PAPER PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA ALIRAN TERBUKA “PENGARUH KEDALAMAN ALIRAN TERHADAP PERILAKU GERUSAN LOKAL DI SEKITAR GERUSAN ABUTMEN JEMBATAN”
DISUSUN OLEH :
ANDRI ANTARIKSA 05061006014 NOVTRA BERLANDHO 05071006021 RISMA SIHOMBING 05091002007 ADE TRI UTAMI 05091002023 ANDRI SUTENDI 05091002024 WAHYU TRI AMBARINI 05091002028
KELOMPOK 5
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SRIWIJAYA INDERALAYA 2010
BAB I PENDAHULUAN
1.
Latar Belakang
Kondis Kondisii aliran aliran dalam dalam salura saluran n terbuka terbuka yang yang rumit rumit berdas berdasark arkan an kenyat kenyataan aan bahwa kedudukan permukaan yang bebas cendrung berubah sesuai waktu dan ruang, dan juga bahwa kedalaman aliran, debit, kemiringan dasar saluran dan permukaan bebas adalah tergantung satu sama lain. Kondisi fisik saluran terbuka jauh lebih bervariasi dibandingkan dengan pipa. Kombinasi antara perubahan setiap parameter saluran akan mempengaruhi kecepatan yang terjadi. Disisi lain perubahan kecepatan tersebut akan menentukan keadaa keadaaan an dan sifat sifat aliran aliran.. Hal ini lah yang yang ingin ingin diketah diketahui ui untuk untuk menent menentuka ukan n pengaruh ketinggian terhadap kecepatan yang terjadi. Prilaku aliran dalam saluran yang peka erosi dipengaruhi oleh berbagai faktor fisik dan oleh keadaan lapang yang sangat kompleks dantidak menentu sehingga memerlukan perancangan yang tepat untuk saluran semacam ini. Sungai sangat penting peranannya bagi kehidupan manusia. Kenyataan ini dapat dilihat dari pemanfaatan pemanfaatan sungai yang makin lama makin komplek, mulai dari sarana transportasi,sumber air baku, sumber tenaga listrik dan sebagainya. Menurut Chow Chow (1992: (1992:17) 17),, Salura Saluran n yang yang mengal mengalirk irkan an air dengan dengan suatu suatu permuk permukaan aan bebas bebas disebut saluran terbuka. Menurut asalnya saluran dapat digolongkan menjadi saluran alam (natural ) dan saluran buatan ( artificial ). ). Saluran alam meliputi semua alur air yang terdapat secara alamiah di bumi, mulai dari anak selokan kecil di pegunungan, selokan kecil, sungai kecil dan sungai besar sampai ke muara sungai. Sungai merupakan suatu saluran drainase yang terbentuk secara alami yang memp mempun unya yaii fung fungsi si seba sebaga gaii salu saluran ran.. Air Air yang yang meng mengali alirr di dala dalam m sung sungai ai akan akan mengakibatkan proses penggerusan tanah dasarnya. Penggerusan yang terjadi secara terus terus meneru meneruss akan akan memben membentuk tuk lubang lubang-lu -luban bang g gerusa gerusan n di dasar dasar sungai sungai.. Proses Proses geru gerusa san n dapa dapatt terja terjadi di kare karena na adan adanya ya peng pengaru aruh h morfo morfolo logi gi sung sungai ai yang yang beru berupa pa tikungan atau adanya penyempitan saluran sungai.
Dalam Dalam peranc perancang angan an konstr konstruks uksii jembat jembatan an harus harus diperh diperhitu itungk ngkan an beberap beberapaa aspek seperti letak jembatan, aspek hidraulik sungai serta bentuk abutmen yang akan memberikan pola aliran di sekitarnya. Struktur jembatan umumnya terdiri dari dua bangunan penting, yaitu struktur bangunan atas dan struktur bangunan bawah. Salah satu struktur utama bangunan bawah jembatan adalah abutmen jembatan yang selalu berhu berhubun bungan gan langsu langsung ng dengan dengan aliran aliran sungai sungai.. Aliran Aliran yang yang terjad terjadii pada pada sungai sungai biasanya disertai proses penggerusan/erosi dan endapan sedimen/deposisi. Gerusan ( scouring scouring ) merupakan suatu proses alamiah yang terjadi di sungai sebagai akibat pengaruh morfologi sungai (dapat berupa tikungan atau bagian penyempitan aliran sungai) atau adanya bangunan air ( hydraulic structur ) seperti: seperti: jembatan, jembatan, bendung, bendung, pintu air, dll. Morfologi sungai merupakan salah satu faktor yang menentukan dalam prose prosess terjad terjadiny inyaa gerusa gerusan, n, hal ini diseba disebabka bkan n aliran aliran salura saluran n terbuka terbuka mempun mempunyai yai permukaan bebas ( free free surface) . Kondisi aliran saluran terbuka berdasarkan pada kedudu kedudukan kan permuk permukaan aan bebasn bebasnya ya cender cenderung ung beruba berubah h sesuai sesuai waktu waktu dan ruang, ruang, disamp disamping ing itu ada hubung hubungan an keterg ketergant antung ungan an antara antara kedala kedalaman man aliran aliran,, debit debit air, air, kemiringan dasar saluran dan permukaan saluran bebas itu sendiri. Adanya Adanya bangunan bangunan air menyebabk menyebabkan an perubahan perubahan karakterist karakteristik ik aliran seperti kecepatan dan atau turbulensi sehingga menimbulkan perubahan transfor sedimen dan terjadinya gerusan. Adanya abutmen jembatan akan menyebabkan perubahan pola aliran sungai dan terbentuknya terbentuknya aliran tiga dimensi di sekitar sekitar abutmen abutmen tersebut. tersebut. Perubahan pola aliran tersebut akan menimbulkan terjadinya gerusan lokal di sekitar konstruksi abutmen. Gerusa Gerusan n yang yang dihasi dihasilka lkan n secara secara langsu langsung ng akibat akibat adanya adanya suatu suatu bangun bangunan an dinamakan dinamakan gerusan lokal (local scouring ). ). Proses Proses terjadinya terjadinya gerusan local biasanya dipicu oleh tertahannya angkutan sedimen yang dibawa bersama aliran oleh struktur bangunan dan peningkatan turbulensi aliran akibat gangguan suatu struktur. Abutmen Abutmen merupakan merupakan bangunan jembatan yang terletak di pinggir pinggir sungai, yang yang dapat dapat mengak mengakiba ibatka tkan n peruba perubahan han pola pola aliran aliran.. Bangun Bangunan an sepert sepertii abutme abutmen n jemba jembatan tan selain selain dapat dapat meruba merubah h pola pola aliran aliran juga juga dapat dapat menimb menimbulk ulkan an perub perubaha ahan n bentuk dasar saluran sepeti penggerusan. Gerusan lokal yang terjadi pada abutmen biasanya terjadi gerusan pada bagian hulu abutmen dan proses deposisi pada bagian hilir abutmen (Hanwar, 1999:5).
