Hamdan

PENDAHULUAN

Menurut Triatmodjo (1996:104), tipe aliran pada saluran terbuka adalah

aliran turbulen, hal ini pengaruh free surface dan kekasaran dinding yang

relatif besar.

Perilaku penggerusan oleh aliran turbulen pada sungai menjadi penyebab

kelongsoran tebing sungai. Keruntuhan atau penggerusan sangat dominan

terjadi di daerah tikungan. Aliran sungai ini biasanya akan menyebabkan

kerusakan dalam bentuk penggerusan/ erosi dan pengendapan.

Menurut beberapa peneliti, bahwa salah satu cara menanggulangi

keruntuhan pada tikungan dapat di atasi dengan pemasangan bangunan

pengarah arus (krib) agar turbulensi air semakin kecil (ruang berputarnya

sempit)

PERMASALAHAN YANG DIKAJI

Pada Jurnal pertama “Pengaruh Pemasangan Krib Pada Saluran Di

Tikungan 120”, Sunaryo, Darwizal Daoed, Febby Laila Sari, 2010.

Berdasarkan jurnal tersebut, aliran pada sungai biasanya akan

menyebabkan kerusakan dalam bentuk penggerusan/ erosi dan

pengendapan. Kerusakan yang cukup besar sering terjadi di sekitar

tikungan seperti tergerus bahkan longsornya tebing tikungan dan

pengendapan di sisi dalam tikungan. Pada penelitian ini dilakukan uji

simulasi fisik di laboratorium, agar diperoleh pola keruntuhan tebing pada

tikungan saluran dan pengaruhnya terhadap sudut pemasangan krib dan

jarak antar krib.

Pada Jurnal kedua “Pengaruh Kelandaian Kepala Krib Pada Krib Kedap Air

dan Saluran Lurus”, Bambang Sujatmoko, Rinaldi , Dedi Kurniawan, 2011.

Berdasarkan jurnal tersebut, Rekayasa alur sungai dengan membangun

satu seri bangunan krib akan mempengaruhi perubahan pola arus dan pola

dinamika dasar saluran. Krib kedap air dapat menyebabkan pusaran pada

sekitar krib yang menyebabkan gerusan lokal (local scouring). Krib kedap

air umumnya yang diteliti berupa krib berbentuk persegi panjang,

Perubahan bentuk krib kedap air dari berbentuk persegi panjang menjadi

krib yang memiliki slope pada kepalanya bertujuan agar tekanan air dapat

berkurang sehingga kedalaman gerusan dapat dikurangi. Pada penelitian

ini dilakukan uji simulasi fisik di laboratorium dengan pengaruh jarak antar

krib yang telah ditentukan dan variasi slope yang digunakan.

Teori Dasar

Saluran terbuka adalah saluran yang mengalirkan air dengan suatu

permukaaan bebas. Aliran saluran terbuka (open channel flow) memiliki

permukaan bebas (free surface).

Contoh Saluran Terbuka

https://tsipilunikom.files.wordpress.com/2012/03/sal-buatan.png

https://tsipilunikom.files.wordpress.com/2012/03/sal-buatan.png

Teori Dasar ( Lanjutan )

Sifat-sifat Aliran

Aliran laminer adalah aliran fluida yang bergerak dengan kondisi lapisan-

lapisan (lanima-lamina) membentuk garis-garis alir yang tidak

berpotongan satu sama lain.

Aliran turbulen adalah aliran fluida yang partikel-partikelnya bergerak

secara acak dan tidak stabil dengan kecepatan berfluktuasi yang saling

interaksi. Akibat dari hal tersebut garis alir antar partikel fluidanya saling

berpotongan.

Aliran transisi yaitu merupakan salah satu aliran-aliran peralihan dari

aliran laminar ke aliran yang turbulen.

http://1.bp.blogspot.com/-MXuMUDyPcBY/TWuGNfvGAoI/AAAAAAAAAeo/ZaGY7Z-daE4/s1600/iain1.gif





Perilaku Aliran

Dinamika aliran yang terjadi pada sungai dapat menyebabkan kelongsoran

tebing sungai. Resiko kelongsoran meningkat pada daerah tikungan, dimana

gaya sentrifugal pada tikungan akan menyebabkan timbulnya arus melintang

sungai. Besarnya kecepatan arus melintang ini berkisar antara 10% - 15% dari

kecepatan arah utama aliran (Kinori, 1984 dan Legono, 1986).

