 0,6=0,530+0,555+0,568

3=0,551(m /det) ,

3) Diketahui pada pias kiri data kecepatan sebagai berikut :

U 0,6=0,521+0,557+0,564

3=0,547(m /det ),

Sehingga diperoleh data kecepatan pada masing masing pias adalah :

U 1 = 0,552 (m/det), U2 = 0,551 (m/det) dan U3 = 0,547 (m/det)

b. Menghitung kecepatan rerata pada penampang

diketahui :

U1 = 0,552 (m/det)

U2 = 0,551 (m/det),

U3 = 0,547 (m/det)

maka

U =U1+U 2+U3

3U=0,552+0,551+0,547

3=0,550 m /det

4.1.2 Perhitungan Luas Penampang (A) dan Keliling Basah Saluran (P)

Untuk memperoleh nilai luas penampang (A) dan keliling basah

sungai (P), pada penelitian ini dilakukan pengukuran lebar penampang

melintang dan kedalaman aliran saluran menggunakan meteran. Proses

pengukuran lebar dan kedalaman aliran sungai dapat dilihat pada Gambar

4.2 berikut ini :

47

Gambar 4.2 Pengukuran lebar dan kedalaman Saluran Primer

Dari data hasil pengukuran di lapangan didapatkan gambar penampang

melintang saluran seperti di bawah ini :

48

Dengan menggunakan programvAutocad, maka luas dan keliling

basah penampang ssaluran dapat dicari. Dari penampang melintang

ssaluran di atas diperoleh hasil sebagai berikut :

Luas (A) = 1,801 m2

Keliling Basah (P) = 4,09 m

4.1.3 Perhitungan Debit Aliran (Q)Rumus perhitungan debit aliran saluran digunakan Persamaan (2-6),

dengan perhitungan debit seperti di bawah ini:

Debit (Qw) = A x v= 1,801 x 0,550= 0,991m3/det

4.1.4 Perhitungan Jari-Jari Hidrolis (R)

Perhitungan jari-jari hidrolis dilakukan setelah didapatkan nilai luas

penampang basah (A) dan keliling basah saluran (P), dimana perhitungan

jari-jari hidrolis digunakan Persamaan (2-5) yakni:

R= AP

R=1,8014,09

=0,440 m

4.1.5 Menentukan sifat aliran

49

Gambar 4.3 Penampang melintang saluran primer

Sebelum menentukan sifat aliran, terlebih dahulu mencari nilai viskositas

kinematik air (v). Dari Tabel 2.1 dapat dicari nilai (v) pada suhu air 27 0C

dengan mengunakan metode interpolasi berikut ini:

v=(27−20 ) x (1,007 x10−6−0,804 x 10−6)

(30−20)+0,804 x 10−6

¿0,946 x10−6 m2/det

Sifat aliran dapat ditentukan dengan mencari angka Renold, dimana

perhitungan angka Reynold digunakan Persamaan (2-11) yakni:

Re=4 ŪR

v

Re=4 x 0,209 x0,440

0,946 x 10−6

¿388837,2093

Karena nilai Re > 12500 maka sifat aliran pada saluran primer Mencongah

adalah aliran turbulen.

4.1.6 Perhitungan Kemiringan Dasar Saluran (I)

Perhitungan kemiringan dasar saluran pada penelitian ini

menggunakan selang ukur. Adapun data-data yang didapat dari selang

ukur tersebut sebagai berikut :

Tabel 4.2 Rekapitulasi Kemiringan Dasar Saluran

PenampangPanjang Tinggi air selang (m) Kemiringan

(m) Hulu Hilir (I)

1 20 0,68 0,72 0,002

50

2 20 0,66 0,71 0,0025

3 20 0,46 0,52 0,003

(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari perhitungan diatas didapat data kemiringan untuk tiap

penampang adalah penampang 1 ( I = 0,002 ), penampang 2 ( I = 0,0025 ), dan

penampang 3 ( I = 0,003 ). Jadi kemiringan ( I ) rata-rata saluran primer tersebut

adalah I = 0,0025.