Kedalam Kedalaman an aliran aliran merupa merupakan kan salah salah satu satu parame parameter ter yang yang mempen mempengar garuhi uhi besarnya besarnya gerusan lokal yang terjadi terjadi di sekitar abutmen abutmen jembatan. jembatan. Kedalaman aliran akan sangat berpengaru berpengaruh h terhadap terhadap kecepatan kecepatan aliran yang terjadi. terjadi. Semakin Semakin dalam aliran yang terjadi maka kecepatan semakin berkurang, apabila kedalaman aliran berku berkuran rang g maka maka kecepa kecepatan tan akan akan bertam bertambah bah,, sehing sehingga ga besarn besarnya ya gerus gerusan an yang yang diakib diakibatka atkan n adanya adanya pengar pengaruh uh kedala kedalaman man aliran aliran juga juga akan akan berbed berbedaa pula. pula. Banyak Banyak kasus-kasus tentang runtuhnya bangunan jembatan bukan hanya disebabkan oleh faktor konstruksi, namun persoalan gerusan di sekitar abutmen jembatan juga bisa menjadi penyebab lain, hal ini ditunjukkan karena proses gerusan yang terjadi secara terus menerus sehingga terjadi penurunan pada pangkal abutmen. Dampak dari gerusan lokal harus diwaspadai karena dapat berpengaruh pada penurunan stabilitas keamanan bangunan air. Mengingat kompleks dan pentingnya perma permasal salaha ahan n di atas, atas, kajian kajian tentan tentang g gerus gerusan an lokal lokal (local sekita tar r local scouring scouring ) di seki abutmen jembatan yang terdapat pada sungai akibat adanya pengaruh kedalaman aliran perlu mendapat perhatian secara khusus, sehingga nantinya dapat diketahui meng mengen enai ai pola pola alir aliran an,, pola pola geru gerusa san n dan dan keda kedalam laman an geru gerusa san n yang yang terja terjadi di dan dan selanj selanjutn utnya ya dapat dapat pula pula dicari dicari upaya upaya pengen pengendal dalian ian dan penceg pencegaha ahan n gerusa gerusan n pada pada abutmen jembatan. Berd Berdas asar arka kan n urai uraian an di atas atas,, maka maka perl perlu u dila dilaku kuka kan n pene peneli liti tian an untu untuk k memp mempela elaja jari ri geru gerusa san n loka lokall yang yang terja terjadi di di seki sekita tarr abut abutme men n jemb jembat atan an akib akibat at kedalaman aliran.
2.
Tujuan
Penulisan paper ini bertujuan untuk mengetahui metode meerancang dimensi saluran yang disesuaikan dengan jenis tanah, menganalisis sifat aliran air dengan ber berba baga gaii bent bentuk uk pada pada salu salura ran n terb terbuk uka, a, meng mengan anal alis isis is peng pengar aruh uh peni pening ngka kata tan n kedalaman saluran terhadap kecepatan pada saluran pada aliran terbuka.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Sungai
Sungai sangat penting peranannya bagi kehidupan manusia. Kenyataan ini dapat dilihat dari pemanfaatan pemanfaatan sungai yang makin lama makin komplek, mulai dari sarana transportasi,sumber air baku, sumber tenaga listrik dan sebagainya. Sungai atau saluran terbuka menurut Triatmodjo (1996:103) adalah saluran dimana dimana air mengalir dengan dengan muka air bebas. Pada saluran saluran terbuka, misalnya sungai (salur (saluran an alam), alam), variab variabel el aliran aliran sangat sangat tidak tidak teratur teratur terhada terhadap p ruang ruang dan waktu. waktu. Variab Variabel el tersebu tersebutt adalah adalah tampan tampang g lintan lintang g salura saluran, n, kekasa kekasaran ran,, kemiri kemiringa ngan n dasar, dasar, belokan, debit aliran dan sebagainya. Tipe aliran saluran terbuka menurut Triatmodjo (1996:104) adalah turbulen, karena kecepatan aliran dan kekasaran dinding relatif besar. Aliran melalui saluran terbuka akan turbulen apabila angka Reynolds Re > 1.000, dan laminer apabila Re < 500. Aliran melalui saluran terbuka dianggap seragam ( uniform ) apabila berbagai variabel aliran seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan, dan debit pada setiap tampang saluran terbuka adalah konstan. Aliran melalui saluran terbuka disebut tidak seragam atau berubah (non uniform flow atau varied flow ), apabila variabel aliran seperti kedalaman, tampang basah, kecepatan di sepanjang saluran tidak konstan. Apabila perubahan aliran terjadi pada jarak yang pendek maka disebut aliran berubah cepat, sedang apabila terjadi pada jarak yang panjang disebut aliran berubah tidak beratu beraturan ran.. Aliran Aliran disebu disebutt mantap mantap apabil apabilaa variab variabel el aliran aliran di suatu suatu titik titik sepert sepertii kedala kedalaman man dan kecepa kecepatan tan tidak tidak beruba berubah h terhada terhadap p waktu, waktu, dan apabil apabilaa beruba berubah h terhadap waktu disebut aliran tidak mantap. Selain itu aliran melalui saluran terbuka juga dapat dibedakan menjadi aliran sub kritis (mengalir) jika Fr <1, dan super kritis (meluncur) jika Fr > 1. Di antara kedua tipe tersebut aliran adalah kritis ( Fr =1). Klasif Klasifika ikasi si aliran aliran menuru menurutt Chow Chow (1996) (1996) dalam dalam Gunawa Gunawan n (2006: (2006:9) 9) dapat dapat digolongkan sebagai berikut :
Gerusan
