Analisa Diameter Butiran Terhadap Fenomena Aliran Dan Kecepatan Jatuh

8/16/2019 Analisa Diameter Butiran Terhadap Fenomena Aliran Dan Kecepatan Jatuh

1/14

Analisa Diameter Butiran Terhadap Fenomena Aliran dan Kecepatan Jatuh (Fall Velocity)

Filed under : Sipilian — 2 Comments July 19, 2010

3 Votes

I. Definisi

Sedimen secara alami diuraikan oleh proses pelapukan dan erosi dan kemudian diankut oleh tindakan cairan seperti

anin, air , atau es, dan!atau oleh aya ra"itasi yan #eker$a pada partikel itu sendiri%

&atuan sediment adalah #atuan yan ter#entuk dari akumulsi material hasil rom#akan #atuan yan sudah adase#elumnya atau hasil akti'itas kimia maupun oranisme yan diendapkan pada cekunan sedimentasi yan

kemudian menalami pem#atuan% (alam #atuan sediment dapat di$umpai 'ramen #atuan maupun mineral% )ineral*

mineral yan umumnya ditemukan dalam #atuan sediment antara lain: kuarsa, 'eldspar, kalsit, dolomite, mika, dan

mineral lempun% &atuan sediment ter$adi dari pem#atuan atau liti'ikasi hancuran #atuan lain atau liti'ikasi hasilreaksi kimia atau #iokimia% Sedankan liti'ikasi sendiri #erarti proses teru#ahnya materi pem#entuk #atuan yan

lepas*lepas +unconsolidated rock*'ormin materials men$adi #atuan yan kompak keras +consolidated!coherent

rocks% -iti'ikasi terse#ut dapat ter$adi melalui proses penyemenan +cementation, pemadatan +compaction,

keluarnya air dari pori*pori karena pemadatan atau penuapan +desiccation, penkristalan +crystalli.ation%

&erdasarkan proses ter$adinya #atuan sediment di#edakan men$adi sediment klastik dan nonklastik% &atuan sedimentklastik adalah #atuan sediment yan ter#entuk dari hasil liti'ikasi material*material hasil rom#akan #atuan yan

telah ada se#elumnya% Sedankan #atuan nonklastik adalah #atuan sediment yan ter#entuk dari material*material

hasil akti'itas kimia, #iokimia, maupun #iolois% (ari kedua macam mekanisme pem#entukan #atuan sedimentterse#ut dikenal tekstur klastik dan nonklastik% &atuan sediment mudah sekali untuk kita temukan karena $umlahnyayan #anyak di linkunan sekitar kita ini%

II. Klasifikasi kuran Butiran

Sedimen dapat diklasi'ikasikan #erdasarkan ukuran #utir dan ! atau komposisi% /kuran sedimen diukur pada lo

#asis 2 skala, yan dise#ut hi skala, yan menklasi'ikasikan partikel #erdasarkan ukuran dari koloid ke

#atu%

em#aian #erdasarkan ukuran #utir diunakan se#aai aal untuk menklasi'ikasikan dan menamakan sedimendan #atuan sedimen klastik terrienous 4 kerikil dan konlomerat tersusun oleh klastik #erdiameter le#ih dari 2 mm,

#utir #erukuran pasir antara 2 mm sampai 1!15 mm +53 6m 4 lumpur +termasuk lempun dan lanau terdiri dari partikel #erdiameter kuran dari 53 6m% 7da #e#erapa $enis skema dan pem#aian kateori, tetapi sedimentoloist

cenderun menunakan Skala 8entorth +am#ar 2%2 untuk menentukan dan menamakan endapan klastikterrienous% (ikenal umum denan nama Skala 8entorth, skema ini diunakan untuk klasi'ikasi materi partikel

areate + /dden 191, 8entorth 1922% em#aian skala di#uat #erdasarkan 'aktor 2 4 contoh #utiran pasir

sedan #erdiameter 0,2; mm < 0,; mm, pasir sanat kasar 1 mm < 2 mm, dan seterusnya% Skala ini dipilih karena

pem#aian menampilkan pencerminan distri#usi alami partikel sedimen 4 sederhananya, #lok #esar hancur men$adidua #aian, dan seterusnya%

http://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/http://fadlysutrisno.wordpress.com/category/sipilian/http://fadlysutrisno.wordpress.com/category/sipilian/http://fadlysutrisno.wordpress.com/category/sipilian/http://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/#commentshttp://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/#commentshttp://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/http://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/http://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/http://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/http://fadlysutrisno.wordpress.com/category/sipilian/http://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/#commentshttp://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/http://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/http://fadlysutrisno.wordpress.com/2010/07/19/analisa-diameter-butiran-terhadap-fenomena-aliran-dan-kecepatan-jatuh-fall-velocity/


2/14

=mpat pem#aian dasar yan dikenalkan :

