ALIRAN FLUIDA (materi)

8/19/2019 ALIRAN FLUIDA (materi)

1/10

B. Transportasi Sedimen

Kebanyakan proses transportasi sedimen alami terjadi di dalam media

fuida yang merupakan suatu sistem yang berisi campuran antara

padat dan cair atau padat dan gas. Material – material padat akan

terurai menjadi partikel – partikel, dan media fuida akan mentransportpartikel –partikel tersebut. Jika material padat lebih kecil, cairan

tersebut dapat merekat dan menjadi lebih padat dari fuida murni.

Partikel yang lebih kasar mungkin tidak bercampur dalam fuida tapi

mungkin akan bertindak sebagai penghalang arus. Akhirnya, partikel

berukuran sedang berinteraksi secara alami dengan arus dan tetap di

gerakan oleh arus. Secara umum terdapat jenis aliran di dalam fuida

yaitu !

". Aliran laminar yaitu dimana air mengalir begitu saja tanpa ada

penghalang dimana #shear stress# antara molekul $% membentuk&ektor – &ektor kecepatan. 'lihat gambar ."(

. Aliran turbulen, yaitu dimana &ektor – &ektor kecepatan terhalang

oleh material menyebabkan aliran bergerak secara acak kesegala

arah.


2/10

Aliran laminar dan aliran turbulen

Arus di alam pada dasarnya terdiri atas dua tipe 'Allen, )ang, dan

Kassen , **(, yaitu!

¬ Arus traksi, dimana fuida sebagai subyek dari perbedaan tekanan

karena perbedaan gradien hidraulik. +ontoh paling umum adalah pada

sungai, dimana aliran timbul karena dasar permukaan yang miring.

Pasang surut dan gelombang dapat menimbulkan aliran arus dimana

permukaan air sebagai subyek dari kemiringan. Sehingga yang memicu

arus traksi adalah kemiringan lereng dari permukaan air, dankecepatan arus yang setara dengan kemiringan .

¬ Arus gra&itasidensitas, sedimen yang teronggok pada suatu lereng

dapat secara tiba – tiba meluncur akibat sentakan pada lereng yang

tidak stabil, kemudian dengan kecepatan tinggi bercampur air menjadi

sutau aliran padat density current. -ang penting disini partikel –

partikel sedimen bergerak tanpa benturan atau seretan air, tetapi

inertia. ' nergi potensial atau gra&ity dirubah menjadi energi kinetis(,

'Sanders, "/01(, dan pengendapan terjadi setelah energi kinetis habis,

misalnya ditempat datar, lekuk2 lekukan. Arus densitas ini terutama

terjadi di laut, dan merupakan mekanisme penting dalam mentrans3ersedimen daerah – daerah bathyal dan abysal. 4amun arus ini juga bisa

terjadi pada daerah – daerah yang memiliki kemiringan lereng yang

tajam seperti pada dinding danau yang terbentuk oleh sesar.


3/10

Model arus traksi dan arus densitas yang umum di alam 'Allen, "/56(.

7ransport sedimen bisa terdiri atas satu atau dua mekanisme 'Allen,

)ang, dan Kassen , **(, yaitu ! 1. 7ransport oleh bedload, butir

hampir selalu berada di dasar dan butir bergerak dengan cara

mengelinding, merayap dan melompat dengan cara saling bertubrukan

antar butir yang dipicu oleh aliran fuida 'Allen, )ang, dan Kassen ,

**(.

¬ 8ayapan permukaan, umumnya hadir pada butir dengan ukuran

kasar. Perilaku butir merayap didasar dan saling berbenturan dengan

butiran lainnya. 9ni sangat erat hubungannya saltasi, butir bergerak

dipicu oleh energi fuida sehingga bergerak di sepanjang dasar darichannel dengan cara melompat dan berbenturan satu sama lain