4.2 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. Karakteristik sedimen 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.

4.2.1 Ukuran (size)

4.2.1.1 Analisa Saringan Butiran

51

Untuk mendapatkan distribusi ukuran butiran, maka sedimen dasar (bed

load) yang didapatkan dioven sampai dalam kondisi kering dan selanjutnya

dianalisa dengan menggunakan saringan (no. 1 1/4”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, ¼”, 4, 6, 8,

10, 16, 20, 40, 60, 80, 100, 140 dan 200). Proses analisa saringan butiran dapat

dilihat pada Gambar 4.4 berikut ini :

Gambar 4.4 Proses analisa saringan butiran

52

53

54

Tabel 4.5 Klasifikasi distribusi ukuran butiran sedimen menggunakan

pengumpul sedimen Tipe Keranjang pada Saluran Primer Mencongah.

No Diameter Saringan Tertahan Klasifikasi Butiran Kelas Butiran

(mm) (%)

Krikil

3/4" 19 0.00 kerikil berkwarsa1/2" 12.5 0.00 kerikil sedang3/8" 9.5 0.00 kerikil sedang1/4" 6.3 0.00 krikil halus

4 4.75 0.00 krikil halus6 3.35 38.65 krikil sangat halus8 2.36 37.98 krikil sangat halus

Total 76.6310 2 6.56 pasir sangat berkwarsa

Pasir

20 0.85 4.18 pasir berkwarsa40 0.425 4.04 pasir sedang60 0.25 4.32 pasir sedang80 0.18 2.21 pasir halus100 0.15 0.78 pasir halus140 0.106 1.10 pasir sangat halus200 0.075 0.11 pasir sangat halus

Pan 0 0.07 pasir sangat halusTotal 23.37

(Sumber : Hasil Pengujian)

Dari pengamatan hasil analisa saringan butiran yang menggunakan

pengumpul sedimen Tipe Keranjang pada penampang saluran primer, dapat

disimpulkan pada penampang ini sampel material dasar yang diambil merupakan

sedimen dasar (bed load). Jenis sedimen ini dipengaruhi oleh aliran pada saluran

yang akan menggerus butiran-butiran yang memiliki ukuran dan berat jenis kecil,

sehingga akan meninggalkan butiran-buiran sedimen yang memiliki ukuran dan

berat jenis lebih besar. Penampang pada saluran primer Mencongah memiliki

ukuran butiran terbesar dengan diameter 3,35 mm dan ukuran terkecil 0,075 mm.

55

Tabel 4.6 Klasifikasi distribusi ukuran butiran sedimen menggunakan

Ekman Grab pada Saluran Primer Mencongah.

No Diameter Saringan Tertahan Klasifikasi Butiran Kelas Butiran

(mm) (%)

Krikil

3/4" 19 0.00 kerikil berkwarsa1/2" 12.5 0.00 kerikil sedang3/8" 9.5 2.70 kerikil sedang1/4" 6.3 3.17 krikil halus

4 4.75 5.58 krikil halus6 3.35 6.45 krikil sangat halus8 2.36 3.30 krikil sangat halus

Total 21.2010 2 2.86 pasir sangat berkwarsa

Pasir

20 0.85 16.32 pasir berkwarsa40 0.425 30.20 pasir sedang60 0.25 21.20 pasir sedang80 0.18 4.19 pasir halus100 0.15 2.92 pasir halus140 0.106 0.75 pasir sangat halus200 0.075 0.32 pasir sangat halus

Pan 0 0.03 pasir sangat halusTotal 78.79

(Sumber : Hasil Pengujian)

Dari pengamatan hasil analisa saringan butiran yang menggunakan Ekman

Grab pada penampang saluran primer, dapat disimpulkan pada penampang ini

sampel material dasar yang diambil merupakan sedimen dasar (bed load). Jenis

sedimen ini dipengaruhi oleh aliran pada saluran yang akan menggerus butiran-

butiran yang memiliki ukuran dan berat jenis kecil, sehingga akan meninggalkan

butiran-buiran sedimen yang memiliki ukuran dan berat jenis lebih besar.

