Prinsip Aliran dalam sedimentologi

Karakter pembentukan batuan sedimen dipengaruhi oleh

Sifat aliran transportasi sedimen dan sifat pengendapan sedimen

Udara dan air adalah fluida Newtonian yaitu viscositas tetap

Konstan pada temperatur dan tekanan tertentu dan shear

Stressnya bebas selama shearing berjalan

Aliran dikatakan steady apabila sifat aliran ( density, velocity, pressure) disetiap titik konstan sejalan dengan waktu.

Airan uniform apabila kecepatan aliran tidak berubah sepanjang arah aliran

Aliran Fluida

Tipe Aliran Tergantung pada

Karakteristik air

Slope

Kecepatan air

Kekasaran dasar aliran

Bentuk channel

Sinousity channel

Tipe muatan sedimen

Densitas Mass per unit volume

Berpengaruh pada besaran gaya bekerja pada fluida dan

dasar aliran, kecepatan partikel untuk mengendap

Viscositas

Kemampuan fluida untuk mengalir Low – fluid flows readily (udara)

High – fluid resists flowage (es)

Kecepatan Aliran

Types of flow:

Fluid Flow ( Boggs ) :

Fluida adalah zat yang berubah bentuk dengan

mudah karena beratnya. udara dan

air adalah fluida yang mengakibatkan mengalir

dan membawa sedimen. Ini adalah

jenis aliran utama di lingkungan pengendapan.

Gravity flow:

Aliran material karena gaya gravitasi

Endapan landslide dan aliran turbidit

Liquefied Flow: Aliran yang diakibatkan oleh support keatas air pori Gerakan selama liquifaction sedimen karena gelombang seismik

Grain Flow: Aliran yang terjadi karena butiran yang bergesek seperti pada butiran pasir yang meluncur pada leeslopes

Plastic Flow: Aliran yang terjadi karena plastic deformation, misalnya aliran yang diasosiasikan dengan debris flow, mudflows dan laharic flows

LAMINAR FLOW

Laminar flow adalah aliran dimana molekul air

bergerak dalam pola linier atau lurus.

Umumnya terjadi dimana kecepatan rendah

sampai sedang, slope rendah, sedimen butir

halus sampai sedang channel lebar dan

dangkal bedload halus.

TURBULENT FLOW

Turbulence flow adalah aliran dimana molekul

air bercampur

dan berpusar. Aliran ini terjadi apabila slope

besar, kecepatan tinggi muatan sedimen butiran

kasar, channel dalam dan sempit dan bedform

kasar. Pusaran dan campuran membentuk ripple,

sand waves, sand dunes

Turbulent flow

Tranquil flow – standing waves

Critical flow – breaking waves

Rapid flow – counter “antidune” breaking waves

Assessing Flow Style

Bentuk aliran menentukan tekstur sedimen dan paketnya (

stratifikasi ).

Aliran laminer terjadi pada kondisi kecepatan rendah

pada muka sedimen yang halus maka aliran laminer

diasosiasikan dengan butiran halus dan muka lapisan yang

halus

Aliran turbulen terjadi pada kondisi aliran yang tinggi,maka

aliran turbulen dikaitkan dengan sedimen butiran kasar dan

muka sedimen kasar dan stratifikasi non laminar

Assessing Laminar vs. Turbulent Flow Perbedaan aliran laminar dan turbulen dinyatakan secara

matematis dengan Angka Reynold

Reynolds Number (Re) = VRp/u

V is the mean velocity of the stream

R is the hydraulic radius of the stream

p is the density of the stream water

u is the molecular viscosity of the water

Re < 500 Laminar Flow

Re 500 -750 Transitional Flow

Re > 750 Turbulen Flow

Froude Number (Fr): Froude number dipakai untuk menentukan pola aliran.

F = Inertial Forces = U Gravity Forces gL

U = kecepatan aliran L = kedalaman aliran

g = gravitasi

Aliran tranquil Fr numbers < 1 = tranquil flow

Aliran kritis dimana erosi terjadi secara berarti Fr numbers = 1 critical flow

Aliran rapid Fr numbers >1 = rapid flow

Shallow Supercritical (Fr>1)

Deeper Subcritical (Fr<1)

Shear stress (t) dari Newton's Law:

t= mdu/dy m = fluid viscosity

du/dy = the velocity gradient

t=(m+n) du/dy m = fluid viscosity

du/dy = the velocity gradient

n=eddy viscosity

EFEK BATAS LAPISAN

Size (ø) Settling Velocity Velocity (U)

(w/in cm/sec) required for suspension

3.0 1.10 13.20 4.0 0.32 3.85 5.0 0.08 0.96 6.0 ( lanau ) 0.02 0.24 7.0 0.005 0.06 8.0 0.001 0.01