1% lempun +> 6m

2% lanau + 6m < 53 6m

3% pasir +53 6m < 2 mm

% kerikil ! areate +? 2 mm

Skala phi adalah anka perakilan pada skala 8entorth% @uru' Aunani BD +phi serin diunakan se#aai satuan

skala ini% (enan menunakan loaritma 2, ukuran #utir dapat ditun$ukkan pada skala phi se#aai #erikut :

E < lo 2 +diameter #utir dalam mm

anda neati' diunakan karena #iasa diunakan untuk meakili ukuran #utir pada ra'ik, #aha ukuran #utirsemakin menurun dari kanan ke kiri% (enan menunakan rumus ini, #utir yan #erdiameter 1 mm adalah 04

2mm adalah *1, mm adalah *2, dan seterusnya4 ukuran #utir yan semakin menurun, 0,; mm adalah G1, 0,2;

mm adalah 2, dan seterusnya%


3/14

III. Tekstur !edimen

ekstur mencakup ukuran, #entuk, dan keteraturan komponen penyusun #atuan% ekstur pada dasarnya merupakanmikro*eometri #atuan% Hstilah #er#utir kasar, menyudut, dan terim#rikasi merupakan unkapan yan

diunakan untuk mernyata*kan tekstur% Seoran ahli eoloi munkin tidak puas hanya denan unkapan seperti itu%

(ia inin mem#erikan pemerian yan le#ih teliti4 dia inin tahu se#erapa kasar komponen penyusun suatu #atuan,

#aaimana #entuk sudut*sudutnya, serta arah dan kemirinan im#rikasinya%

&e#erapa aspek tekstur #ersi'at kompleks dan terantun pada aspek*aspek lain yan le#ih mendasar% Se#aaicontoh, porositas terantun pada pem#andelaan +packin, #entuk, dan pemilahan partikel penyusun #atuan%

&er#eda denan tekstur, yan pada dasarnya #erkaitan denan hu#unan antar partikel penyusun #atuan, struktur

merupa*kan e$ala #atuan #erskala #esar seperti perlapisan dan elem#ur +ripple mark% ekstur se#aiknya dipela$aridalam sampel enam +hand specimen atau sayatan tipis% Struktur, di lain pihak, se#aiknya dipela$ari padasinkapan, meskipun ada $ua struktur yan terlihat pada sampel enam%


4/14

Sedimen yan #aru ter#entuk memiliki porositas yan tini% orositas aal dari pasir sekitar 3;


5/14

konlomerat 7 tersusun oleh kerikil #erdiameter M, maka pertanyaannya adalah: 7pa yan dimaksud denan kata

diameter dari partikel yan tidak #eraturan seperti ituO

enukuran lansun diameter partikel yan tidak #eraturan #anyak menim#ulkan masalah% &e#erapa peneliti

memakai istilah pan$an, le#ar, dan te#al untuk menyatakan ukuran partikel, tanpa men$elaskan penertian ketia

istilah itu% Hstilah diameter terpendek, diameter terpan$an, dan diameter menenah dari suatu elipsoid triaksial

meman mudah dikatakan namun sukar dipraktekkan% @aruskah setiap diameter itu melalui suatu titik pusatO@aruskah kita menkom#inasikan nilai ketia diameter itu dan kemudian mem#ainya untuk mendapatkan nilai

diameter rata*rataO 7tau apakah kita cukup menyatakan diameter menenahnya sa$aO Nrum#ein +191

menankat pertanyaan*pertanyaan terse#ut dan mem#uat suatu keranka de'inisi operasionalnya +am#ar 3*1%(e'inisi*de'inisi yan aak #er#eda dari #er#aai de'inisi yan dikemukakan Nrum#ein +191, dia$ukan oleh

@um#ert +195%

(alam praktek, istilah diameter memiliki penertian yan #eraam, terantun cara penukurannya% Semua metoda

penukuran partikel sedimen didasarkan pada suatu premis, yaitu #aha semua partikel #er#entuk #ola atau hampir #er#entuk #ola atau #aha hasil penukuran dinyatakan se#aai diameter eki"alen #ola%

Narena tidak ada kondisi 'aktual yan memenuhi per*syaratan itu, maka nilai #esar #utir yan selama ini

dikemukakan oran se#enarnya tidak ada yan #enar% Jadi, #esar #utir suatu partikel se#enarnya tidak dapat diukur%

Se#aai antinya, #e#erapa si'at lain dipakai untuk menukur diameter dan hasilnya kemudian dikon"ersikan kedalam nilai diameter% enkon"ersian dilakukan denan memakai #e#erapa asumsi% Se#aian oran men*ukur

"olume suatu partikel, kemudian menhitun diameter #ola yan "olumenya sama denan "olume partikel itu%

