pengendalian-sedimen-dan-erosi-4.ppt

7/26/2019 pengendalian-sedimen-dan-erosi-4.ppt

1/48

Pengendalian SedimenPengendalian Sedimen

dan Erosidan Erosi

Pengantar Transpor Sedimen


2/48

Pentingnya transporsedimen

Hidraulika fuvial: pengetahuantransportasi sedimen merupakan dasarperencanaan bangunan pengendali sungai,perbaikan navigasi, pengendalian banjir,

dll.Irigasi: perencanaan saluran stabil, pintupengambilan, bangunan pengendap, dll.Teknik pantai: ramalan litteral drit!,

perencanaan bangunan pelindung pantai,pelabuhan, dll.Pengerukan: pen"edotan, transportasi, danpembuangan material hasil kerukan.


3/48

Hal-hal yang Berkaitandengan Transpor Sedimen

#ondisi alamiah: Pengendalian erosi tanah $konservasi tanah%, perkiraan

transpor sedimen di sungai, pembentukan delta, geraksedimen di estuari, transpor sedimen sepanjang pantai.&angguan keadaan alam oleh bangunan arti'sial:

(gradasi dan degradasi sebelum dan sesudah bangunanair, pengendapan sedimen dalam )aduk, pengeluaransedimen dari pintu pengambilan irigasi, bangunanpengendap, bangunan pelindung terhadap gerusan.

Transportasi (ir:

Perancangan saluran stabil.Transportasi benda padat: *engetahui debris, perjalanan pulp untuk pabrik kertas.


4/48

T din"atakan dalam: berat, massa,volume tiap satuan )aktu.

T din"atakan dalam +det, kgdet,m-det.

T


5/48

Transpor sedimen untuk mengetahui:

#eadaan seimbang $euilibrium%

/rosi $erosion%

Pengendapan $deposisionsilting%


6/48

T1 T2

I II

I II

Sedimen Dasar Saluran

T1 = T2 seimbang stabil

T1 < T2 erosi degradasiT1 > T2 pengendapan agradasi

ProsesPerbandingan T


7/48

Proses sedimen transpor

Estuari: sebagian air pantai

yang setengah tertutup

yang mempunyai hubunganbebas dengan laut terbuka,

dan di dalamnya air laut

ukup terenerkan

oleh air ta!ar yang berasal

dari drainasi daratan

sudetan

gerusan

endapan

delta

endapan/

silt gerusan


8/48

Klasifkasi Sedimen

0erdasarkan sumber asaln"a

0erdasarkan mekanismen"a

"erdasarkan

Sumber

#sal

Sedimen

#ngkutan$aterial Dasar

%ash &oad

"ed &oad

Suspended &oad

"erdasarkan

$ekanisme

Sedimen


9/48

Suspended Load

Ts, butirpartikel bergerak diatasdasar secara mela"ang.

0erat partikel dikompensasi olehgerak turbulensi air.

Ts biasan"a diukur

Sedimen suspensi sulit dihitungkarena adan"a turbulensi


10/48

USDH-4

Suspended Sediment Sampler


11/48

Bed Load

Tb, butiran bergerak secaramenggelinding $rolling%, menggeser$sliding%, meloncat $jumping%

Tb biasan"a dihitung denganmenggunakan rumus empirismaupun semi empiris

Tb sulit dilakukan pengukuran karenametoda sampling belum mantap$kecuali laboratorium%


12/48

Sediment !ra""er

The Ekman !ra""er

Benthos Minirover

MK II


13/48

#ash Load

T), adalah butiran "ang sangat halusdan berlindung diantara butir dasar$bed particle%

T) biasan"a sulit dihitung maupundiukur


14/48


15/48

$ngkutan Sedimen%Suspensi&

(ngkutan sedimen 1 aliran: akanmengendap $agradasi%

(ngkutan sedimen 2 aliran:seimbang $euilibrium%

(ngkutan sedimen 3 aliran: terkikis$degradasi%


16/48

Si'at-si'at (at )air

0erat 4olume

4iskositas

Tipe (liran5umus #ecepatan

Persamaan Tegangan &esek

+ilai kekasaran


17/48

Berat *olume %Density&

0erat volume air $6), kgm-%,

besarn"a bervariasi sesuai dengantemperaturn"a.