Proses Proses erosi erosi dan deposi deposisi si umumny umumnyaa terjadi terjadi karena karena peruba perubahan han pola pola aliran aliran terutama pada sungai sungai alluvial. Perubahan pola aliran terjadi karena adanya halangan pada aliran aliran sungai tersebut, tersebut, berupa berupa bangunan bangunan sungai sungai seperti pilar pilar
jembatan jembatan dan
abutmen. Bangunan semacam ini dipandang dapat merubah geometri geometri alur dan pola pola aliran yang selanjutnya selanjutnya diikuti diikuti geruasan lokal di sekitar bangunan bangunan (Legono,(19 (Legono,(1990) 90) dalam Sucipto, (2004:33)). Raudkivi dan Ettema (1982) dalam Gunawan (2006:10) membedakan tipe gerusan adalah sebagai berikut : 1. Gerusan umum umum dialur sungai, tidak tidak berkaitan sama sekali dengan ada ada atau tidak adanya bangunan sungai. 2. Gerusan di lokalisir di alur sungai, terjadi karena penyempitan penyempitan alira sungai menjadi terpusat. 3. Gerusan Gerusan lokal lokal di sekita sekitarr bangu bangunan nan,, terjadi terjadi karena karena pola pola aliran aliran lokal lokal di sekitar bangunan sungai. Ketiga jenis peristiwa gerusan tersebut dapat terjadi bersamaan namun pada tempat tempat yang berbeda. berbeda. Gerusan Gerusan dari jenis jenis (2) dan (3) selanju selanjutnya tnya dapat dapat dibedakan dibedakan menjadi menjadi gerusan dengan dengan air bersih (clear water scour) maupun maupun gerusan dengan dengan air bersed bersedime imen n (live (live bed scour) scour).. Gerusa Gerusan n dengan dengan air bersih bersih berkai berkaitan tan dengan dengan suatu suatu keadaan dimana dasar sungai sungai di sebelah hulu bangunan dalam keadaan diam (tidak ada material yang terangkut) atau secara teoritik τo<τc. Sedangkan gerusan dengan
air bersedimen bersedimen terjadi ketika kondisi kondisi aliran dalam saluran saluran menyebabkan menyebabkan material dasar bergerak. Peristiwa ini ini menunjukan bahwa bahwa tegangan geser pada saluran lebih besar dari nilai kritiknya atau secara teoritik teoritik τo>τc. Laurse Laursen n (1952) (1952) dalam dalam Hanwar Hanwar (1999 (1999:4) :4) mendef mendefini inisik sikan an gerusa gerusan n sebaga sebagaii pembesaran dari suatu aliran yang disertai pemindahan material melalui aksi gerakan fluida. fluida. Gerusan lokal lokal ( lokal scouring) scouring) terjadi terjadi pada suatu kecepatan kecepatan aliran di mana sedimen yang ditransfor lebih besar dari sedimen yang disuplai. Menuru Menurutt Laurse Laursen n (1952) (1952) dalam dalam Sucipt Sucipto o (2004: (2004:34 34), ), sifat sifat alami alami gerusa gerusan n mempunyai fenomena sebagai berikut : 1.
Besa Besarr geru gerusa san n akan akan sama sama seli selisi sihn hnya ya anta antara ra juml jumlah ah mate materia riall yang yang ditr ditran ansp spor or
kelu keluar ar daer daerah ah geru gerusa san n deng dengan an juml jumlah ah ma teri terial al yang yang
ditranspor masuk ke dalam daerah gerusan. gerusan. 2.
Besar Besar gerusa gerusan n akan berkur berkurang ang apab apabila ila
penamp penampang ang basa basah h di daera daerah h
gerusan bertambah (misal karena erosi). erosi). 3. Untuk kondisi kondisi aliran akan akan terjadi suatu keadaan keadaan gerusan gerusan yang disebut disebut gerusan batas, besarnya akan asimtotik terhadap waktu. Mekanisme Gerusan
Menurut Yulistianto dkk. (1998) dalam Abdurrasyid Abdurrasyid (2005:37), gerusan gerusan yang terjadi terjadi di sekitar sekitar abutmen jembatan jembatan adalah akibat sistem pusaran pusaran (vortex system) system) yang timbul timbul karena aliran dirintangi dirintangi oleh bangunan bangunan tersebut. tersebut. Sistem pusaran pusaran yang menyebabkan lubang gerusan (scour hole), berawal berawal dari sebelah hulu abutmen yaitu pada saat mulai timbul komponen aliran dengan dengan arah aliran ke bawah, karena aliran yang yang datang datang dari hulu hulu dihalang dihalangii oleh oleh abutme abutmen, n, maka aliran aliran
akan akan berubah berubah arah
menjadi menjadi arah vertikal vertikal menuju dasar saluran saluran dan sebagian sebagian berbelok berbelok arah menuju menuju depan abutmen abutmen selanjutny selanjutnyaa diteruskan diteruskan ke hilir. Aliran arah vertikal vertikal ini akan terus menuju menuju dasar yang selanjutnya selanjutnya akan membentuk membentuk pusaran. pusaran. Di dekat dasar saluran saluran komp kompon onen en alir aliran an berb berbal alik ik arah arah vert vertik ikal al ke atas atas,, peri perist stiw iwaa ini ini diik diikut utii deng dengan an terbawanya material dasar sehingga sehingga terbentuk aliran spiral yang akan menyebabkan gerusan dasar. Hal ini akan terus berlanjut hingga tercapai keseimbangan. Gerusan lokal diklasifikasikan menjadi clear water scour dan live bed scour (Miller (Miller 2003). 2003). Bila tidak tidak ada perpind perpindahan ahan sedimen sedimen pada pada bed menjauhi menjauhi struktur, struktur, fenome fenomena na ini disebut disebut clear water scour. scour. Pada kondis kondisii ini, ini, tegang tegangan an geser aliran aliran
kurang kurang dari yang yang dibutuhka dibutuhkan n untuk untuk perpindah perpindahan an sedimen sedimen (kurang (kurang dari dari tegangan tegangan geser geser kritis kritis). ). Pada Pada strukt struktur, ur, periode periode inisia inisiall dari dari erosi erosi diikut diikutii oleh oleh