(iameter seperti itu dise#ut diameter nominal +nominal diameter oleh 8adell +1932% )etoda itu tidak terantun

pada densitas atau #entuk partikel% Jadi, sahih untuk dipakai% 7hli lain menuku diameter #erdasarkan settlin"elocity partikel% Narena settlin "elocity tidak hanya terantun pada #esar #utir, namun $ua pada #entuk dan

densitasnya, maka metoda ini hanya sahih $ika densitas dan #entuk #utir partikel tetap% @asil penukuran itu

selan$utnya direduksi dan dikon"ersikan ke dalam hara diameter atau $ari*$ari denan asumsi #aha #utirannya

#er#entuk #ola denan densitas 2,5; +densitas kuarsa%

V. Istilah Istilah Besar Butir

Hstilah*istilah pse'it +psephite, psamit +psammite, dan pelit +pelite yan diam#il dari &ahasa Aunani serta istilaheki"alen*nya—rudit +rudite, arenit +arenite, dan lutit +lutite—yan diam#il dari &ahasa -atin, diusulkan untuk

menantikan istilah ra"el, pasir, dan lempun% Netia istilah yan dise#ut terakhir ini tidak hanya menyatakan

#esar #utir, namun menimplikasikan $ua komposisi atau si'at lain% Hstilah lempun, misalnya sa$a, sekaran ini

memiliki arti anda, yaitu se#aai istilah #esar #utir dan $enis mineral% Jika istilah lempun kemudian disepakatiuntuk diunakan secara ter#atas hanya untuk menyatakan $enis mineral, maka kita perlu mencari istilah lain untuk

menyatakan #esar #utir yan semula dise#ut lempun% Hstilah yan aaknya dapat diunakan se#aai penanti


6/14

istilah lempun dalam penertian #esar #utir adalah lutit4 suatu istilah yan se#enarnya tidak terlalu asin #ai kita

karena dipakai dalam penamaan #atuampin +inat, #atuampin klastika halus dise#ut kalsilutit%

Se#enarnya, dalam prakteknya, pemakaian istilah lempun dalam penertian #eranda seperti terse#ut di atas

kuran disetu$ui oleh para ahli% Se#aai #uktinya, aaknya tidak ada ahli eoloi yan setu$u untuk menamakan

lumpur ampin murni se#aai lempun% (enan dipakainya istilah lutit, kita dapat menamakan sedimen seperti ituse#aai kalsilutit +calcilutite% Sedimen lain yan disusun oleh partikel klastika #erukuran lempun dapat dise#ut

arilutit +arillutite% 7nalo denan itu, pasir kar#onat murni akan dise#ut #atuampin, #ukan #atupasir% yrell+1921 menusulkan aar istilah*istilah yan #erasal dari &ahasa -atin diunakan untuk menamakan #atuan

sedimen, sedankan istilah*istilah yan #erasal dari &ahasa Aunani diunakan untuk menamakan #atuan metamor'

yan #erasal dari #atuan sedimen%

Hstilah*istilah manapun yan dipilih, setiap istilah itu kemunkinan #esar akan dipersepsikan secara #eraam oleh

oran yan terli#at dalam suatu #entuk komunikasi% Se#aai contoh, ketika seseoran menatakan #aha diamenemukan pasir, oran*oran yan mendenarnya munkin mempersepsikan pasir itu denan #esar #utir yan

#er#eda*#eda karena limit*limit kelas pasir itu sendiri meman #eraam% Fakta ini mendoron kita untuk mem#uat

pem#akuan% Sayan sekali, hina kini keininan itu masih #elum tercapai% ara ahli rekayasa, ahli tanah, dan ahli

eoloi masih memakai ru$ukan yan #er#eda% Se#ernarnya, $anankan kesepakatan diantara oran*oran yan

disiplin ilmunya #er#eda*#eda, diantara ahli*ahli sedimentoloi sendiri masih #elum ada kesepakatan%

Skala #esar #utir yan #iasa diunakan oleh para ilmuan di 7merika /tara adalah karya J%7% /dden +19, 191%

/dden menem#ankan suatu skala eometri dan menunakan istilah umum untuk menamakan setiap kelas #esar

#utir +ra"el, pasir, lanau, dan lempun% ada 1922, 8entorth menyempurnakan skala /dden denan

mempertim#ankan pendapat para ahli yan didapatkannya melalui kuestioner% ada 19P, suatu komite ahli eoloidan hidroloi mendukun penunaan skala dan istilah #esar #utir /dden*8entorth, kecuali untuk ranul

+ranule +-ane dkk, 19P% Se$ak itu, skala /dden*8entorth diunakan secara luas oleh para peneliti di 7merika

/tara% Nemudian, setelah dilenkapi denan notasi phi yan diperkenalkan oleh Nrum#ein pada 193, skala #esar

#utir /dden*8entorth $ua #anyak dipakai di tempat lain%

Committee on Sedimentation dari Kational Lesearch Council +7merika Serikat telah mener#itkan se$umlah laporan

tentan tatanama sedimen, termasuk didalamnya pende'inisian ulan istilah*istilah #esar #utir% (e'inisi*de'inisi #aru

yan mereka a$ukan adalah s##:

1% Bongkah (boulder) adalah suatu massa #atuan lepas yan aak mem#undar karena tera#rasi selama

terankut dan memiliki diameter minimal 2;5 mm% &onkah hasil pelapukan in situ dise#ut #onkahdisinterasi +#oulder o' disinteration atau #onkah ekstra'olasi +#oulder o' eMtra'olation% &lok +#lock

adalah 'ramen #atuan yan #erukuran sama denan #onkah, namun menyudut dan tidak memperlihatkan

$e$ak penu#ahan oleh media penankut%


7/14

2% Kerakal (cobble) adalah suatu massa #atuan lepas yan aak mem#undar karena tera#rasi selama terankut

dan memiliki diameter 5


8/14

antara sedimen kecepatan $atuh s dan kecepatan di atas #utir se#aai produk dari "on Narman konstan R dan

kecepatan eser u %

Kecepatan !eser

7dalah suatu #entuk denan mana teanan eser dapat ditulis ulan dalam satuan kecepatan% @al ini #eruna

se#aai metode dalam mekanika 'luida untuk mem#andinkan kecepatan se$ati, seperti kecepatan dari aliran disunai, untuk se#uah kecepatan yan menhu#unkan antara lapisan eser aliran% Necepatan eser diunakan untuk

menam#arkan erak terkait eser dalam 'luida yan #ererak% @al ini diunakan untuk men$elaskan:

• (i'usi dan dispersi dari partikel, pelacak, dan kontaminan dalam 'luida menalir

• ro'il kecepatan di dekat per#atasan aliran +lihat hukum loaritmik dindin

• ransportasi sedimen di saluran

VII. Kecepatan "ndap ( "ettling Velocity)

Hnteraksi antara partikel #utiran sedimen terhadap aliran .at cair dipenaruhi oleh adanya kecepatan endap #utiranterse#ut% &entuk kon'iurasi dasar saluran dipenaruhi oleh nilai kecepatan endap dari #utiran sedimen seperti yan

ditun$ukkan pada #e#erapa hasil penelitian serta dalam studi sedimen suspensi, #aha kecepatan endap mempunyai

penaruh yan sanat pentin%

Necepatan endap dapat diturunkan dari persamaan Ka"ier Stokes denan tanpa memperhitunankan penaruh ayainersia aliran yan #eker$a pada suatu #utiran sedimen #er#entuk #ola% urunan persamaan ini menhasilkan

persamaan ham#atan selama #utiran menendap%

enurunan persamaan kecepatan endap didasarkan asumsi #erikut +Nironoto, 199P :

1% aya*aya inersia dianap dapat dia#aikan karena #ilanan Leynolds yan diunakan sanat kecil

sehina penaruh aya "iskositas $auh le#ih dominan dari penaruh aya inersia%

2% &utiran yan diperunakan hanya #utiran #er#entuk #ola, sehina untuk #utiran yan #er#entuk selain #ola kemunkinan ter$adi kesalahan #isa sa$a ter$adi%

3% 7ntara #utiran sedimen dan .at cair tidak ada #idan slip%

% &utiran yan menendap ter$adi pada .at cair diam, dan pererakan #utiran tidak dipenaruhi oleh #idan

#atas%

Necepatan endap yan memperhitunkan adanya aya inersia yan #eker$a pada #utiran masih didasarkan

persamaan Ka"ier Stokes tetapi dalam #entuk yan aak #er#eda% ererakan sedimen dalam .at cair akanmenalami aya ham#at yan ditim#ulkan karena adanya esekan antara .at cair denan partikel sedimen% aya

ham#at menurut Keton merupakan 'unsi dari luas #idan kontak atau luar permukaan #utiran yan mendapataya dan kecepatan endap% Sedankan menurut Stokes aya ham#at yan ditim#ulkan oleh partikel sedimen

terhadap air merupakan 'unsi dari diameter #utiran, "iskositas dinamik .at cair dan kecepatan endap%

&anyak peneliti yan sudah dilakukan untuk menetahui #esarnya penaruh #entuk partikel teratur terhadap

koe'isien ham#at, #aik secara eksperimental ataupun secara analisis% Sedankan material #er#entuk tidak teratur

seperti pasir alam se#aian #esar hanya #erdasarkan pada eksperimen%


9/14

Secara empirik hu#unan antara koe'isien ham#at denan #ilanan Leynolds dapat ditulis se#aai #erikut +Nironoto

+199P, ra' +19:

1% artikel #ola C( E 2 ! Le

2% artikel disk linkaran C( E 20,3P ! Le

ersamaan diatas memperlihatkan #aha #aik #utiran #er#entuk #ola dan disk linkaran, nilai koe'isien ham#at

tidak #anyak #er#eda, Sehina dapat disimpulkan #aha pada daerah StrokeDs rane, koe'isien ham#at tidakdipenaruhi oleh te#al partikel, denan catatan #aha #utiran tidak terlalu pan$an atau terlalu te#al%