Penampang pada saluran primer Mencongah memiliki ukuran butiran terbesar

dengan diameter 9,5 mm dan ukuran terkecil 0,075 mm.

56

Pada saluran primer Mencongah sampel material dasar yang diambil

merupakan sedimen yang terendap di sepanjang dasar saluran primer Mencongah.

Dengan terendapnya sedimen yang terbawa oleh aliran pada saluran, butiran

sedimen yang memiliki ukuran dan berat jenis lebih kecil akan lebih cepat

tergerus dan terbawa oleh debit aliran pada saluran tersebut.

4.2.1.2 Menentukan Diameter Butiran

Selain dengan pengamatan secara langsung, untuk mengetahui komposisi

distribusi butiran sedimen pada saluran primer dapat dilihat dari diameter saringan

berdasarkan persentase pada grafik komulatif lolos 20%, 55%, 65% dan 90%

(D20, D55, D65 dan D90). Untuk menentukan nilai D20, D55, D65 dan D90 dari

lokasi penelitian, digunakan metode interpolasi pada data diameter saringan dan

komulatif lolos. Data dari masing-masing lokasi dapat dilihat pada Tabel 4.5

berikut ini :

Tabel 4.7 Data komulatif lolos dan diameter saringan ( Tipe Keranjang )


Contoh perhitungan Data komulatif lolos dan diameter saringan :

A. Perhitungan D35, D55, D65 dan D90

1. D35

Rumus interpolasi

D 35= (35−29,18 ) x (3,35−2,36 )(64,72−29,18 )

+2,36

57

¿2,522 mm

2. D55

Rumus interpolasi

D 55=(55−29,18 ) x (3,35−2,36)

(64,72−29,18)+2,36

¿3,079 mm

3. D65

Rumus interpolasi

D 65=(65−64,72 ) x (4,75−3,35)

(100−64,72)+3,35

¿3,361 mm

4. D90

Rumus interpolasi

D 90=(90−64,72 ) x (4,75−3,35)

(100−64,72)+3,35

¿4,353 mm

Tabel 4.8 Data komulatif lolos dan diameter saringan ( Ekman Grab )


58

Untuk mempermudah pembacaan, hasil perhitungan D35, D55, D65 dan D90 disajikan dalam Tabel 4.9 dan Tabel 4.10 berikut ini:

Tabel 4.9 Hasil perhitungan D35, D55, D65 dan D90 ( Tipe Keranjang )

LokasiKomulatif

Lolos(%)

Diameter Saringan

(mm)Jenis

Bendung Mencongah

D35 2,522 Pasir Berkwarsa s/d Lanau

D55 3,079 Kerikil Halus s/d Lanau


D90 4,353 Kerikil Berkwarsa s/d Lanau


Tabel 4.10 Hasil perhitungan D35, D55, D65 dan D90 ( Ekman Grab)

LokasiKomulatif

Lolos(%)

Diameter Saringan

(mm)Jenis

Bendung Mencongah

D35 0,785 Pasir Berkwarsa s/d Lanau



D90 0,504 Kerikil Berkwarsa s/d Lanau


59

Untuk mempermudah pembacaan hasil analisa saringan menyeluruh juga dapat

diperhatikan pada Gambar 4.5 dan Gambar 4.6 yang menyajikan kurva

komulatif lolos saringan dan garis nilai D35, D55, D65 dan D90 dari lokasi

penelitian.

0.00 0.01 0.10 1.00 10.00 100.000

20

40

60

80

100

120

Diameter Saringan (mm)

Kom

ulati

f Lol

os (%

) Kurva Komulatif Lolos Saringan Saluran Primer

Gambar 4.5 Kurva komulatif distribusi ukuran butiran Saluran Primer

( Tipe Keranjang ).