18/48

*iskositas %*is+osity&

#ekentalan dinamis $d"namic viscosit"%, 7,$+dm8atau Pa detik% $poise%validitasn"a tinggi untuk aliran laminer.9 poise 2 ,9 Pa detik

#ekentalan kinematis $kinematicviscosit"%, ', $m8det% $stokes%9 stokes 2 9;


19/48

Tipe $liran

9. Invisid dan viskos

8. #ompresibel dan tak kompresibel

-. =aminer dan turbulen

. Seragam dan tak seragam

?. Satu, dua dan tiga dimensi@. 5otasional dan tak rotasional

A. Subkritik, kritik, superkritik


20/48

o

oo


21/48

Dinding Hidraulik Li+in

#arena adan"a lapis batas laminer setebal B,maka ga"a;ga"a viskositas lebih dominan.

zuuz 104log..75,5 *=

huv 42log..75,5 *=z= v pada z = 0,4h

(I!

(II!


22/48

Dinding Hidraulik Kasar

Pengaruh ga"a viskositas dikalahkan olehkekasaran dinding k.

kzuuz 33log..75,5 *=

khuv 12log..75,5 *=z= v pada z = 0,"#$h

(IK!

(IIK!


23/48

Dinding HidraulikLi+in,Kasar

Colebrook dan Dhite telah menggabungkanrumus II=dan II#menjadi :

7

2

12log..75,5 *

+

=

k

huv (III!

Karena % Shgu ..* =

Ma&a %hS

k

hv

7

2

12log.18

+

=

SRcv .=

7

2

12log.18

+

=

k

Rc


24/48

Eistribusi tegangan gesek pada suatu vertikaladalah $aliran uniorm%:

Sedangkan tegangan gesekpada dasar,dirumuskan sebagai :

atau

atau

)1(hzSh oz =

000 gRSRS ==

000 ghShS ==

2

0 = U 0ghSU =dimana


25/48

Dengan u*: kecepatan gesek,

uz: kecepatan pada suatu titik "ang berjarak F daridasar

: kecepatan rata;rata pada suatu vertikal,

: tebal lapisan sub;viskous sub laminer,

h : kedalaman aliran,R: jari;jari hidraulik,

C: koe'sien kekasaran menurut CheF",

k: kekasaran dasar saluran,

: berat jenis air, danS: kemiringan dasar saluran.

U


26/48

)ontohEiketahui suatu sungai memiliki kedalaman 8

m, tinggi kekasaran ,> m, dan kemiringandasar ,9. Hitung kecepatan aliran rata;ratadan gambarkan distribusi kecepatann"a.

)12(log75,5 *khuU =

m/d140,0001,0281,90* === ghSu

m/d16,2)

05,0

212(log140,075,5 =

=U


27/48

)

05,0

33(log198,075,5

zuz =

( = ) * + = ) m-d

( = ),1 * + = 1,./ m-d

( = ),. * + = 1,0 m-d

( = ), * + = 2,10 m-d

( = 1,2 * + = 2,33 m-d

( = 1,/ * + = 2,.3 m-d

( = 2,) * + = 2,1 m-d


28/48


29/48

Siat;siat 0utiran Sedimen

9. Gmum

Gntuk menangani berbagai permasalahan padasungai;sungai alluvial, diperlukan pemahamantentang siat;siatkarakteristik material sedimen,baik material sedimen sebagai satu kesatuan $bulk%

maupun material sedimen "ang berdiri sendiri;sendiri $butiran lepas individual%.

Para ahli geologi mempelajari siat;siat sedimenlepas dengan tujuan : untuk mengetahui asal mula

dari material sedimen, dan juga untuk mempelajaricara sedimen tersebut berpindah $ditranspor%.

Sedangkan para ahli hidraulika mempelajari siat;siat butiran lepas dalam kaitann"a dengan

enomena transpor dari material sedimen.


30/48

8. Gkuran 0utiran

Eiantara beberapa siat butiran sedimen, ukuran sedimenmerupakan salah satu siat "ang paling penting dan ban"akdigunakan dalam bidang teknik sedimen.

Gkuran butiransangat mempengaruhi mudah tidakn"a serta

ban"ak sedikitn"a sedimen ditranspor.

ika semua partikel sedimen berbentuk bola, maka ukuranbutiran secara mudah dapat ditentukan, "aitu denganmenggunakan parameter diameter butiran.