dengan energi dari arus untuk menstransportkan dan posisi conto

terutama pada bagian porsi yang lebih dalam dari channel ':isher,

"/0/(. Pada kondisi ini, umumnya akan terbentuk struktur sedimen

silang siur 'cross bedding(, dune hingga mega dune. 0. 7ransport oleh

suspended load, butir bergerak dan mengambang dengan arah yang

acak akibat dari arus turbulen yang kuat. Kecepatan aliran sangat

penting agar sedimen tetap tertransport secara suspensi, dimana

ukuran butir sebanding dengan kecepatan aliran. Partikel sedimen

yang tertransport oleh suspensi tergantung dari kuat2lemahnyaturbulen, sehingga perpotongan antara populasi suspensi dengan

populasi bedload 'saltasi dan rayapan permukaan( akan mencerminkan

energi pada suatu lingkungan dan kondisi lingkungan saat

pengendapan. Kecepatan aliran yang tinggi dapat mentransport

butiran yang lebih kasar. Sedimen kohesi3 '; *." – *. mm( umumnya

tertransport secara suspensi 'Allen, )ang, dan Kassen , **< )ane,

"/=6(. Pada kondisi ini umumnya sedimen yang terendapkan akan

membentuk struktur graded bedding pada 3ase a>al saat

mengendapkan sedimen dengan butiran yang lebih kasar dan akhirnya


4/10

akan membentuk parallel lamination saat mengendapkan sedimen

yang halus seperti lempung.

Perilaku sedimen pasir di ba>ah permukaan air

Mekanisme transport dari sedimen 'A3ter Sundborg, "/05< in 8eineck ?

Singh, "/6*(

7ransportasi sedimen pada akhirnya akan mempengaruhi karakter

sedimen berdasarkan lama >aktu transportasinya, jenis fuida yang

menjadi medianya, jenis aliran, jenis arus dan mekanisme transportasi

sedimen itu sendiri. $al ini akan tercermin dalam ukuran butir, bentuk

butir, keseragaman butir dan struktur sedimen yang terbentuk selama

proses transportasi sedimen berlangsung.


5/10

$ubungan arah arus dengan keseragaman arah butir sedimen

'imbrikasi(

a. Ukuran Butir

@kuran partikel atau yang juga dikenal dengan ukuran butir mengacu

kepada diameter butiran indi&idu sedimen ataupun pada batuansedimen yang telah terlitikasi. @kuran objek padat tiga dimensi

seperti butiran sedimen dapat diketahui dengan melakukan

pengukuran &olume atau dengan melakukan beberapa pengukuran

geometri linier. Pada pengukurannya, umumnya dilakukan dengan

mengukur &olume atau juga bisa didapatkan melalui persamaan '=B:(

dengan pengukuran geometri linier.

7abel Klasikasi @kuran Cutir '@dden2Dent>orth(

b. Bentuk Butir

Centuk butir yang biasa juga dikenal dengan pada sedimen umumnya

dijelaskan berdasarkan 3aktor yaitu kebundaran 'roundness( dan

kebulatan 'sphericity(. 8oundness adalah si3at bentuk partikel yang

berhubungan dengan ketajaman atau kelengkungan tepi dan pojok2

pojoknya 'Eriedman, "/56, h. 0"(. 8oundness secara geometri tidak

tergantung dari sphericity. Fe3inisi secara teoritis, 8oundness '8d G H(

menyatakan hubungan antara radius tepi dan pojok butiran 'r"(,

jumlah pojok yang diukur dan radius lingkaran maksimum yang


6/10

digambarkan '8(. 8oundness G 8ata2rata radius tepi dan pojok 8adius

lingk. Maks. -ang digambarkan Sphericity adalah ukuran yang

menggambarkan kecenderungan suatu bentuk butir kearah bentuk

membola '7ucker, "//", h. "1(. Secara teoritis Eriedman '"/56, h. 0*(

mende3enisikan sphericity adalah perbandingan luas permukaanpartikel 'Ap( dan luas permukaan lengkung yang &olumenya sama 'As(.

Falam praktek, luas permukaan partikel tidak teratur, oleh karena itu

tidak mungkin untuk diukur. @ntuk mudahnya dilakukan pengukuran

&olume dalam air. Pengukuran sphericity harus mempertimbangkan

tingkah laku hidrolika yang mengontrol partikel. Partikel cenderung

terorientasi menurut bidang sumbu panjang dan menengah yang

dikenal dengan proyeksi maksimum sphericity, yang di3ormulasikan !