Dengan data D55, sedimen dari masing-masing lokasi dapat diartikan

bahwa pada saluran primer Bendung Mencongah menunjukan 55 persen dari berat

partikel butiran memiliki diameter kurang dari 3,079 mm yang termasuk dalam

kerikil halus hingga lanau.

0.00 0.01 0.10 1.00 10.00 100.000

20

40

60

80

100

120

Diameter Saringan (mm)

Kom

ulati

f Lol

os (%

) Kurva Komulatif Lolos Saringan Saluran Primer

Gambar 4.6 Kurva komulatif distribusi ukuran butiran Saluran Primer

( Ekman Grab ).60

Dengan data D55, sedimen dari masing-masing lokasi dapat diartikan

bahwa pada saluran primer Bendung Mencongah menunjukan 55 persen dari berat

partikel butiran memiliki diameter kurang dari 0,785 mm yang termasuk dalam

kerikil halus hingga lanau.

4.2.1.3 Kontrol Stabilitas Butiran

Untuk mengetahui meterial bed load dalam keadaan diam atau bergerak

maka diperlukan kontrol butiran. Dalam penelitian ini menggunakan grafik

Shields untuk mengetahui nilai kecepatan geser kritisnya.

Dari perhitungan sebelumnya dapat diketahui data-data ( Tipe Keranjang )

pada saluran primer Bendung Mencongah sebagai berikut:

V* = √ g. R . I

=√9 ,81.0 , 180 .0 ,0025= 0,066 m/dt

D35 = 2,522 mm

D55 = 3,079 mm

D65 = 3,361 mm

D90 = 4,353 mm

Untuk mendapatakan nilai V*cr (kecepatan geser kritis) Tipe Keranjang, dapat

dilihat pada Grafik Shields berikut :

61

Gambar 4.7 Grafik Shields untuk kontrol stabilitas butiran pada saluran primer

( D35 )

Dari grafik Shields, dapat dicari besarnya nilai V*cr dengan mengetahui besarnya

D35 terlebih dahulu, dimana D35 = 2,522 mm sehingga V*cr = 0,041 m/dt.

Karena nilai V* = 0,066 , maka V* > V*cr, sehingga butiran termasuk butiran

bergerak.

62

0,041

2,522


( D55 )


D55 terlebih dahulu, dimana D55 = 3,079 mm sehingga V*cr = 0,05 m/dt. Karena

nilai V* = 0,066 , maka V* > V*cr, sehingga butiran termasuk butiran bergerak.

63

0,05

3,079


( D65 )




bergerak.

64

0,051

3,361

Gambar 4.10 Grafik Shields untuk kontrol stabilitas butiran pada saluran

primer D90




bergerak.

Dari perhitungan sebelumnya dapat diketahui data-data ( Ekman Grab ) pada

saluran primer Bendung Mencongah sebagai berikut:

V* = √ g. R . I

=√9 ,81.0 , 180 .0 ,0025= 0,066 m/dt

D35 = 0,504 mm

D55 = 0,785 mm

D65 = 1,230 mm

65

0,061

4,353

D90 = 5,153 mm

Untuk mendapatakan nilai V*cr (kecepatan geser kritis) Tipe Keranjang, dapat

dilihat pada Grafik Shields berikut :


primer ( D35 )




bergerak.

66

0,018

0,504


primer ( D55 )



nilai V* = 0,066 , maka V* > V*cr, sehingga butiran termasuk butiran bergerak.

67

0,02

0,785


primer ( D65 )




bergerak.

68

0,023

1,230


primer D90



nilai V* = 0,066 , maka V* < V*cr, sehingga butiran termasuk butiran tidak

bergerak.

