GERUSAN LOKAL

Teknik Sungai 2012-05-12

Mekanisme

Prediksi kedalaman gerusan

Pengendalian

Gerusan Lokal (Local Scour)

2012-05-12

2

Gerusan Lokal

Erosi Lokal (Local Scour)

2012-05-12 Gerusan Lokal

3

Pilar jembatan

gerusan

Pangkal jembatan

gerusan dan (kemungkinan) endapan

Penyempitan sungai

gerusan

Struktur hidraulik

gerusan dan (kemungkinan) endapan

Gerusan Lokal

2012-05-12 Gerusan Lokal

4

Qs ≠ 0 pilar, pangkal jembatan

penyempitan alur

struktur hidraulik, bendung

2012-05-12 Gerusan Lokal 5

degradasi dasar sungai

gerusan lokal degradasi dasar sungai

Jembatan Kebonagung,

S. Progo, Yogyakarta

Jembatan Srandakan,

S. Progo, Yogyakarta

2012-05-12 Gerusan Lokal 6

Jembatan Kebonagung,

S. Progo, Yogyakarta, 2006

2012-05-12 Gerusan Lokal 7

gerusan lokal

gerusan lokal

Jembatan Kereta,

S. Comal, Jawa Tengah

Jembatan Trinil,

S. Progo, Magelang

2012-05-12 Gerusan Lokal 8

2012-05-12 Gerusan Lokal 9

gerusan lokal

Groundsill Kretek,

S. Opak, Yogyakarta

2012-05-12 Gerusan Lokal 10

Checkdam AP-D3 di S. Apu,

Magelang, Jan-2003

gerusan lokal

gerusan lokal

Gerusan Lokal

2012-05-12 Gerusan Lokal

11

Kapan terjadi?

Apabila kapasitas aliran sungai untuk mengerosi

(menggerus) dan mengangkut sedimen melebihi

kapasitas untuk memasok sedimen.

Gerusan Lokal

apabila sedimen

terangkut dari gerusan

dan tidak ada

pasokan kedalamnya

apabila gerusan

mendapatkan pasokan

sedimen terus-menerus

dari proses transpor

sedimen di sungai

2012-05-12

12

Gerusan Lokal

Clear-water scour Live-bed scour

Gerusan Lokal

2012-05-12 Gerusan Lokal

13

Qs,in

Qs,out Qs

Qs,in = 0 clear-water scour

live-bed scour Qs,in ≠ 0

Qs,in < Qs,out

Gerusan Lokal

2012-05-12 Gerusan Lokal

14

Gerusan lokal di sekitar pilar jembatan

U/Ucr < 0.5 tidak ada gerusan

0.5 < U/Ucr < 1 clear-water scour

U/Ucr > 1 live-bed scour

U : kecepatan aliran

Ucr : kecepatan aliran kritis transpor sedimen

Gerusan Lokal

2012-05-12 Gerusan Lokal

15

Kecepatan kritis transpor sedimen butir sedimen berdistribusi seragam menurut Hjulstrom

Gerusan di sekitar pilar jembatan

Gerusan Lokal

2012-05-12

16

Gerusan Lokal

2012-05-12 Gerusan Lokal 17

Proses Gerusan Lokal

2012-05-12 Gerusan Lokal

18

Diawali di satu atau dua titik, kemudian membesar,

gerusan makin dalam

Dalam aliran seragam dan permanen (uniform and

steady flow):

Perkembangan kedalaman gerusan sangat cepat di

awal proses dan melambat setelahnya

2012-05-12 Gerusan Lokal 19

2012-05-12 Gerusan Lokal 20

Prediksi Kedalaman Gerusan

2012-05-12 Gerusan Lokal

21

Clear-water scour

619.0

00022.0

ps

DUd Persamaan Shen (1971)

Prediksi Kedalaman Gerusan

2012-05-12 Gerusan Lokal

22

Clear-water atau live-bed scour

s

pcrp

s

D

h

U

Ug

D

dtanh0.2 Persamaan Breuser et al. (1978)

0.1untuk1

0.15.0untuk12

5.0untuk0

cr

crcr

cr

cr

U

UU

U

U

U

U

U

U

Ug

Prediksi Kedalaman Gerusan

2012-05-12 Gerusan Lokal

23

Live-bed scour

3.2p

s

D

dPersamaan Raudkivi (1991)

sgp

s

D

d0.2

Pengendalian Gerusan Lokal

2012-05-12 Gerusan Lokal

24

Metode pengendalian/pencegahan gerusan lokal di sekitar pilar jembatan

Lantai rip-rap di sekitar pilar

Blok fondasi di sekitar pilar, di bawah dasar sungai

Cakram/krah/collar di pilar, di atas dasar sungai

Penempatan pilar semu di depan (hulu) pilar sesungguhnya

Penempatan pilar searah aliran

Bentuk/tampang pilar menyebabkan hambatan kecil pada aliran

Pengendalian Gerusan Lokal

2012-05-12 Gerusan Lokal

25

2012-05-12 Gerusan Lokal 26

• Pengamanan pilar

jembatan dengan

pemasangan bronjong

di sekeliling fondasi /

pile-cap.