Narakteristik #entuk dari #utiran sedimen dinyatakan dalam suatu #ilanan tak #erdimensi yan dikenal denan

'aktor #entuk +Shape factor yan dide'inisikan se#aai +7l#ertson et%al% +19;3 dalam ra' +19 :

S' E c ! +a #1!2

(enan a, #, cmerupakan diameter terpan$an, menenah, kecil% Faktor #entuk untuk pasir alamdari hasil penelitian

Schul., 8ilde dan 7l#ertson, dalam ra' +19 #er"ariasi #erkisar antara 0,5 < 0,P %

VIII. Distri#usi $assa !edimen

(istri#usi massa partikel serin ditun$ukkan denan pendekatan distri#usi pro#a#ilitas Kormal*-oaritmik

+Semilogaritmic% Nur"a yan dihasilkan merupakan hu#unan antara ukuran #utir se#aai a#sis dan persen lolos

kumulati' se#aai ordinat%

Neseraaman #utiran sedimen yan menyusun suatu radasi dapat dinyatakan denan koe'isien keseraaman

Nramer, )k + Kramer’s Coeffisient of Uniformity,

(alam arde +199P, dera$at penye#aran dari suatu ukuran #utiran diukur denan penye#aran #aku% )aterial yanmempunyai nilai penye#aran #aku sanat kecil atau mendekati 1 maka material dise#ut denan material #er#utir

seraam%

I%. &erak A'al Butiran

aya*aya hidrodinamik yan tim#ul se#aai aki#at adanya aliran, #eker$a pada material sedimen dasar yan

cenderun menye#a#kan #utiran sedimen terse#ut #ererak% Nondisi dimana aya*aya hidrodinamika yan #eker$amenya#a#kan suatu #utiran mulai #ererak dise#ut kondisi kritis atau erak aal #utiran sedimen% @asil dari

penelitian tentan erak aal suatu #utiran sedimen menun$ukkan sanat su#$ekti' sekali karena si'at 'isik dari

material sedimen tidak sama% Seperti material yan mempunyai kandunan 'raksi lanau atau lempun yan

cenderun mempunyai si'at kohesi', aya*aya yan melaan aya hidrodinamik le#ih dise#a#kan oleh su'atkohesi'itasnya% &er#eda denan material yan si'at kohesi'nya kecil seperti pasir atau #atuan, aya perlaanan

terhadap aya hidrodinamik le#ih dise#a#kan oleh aya #erat #utiran itu sendiri%

erak aal #utiran dasar dapat di$elaskan denan cara seperti +ra', 19:

1% (enan menunakan persamaan kecepatan kritis yakni denan mempertim#ankan penaruh aliran

terhadap #utiran%

2% (enan kondisi teanan esek kritis yakni denan mempertim#ankan ham#atan esek dari aliran #utiran%

3% Nriteria aya ankat yakni denan mempertim#ankan per#edaan teanan yan menye#a#kan ter$adinyaradien kecepatan%


10/14

I%. ersamaan Kecepatan Kritis

aya*aya yan #eker$a pada suatu #utiran dasar terdiri dari aya ham#at, F(, aya ankat, F-, dan aya #erat, 8%

@$ulstrom +19;3 dalam ra' +19 menadakan penelitian dan mem#uat laporan tentan aris #atas erosi,

transportasi dan deposisi% (alam analisis data yan le#ih luas, untuk pererakan material dasar lepas denan ukuran

seraam, @$ulstrom menunakan kecepatan rerata se#aai penanti kecepatan dasar% (enan alasan ini, dianap #aha kecepatan rerata 0I le#ih #esar dari kecepatan dasar untuk aliran yan kedalamannya mele#ihi 1,00 m%

I%.* Kriteria Te+an+an &esek Kritis

aya*aya yan #eker$a pada aliran permanen seraam dapat dikateorikan se#aai aya pendoron #erupa aya

tekan hidrostatis yan salin meniadakan, aya tekan atmos'ir, aya #erat, dan aya penham#at yan merupakan

aya perlaanan terhadap aya pendoron% aya ham#at #iasa dise#ut denan aya esek dasar% &erdasarkan

prinsip kesetim#anan aya atau hukum Keton tentan erak, maka penurunan kedua $enis aya diatas padasaluran le#ar menhasilkan aya esek dasar +To yan dinyatakan se#aai:

To E U h S'

dimana:

U E rapat massa air,

S' E radien hidraulis,

h E kedalaman aliran%

7plikasi dari persamaan teanan esek ke persamaan koe'isien sedimen didapat persamaan teanan esek dasar

kritis se#aai #erikut:

7 E +Tocr ! +s < d

Shields +1935 memasukkan kecepatan esek dasar, / E +To ! U1!2, yan diunakan dalam penem#anan

persamaan ankutan sedimen denan menunakan #utiran sedimen seraam pada dasar rata, sehina koe'isien

sedimen 7 men$adi:

+Tocr ! +s


11/14

1% Traksi , yaitu penankutan denan cara terseret pada dasar sunai%

2% Rolling , partikel partikel terse#ut tertransportasikan denan cara menelindin di dasar sunai%

3% "altasi , partikel partikel tertransportasikan denan cara melompat < lompat pada dasar sunai%

% #ekanisme suspended load, )aterial material sedimen tertransportasikan oleh sunai denan caramelayan layan di atas dasar sunai oleh tur#ulensi air% )aterial yan terankut denan cara ini umumnya

#erukuran #utir lanau sampai lempun%

;% #ekanisme dissol$ed load

/mumnya material yan tertransportasikan denan cara ini merupakan larutan hasil pelapukan kimia, misalnya ion

< ion #ikar#onat, kalsium, potassium, sodium, klorit, dan sul'at%

%roses &eposisi %ada "ungai

roses deposisi #erlansun apa#ila sunai tidak dapat lai mentrasportasikan material*material yan di#aanya%

)enurut horn#ury +195, hal% 15 < 15;, hal terse#ut dapat ter$adi karena #e#erapa hal, antara lain :

• enurunan kecepatan aliran sunai%

• 7danya ham#atan disepan$an channel, misalnya aki#at adanya aliran la"a atau erakan massa%

• enam#ahan material < material yan ditransportasikan sunai%

• &erkuranan de#it aliran aki#at peru#ahan iklim%

• roses deposisi yan #erlansun secara terus < menerus dapat mem#entuk dataran #an$ir, #raided streams,

endapan oson, allu"ial 'an, dan delta% (i sampin air, anin $ua merupakan pelaku dalam proses erosi%

=rosi oleh anin di#ai men$adi dua macam yaitu de'lasi dan a#rasi% (e'lasi adalah proses perpindahanmateri permukaan #umi yan lepas*lepas dise#a#kan oleh tiupan anin% 7#rasi adalah penikisan materi

permukaan #umi oleh anin dan #utir*#utir materi yan terankut%

• @asil penendapan oleh anin yan te#al dan luas dan terdiri dari #utir*#utir kuarts, 'eldspar, mika dan

kalsit #erukuran #utir lempun, lanau dan pasir%

• erakan )assa, yaitu proses #erpindahnya tanah atau #atuan dise#a#kan oleh aya ra"itasi #umi%

erakan massa ada #e#erapa macam yaitu :

• Creepin +rayapan tanah yaitu erakan massa tanah sepan$an #idan #atas denan #atuan induknya%

erakannya sanat lam#at, tidak dapat diikuti denan penamatan mata lansun% &aru diketahui setelahnampak adanya pohon atau tian listrik!telpon yan mirin%

• )ud'lo +aliran lumpur yaitu erakan massa yan relati' cair dan erakannya relati' cepat% Se#aai

contohya adalah aliran lahar

• (e#ris Flo +aliran #ahan rom#akan yaitu erakan massa #ahan rom#akan yan kerin dan #ersi'at lepas%

erakannya relati' cepat


12/14

• Lock Fall +$atuhan #atuan dan de#ris 'all +$atuhan #ahan rom#akan yaitu erakan massa #atuan atau

#ahan rom#akan yan $atuh #e#as karena adanya te#in ter$al menantun% erakannya cepat%

• (e#ris slide dan Lock slide +eseran #ahan rom#akan dan eseran #atuan yaitu erakan massa #atuan atau

#ahan rom#akan yan meneser sepan$an #idan rata dan mirin, misalnya di sepan$an permukaan #idan lapisan #atuan%

• Slump adalah eseran melalui #idan lenkun

• Su#sidence +7m#lesan adalah erakan massa tanah atau #atuan yan relati' "ertikal secara perlahan*lahan%

%I. roses sedimentasi

roses sedimentasi ter$adi ketika sunai tidak mampu lai menankut material yan di#aanya% 7pa#ila tenaa

ankut semakin #erkuran, maka material yan #erukuran kasar akan diendapkan terle#ih dahulu #aru kemudiandiendapkan material yan le#ih halus% /kuran material yan diendapkan #er#andin lurus denan #esarnya eneri

penankut, sehina semakin ke arah hillir ukuran #utir material yan diendapkan semakin halus%

%ola %enyaluran

&entuk*#entuk tu#uh air dise#ut penaliran ! penyaluran +drainae, meliputi laut, danau, sunai, raa dan

se$enisnya% Satu sunai atau le#ih #eserta anak sunai dan ca#annya dapat mem#entuk suatu pola atau sistemtertentu yan dikenal se#aai pola penaliran ! pola penyaluran +drainae pattern% ola penaliran dapat di#edakan

men$adi #e#erapa macam% iap*tiap macam pola penaliran dapat #er"ariasi, dan "ariasi terse#ut antara lain

dise#a#kan oleh adanya struktur dan "ariasi #atuan dimana pola penaliran itu terdapat%