4.2.2 Berat Jenis ( Specific Gravity)

Untuk mencari besarnya berat jenis angkutan sedimen dasar (bed

load) digunakan 2 (dua) pengujian berat jenis dari masing-masing sampel

yang ada dengan alat gelas ukur, kemudian dicari rata-ratanya. Pengujian

berat jenis dari masing-masing sampel dilakukan di Laboratorium Geologi

Teknik dan Geodesi Fakultas Teknik Universitas Mataram.Proses

pengujian berat jenis dengan gelas ukur dapat dilihat pada Gambar 4.15

berikut ini :

69

0,07

5,153

Gambar 4.15 Proses pengujian berat jenis dengan gelas ukur

Dengan contoh data untuk Berat jenis Saluran Primer Bendung Mencongah pada

titik pengambilan penampang saluran sebagai berikut :

Penampang 1:

Gelas ukur 1 ( Kiri )

1) Berat gelas ukur (W1) = 382,51 gr

2) Berat gelas ukur + sampel (W2) = 422,68 gr

3) Berat gelas ukur + sampel + air (W3) = 788,26 gr

4) Berat gelas ukur + air (W4) = 766,95 gr

5) Temperatur = 27 °C

6) Faktor koreksi temperatur ( k ) = 0,9995

Untuk mengetahui besarnya berat jenis sedimen bed load digunakan Persamaan

(2-11), yaitu :

Sebelum mendapatkan nilai berat jenis, terlebih dahulu dicari berat gelas ukur

+ air terkoreksi (W5) sesuai dengan Persamaan (2-12)

W5 = W4 . k70

Gs=(W 2−W 1 )

(W 5−W 1)−(W 3−W 2)

= 766,95 . 0,9995

= 766,57

Sehingga berat jenisnya, yaitu :

Gs 1= (422,68 – 382,51)(766,57−382,51 )−(788,26−422,68)

¿2,174

Gelas ukur 1 ( Tengah )




4) Berat gelas ukur + air (W4) = 750.85 gr



Untuk mengetahui besarnya berat jenis sedimen bed load digunakan Persamaan

(2-11) yaitu :

Sebelum mendapatkan nilai berat jenis, terlebih dahulu dicari berat gelas ukur +

air terkoreksi (W5) sesuai dengan Persamaan (2-12)

W5 = W4 . k

= 750,85 . 0,9995

= 750,47


Gs 2= (469,79 – 420,65)(750,47−420,65 )−(776,52−469,79)

71

Gs=(W 2−W 1 )

(W 5−W 1)−(W 3−W 2)

¿2,128

Gelas ukur 1 ( Kanan )




10) Berat gelas ukur + air (W4) = 683,75 gr



Untuk mengetahui besarnya berat jenis sedimen bed load digunakan

Persamaan(2-11) yaitu :

Sebelum mendapatkan nilai berat jenis, terlebih dahulu dicari berat gelas ukur +

air terkoreksi (W5) sesuai dengan Persamaan (2-12)

W5 = W4 . k

= 683,75 . 0,9995

= 683,41


Gs 3= (391,34 – 338,46)(683,41−338,46 )−(711,51−391,34)

¿2,145

Rata-rata berat jenis

Gs=G s1+Gs 2+Gs 3

3

¿ 2,174+2,128+2,1343

¿2,145

72

Gs=(W 2−W 1 )

(W 5−W 1)−(W 3−W 2)

Pada pemeriksaan berat jenis sedimen bed load Saluran Primer Bendung

Mencongah pada titik pengambilan 1 ( Ekman Grab ) : pada Gelas ukur 1 (kiri)

memperoleh berat jenis sebesar 2,174gram/cm3, Gelas ukur 1 (tengah)

memperoleh berat jenis sebesar 2,128gram/cm3 dan pada Gelas ukur 1 (kanan)

memperoleh berat jenis sebesar 2,134gram/cm3. Maka rata-rata dari ketiga berat

jenis tersebut adalah 2,145 gram/cm3.

Dengan mengambil nilai rerata berat jenis seluruh sampel yang di uji dari

setiap titik pengambilan di lokasi penelitian, diperoleh nilai berat jenis yang

mewakili lokasi penelitian.