• Bronjong ditujukan

untuk stabilisasi dasar

sungai.

• Mercu bronjong sama

dengan elevasi dasar

sungai.

Jembatan Kebonagung,

S. Progo, Yogyakarta,

Nov-2007

lantai bronjong

pile cap

lantai bronjong

pile cap

2012-05-12 Gerusan Lokal 27

Jembatan Srandakan,

S. Progo, Yogyakarta,

2000

Selimut bronjong di sekitar pilar

• Mempersempit alur

• Memperbesar diameter pilar

cara pengamanan pilar

yang tidak benar

2012-05-12 Gerusan Lokal 28

Jembatan Kereta Comal,

S. Comal, Jawa Tengah

Selimut sheet pile diisi

beton siklop

• Mempersempit alur

• Memperbesar diameter

pilar

cara pengamanan pilar

yang tidak benar

Gerusan di sekitar pangkal jembatan

Gerusan Lokal

2012-05-12

29

Gerusan Lokal

Pangkal/Abutment Jembatan

2012-05-12 Gerusan Lokal

30

h

ds

LA

B

Prediksi Kedalaman Gerusan

2012-05-12 Gerusan Lokal

31

1untuk2

1untuk2

As

AA

s

As

A

s

L

h

L

h

L

d

L

h

L

d

Persamaan untuk keperluan preliminary design

Gerusan akibat penyempitan alur

Gerusan Lokal

2012-05-12

32

Gerusan Lokal

Gerusan akibat Penyempitan Alur

2012-05-12 Gerusan Lokal

33

Energi spesifik

Gerusan akibat Penyempitan Alur

2012-05-12 Gerusan Lokal

34

Pada penyempitan alur

Persamaan kontinuiti untuk debit aliran konstan

Energi spesifik

2211 BqBqQ

ssss dHHH 221

Gerusan akibat Penyempitan Alur

2012-05-12 Gerusan Lokal

35

Mekanisme (lihat gambar)

Pada penyempitan terjadi peningkatan debit per satuan

lebar, yang berakibat pada penurunan kedalaman aliran

dan peningkatan kecepatan aliran

Peningkatan kecepatan aliran mengakibatkan

erosi/gerusan di tempat alur menyempit sehingga dasar

sungai turun ds

...

12121212 dan UUhhqqBB

Gerusan akibat Penyempitan Alur

2012-05-12 Gerusan Lokal

36

...

Di hilir penurunan dasar sungai, energi spesifik Hs berubah,

bergeser ke kanan sebesar ds berakibat pada peningkatan

kedalaman aliran dan penurunan kecepatan aliran

Perhatikan alur sebelum menyempit dan sesudah menyempit

jika ds kecil:

jika ds besar:

222222 dan UUhhdHH sss

1212 dan UUhh

1212 dan UUhh

Prediksi Kedalaman Gerusan

2012-05-12 Gerusan Lokal

37

731

76

2

1

1

2

cr

o

B

B

h

h

Gerusan di hilir struktur hidraulik

Gerusan Lokal

2012-05-12

38

Gerusan Lokal

Gerusan di Hilir Struktur Hidraulik

2012-05-12 Gerusan Lokal

39

q = U h

underflow and -over

underflow

overflow

uo

u

o

qq

q

q

q

Gerusan di Hilir Struktur Hidraulik

2012-05-12 Gerusan Lokal

40

15.01.0

y

3.0

Δh1h

d

q

gKdh

m

x

Ms

300Δ6.0

200Δ15.0

Δ10.342.6 1.0

hy

hx

hKM

Berlaku untuk butir material dasar sungai

1 < dm [mm] < 28.

Jika material dasar sungai berupa batu,

dm = 250 mm.

Gerusan di Hilir Struktur Hidraulik

2012-05-12 Gerusan Lokal

41

4.090

6.00.5Δh

d

qwdh s

3dan6

s

s

s

s

dh

L

dh

L

w = 10.35 m0.6/s0.3 untuk submerged jet

w = 15.40 m0.6/s0.3 untuk free jet

Contoh soal

Gerusan Lokal

2012-05-12

42

Gerusan Lokal

2012-05-12 Gerusan Lokal

43

2012-05-12 Gerusan Lokal 44