Gambar Pergerakan sedimen pada tikungan saluran (Webb, 2000)


Proses Erosi pada Tebing Sungai dan Penanggulangannya

Erosi atau penggerusan terjadi akibat adanya turbulensi aliran yang

disebabkan oleh terganggunya aliran baik besar maupun arahnya. Akibatnya

terjadi material dasar atau tebing saluran yang hanyut atau bergerak terbawa

oleh aliran. Untuk mengatasi erosi pada tebing dapat dilakukan dengan

memakai dinding penahan berupa; krib, bronjong, maupun tiang pancang.

Pengarah Arus (Krib)

Krib merupakan suatu bentuk pelindung tebing secara tidak langsung yang

digunakan untuk melindungi tebing sungai secara tidak langsung dari bahaya

gerusan lokal dan gejala meander karena arus, memindahkan/mengarahkan

arus sungai sesuai tujuannya.

Tinjauan Pustaka ( Penelitian Sebelumnya )

Pada Jurnal pertama “Pengaruh Pemasangan Krib Pada Saluran di


Gaya sentrifugal pada tikungan akan menyebabkan timbulnya arus

melintang sungai. Besarnya kecepatan arus melintang ini berkisar antara

10% - 15% dari kecepatan arah utama aliran (Kinori, 1984 dan Legono,

1986).

Pengaruh yang ditimbulkan sungai berbelok atau bermeander terhadap

aliran adalah terjadinya pembendungan aliran akibat terhambatnya aliran

pada salah satu sisi saluran yakni sisi bagian luar belokan (Mudjiatko,

2000).

Gerakan air pada saluran terbuka yang membelok akan mengalami gaya

lemparan ke sisi luar belokan yang di sebut dengan gaya sentrifugal

(Legono, 2003)

Pada daerah tikungan pengikisan terjadi diawal tikungan dan

pengendapan terjadi di akhir tikungan. Dan pengikisan paling banyak di

bagian luar tikungan dan pengendapan di bagian dalam tikungan

(Darwizal, M. Subhi, 2006).

Pengaruh kemiringan (superelevasi tikungan), memperbesar pengikisan,

bila superelevasi miring ke arah dalam tikungan dan akan berkurang bila

kemiringan sebaliknya. Tetapi pengerusan masih besar akibat aliran yang

terpuntir (turbulensi) di tikungan (Darwizal, M. Subhi, Februarman, 2009).

Tinjauan Pustaka ( Penelitian Sebelumnya )

Pada Jurnal kedua “Pengaruh Kelandaian Kepala Krib Pada Krib Kedap Air

dan Saluran Lurus”, Bambang Sujatmoko, Rinaldi , Dedi Kurniawan, 2011.

Salah satu metode perbaikan alur tersebut adalah perlindungan terhadap

tepi sungai dengan menggunakan bangunan (konstruksi) krib

(Sosrodarsono, 1994; Jansen, 1979)

Perbaikan alur sungai yang berubah karena proses erosi dan sedimentasi

tidak dapat diselesaikan secara teoritis karena sangat kompleks (Jansen,

dkk.,1979)

Pola aliran di sekitar krib dicirikan oleh arus berbelok yang menghasilkan

gerakan berbentuk spiral seperti aliran pada tikungan sungai (Rijn, 1993)

Rekayasa alur sungai dengan membangun satu seri bangunan krib di

daerah muara sungai akan mempengaruhi perubahan pola arus dan pola

dinamika dasar saluran (Sujatmoko, 2009; Dumadi, 1997)

Metode pengukuran kecepatan dengan metode PIV (Particle Image

Velocimetry) yaitu suatu pengukuran medan kecepatan aliran

menggunakan bayangan benda (partikel) yang lewat di atas badan air

(Uijttewaal, 1999)

Panjang krib tergantung pada bentuk geometri sungai yang diharapkan

akan terjadi, dan tidak ada rumusan yang pasti untuk menetapkannya, tapi

ada indikasi bahwa perencanaan panjang krib tergantung pada besar

kecilnya tingkat pengaruh yang diinginkan terhadap pola arus dan

kecepatan aliran di alur utama sungai (Przedwojski, 1995)

Variabel Yang Diteliti

Hubungan variasi sudut ( ) pemasangan krib dengan volume runtuh

(cm3)

Hubungan jarak pemasangan krib (cm) dengan volume runtuh (cm3)



Pada Jurnal kedua “Pengaruh Kelandaian Kepala Krib Pada Krib

Kedap Air dan Saluran Lurus”, Bambang Sujatmoko, Rinaldi , Dedi

Kurniawan, 2011.