equili equilibri brium um
(keseimban (keseimbangan, gan, terjadi pada saat perubahan perubahan aliran yang disebabkan disebabkan lubang lubang gerusan gerusan mengurangi besarnya tegangan geser yaitu bila sedimen tidak bisa lagi bergerak dan berpindah lagi dari lubang gerusan). Pada saat sedimen mulai bergerak dari bed menjauhi struktur, proses ini dinamakan live bed scour. Dalam hal ini, tegangan geser aliran dari struktur lebih besar daripada nilai kritis yang dibutuhkan sedimen untuk bergerak dan terangkut. Pada umumnya rata-rata inisial gerusan cenderung lebih besar pada waktu terjadi live bed bed scour scour dibandingkan dibandingkan clear water scour dan equilibrium kedalaman gerusan gerusan terjadi terjadi lebih cepat. Dalam kondisi kondisi live bed scour, scour, sedimen dari upstream upstream struktur struktur teru teruss mene meneru russ tera terang ngku kutt ke dala dalam m luba lubang ng geru gerusa san. n. Dala Dalam m hal hal ini, ini, kond kondis isii equilibrium tercapai pada saat jumlah sedimen yang yang masuk ke dalam lubang lubang gerusan setara dengan dengan jumlah yang terangkut. terangkut. Meskipun Meskipun begitu kedalaman kedalaman lubang gerusan gerusan akan akan beruba berubah-u h-ubah bah sejalan sejalan dengan dengan waktu walau setelah setelah kondisi kondisi
“equil “equilibr ibrium ium””
tercapai. Chaber Chabertt dan Engel Engeldin dinger ger (1956) (1956) dalam dalam Breuser Breuser dan Raudki Raudkivi vi (1991: (1991:61) 61) menyatakan menyatakan lubang lubang gerusan gerusan yang terjadi pada alur sungai sungai umumnya umumnya merupakan merupakan korela korelasi si antara antara kedal kedalama aman n
gerusa gerusan n dengan dengan kecep kecepata atan n
gerusa gerusan n tersebu tersebutt merupa merupakan kan fungsi fungsi
aliran aliran sehin sehingga gga luban lubang g
waktu waktu Gambar Gambar 3. Sedang Sedangkan kan Breusers Breusers dan
Raudkivi (1991:61) (1991:61) menyatakan menyatakan bahwa kedalaman gerusan maksimum merupakan fungsi kecepatan geser Gambar 4.
Transpor Sedimen
Gerusa Gerusan n yang yang terjadi terjadi pada pada suatu suatu sungai sungai terlepas terlepas
dari dari ada dan tidakny tidaknyaa
bangu bangunan nan sunga sungaii selalu selalu berkai berkaitan tan dengan dengan perist peristiwa iwa transp transpor or sedime sedimen. n. Transp Transpor or sedime sedimen n merupa merupakan kan suatu
perist peristiwa iwa terangkut terangkutnya nya material material dasar sungai sungai yang yang
terbawa aliran sungai. Kironoto (1997) (1997) dalam Mira (2004:13), menyebutkan menyebutkan bahwa akibat adanya aliran air timbul gaya-gaya aliran yang bekerja pada material sedimen. Gaya Gaya-g -gay ayaa ters terseb ebut ut memp mempun unya yaii kece kecend nderu erung ngan an untu untuk k meng mengge gerak rakka kan/ n/ menyer menyeret et
materi material al sedime sedimen. n. Untuk materia materiall sedime sedimen n kasar kasar (pasir (pasir dan batuan /
granuler), granuler),
gaya untuk untuk melawan melawan gaya-gaya gaya-gaya aliran tersebut tersebut tergantung tergantung dari besar besar
butiran sedimen. Untuk material sedimen halus yang mengandung mengandung fraksi lanau (silt) atau lempung lempung (clay) yang cenderung cenderung bersifat bersifat kohesif, kohesif, gaya untuk melawan melawan gayagaya gaya
aliran aliran tersebu tersebutt lebih lebih diseba disebabka bkan n kohesi kohesi daripada daripada berat material material (butira (butiran) n)
sedimen. Pola Aliran
Menurut Cartens (1976) dalam Rinaldi (2002:10) tiga tipe interaksi dapat dibe dibeda daka kan n berd berdas asark arkan an perb perban andi ding ngan an anta antara ra panj panjan ang g abut abutme men, n, (La) (La) deng dengan an kedalaman aliran, (Do) yaitu : 1. Do/ La < 0,5 interaksi kuat, pusaran pusaran menyebabkan pemisahan pemisahan aliran pada sisi kiri dan kanan struktur yang berlangsung tidak kontinyu atau hanya sebentar- sebentar. 2. 0,5 < Do/ Do/ La < 1,5 interaksi lemah
3. Do/ La > 1,5 tidak ada interaksi, interaksi, pusaran pusaran secara secara bebas dari sisi kiri dan kanan struktur. Medan aliran aliran di sekitar sekitar abutmen umumya umumya mempunyai mempunyai ciri yaitu percepatan percepatan alir aliran an di hulu hulu abutme abutmen n kemu kemudi dian an melem melemah ah di dekat dekat abut abutme men, n, atau atau
terja terjadi di
perlambatan perlambatan aliran, aliran, selanjutnya selanjutnya aliran dipisahk dipisahkan an oleh sistem vortex. vortex. Pada jarak yang cukup jauh jauh dari abutmen ke arah hilir, aliran uniform akan terbentuk terbentuk kembali. Pemisa Pemisahan han aliran aliran dan pusar pusaran an yang yang kecil kecil hanya hanya terjad terjadii pada pada bagian bagian hulu hulu abutmen. abutmen. Jika sudut sudut antara abutmen dan dinding saluran 90o , maka permukaan permukaan air akan bergulung bergulung dan pemisahan pemisahan pusaran pusaran yang kecil terjadi terjadi pada sudut sudut antara tepi salura saluran n dengan dengan abutm abutmen. en.