(kan tetapi, dalam ken"ataann"a bentuk butiran pen"usunmaterial dasar sungai adalah sangat tidak teratur, dari "angberbentuk mendekati bulat sampai dengan bentuk "ang sangatpipih, sehingga sangat sulituntuk mendeenisikan ukuran daributiran "ang mempun"ai bentuk sangat tidak teratur tersebut.


31/48

Penggunaan diameter "utiran. sering tidakdapat menggam"arkan ukuran,"entuk "utiranyang sesungguhnya/

0leh karenanya. ukuran "utiran seringdidefnisikan dengan +ara lain. yaitu denganmenggunakan

1olume "utiran.ke+epatan endap. atauukuran ayakan,saringan

2etode penentuan ukuran "utiran dengan1olume atau ke+epatan endap dilakukandengan prinsip menyamakan volumeatau

kecepatan endap"utiran sem"arang dengan"utiran "er"entuk "ola/


32/48

Be"erapa defnisi yang "iasadigunakan untukmenyatakan suatu ukuran

"utiran adalah 3/diameter nominal.

/diameter 5atuh %fall velocity&.

6/diameter sedimentasi%sedimentation diameter&.

4/diameter saringan.

7/ukuran sum"u tria8ial/


33/48

Eiameter nominal, dn

Diameter nominal dari "utirandidefnisikan se"agai diameter"ola dengan rapat massa dan

1olum yang sama/Dalam "e"erapa kasus tertentu.kadang-kadang seseorang le"ihtertarik pada ukuran "utiran. yangdikaitkan dengan gerakan "utirandalam 9at +air daripada ukuranfsik dari "utiran itu sendiri/


34/48

Diameter :atuh

Eiameter jatuh dari butirandide'nisikan sebagai diameter boladengan berat jenis spesi'k 8,?> "ang

mempun"ai kecepatan jatuh standarsama dengan kecepatan jatuhbutiran. #ecepatan jatuh standar

dide'nisikan sebagai kecepatan jatuhdari butiran dalam air suling, padasuhu 8


35/48

Diameter Sedimentasi

Eiameter sedimentasi adalahmerupakan diameter bola "angmempun"ai berat spesi'k dan

kecepatan pengendapan "ang samadengan butiran sedimen, dalam Fatcair "ang sama dan pada kondisi

"ang sama pula.

Diameter


36/48

Diametersaringan,ayakan

Gntuk menentukan ukuran butiran dengan saringan

$diameter saringan%, biasan"a digunakan beberapasaringan dengan ukuran lubang "ang berbeda hal inidimaksudkan untuk mengelompokkan material sedimen kedalam beberapa kelompok ukuran "ang berbeda.Pengukuran diameter butiran dengan cara ini dilakukanuntuk butiran "ang mempun"ai diameter lebih besar dari

.?8> mm, sesuai dengan ukuran saringan terkecil.

Eiameter saringan, d, dari suatu butiran adalah ukurandari lubang saringan pada mana butiran dapat le)at$lolos% saringan. Eengan demikian, diameter nominal dan

diameter a"akan untuk butiran "ang berbentuk bolanilain"a adalah sama, sedangkan untuk material sedimenpada umumn"a, diameter saringan biasan"a sedikit lebihbesar dibandingkan dengan diameter nominal.


37/48

Kur1a gradasi ukuran"utiran sedimen


38/48

Sum"u triaxialSumbu triaJial terdiri dari sumbu panjang,

sumbu pendek dan sumbu menengah,dimana ketiga sumbu tersebut saling tegaklurus satu sama lain. Ealam hal ini a

ditetapkan sebagai sumbu panjang, bsumbu

menengah, dan csebagai sumbu pendek.

a

'

l ifk i k


39/48

Klasifkasi UkuranButiran

#lasi'kasi ukuran butiran "ang biasa digunakan olehpara ahli hidraulika adalah klasi'kasi ukuran butiran"ang diusulkan oleh The Subcommittee onSediment Terminologydari $!U %AmericanGeophysical Union&/Gkuran butiran ditetapkanberdasarkan ukuran saringan $untuk butiran kasar%dan ukurandiameter sedimentasi $untuk butiran

halus%.

Ealam literatur dikenal juga beberapa klasi'kasi

ukuran butiran "ang lain, seperti misaln"a klasi'kasimenurut U.S. Bureau of Public Roads, klasi'kasimenurut (tterberg, dan klasi'kasi menurut U.S.Bureau of Soils.