Hubungan jarak pemasangan krib (cm) dan bentuk kepala krib

dengan kecepatan aliran (cm/s)

Hubungan jarak pemasangan krib (cm)dan bentuk kepala krib dengan

kedalaman gerusan dan sedimentasi (cm)

METODE PENELITIAN DAN ANALISIS DATA

A. Metode Penelitian

a. Persiapan Alat dan Bahan

Saluran terbuka (open channel) dengan dimensi 40 x 40 dari acrylic

dan dasar saluran dari baja dengan sudut belokan 120°

Krib dibuat dari material yang kuat. Pada percobaan ini digunakan

tripleks. Krib dipasang di belokan dengan dimensi tinggi 5 cm dan

panjang 5 cm

Material sedimen yang digunakan telah ditentukan gradasi butirannya

berdasarkan proses Analisa Saringan (Sieve Analysis), yaitu material

yang tertahan saringan 20 (0,84 mm) dan 100 (0,15 mm). Dinding

tebing dibuat tegak lurus dengan lebar 20 cm (setengah lebar saluran)

dan dengan tinggi 10 cm. Tebing di dalam tikungan dibuat sedemikian

rupa mengikuti bentuk tikungan.

Alat ukur debit, alat ukut tinggi topografi dan alat ukur waktu.

Penelitian dengan menggunakan alat sebagai berikut:



v

METODE PENELITIAN DAN ANALISIS DATA ( Lanjutan )

b. Prosedur Penelitian

1. Pemasangan krib dengan tinggi 5 cm dan panjang 5 cm. Sudut dan jarak

pemasangan krib divariasikan (Untuk percobaan dengan perkuatan krib).

Prosedur penelitian dilakukan yaitu:

Gambar Saluran pada tikungan

120 tanpa perkuatan KribGambar Saluran pada tikungan 120

tanpa perkuatan Krib

Gambar Potongan Melintang

Saluran

2. Mengalirkan air dengan menghidupkan pompa dari sumber dengan debit

3. Mengamati keruntuhan sedimen

tertentu.

Prosedur Penelitian (Lanjutan)

5. Mengulangi prosedur no.2 – no. 9 untuk tiap variasi debit yang

6. Setiap perlakuan debit aliran diukur dengan alat ukur.

7. Keruntuhan diukur tiap segmennya dari kondisi awalnya.

4. Apabila sudah tidak terjadi lagi pergerakan partikel sedimen, lakukan

pengambilan data keruntuhan dinding pada tiap-tiap segmen.

direncanakan.

Mulai

Persiapaan Alat

a. Atur belokan saluran

b. Membuat dan merakit krib

c. Atur pemasangan krib

Persiapaan Material Dinding

a. Masukkan material pada saluran

b. Atur material

Running

Alirkan debit tertentu

Pengumpulan Data

Profil Dinding Saluran Profil Dasar Saluran

Aliran dihentikan

Selesai

Gambar Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian



B. Analisis Data

Setelah dilakukan pengamatan dan pengukuran, data hasil

pengamatan selanjutnya dijadikan sebagai input data pada software

Autocad Land Development untuk memperlihatkan kontur keruntuhan

pada dindingnya juga untuk mengetahui luas dan volume keruntuhan

dindingnya.

Kemudian, menganalisis pengaruh aliran terhadap keruntuhan pada

dinding yang tidak menggunakan krib dan terhadap pengaruh aliran pada

dinding yang menggunakan krib. Menganalisis variasi arah sudut

pemasangan krib ke arah hulu aliran terhadap volume keruntuhan dinding

dan juga menganalisis variasi jarak pemasangan krib, debit aliran terhadap

volume keruntuhan dinding.




Kurniawan, 2011.

A. Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Hidrolika Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Riau dengan menggunakan alat sebagai

berikut:

a) Persiapan Penelitian

Saluran yang digunakan merupakan model fisik saluran pada

Laboratorium Hidrolika JTS FT Universitas Riau yang dilengkapi

dengan pompa berkapasitas 100-500 liter/menit, pengatur debit yang

dilengkapi dengan ambang baja segitiga dengan sudut 45 (Pintu

Thompson), kolam olakan, dengan kemiringan saluran 0,0023.

Gambar spesifikasi saluran dapat dilihat pada gambar berikut.


Gambar Saluran yang digunakan

Krib yang digunakan dibuat dari material yang kedap air dari kayu

dengan sisi-sisinya dibulatkan. Variasi kepala krib yang digunakan ada

3 yakni 1:2, 1:4, 1:6. Bangunan krib yang digunakan dapat dilihat pada

Gambar berikut.


Gambar Krib yang digunakan dalam penelitian

Material dasar sedimen yang digunakan dalam penelitian ini merupakan

pasir dengan karakteristik berat jenis pasir Gs sebesar 2,64 dan dengan

gradasi butirannya D10 = 0,197 mm dan D60 = 0,811 mm.