Aliran Aliran ke bawah bawah pada pada
vertic vertical-w al-wall all abutm abutment ent bisa bisa
mengakibatkan gerakan gerakan spiral yang kuat kuat pada dasar saluran. Jika aliran cukup kuat maka aliran akan menghant menghantam am bagian hulu abutmen, abutmen, dan selanjutn selanjutnya ya terjadi lagi pemisahan pemisahan aliran.jalur aliran.jalur vortex akan menyebabk menyebabkan an terjadinya terjadinya lobang gerusan pada dasar saluran. Menurut Graf Graf (1998) dalam Rinaldi (2002:11) pola aliran dan gerusan pada abutmen abutmen agak mirip mirip dengan dengan pilar tunggal. tunggal. Aliran Aliran vertikal vertikal ke bawah menyebabka menyebabkan n terjadinya prinsip vortex, yang aktif menyebabkan proses gerusan. gerusan. Panjang abutmen (La), adalah sangat menentukan menentukan adanya arus balik pada daerah dead-water di bagian hulu abutmen, abutmen, dan
akan mengganggu mengganggu prinsip prinsip tegangan tegangan vortex. vortex. Selanjutnya Selanjutnya jika
panjang abutmen semakin semakin besar maka gerusan yang terjadi bukan hanya hanya disebabkan oleh oleh adan adanya ya abut abutme men n teta tetapi pi juga juga dise diseba babk bkan an oleh oleh
adan adanya ya peny penyem empi pita tan n
(constriction). Bilangan Froude
Interak Interaksi si gaya gaya gravit gravitasi asi dan gaya gaya inersi inersiaa aliran aliran pada pada salura saluran n dinyat dinyataka akan n dengan bilangan Froude (Fr) yang didefinisikan sebagai :
dengan : U
= nilai kecepatan aliran rata-rata, m/s.
Yo = kedalaman aliran, m. g Fr
= percepatan graitasi, m/s2. = bilangan Froude.
Bilangan Bilangan Froude Froude dapat
digunakan digunakan untuk untuk menentukan menentukan regime regime aliran yang
terjad terjadii pada pada salura saluran. n. Regime Regime aliran aliran dapat dibagi dibagi menjadi menjadi
3 kategori kategori (Rinaldi (Rinaldi,,
2002:20) yaitu : 1. Regime Regime aliran sub-kritis sub-kritis jika nilai Fr < 1. Pada aliran sub-kritis sub-kritis peranan gaya tarik bumi lebih menonjol menonjol,, sehingga sehingga aliran mempunyai mempunyai kecepatan rendah dan sering dikatakan dikatakan tenang. 2. Regime Regime aliran kritis jika jika nilai Fr = 1. Kedalaman aliran aliran pada regime regime ini adalah kedalaman kritis. 3. Regime Regime aliran super-kritis super-kritis terjadi terjadi jika Fr > 1. Dalam keadaan ini gaya– gaya
inersia inersia sangat menonjo menonjol, l, sehingga sehingga aliran mempuny mempunyai ai kecepatan kecepatan
tinggi tinggi dan kedalaman kedalaman aliran pada regime regime ini lebih kecil dari kedalaman kedalaman kritis, D < Dkr. Koefisien Kekasaran Dasar
Peri Perila laku ku alir aliran an terha terhada dap p konf konfig igur uras asii dasa dasarr dapa dapatt diga digamb mbark arkan an seba sebaga gaii hubungan besaran Manning, Manning, koefisien Chesy (C) yang dirumuskan dirumuskan sebagai berikut :
dengan : n
= angka kekasaran Manning.
d
= diameter butir seragam pada dasar saluran, mm.
r
= jari-jari hidrolis, m.
Kecepatan rata-rata menurut Chezy dirumuskan sebagai berikut :
dengan : U
= kecepatan aliran rata-rata, m/s.
Sf
= kemiringan dasar energi.
So = kemiringan dasar saluran. Sw = kemiringan permukaan air.
Pengujian di laboratorium diusahakan pada kondisi aliran seragam sehingga garis energi, muka air dan dasar dasar saluran saling sejajar, sejajar, berarti kemiringannya sama atau Sf = Sw = So. Awal Gerak Butiran
Akibat Akibat adanya adanya aliran air, timbul timbul
gaya-g gaya-gaya aya yang bekerja bekerja pada material material
sedimen. Gaya-gaya tersebut mempunyai mempunyai kecenderungan untuk menggerakkan menggerakkan atau menyer menyeret et butira butiran n materia materiall sedime sedimen. n. Pada Pada waktu waktu gaya-g gaya-gaya aya yang yang bekerja bekerja pada pada butir butiran an sedime sedimen n mencap mencapai ai
suatu suatu harga harga terten tertentu, tu, sehingga sehingga apabila apabila sediki sedikitt gaya gaya
ditamb ditambah ah akan akan menyeb menyebabk abkan an butiran butiran sedime sedimen n berger bergerak, ak, maka maka kondis kondisii tersebu tersebutt disebut kondisi kondisi kritik. Parameter aliran pada kondisi tersebut, seperti tegangan geser dasar (τo), (τo), kecepatan kecepatan aliran (U) juga mencapai mencapai kondisi kritik kritik (Kironoto, (Kironoto, (1997) (1997) dalam dalam Sucipto Sucipto (1994:36 (1994:36)). )).