#acam'macam pola pengaliran

1% (endritik : pola penaliran denan #entuk seperti pohon, denan anak*anak sunai dan ca#an*ca#annya

mempunyai arah yan tidak #eraturan% /mumnya #erkem#an pada #atuan yan resistensinya seraam, #atuan sedimen datar, atau hampir datar, daerah #atuan #eku masi', daerah lipatan, daerah metamor' yan

kompleks% Nontrol struktur tidak dominan di pola ini, namun #iasanya pola aliran ini akan terdapat pada

daerah pununan suatu antiklin%

1% Ladial, adalah pola penaliran yan mempunyai pola memusat atau menye#ar denan 1 titik pusat yandikontrol oleh kemirinan lerennya%

1% Lectanuler : pola penaliran dimana anak*anak sunainya mem#entuk sudut teak lurus denan sunai

utamanya, umumnya pada daerah patahan yan #ersistem +teratur%

1% rellis, adalah #entuk seperti daun denan anak*anak sunai se$a$ar% Sunai utamanya #iasanya meman$an

searah denan $urus perlapisan #atuan% /mumnya ter#entuk pada #atuan sedimen #erselan*selin antara

yan mempunyai resistensi rendah dan tini% 7nak*anak sunai akan dominan ter#entuk dari erosi pada

#atuan sedimen yan mempunyai resistensi rendah%

Jadi secara umum, pem#entukan sunai utama le#ih dise#a#kan oleh kontrol struktrur dan pem#entukan anak sunai

le#ih dise#a#kan oleh kontrol litoloi%

1% 7nnular, adalah pola penaliran dimana sunai atau anak sunainya mempunyai penye#aran yan

melinkar% Serin di$umpai pada daerah ku#ah #erstadia deasa% ola ini merupakan perkem#anan dari pola radier% ola penyaluran ini melinkar menikuti $urus perlapisan #atuannya%


13/14

1% )ulti #asinal atau sink hole adalah pola penaliran yan tidak sempurna, kadan nampak di permukaan

#umi, kadan tidak nampak, yan dikenal se#aai sunai #aah tanah% ola penaliran ini #erkem#an

pada daerah karst atau daerah #atuampin%

2% Contorted, adalah pola penaliran dimana arah alirannya #er#alik ! #er#alik arah% Nontrol struktur yan

#eker$a #erupa pola lipatan yan tidak #eraturan yan memunkinkan ter#entuknya suatu tikunan atau

#elokan pada lapisan sedimen yan ada%

#acam'macam Bentang Alam Flu$iatil

a% Sunai eranyam +&raided Stream

er#entuk pada #aian hilir sunai yan memiliki slope hampir datar < datar, alurnya luas dan dankal% ter#entuk

karena adanya erosi yan #erle#ihan pada #aian hulu sunai sehina ter$adi penendapan pada #aian alurnya dan

mem#entuk endapan oson tenah% Narena adanya endapan oson tenah yan #anyak, maka alirannyamem#erikan kesan teranyam% Neadaan ini dise#ut $ua anastomosis+ Fair#ride, 195%

#% &ar deposit

7dalah endapan sunai yan terdapat pada tepi atau tenah dari alur sunai% =ndapan pada tenah alur sunai

dise#ut oson tenah +channel #ar dan endapan pada tepi dise#ut oson tepi +point #ar%&ar deposit ini #isa

#erupa kerakal, #erankal, pasir, dll%

c% (ataran #an$ir + Floodplain dan anul alam +Katural le"ee

Sunai stadia deasa menendapkan se#aian material yan terankut saat #an$ir pada sisi kanan maupun kiri

sunai, seirin denan proses yan #erlansun kontinyu akan ter#entuk akumulasi sedimen yan te#al sehina

akhirnya mem#entuk tanul alam%

d% Nipas 7lu"ial +allu"ial 'an

&ila suatu sunai denan muatan sedimen yan #esar menalir dari #ukit atau peununan, dan masuk ke dataranrendah, maka akan ter$adi peru#ahan radien kecepatan yan drastis, sehina ter$adi penendapan material yancepat, yan dikenal se#aai kipas alu"ial, #erupa suatu onokan material lepas, #er#entuk seperti kipas, #iasanya

terdapat pada suatu dataran di depan suatu air% &iasanya pada daerah kipas alu"ial terdapat air tanah yan

melimpah% @al ini dikarenakan umumnya kipas alu"ial terdiri dari perselinan pasir dan lempun sehina

merupakan lapisan pem#aa air yan #aik%

e% )eander

&entukan pada dataran #an$ir sunai yan #er#entuk kelokan karena penikisan te#in sunai, daerah alirannya

dise#ut se#aai )eander &elt% )eander ini ter#entuk apa#ila pada suatu sunai yan #erstadia deasa!tua

mempunyai dataran #an$ir yan cukup luas, aliran sunai melintasinya denan tidak teratur se#a# adanya

pem#elokan aliran em#elokan ini ter$adi karena ada #atuan yan menhalani sehina alirannya mem#elok dan

