SKRIPSI ANALISIS LAJU SEDIMENTASI DAN KARAKTERISTIK ...

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 : [email protected], [email protected]

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.

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

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






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


2 .............................................................................................. 54


3 .............................................................................................. 55


4 .............................................................................................. 55


5 ............................................................................................ 56

x


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 :


g = percepatan gravitasi (9,81 m/dt2),


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),




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,


rapat massa air,

µ = ripple factor = (C/C’)3/2,

R = jari-jari hidrolik (m),

I = kemiringan dasar sungai,


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,


Dengan demikian jumlah sedimen yang terangkut permeter persatuan

waktu dapat dihitung dengan rumus :

𝑆 = (Φ(𝑔. Δ. 𝐷353)

1 2⁄) .......................................................... (18)

Dengan :

37




rapat massa air,


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




Gambar 15. Grafik Analisa Saringan Sampel 2

55

c. Sampel 3


No. Saringan Diameter

(mm) Komulatif Lolos (%)



d. Sampel 4




56


e. Sampel 5





57

f. 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.


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.


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.


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


61

Gambar 24. Hubungan antara kecepatan aliran dan laju sedimen

melayang.


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)


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

http://fak-tek.blogspot.com/

http://fak-tek.blogspot.com/

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


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:


∆ 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



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:


∆ 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.

SKRIPSI ANALISIS LAJU SEDIMENTASI DAN KARAKTERISTIK ...

Documents