Data berat jenis dari masing-masing lokasi dapat dilihat pada Tabel 4.11

sebagai berikut :

Tabel 4.11 Berat jenis sedimen saluran primer pada pias penampang 1

Titik Pengambilan Sampel Berat Jenis Rata-rataBerat Jenis/pias

Titik 1 Pias Kiri 2,1742,145Titik 1 Pias Tengah 2,128

Titik 1 Pias Kanan 2,134(Sumber : Hasil Perhitungan)

Dari tabel di atas maka didapatkan berat jenis untuk sedimen saat

menggunakan Ekman Grab di saluran primer Bendung Mencongah ialah 2,145.

Untuk hasil perhitungan berat jenis pada masing-masing lokasi penelitian,

selengkapnya dapat dilihat pada lampiran.

4.2.3 Angkutan Sedimen Melayang (Suspended Load)

Untuk mengetahui besarnya angkutan sedimen suspended load di

Saluran Primer Bendung Mencongah. Langkah pertama yaitu dengan

menyaring sampel suspended load dengan kertas saring dan ditiriskan,

maka sampel yang sudah diambil dari lokasi dioven bseserta kertas

saringnya dan menggunakan wadah cawan. Setelah dioven maka berat

butiran yang tersisa dari sampel ditimbang. Kemudian dari hasil

73

timbangan dilakukan perbandingan dengan volume air yang ada saat

sampel diambil. Untuk pengukuran volume air, pada penelitian ini

menggunakan alat bantu berupa gelas ukur. Sampel sedimen suspended

load dapat dilihat pada Gambar 4.11 dan 4.12, sebagai berikut :

Gambar 4.16 Contoh sampel suspended load dari lokasi penelitian

Gambar 4.17 Sampel Suspended Load sebelum dioven

Berikut adalah contoh perhitungan pada sampel sedimen melayang Saluran

Primer yang diambil pada titik pengambilan 1 :

1. Berat cawan (W1) = 9,06 gr

2. Berat gelas ukur + sampel (W2) = 9,07 gr

3. Berat sampel (W3 = w2-w1) = 0,01 gr

4. Jumlah air pada sampel (W4) = 1,07945 lt

74

Sehingga untuk mendapatkan konsentrasi sedimen, maka dilakukan perbandingan

antara berat sampel dan jumlah air pada sampel sebagai berikut :

C=w 3w 4

= 0,01 gr1,07945<¿=0,009 gr / liter ¿

Sampel sedimen melayang diambil pada 5 titik pengambilan dan setiap

titik terdiri dari 3 pias. Berikut adalah konsentrasi sedimen pada setiap titik yang

kemudian diambil nilai rata-ratanya :

Tabel 4.12 Nilai konsentrasi sedimen

Titik Pengambilan I II III IV V

Berat Cawan (gram) 9,06 9,27 9,05 9,07 9,12

Cawan + Sampel (gram) 9,07 9,27 9,06 9,09 9,12

Berat Sampel (gram) 0,01 0,0 0,01 0,02 0,00

Jumlah air (Liter) 1,07945 1,04931 0,978 1,06301 0,862

Konsentrasi Sedimen (gram/Liter) 0,009 0,00,010

2 0,0188 0,0

Konsentrasi Sedimen rata-rata(gram/Liter) 0,0076

Perhitungan angkuatn sedimen diperlukan untuk menghitung jumlah sedimen

yang terangkut pada aliran. Dari hasil pengujian, dapat dilihat bahwa konsentrasi

sedimen melayang rata-rata setiap penampang adalah penampang 1 sebesar 0,009

mg/lt, penampang 2 sebesar 0,0 mg/lt, penampang 3 sebesar 0,0102 mg/lt,

penampang 4 sebesar 0,0188 mg/lt, dan penampang 5 sebesar 0,0 mg/lt. Dari tabel

di atas dapat diketahui konsentrasi sedimen melayang rata-rata dari semua

penampang pada saluran primer Bendung Mencongah adalah sebesar 7,6 mg/liter.

