PERGERAKAN SEDIMEN

Click here to load reader

  • date post

    27-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    40
  • download

    1

Embed Size (px)

description

PERGERAKAN SEDIMEN

Transcript of PERGERAKAN SEDIMEN

PERGERAKAN SEDIMEN

PAGE 0

PERGERAKAN SEDIMEN

Prediksi teori secara lengkap dalam ilmu kelautan pada lingkungan pasang surut yang tidak steady tidak dapat dipercaya dan akan tetap seperti itu sampai mekanika proses transport dapat dipahami secara penuh dan dapat dinyatakan oleh persamaan analitis.

Pada bab ini akan dibahas sumber yang mungkin dan jenis sedimen yang ditimbulkan akibat perubahan pasang surut, seperti berbagai proses transport sedimen yang diakibatkan oleh pasang surut dan faktor-faktor penyebab lainnya. Perhatian biasanya terbatas pada daerah yang sifatnya estuari.

1. SUMBER SEDIMEN

Permasalahan engeneering (teknik), yaitu berhubungan dengan pasang surut yang sering memerlukan suatu perkiraan total kuantitas endapan sedimen yang tersedia. Kegagalan untuk mengidentifikasi sumber sedimen yang nyata dapat mendorong kearah perancangan pabrik mesin tidak cukup.

Gambar 1. Sumber sedimen untuk suatu muara

Sumber Sedimen untuk suatu muara digambarkan oleh gambar 1, dimana gambar diatas dapat disederhanakan sebagai berikut:

1. Erosi daratan oleh sungai dan arus (SR).

2. Pembuangan dari domestik dan limbah industri dan sampah padat (SP).

3. Pergerakan dan erosi tepi pantai (SLB)

4. Erosi gundukan pasir oleh angin dan erosi akibat perubahan pasang surut (SW).

5. Erosi Landasan Kontinen dekat pantai (near-shore) (So)

6. Spoil yang dikeruk kembali ( SD)

7. Pembusukan dan Kotoran dari laut, tumbuh-tumbuhan sungai dan binatang (SA).

Sumber-sumber diatas akan memberikan kontribusi material yang luas untuk perubahan daerah yang bersifat estuari. Pemotongan balik dari sungai dan arus, bersama-sama dengan pengeringan (drainage) permukaan daratan menghasilkan pasir, endapan dan material yang lempung dalam jumlah besar seperti halnya pasang dan gerak gelombang pada dasar laut dan pada pantai dan karang. Sungai juga memberikan bahan organik dan garam mineral yang dihancurkan. Gerakan angin diatas gundukan pasir dan pasang surut menghasilkan pasir halus sedangkan erosi daratan menghsilkan pasir Lumpur dan material lumpur. Kemungkinan kerikil diangkut sepanjang pantai melalui pintu masuk muara oleh gerakan gelombang.

Makhluk hidup, seperti kerang, zooplankton, dapat menyediakan material yang secara tidak langsung. Mereka mempunyai kemampuan untuk menyaring partikel lumpur dari air dan untuk mengeluarkannya seperti ukuran partikel yang besar adalah dengan memisahkan partikel-partikel tersebut. Tumbuhan-tumbuhan bersel dua, seperti diatoms, partikelnya ditutupi suatu lapisan yang licin dan dengan demikian akan menghalangi arus, Tumbuhan lain seperti, cordgrass, dapat menghasilkan aliran dan gerakan gelombang di atas endapan yang bersifat estuari dengan demikian mendorong sedimentasi material yang halus.

Sumber Sedimen yang paling utama berasal dari sungai (SR), laut (So) dan daerah pesisir (SLB), walaupun material dikeruk (SD) sungai adalah sumber yang terpenting, jika daerah pembuangan adalah derah muara tertutup.

Endapan sedimen dimuara, terdiri dari berbagai kerikil, pasir, pasir lumpur, tanah lempung dan materi organik. Kerikil dan pasir sering ditemukan di ujung menuju laut dan di mana gerakan gelombang dan sisa arus menimbulkan gesekan , sedangkan pasir halus, endapan Lumpur, tanah lempung dan bahn organik (sering secara bersama dikenal sebagai lumpur), yang ditemukan dibagian atas dari suatu muara dekat batas intruksi salinitas yang diakibatkan oleh pasang surut.

2. PROSES PENGANGKUTAN SEDIMEN

(PROSES TRANSPORT SEDIMEN)

Erosi, pengangkutan dan pengendapan sedimen di dalam arus pasang surut tergantung pada sifat kimia dan fisik dari sedimen dasar dan sedimen yang mengalir, seperti halnya arus turbulen di alam. Sedimen dasar mempunyai pengaruh utama pada pergerakan sedimen. Kerikil, Pasir dan endapan partikel pindah sebagai butiran padat, tetapi partikel tanah lempung melekat bersama-sama didalam suatu ikatan seperti (gumpalan es terapung) yang merubah ukuran dan membentuk gerakan sedimen. Sebagai konsekwensi, bagian yang berikut pengangkutan partikel terpisah dari yang material flocculated, tetapi interaksi antara kedua kelompok dibahas pada poin-poin sesuai endapan sedimen yang paling alami adalah suatu campuran dari partikel butir menggumpal dan terpisah.

3. PARTIKEL SEDIMEN TERPISAH

Endapan sedimen non-kohesif terdiri dari butiran individu berbagai mineral. Komposisi yang tepat tergantung pada geologi muara dan lingkungannya. Banyak endapan mengandung kwarsa besar, tanah kerikil dan felspar, yang mempunyai kepadatan serupa (2550-2750 kg/m3). Bagaimanapun, endapan juga mengandung fragmen kalsium karbonat dan sejumlah kecil (yang pada umumnya < 2% dari total) mengenai mineral berat seperti zircon (kepadatan pb= 4600 kg/m3) dan magnetik (5200 kg/m3). Adanya mineral berat tertentu dapat sangat bermanfaat dan membantu ke arah penetapan sumber dari sedimen tertentu.