Fimana ! S G Fiameter pendek ) G Fiameter Panjang 9 G Fiameter

menengah

Klasikasi Kebundaran 'roundness( dan Kebulatan 'sphericity( 'Fi

adaptasi dari '8ittenhouse, "/I= :ide Ceard and Deyl, "/5=, h. =1/(

c. Pemilahan Butir

Pemilahan adalah keseragaman dari ukuran besar butir penyusun

batuan sedimen, artinya bilasemakin seragam ukurannya dan besar

butirnya maka, pemilahan semakin baik. Pemilahan yaitu keseragaman

butir di dalam batuan sedimen klastik. Ceberapa istilah yang biasa

dipergunakan dalam pemilahan batuan, yaitu ! a. Sortasi baik bila

besar butir merata atau sama besar b. Sortasi sedang bila ukuran

butirnya relati3 seragam c. Sortasi buruk bila besar butir tidak merata,

terdapat matrik dan 3ragmen


7/10

Klasikasi Keseragaman @kuran Cutir Sedimen 'oogle.co.id(.

d. Struktur Sedimen

Struktur sedimen adalah struktur yang terbentuk selama pengendapan

sedimen. Pembentukan struktur sedimen sendiri akan sangat

dipengaruhi oleh mekanisme pengendapan sedimen melalui jenis arus

transportasinya, media dan juga oleh lingkungan pengendapan

sedimen. %mbak laut yang berulang2ulang akan membentuk struktur

sedimen gelembur gelombang 'ripple marks( dipantai, sedangkan

pengendapan suspensi lempung di dataran banjir atau danau yang

dalam akan membentuk lapisan2lapisan tipis berbentuk paralel

'parallel lamination( dari endapan lempung yang jatuh oleh gayagra&itasi.


8/10

Pembentukan Struktur 8ipple dan Fune

Selain itu, akti&itas organisme juga berpengaruh pada pembentukan

struktur sedimen. Pergerakan organisme yang hidup disekitar

lingkungan pengendapan sedimen akan membentuk struktur2struktur

seperti jejak, alur dan bekas2bekas kehidupan lainnya. Seperti jalur

yang dibentuk siput2siput dipantai maupun danau akan dapat merusak

struktur gelembur gelombang yang dibentuk oleh ombak. Pada kondisi

arus traksi yang mengalir terus menerus seperti pada sungai,

pergerakn sedimen yang diba>a oleh air akan terus berlangsung,

khususnya sedimen yang ada pada kolom air dan bergerak pada dasar


9/10

aliran sungai 'bed load sediment(. $al tersebut akan membentuk

struktur sedimen silang siur 'cross bedding( karena pergerakan

sedimen yang terus bergerak mengikuti arah aliran arus.

Centuk perlapisan sedimen

Falam sebuah aliran arus turbulenatau arus densitas dimana fuida

pemba>a bercampur dengan sedimen dan mengalir mengikuti

kemiringan lereng hingga mencapai posisi stabil seperti pada

longsoran ba>ah laut, longsoran ba>ah danau ataupun allu&ial 3an

sedimen akan di endapkan pada suatu kondisi dimana arus tidak lagi

bergerak. Proses pengendapan yang mengikuti gaya gra&itasi

menyebabkan sedimen yang berukuran kasar akan mengendap lebih

dulu karena 3aktor gaya berat yang dimilikinya dan sedimen berukuran

paling halus akan mengendap terakhir sebagai suspensi. Proses ini

akan membentuk endapan sedimen dengan struktur graded bedding

yang menghalus keatas 'ning up>ard(. Struktur sedimen seperti

silang siur 'cross bedding(, gelembur gelombang 'ripple marks( dangradasi perlapisan 'graded bedding( digunakan dalam studi stratigra

untuk menentukan posisi sebenarnya dari lapisan geologi yang

kompleks dan untuk mempelajari lingkungan pengendapannya.


10/10

ALIRAN FLUIDA (materi)

Documents

Transcript of ALIRAN FLUIDA (materi)