40/48


41/48

Bentuk Butiran0entuk butiranadalah merupakan salah satu siat sedimen"ang sering dianggap ikut berpengaruh terhadap prosessedimentasi. 0entuk butiran sedimen dapat mempengaruhikecepatan aliran pada lokasi dimana butiran sedimen dasarbergerak disamping itu dianggap pula bah)a bentukbutiran mempengaruhi kecepatan endap, proses angkutansedimen dasar, dll.

Gntuk dapat mende'nisikan suatu bentuk butiran makadigunakan suatu koe'sienparemeter tertentu. 0an"ak jeniskoe'sienparameter "ang telah diusulkan oleh para ahlinamun koe'sienparameter tersebut pada prinsipn"a dapatdikelompokkan menjadi - bagian, "aitu:

koe'sien "ang didasarkan pada volume butiran,koe'sien "ang didasarkan pada pro"eksi luasanbutiran, dan

koe'sien "ang didasarkan pada sumbu triaial$sumbu panjang, sumbu pendek dan sumbumenengah%


42/48

Koefisien Berdasarkan VolumeButiran

Salah satu koe'senparameter "ang seringdigunakan untuk mende'nisikan bentuk butiranberdasarkan volume butiran adalah sphericit!.Sphericit!dide'nisikan sebagai perbandingan antara

luas permukaan bola

"ang mempun"ai volumesama dengan volume butiran dengan luaspermukaan butiran. Gntuk butiran berbentuk bola,nilai sphericit!akan sama dengan satu, sedangkanuntuk bentuk "ang lain, nilai sphericit!kurang dari

satu. Eengan kata lain, koe'sien sphericit!cenderung digunakan untuk mende'nisikan bentuksuatu butiran terhadap bentuk bola.


43/48

;ilai sphericityuntuk "e"erapa "entuk"utiran

0.5 0.70.650.60.55

0.850.75 0.8 0.90 0.95

Koefisien Berdasarkan Proyeksi Luasan


44/48

Koefisien Berdasarkan Proyeksi LuasanButiran

0utiranpartikel sedimen berada dalam kondisi

paling stabil apabila sumbu pendek berada padaposisi vertikal. Eengan dasar ini, pro"eksi luasan"ang tegak lurus dengan sumbu pendek tersebutdapat digunakan sebagai dasar untuk menentukankoe'sien dalam hal ini dikenal suatu koe'sien "angdisebut sebagai koe'sien roundness.

#oe'sien roundnessdigunakan untuk menunjukkankeruncingan dari ujung;ujung butiran sedimen.Eengan demikian, nilai roundnessdapatmemberikan gambaran apakah ujung;ujung butiran

berbentuk bulatlengkung atau runcing. Roundnessdide'nisikan sebagai perbandingan antara jari;jarilengkung rerata dari ujung;ujung butiran sedimendengan jari;jari lengkung maksimum "angmembentuk suatu bola $atau dengan jari;jarinominal butiran%.


45/48

;ilai roundnessuntuk "e"erapa "entuk"utiran

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

0.6 0.7 0.8 0.9 1.0


46/48

Koefsien Berdasarkan Sum"uTriaxial

#ecepatan endap dari butiran sedimendipengaruhi oleh bentukn"a, dan suatuparameter "ang selanjutn"a disebut sebagaiaktor bentuk $shape factor%, "aitu

Gntuk butiran berbentuk bola, nilai shape factorini akan sama dengan satu, sedangkan untukbutiran dengan bentuk selain bola, nilai shapefactorlebih kecil dari satu.

Shape factor c

a b=


47/48

Ke+epatan Endap %Settling Velocity&

Persamaan Stokes untuk kecepatan endapbutiran berbentuk bola :

dengan :

w 2 kecepatan endap butiran bola

d 2 diameter butiran bola

2 viskositas dinamik Fat cair s 2 berat jenis butiran

2 berat jenis Fat cair

w d

s=

2

18

( )


48/48

Bentuk lain dari persamaanStokes

Eengan :

C" : koe'sien drag koe'sien seret

6 : rapat massa

5e : angka 5e"nolds

Cwd

D = =24 24

Re

pengendalian-sedimen-dan-erosi-4.ppt

Documents

Transcript of pengendalian-sedimen-dan-erosi-4.ppt