4.2.4 Angkutan Sedimen Dasar (Bed Load)

Pada penelitian ini angkutan sedimen bed load yang akan

diperhitungkan adalah sedimen pada saluran primer Bendung Mencongah,

karena sedimen yang telah mengendap di saluran merupakan sedimen

yang berasal dari sungai. Selanjutya akan dicari angkutan sedimennya

menggunakan 2 metode yaitu :

75

4.2.4.1 Metode Meyer-Peter-Muller

Diketahui data :

a. Debit aliran (Q) = 0,991 m3/dt

b. Kecepatan rata-rata (U) = 0,550 m/dt

c. Jari-jari hidrolis (R) = 0,440 m

d. Keliling basah (P) = 4,09 m

e. Kemiringan dasar saluran (I) = 0,0025

f. Berat jenis sedimen (γs) = 2145kg/m3

g. Berat jenis air (γw) = 1000 kg/m3

h. Δ = (γs - γw) / γw = 1,145

i. Diameter butiran (D90) = 0,004353 m

j. Diameter butiran (D65) = 0,003361 m

k. Diameter butiran (D55) = 0,003079 m

l. Diameter butiran (D35) = 0,002522 m

M.P.M melakukan beberapa kali percobaan data flume dengan coarse-sand

dan menghasilkan hubungan empiris anatara intensitas angkutan (ϕ) dan intensitas

pengaliran efektif (Ψ’), sehingga menghasilkan persamaan angkutan sedimen.

Langkah pertama adalah menghitung nilai ripple factor (μ). Namun sebelumnya

mencari nilai friction factor angkutan dengan Persamaan (2-16) yaitu :

C= U√R . I

¿ 0,550√0,440 .0,0025

¿16,583

Kemudian dengan Persamaan (2-17), di dapat friction factor intensifnya, yaitu :

C '=18 log 12 RD 90

C '=18 log 12 .0,4400,004353

¿55,509

76

Sehingga dapat dihitung ripple factor nya sebagai berikut :

μ=( CC ' )

3/2

μ=( 16,58355,509 )

3 /2

¿0,163

Kemudian menghitung nilai intensitas pengaliran efektif dengan Persamaan (2-15)

yaitu :

Ψ '= μ . R . I( Δ . D55 )

¿ 0,163 x 0,440 x 0,00251,145 x 0,003079

¿0,051

Selanjutnya menghitung intensitas angkutan sedimen (ϕ) yang dihitung dengan

Persamaan (2-13) yaitu :

ϕ=(4 Ψ '−0,188 )3 /2

¿ (4 x 0,051−0,188 )3/2

¿0,002

Dengan demikian jumlah sedimen yang terangkut paermeter persatuan waktu

dapat dihitung dengan Persamaan (2-14) yaitu :

S=(Φ ( g . Δ. D553 )1 /2 )

¿ (0,002 x (9,81 x 1,145 x 0,0030793 )1 /2 )¿1,145 x10−6 m3/dt

Kemudian menghitung jumlah angkutan sedimen dalam sehari yaitu :

S/ hari = S . 24 . 3600

= 1,145 x 10-6. 24 . 3600

= 0,099 m3/hari

77

Tabel 4.13 Perhitungan M.P.M Angkutan Sedimen Dasar ( Bed Load )

No C C' μ Ψ' Φ qb Qb

1 16.583 55.509 0.163 0.051 0.002 0.0000011 0.099

2 16.583 55.509 0.163 0.052 0.003 0.0000016 0.136

3 16.583 55.509 0.163 0.053 0.004 0.0000020 0.171

Qb Rata-rata (m3/hari) 0.135

( Sumber : Hasil Perhitungan )

Dari data perhitungan angkutan sedimen dasar ( Bed Load ) tiap

penampang diatas. Di dapatkan perhitungan rata-rata jumlah sedimen yang masuk

pada saluran primer Bendung Mencongah adalah 0,135 m3/hari.