Garde Garde dan Raju (1977) (1977) dalam Sucipto Sucipto (2004:36 (2004:36))
menyatakan menyatakan bahwa yang dikatakan dikatakan sebagai awal gerakan gerakan butiran adalah salah satu dari kondisi berikut : 1. Satu butiran bergerak, 2. Beberapa (sedikit) (sedikit) butiran bergerak, 3. Butiran bersama-sama bergerak dari dasar, dasar, dan 4. Kecenderungan pengangkutan pengangkutan butiran yang ada sampai sampai habis. Tiga faktor yang berkaitan dengan awal gerak butiran sedimen yaitu : 1. Kecepatan aliran dan diameter/ukuran diameter/ukuran butiran, 2. Gaya angkat yang lebih lebih besar dari gaya berat butiran, butiran, dan 3. Gaya geser kritis Dist Distrib ribus usii ukur ukuran an parti partike kell menu menuru rutt Raud Raudki kivi vi (199 (1991) 1) dala dalam m Guna Gunawan wan (2006:20) (2006:20) dinyatakan dalam diameter diameter rata-rata rata-rata geometrik geometrik (d50), (d50), standar standar geometri geometri (σg) adalah sebagai berikut :
Sheild dalam Gunawan (2006:20) (2006:20) mengungkapkan mengungkapkan suatu diagram untuk awal gerak butiran pada material dasar seragam. Shield menyatakan parameter mobilitas kritis yang dinamakan parameter Shields :
Kecepatan kritik dihitung di atas dasar rumus sebagai berikut :
Kecepatan geser kritik diberikan :
dengan : σg = standar geometri d = diameter butiran d50, d50, m g = percepatan percepatan grafitasi, m/s² Δ = relatif densiti densiti ρ = massa jenis air, kg/m³ u*c = kecepatan geser kritik, m/s τc = nilai nilai kritik, N/m2 θc = parameter mobilitas kritik kritik R = jari-jari hidraulik, m y0 = kedalaman kedalaman aliran, m I = kemiringan dasar sungai
Faktor yang Mempengaruhi Kedalaman Gerusan 1. Kecepatan Aliran
Menurut Breusers (1977) dalam Hanwar (1999:22), perkembangan proses gerusan tergantung pada pada kecepatan aliran dan intensitas turbulen pada pada transisi antara fixe fixed d dan dan erodi erodibl blee bed, bed, oleh oleh kare karena na itu itu tida tidak k dipe diperlu rluka kan n info inform rmas asii meng mengen enai ai kecepatan dan turbulensi dekat dasar pada lubang gerusan. Chabert dan Engeldinger (1956) dalam Hanwar (1999) menyimpulkan menyimpulkan bahwa kedalaman gerusan maksimum dipero diperoleh leh pada pada kecepata kecepatan n yang mende mendekat katii
kecepa kecepatan tan aliran aliran kriti kritik, k,
sedang sedangkan kan
gerusan mulai kira – kira pada setengah kecepatan aliran kritik, seperti Gambar 6
2. Kedalaman Aliran
Dalam gerusan gerusan lokal yang terjadi terjadi dipengaruhi dipengaruhi oleh kedalaman kedalaman dasar sungai sungai dari muka air (tinggi (tinggi aliran zat air), maka kecepatran relatif U*/U*c dan kedalaman relatif (yo/b) (yo/b) merupa merupakan kan faktor faktor penting penting untuk untuk mengestrim mengestrimasi asi kedalaman kedalaman gerusan gerusan loka lokall ini. ini. Neil Neil (196 (1964) 4) dala dalam m Breu Breuse serr (199 (1991: 1:70 70)) : keda kedala laman man
geru gerusa san n loka lokall
merupakan fungsi fungsi dari dari tinggi aliran dengan persamaan sebagai berikut :
Keseim Keseimban bangan gan gerusan gerusan lokal pada aliran aliran rendah rendah akan akan tercapa tercapaii jika jika telah telah terjadi terjadi kesamaan nilai nilai dan Yo/b, Yo/b, dan pengaruh pengaruh dari Yo/b tidak dapat dapat dibedakan dibedakan antara kondis kondisii clear water water scour dan dan live bed scour. scour. Pada Pada U*/U*c U*/U*c yang yang konstan, konstan, faktor pengaruh dari kedalaman aliran dapat diabaikan untuk Yo/b ≥ 2, sedangkan korelasi antara kedalaman relatif (yo/b) dan koefisien kedalaman air (Kda) seperti Gambar 7 dibawah ini.
Ukuran Butiran
Ukuran Ukuran butiran butiran dari dari transp transpor or sedime sedimen n merupa merupakan kan salah salah satu satu faktor faktor yang yang mempen mempengar garuhi uhi kedalama kedalaman n gerusa gerusan n pada pada kondis kondisii
air bersih bersih (clear (clear water scour). scour).
Kedalam Kedalaman an gerusa gerusan n (yS/b) (yS/b) tak berdim berdimens ensii merupa merupakan kan fungsi fungsi dari ukuran ukuran butiran butiran material material dasar dasar (σ/d50). (σ/d50). Dimana Dimana
karakt karakteris eristik tik
σ adalah adalah standar standar devias deviasii untuk untuk
ukuran ukuran butiran dan d50 adalah adalah ukuran partikel partikel butiran butiran rerata. Nilai kritikal kritikal dari σ/d50 untuk melindunginya hanya dapat dicapai dengan bidang dasar, tetapi tidak
deng dengan an luba lubang ng geru gerusa san n dima dimana na keku kekuat atan an loka lokall pada pada butir butiran anny nyaa ting tinggi gi yang yang disebabkan meningkatnya pusaran air. Deng Dengan an demi demiki kian an nila nilaii koefi koefisi sien en simp simpan anga gan n baku baku geom geomet etrik rik (σg) (σg) dari dari distribusi ukuran butiran material dasar akan berpengaruh pada kedalaman gerusan air bersih dan dapat dapat ditentukan ditentukan dari nilai grafik grafik koefisien koefisien simpangan simpangan baku (σg) fungsi standart deviasi geometri ukuran ukuran butiran Gambar 8 (Breusers dan Raudkivi, 1991).
Esti Estima masi si keda kedala lama man n geru gerusa san n dika dikaren renak akan an adan adanya ya peng pengar aruh uh dist distri ribu busi si material dasar mempunyai nilai maksimum maksimum dalam kondisi setimbang pada aliran air bersih (clear water) menurut Breuser dan Raudviki (1991:67) adalah sebagai berikut
Yse(σ)/b= Kd.Yse/b
PENGUKURAN ALIRAN SALURAN TERBUKA