Alat bantu lainnya berupa kamera untuk dokumentasi, alat pencatat

waktu (stopwatch) dan bejana (ember) untuk proses kalibrasi, selang air

dan waterpass untuk menetapkan elevasi dasar, gabus-gabus kecil

untuk menandai gerakan air dan pola air, serta software surfer versi 9.0

untuk membantu penggambaran kontur.


b) Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian model fisik simulasi pengaruh kelandaian kepala krib

terhadap proses sedimentasi dasar saluran dilakukan dalam beberapa

tahap antara lain:

1. Persiapan sebelum Running Model

o pemasangan krib,

o Penghamparan pasir, dilakukan dengan meratakan pasir sebagai

sedimen dasar dengan kemiringan (slope) 0,0023 dan ketebalan 5

cm.

o Penghamparan batu pecah, dilakukan di hulu saluran untuk

menstabilkan aliran air yang keluar dari peluap Thompson.

o Pemasangan grid, grid terpasang menjadi titik acuan dalam

menghitung kecepatan aliran dan dalam mengukur kontur dasar

saluran. Grid disusun dari benang dengan ukuran 10 cm x 10 cm.

o Kalibrasi debit, dimaksudkan untuk mendapat nilai koefisien debit, Cd

dari pintu peluap segitiga Thompson dengan sudut 45o dengan

menggunakan rumus:

𝑄 =8

15. 𝐶𝑑 . tan 𝜃. 2 . 𝑔 . 𝐻2,5


2. Running Model dan Pengambilan Data

o Running Model dan Pengambilan Data Pengaliran air pada model

dilakukan perlahan sampai dicapai debit yang diinginkan. Jumlah

simulasi running model sebanyak 6 pengujian yang terdiri dari variasi

jarak antara krib (L) ada 2 yakni 4l dan 6l, sedangkan variasi slope

kepala krib (V:H) ada 3 yakni 1:2, 1:4, dan 1:6.

o Mengamati pola aliran, pengukuran kecepatan aliran, dan

pengukuran kontur.

B. Analisis Data

Pengolahan data kecepatan aliran dengan metode PIV (particle image

velocimetry). Kecepatan aliran diperoleh dengan mengukur panjang garis

yang dihasilkan foto gabus.

Pengolahan data topograpi dilakukan dengan bantuan software surfer 9


Gambar Notasi dan Garis Tinjauan Dalam Penelitian

Tabel Pengkodean Pengujian

PENYAJIAN HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Penyajian Hasil Penelitian


Tikungan 120 ”, Sunaryo, Darwizal Daoed, Febby Laila Sari, 2010.

Gambar Kontur Pengamatan pada belokan 120 tanpa krib dan Debit 2,10 lt/s

A. Penyajian Hasil Penelitian (Lanjutan)

Gambar Kontur Pengamatan pada belokan 120 dengan jarak pemasangan antar krib

10 cm sudut 135 dan Debit 2,19 lt/s

Pengaruh variasi Arah Sudut Pemasangan Krib ke arah Hulu Aliran

terhadap volume keruntuhan dinding dapat dilihat pada Gambar berikut:

PENYAJIAN HASIL DAN PEMBAHASAN ( Lanjutan )

Gambar Grafik Perbandingan Luas Kontur Keruntuhan dengan Arah sudut

pemasangan Krib

Sedangkan hubungan antara variasi jarak pemasangan krib, debit aliran

terhadap volume keruntuhan dinding dapat dilihat pada gambar berikut:


Gambar Hubungan Variasi Jarak Pemasangan Krib 10,20, variasi 10 cm dan 20

cm sudut 135, Debit Aliran terhadap Volume Keruntuhan Dinding



Kedap Air dan Saluran Lurus”, Sujatmoko, Rinaldi , Dedi Kurniawan, 2011.

Hubungan jarak pemasangan krib dan variasi kemiringan bentuk kepala krib

dengan kecepatan aliran

Gambar Pola Aliran

Penyajian Hasil Penelitian


Distribusi kecepatan dengan jarak krib L=4l dan variasi kemiringan kepala krib

Distribusi kecepatan dengan jarak krib L=6l dan variasi kemiringan kepala krib


Hubungan jarak pemasangan krib dan bentuk kepala krib dengan

kedalaman gerusan dan sedimentasi

Kedalaman gerusan akibat jarak dan kemiringan kepala krib


Hubungan jarak pemasangan krib dan bentuk kepala krib dengan

kedalaman gerusan dan sedimentasi

Notasi daerah gerusan dan sedimentasi pada kontur

VARIABEL YANG DAPAT DIKEMBANGKAN



Jenis dan Bentuk Material Krib

Asumsi dasar saluran juga mengalami gerusan



Kurniawan, 2011.

Mengaplikan pada belokan/ tikungan sungai

Memperhitungkan sudut pemasangan krib

TERIMA KASIH

Hamdan

Engineering

Transcript of Hamdan