terus melakukan penerusan ke #atuan yan le#ih lemah%

'% (anau tapal kuda

er#entuk $ika lenkun meander terpoton oleh pelurusan air%

% (elta


14/14

7dalah #entan alam hasil sedimentasi sunai pada #aian hilir setelah masuk pada daerah #ase le"el% Selan$utnya

akan di#ahas dalam #entan 7lam antai dan (elta%

%II. Teknik Analisis &ranulometri

eknik yan diunakan akan #erantun pada ukuran #utir material yan diteliti% Nerikil #iasanya lansun diukur

di lapanan% Se#uah kuadran diletakkan pada material lepas atau di permukaan konlomerat, dan tiap klastik didalam daerah kuadran diukur% /kuran kuadran yan diperlukan #erantun pada ukuran klastik: kuadran satu meter

persei untuk material #erukuran kerakal dan #erankal%

Contoh pasir yan tidak terkonsolidasi diam#il dari potonan #atupasir yan semennya hancur aki#at proses

mekanik atau kimia% Nemudian tim#unan pasir disarin denan penyarin yan memiliki satuan inter"al setenah

atau satu X +2%2%2% Semua pasir yan meleati ;006m +XE1 tapi tertahan oleh $ala 2;06m +XE2 memiliki ukuran #utir pasir sedan% (enan menim#an kandunan tiap sarinan, distri#usi ukuran #utir yan #er#eda dapat

ditentukan%

idak mudah menyarin material yan le#ih halus dari lanau kasar, $adi proporsi material #erukuran lempun dan

lanau ditentukan denan cara lain% &anyak teknik la#oratorium diunakan dalam analisis ranulometri partikel

#erukuran lempun dan lanau #erdasarkan kecepatan penendapan yan diprediksikan denan hukum Stoke +%2%;%

Jenis metode yan menunakan pipa dan pipet +Nrum#en Y etti$ohn 1934 -eis Y )cConchie 199, semua #erdasarkan prinsip #aha partikel setiap ukuran #utir akan tenelam menempuh $arak tertentu di dalam pipa #erisi

air denan aktu yan dapat diperkirakan% Sampel dipindahkan pada suatu inter"al aktu, dikerinkan dan

ditim#an untuk menentukan proporsi lempun dan lanau% eknik penendapan ini tidak sepenuhnya dapatmenhitun e'ek #entuk #utir atau #erat $enis pada kecepatan penendapan dan perlu hati*hati dalam

mem#andinkan hasil analisis ini denan data distri#usi ukuran #utir yan diperoleh dari teknik yan le#ih canih

seperti alat hitun Coulter, yan menentukan ukuran #utir #erdasarkan si'at listrik #utiran yan tersuspensi dalam

'luida%

@asil dari analisis diplot dalam salah satu dari tia #entuk diaram: historam persentase #erat tiap 'raksi ukuran,

kur"a 'rekuensi atau kur"a 'rekuensi kumulati' +am#ar 10% Catatan, #aha ukuran kasar diplot di kiri dan material

yan halus diplot di #aian kanan ra'ik% iap*tiap ra'ik meakili distri#usi ukuran #utir, memunkinkan

menhitun nilai rata*rata ukuran #utir dan pemilahan +de"iasi standar dari distri#usi normal% Kilai lain yan dapat

dihitun adalah kecondonan distri#usi, petun$uk apakah historam ukuran #utir simetri atau condon ke materialkasar atau halus4 dan kurtosis, nilai yan menun$ukkan apakah historam memiliki puncak yan ta$am atau datar

+etti$ohn 19P;: -eis Y )cConchie 199%

#enggunakan asil Analisis !ranulometri

(istri#usi ukuran #utir ditentukan oleh proses transportasi dan distri#usi% Sedimen lacial #iasanya terpilah sanat

#uruk, sedimen sunai terpilah sedan dan endapan pantai serta aeolian serin terpilah #aik% 7lasan per#edaan inidi#ahas di#a# selan$utnya% (alam #anyak kondisi karakter pemilahan dapat dita'sirkan secara kualitati', dan #ayak

'itur seperti struktur sedimen tertentu yan menun$ukkan linkunan penendapannya% 7nalisis ranulometri

kuantitati' serin tidak diperlukan dan tidak mem#erikan #anyak in'ormasi di#andinkan denan #ukti*#uktilainnya%

7nalisis ranulometri menyediakan in'ormasi kuantitati' ketika memerlukan per#andinan karakter dari endapan

sedimen di dalam linkunan yan telah diketahui, seperti di pantai atau sepan$an sunai% Hni sanat umum

diunakan dalam analisis dan kuanti'ikasi proses transportasi dan penendapan masa sekaran%

Analisa Diameter Butiran Terhadap Fenomena Aliran Dan Kecepatan Jatuh

Documents

Transcript of Analisa Diameter Butiran Terhadap Fenomena Aliran Dan Kecepatan Jatuh