Metoda Metoda dasar dasar penguk pengukura uran n aliran aliran salura saluran n terbuk terbukaa tergan tergantun tung g dari dari faktor faktor krit kritik ikal al alir aliran an.. Untu Untuk k alir aliran an krit kritik ikal al yait yaitu u deng dengan an angk angkaa Frou Froude de,, Fr = 1 maka maka kecepatan aliran sama dengan kecepatan kritikal, sehingga laju aliran dapat dihitung dari pengukuran kedalaman fluida. Fr Fr V
V =
=
V =
V c
=
gy gy c
1
gy c
Pada saluran yang ada halangannya halangannya berupa berupa bendung bendung ( weir ) maka laju aliran merupa merupakan kan fungsi fungsi dari dari kedalam kedalaman an aliran aliran pada bendun bendungny gnya. a. Bendun Bendung g
atau weir
adalah adalah sebuah sebuah halang halangan an parsia parsiall di suatu suatu salura saluran n terbuk terbukaa yang yang sedemi sedemikia kian n rupa rupa sehingga sehingga fluida fluida yang mengalir diatasnya diatasnya mengalami mengalami percepatan percepatan dengan dengan permukaan permukaan bebas Bentuk bendung secara umum ada 3 jenis : 1. Bend Bendun ung g berp berpun uncak cak taja tajam m (Sharp-crested Weirs ) 2. Bend Bendun ung g berp berpun uncak cak leba lebarr ( Broad-crested Broad-crested Weirs ) 3. Pintu Air (Sluice gate ) Bendung Berpuncak Tajam ( Sharp-crested Weirs) Weirs)
Aliran fluida melewati bendung berpuncak tajam adalah seperti pada gambar 4.6. Dekat puncak puncak bendung bendung garis arus aliran menlengkun menlengkung g tajam sehingga sehingga variasi tekanan statis akan besar. Untuk itu diperlukan penentuan koefisien buang secara empiris agar diperoleh perhitungan yang lebih akurat. Berbagai bentuk bendung berpuncak tajam telah diteliti antara lain ada 3 jenis yaitu : horisontal lebar penuh, horisontal tidak penuh, bendung bertakik V (V-notch) seperti terlihat pada gambar 4.7. Luas Luas penampan penampang g aliran aliran fluida fluida tegak tegak lurus bendung bendung
seband sebanding ing dengan dengan
perbedaan kedalaman antara fluida dan tinggi bendung, ( y 1 - zw ), sehingga : A
L ≈ b ( y1 − z w ) b
Jika kecepatan aliran pada hulu diabaikan diabaikan maka kecepatan fluida melintas bendung dapat ditentukan dengan persamaan Bernoulli sbb :
V
≈
g ( y1
−
z w )
Kapasi Kapasitas tas aliran aliran dapat dapat dihitu dihitung ng dengan dengan meleng melengkap kapii koefis koefisien ien discha discharge rge secara secara empiris menjadi :
L b
Q ≈ Cd b
g ( y1
− z w ) 3/ 2
Luas penampang aliran fluida melewati bendung takik V adalah sebanding dengan (y1 - zw )2,
A
≈
( y1
θ
−
z ) tg
w
2
( y1
−
z)
w
θ
=
tg
2
( y1
2
−
z)
w
sehingga kapasitas aliran adalah:
Q
= C D tg
θ
2
5/ 2
g ( y1 − zw )
Pemi Pemili liha han n bend bendun ung g untu untuk k kond kondis isii tert terten entu tu terg tergan antu tung ng kepa kepada da : selan selang g kapasi kapasitas tas aliran aliran yang yang akan akan diukur diukur,, akuras akurasii dan pengka pengkalib libras rasian ian setela setelah h bendun bendung g terpasang. Bendung Berpuncak Lebar ( Broad-Crested Broad-Crested Weirs )
Aliran melintas bendung berpuncak lebar seperti terlihat pada gambar 4.8. dapat menimbulkan menimbulkan aliran kritis pada puncak puncak bendungny bendungnyaa apabila apabila kedalaman kedalaman air di hilir bendung rendah. Kapasitas aliran dapat dihitung dengan persamaan untuk aliran dengan angka Fr = 1 yaitu :
Vc
=
Q = C d b yc gyc
gyc
= b g yc
3/ 2
Bila bendungnya panjang dan kedalaman air di hilir r endah akan terjadi aliran terjun bebas (free overfall) seperti pada gambar 4.9. Dari percobaan diperoleh
y b ≈ 0,72 yc dan Lc ≈ 3,5 yc Pintu Air ( Sluice Gate) Gate )
Pintu air umumnya umumnya digunakan digunakan untuk untuk mengatur mengatur kapasitas kapasitas discharge/ali discharge/aliran ran buang. Dua kondisi untuk aliran hilir dangkal dan dalam diperlihatkan pada gambar 4.10. Untuk yang hilirnya dangkal maka kapasitas aliran dapat dihitung dengan persamaan :
Q
=
Cd bz g
2 gy 1
Dari percobaan nilai Cd berkisar antara 0,6
Kritikal Flumes
Penguk Pengukura uran n aliran aliran untuk untuk salura saluran n terbuka terbuka dapat dapat ditent ditentuka ukan n dengan dengan akurat akurat mempergunakan bendung. Namun ada beberapa kesulitan dalam prakteknya yaitu : ⇒
Bendung dapat dikotori debu atau material endapan
⇒
Gangguan karena ujungnya yang tajam
⇒
Head lossnya tinggi Kendal Kendalaa terseb tersebut ut dapat dapat diatas diatasii dengan dengan memper mempergun gunaka akan n penguk pengukur ur aliran aliran
kritikal Parshall Flume yaitu aliran melalui celah yang sempit seperti pada gambar 4.11. Parshall Flume dibuat dengan pembagian 3 daerah aliran yaitu, bagian hulu yang dasar datar dengan dindingnya menyempit ( converging walls ), bagian tengah atau bagian tenggorok ( throat ) yang dindingnya sejajar dengan dasarnya menurun (downward ) , dan bagian keluaran yang dindingnya membesar ( diverging diverging walls) dengan dasar yang menanjak (upward ). ). Parshall Flume banyak digunakan pada pengukuran aliran irigasi , karena flume tidak perlu dibersihkan, head yang dibutuhkan relatif rendah dan memberikan hasil pengukuran yang cukup akurat pada selang kapasitas aliran yang besar. Metode pengukuran aliran pada saluran terbuka (Saluran Irigasi atau Sungai), yang yang umum umum dipaka dipakaii di Indone Indonesia sia adalah adalah dengan dengan menggu menggunak nakan an pelamp pelampung ung dan
counter-balance . Alat ini akan mengukur fluktuasi tinggi muka air (TMA) pada saluran. saluran. Selanjutny Selanjutnya, a, fluktuasi fluktuasi gerakan gerakan pelampung pelampung dihubung dihubungkan kan dengan dengan counter
balance yang menggerakan tuas pencacah. Tuas ini menulis fluktuasi TMA pada kertas pias dalam bentuk grafik analog (gambar 1).