4.2.4.2 Metode Einstein

Diketahui data :

a. Debit aliran (Q) = 0,991 m3/dt

b. Kecepatan rata-rata (U) = 0,550 m/dt

c. Jari-jari hidrolis (R) = 0,440 m

d. Keliling basah (P) = 4,09 m

e. Kemiringan dasar saluran (I) = 0,0025

f. Berat jenis sedimen (γs) = 2145 kg/m3

g. Berat jenis air (γw) = 1000 kg/m3

h. Δ = (γs - γw) / γw = 1,145

i. Diameter butiran (D90) = 0,004353 m

j. Diameter butiran (D65) = 0,003361 m

k. Diameter butiran (D55) = 0,003079 m

l. Diameter butiran (D35) = 0,002522 m

Einstein menetapkan persamaan Bed load sebagai persamaan yang

menghubungkan gerak material dasar dengan pengaliran setempat. Persamaan itu 78

menggambarkan keadaan kesetimbangan pertukaran butiran dasar antara lapisan

dasar (bed-layer) dan dasarnya. Einstein menggunakan D = D35 untuk parameter

angkutan, sedangkan untuk kekasaran menggunakan D = D65. Langkah pertama

adalah menghitung nilai ripple factor (μ). Namun sebelumya mencari nilai friction

factor angkutan dengan Persamaan (2-21) yaitu :

C= U√R . I

¿ 0,550√0,440 .0,0025

¿16,583

Kemudian dengan Persamaan (2-17), di dapat friction factor intensifnya, yaitu :

C '=18 log 12 RD 65

C '=18 log 12 .0,4400,003361

¿57,531

Sehingga dapat dihitung ripple factor nya sebagai berikut :

μ=( CC ' )

3/2

μ=( 16,58357,531 )

3 /2

¿0,155

Kemudian menghitung nilai intensitas pengaliran efektif dengan Persamaan (2-15)

yaitu :

Ψ '= μ . R . I( Δ . D35 )

¿ 0,155 x 0,440 x 0,00251,145 x0,002522

¿0,059

Selanjutnya menghitung intensitas angkutan sedimen (ϕ) yang dihitung dengan

Persamaan (2-13) yaitu :

79

ϕ=(4 Ψ '−0,188 )3 /2

¿ (4 x 0,059−0,188 )3 /2

¿0,011

Dengan demikian jumlah sedimen yang terangkut paermeter persatuan waktu

dapat dihitung dengan Persamaan (2-14) yaitu :

S=(Φ ( g . Δ. D353 )1 /2 )

¿ (0,010 x (9,81 x1,145 x0,0025223 )1 /2 )¿4,457 x 10−6 m3/dt

Kemudian menghitung jumlah angkutan sedimen dalam sehari yaitu :

S/ hari = S . 24 . 3600

= 4,457 x 10-6. 24 . 3600

= 0,383 m3/hari

Tabel 4.14 Perhitungan Einstein Angkutan Sedimen Dasar ( Bed Load )

No C C' μ Ψ' Φ qb Qb

1 16.583 57.531 0.155 0.059 0.010 0.000004

4 0.383

2 16.583 57.531 0.155 0.060 0.012 0.000005

0 0.436

3 16.583 57.531 0.155 0.051 0.013 0.000005

6 0.482

Qb Rata-rata (m3/hari) 0.434

( Sumber : Hasil Perhitungan )

Dari data perhitungan angkutan sedimen dasar ( Bed Load ) tiap

penampang diatas. Di dapatkan perhitungan rata-rata jumlah sedimen yang masuk

pada saluran primer Bendung Mencongah adalah 0,434 m3/hari. Jadi bila

dibandingkan hasil dari kedua Metode. Metode M.P.M. dengan Metode Einstein

maka hasilnya Metode M.P.M < Metode Einstein yaitu 0,135 m3/hari < 0,434

m3/hari. Dari hasil tersebut di dapatkan selisih 0,299 m3/hari.

80

81

eprints.unram.ac.ideprints.unram.ac.id/2505/6/BAB IV.docx · Web viewDari data kecepatan yang didapat maka digunakan persamaan rumus kecepatan dengan metode satutitik berdasarkan

Documents