Komposisi Mineral dari butir sedimen individu adalah yang bertanggung jawab pada bentuk variasi butir partikel dari endapan alami yang ditemukan. Material yang panas (igneous), seperti felspar, hasil butir spheroidal-shaped, sedangkan serpihan batu dan batu tulis yang metamorphic menghasilkan partikel butir seperti cakram flat. Semua partikel di dasar muara, tentu saja, smoothed dan dikelilingi oleh gerakan abrasi dari butir-butir gerakan sedimen. Endapan estuarine biasanya mengandung sejumlah besar partikel yang densitas secara luas berbeda bentuknya dan membentuk material yang lebih keras, seperti kwarsa, membentuk endapan curah. Rata-Rata endapan, seperti porositas dan densitas, hanya menunjukkan variasi kecil. Bentuk Partikel, ukuran dan densitas dari pokok-pokok penting dari transport sedimen mempengaruhi erosi dan endapan material.

Ukuran dan distribusi partikel di dalam endapan tertentu sebagian besar dikendalikan oleh kemampuan arus yang pasang surut untuk pindah; gerakkan dan transport butir sedimen individu. Seperti, endapan Lumpur dan endapan pasir halus ditemukan sepanjang garis tepi muara sedangkan (medium) dari pasir halus ke pasir kasar ditemukan hubungan navigasi.

Studi dari permasalahan transport sedimen sangat perlu oleh karena mencakup secara detail ukuran, distribusi ukuran, densitas dan karakteristik bentuk dari butir sedimen individu seperti halnya endapan total. Ini juga bermanfaat di situasi pantai untuk menentukan distribusi secara statistik ukuran butir didasar. Usaha yang telah dilakukan untuk menghubungkan parameter ini kepada karakteristik yang hidrolik lingkungan arus. Bagaimanapun, jika usaha yang diperlukan adalah untuk daerah muara, kecuali untuk ukuran butir berkisar antara (d50: 50% adalah partikel halus), karena bentuk grain-size kurva distribusi sebagian besar dikendalikan oleh jumlah endapan lumpur, tanah lempung dan bahan organik.

4. INISIASI GERAKAN (SEDIMEN)

Erosi dimulai pada penerapan, yaitu sekitar titik kontak antara butir sedimen (gambar 2. titik ( A)). Gerakan gaya individu butir pasir pergerakannya adalah steady dari gaya gravitasi dan gaya fluktuasi hidrodinamik, yang meliputi gaya viskositas, gradien tekanan yang berhubungan dengan separasi arus, gaya ke dalam atau ke luar dari gerakan partikel diam dan yang bertabrakan. Parameter Arus ini kemudian dihubungkan dengan dasar sedimen, sehingga desain saluran tidak dapat tererosi dapat terpenuhi oleh penggunaan yang ditentukan jumlahnya.

Gambar 2. Gerakan gaya dai butir sedimen

Gambar 3. Batasan-Batasan erosion/Sedimentation kritis

(setelah Hjulstrom[6] dan Postma[7])

Gambar 3 menunjukkan bahwa sedimen dapat dibawa secara suspensi pada kecepatan yang lebih rendah dibanding yang memerlukan untuk erosi. Sebagai konsekwensi, partikel pasir halus diangkut ke dalam suatu muara pada pasang naik untuk diendapkan pada slack water ke dalam endapan kohesif, tetapi kecepatan erosi lebih tinggi pada pasang air surut berarti partikel pasir itu secara progresif mengumpulkan endapan kohesif.

Gerakan awal dari aliran steady biasanya dihubungkan dengan tegangan kritis (shear stress - Tc) gerakan pada endapan sediment mengalami kesulitan menetapkan suatu percepatan di level butir. Konsep shear stress terutama di laboratorium bermanfaat sekali di mana dapat ditentukan dengan ketelitian yang cukup. Pengkalkulasian nilai-nilai shear stress di dalam keadaan tidak steady arus tidak homogen memerlukan suatu jumlah data berlebih ; konsep kecepatan mendekati dasar sama halnya dengan proses transport sedimen. Suatu contoh hubungan tegangan kritis (shear stress) yang sederhana adalah persamaan:

(1)

Dimana adalah ukuran berat rata-rata butir diam dalam (millimeter). Persamaan-1 digunakan untuk menggambarkan gerak inisial sedimen untuk patikel-partikel yang lebih besar dari 0-3 mm untuk sedimen bebas, arus searah pada level yang sama.

5. GERAKAN (SEDIMEN) YANG TERJADI DAN HAMBATANYA TERHADAP ALIRAN AIR

Ketika gaya diterapkan melebihi hambatan, butir-butir sedimen akan menggulung atau meluncur sepanjang dasar muara, dan didasar itu terjadi transport sedimen. Jika gaya mengangkat melebihi berat butir yang menyelam, partikel sedimen ditarik dari dasar dan dibawa ke dalam suspensi dengan bantuan arus eddy yang turbulen. Jika butiran inersia adalah tinggi atau level turbulennya rendah, maka kemungkinan partikel disuspensi balik ke dasar muara.

Sebagai butir sedimen menjadi aktif, berawal dari diam kemudian berubah bentuk ke dalam satu rangkaian gerak bergelombang yang mana pada gilirannya mempengaruhi tingkat transport sedimen dan menyebabkan suatu peningkatan di dalam hambatan untuk arus. Suatu peningkatan progresif pada kece