Gambar 1. Pengukuran tinggi muka air sungai secara konvensional
Mesk Meskip ipun un sist sistem em seca secara ra otom otomati atiss teta tetapi pi masi masih h kura kurang ng prak prakti tis. s. Untu Untuk k membaca grafik analog yang dihasilkan masih perlu interpretasi. Kertas pias untuk mereka merekam m data data fluktu fluktuasi asi TMA akan akan habis habis pada pada period periodee tertent tertentu u sehing sehingga ga harus harus
digant digantii tiap tiap minggu minggu.. Dengan Dengan sistem sistem ini, ini, waktu waktu yang yang dibutu dibutuhka hkan n untuk untuk proses proses pencacahan sampai dapat diinterpretasikan menjadi informasi masih relatif lama. Dalam situasi sungai meluap yang diprediksi dalam interval waktu 30 menit akan terjadi banjir maka aplikasi pengukutan TMA dengan counter-balance menjadi tida tidak k sesu sesuai ai lagi lagi.. Kebu Kebutu tuha han n akan akan sens sensor or deng dengan an resp respon on cepa cepatt dan dan dapa dapatt menyampaikan data secara real time merupakan hal yang mutlak diperlukan. Altern Alternati atiff pemecah pemecahan an masalah masalah tersebu tersebutt adalah adalah dengan dengan mengem mengemban bangka gkan n sistem telemetering data sehingga secara otomatis mampu memberikan informasi status variabel terkait. Sistem ini diharapkan mampu memberikan informasi yang cepa cepat, t, akur akurat at dan dan tepat tepat,, yang yang berg bergun unaa untu untuk k memb memban antu tu pros proses es peng pengam ambi bilan lan keputusan. Peng Penggu guna naan an
prin prinsi sip p
ultr ultras ason onik ik
seba sebaga gaii
leve levell
mete meter, r,
tela telah h
bany banyak ak
dikembangkan. Pengukuran dengan memanfaatkan gelombang ultrasonik memiliki beberapa, kelebihan antara lain: 1. Dapat digunak digunakan an untuk untuk mengukur mengukur benda benda dalam dalam keadaan keadaan diam maupun maupun bergerak bergerak,, 2. Pengukuran Pengukuran dapat dapat dilakukan dilakukan tanpa tanpa kontak kontak langsung langsung dengan dengan objek objek yang diukur diukur,, 3. Memung Memungkin kinkan kan untuk untuk insta instalas lasii permanen permanen dan dan portable , 4. Dapat Dapat digabung digabung dengan dengan sistem sistem kontro kontroll dan telemeter telemetering ing untuk untuk menguk mengukur ur pada beberapa lokasi secara integral, output digital dan terintegrasi, 5. Membut Membutuhk uhkan an energi energi listrik listrik seara searah h relatif relatif kecil. kecil. Variasi desain dan aplikasi teknik pengukuran dengan ultrasonik juga telah banyak dilakukan, terutama untuk pengukuran aliran pada pipa tertutup (Antonius, 1985; Hojholt, 1985; Heritage, 1989; Spitzer & David, 1990; RD Instruments, 1992; Ha°kansson and Delsing, 1992; dan Considine, 1993). Teknik pengukuran dengan menerapkan prinsip gelombang ultrasonik tersebut juga digunakan untuk pengukuran aliran pada saluran terbuka (Simpson and Oltmann, 1992; Sloat and Gain, 1995; dan Grubbs and Pittman, 1997). Beberapa produk-produk komersial tersebut juga sudah ditawarkan melalui internet. Pene Peneli lita tan n ini ini bert bertuj ujua uan n untu untuk k meng mengem emba bang ngka kan n sist sistem em digi digita tall untu untuk k pengukuran debit pada saluran terbuka.
Gambar 2. Penempatan alat di sungai
Sistem yang dikembangkan akan mengukur sekaligus 3 parameter: tinggi muka air (TMA), kecepatan aliran, dan suhu. Dua parame parameter ter pertam pertamaa dapat dapat diguna digunakan kan sebaga sebagaii basis basis penguk pengukura uran n debit debit aliran air pada saluran terbuka secara real time (kontinyu (kontinyu). ). Pengukuran Pengukuran dilakukan dilakukan dengan dengan mengar mengarahk ahkan an gelomb gelombang ang ultraso ultrasonik nik ke arah permuk permukaan aan sunga sungai. i. Skema Skema penempatan alat untuk mengukur TMA pada saluran terbuka diberikan pada gambar (2). Artikel ini hanya mengulas dua tahap dari penelitian, yaitu: (1) Desain sistem dan (2) Pengujian komponen rangkaian. Penelitian di lakukan Laboratorium Jurusan teknik Elektro FTI Institut Terknologi Sepuluh November (ITS) – Surabaya dan Puslit PSDA, Lembaga Penelitian Universitas Jember dan pada tahun 2005 s/d 2006. Tahap penelitian meliputi : (1) Desain sistem dan (2) Pengujian rangkaian. Detail masing-masing tahap penelitian adalah sebagai berikut: 1.
Desain sistem
Desain Desain sistem sistem melipu meliputi: ti: desain desain sistem sistem secara secara keselu keseluruh ruhan, an, desain desain rangka rangkaian ian sens sensor or suhu suhu,, tran trandu duse serr leve levell air, air, sens sensor or kece kecepa pata tan, n, data data logg logger er dan dan modu modull komunikasi. 2.
Pengujian rangkaian
Fabrikasi dan pengujian meliputi rangkian: sensor temperature, generator signal burst, tranduser ultrasonik, dan data logger. a. Desain Desain dan pen penguj gujian ian sensor sensor suhu. suhu.
Sensor suhu dirancang dengan memanfaat komponen LM35 dan dilakukan karakterisasi transduser. b. Desain Desain rangk rangkaia aian n Signal Signal Condit Condition ioning ing..
Rangkaian signal conditioning (SC) untuk menguatkan menguatkan data sensor sensor dengan dengan aplitudo maksimum
Vref ADC. Untuk itu digunakan amplifier dengan Av =
2. c. Desa Desain in Rang Rangka kaia ian n ADC ADC
Rangkaian ini berfungi untuk mengkonversi sinyal analog hasil luaran sensor temperatur ke data digital. d. Desa Desain in dan dan pen pengu guji jian an GSB GSB
Rang Rangka kaia ian n Gene Genera rato torr Sign Signal al Burs Burstt (GSB (GSB)) digu diguna naka kan n untu untuk k peng penguj ujian ian tranduser ultrasonik metode time-of-flight . e. Penguj Pengujian ian trandu tranduser ser ultras ultrasoni onik k
Terdir Terdirii dari dari penguj pengujian ian untuk untuk menent menentuka ukan n kombin kombinasi asi desain desain rangka rangkaian ian.. pengujian ian beam pattern mekanik k Pemancar Pemancar (TX)- Penerim Penerima a (RX) (RX); penguj pattern dan mekani
pemfo pemfokus kus patte pattern rn.
Peng engujia ujian n
dila dilak kukan ukan pad pada
med medium ium
udara dara untu ntuk
mendapatkan spesifikasi teknis respon frekuensi dan beam pattern. 1.
Tahap Desain
Sistem secara keseluruhan terdiri dari: (1) Rangkaian sensor suhu, (2) Tx/Rx ultrasonik water level sensor, (3) Rangkaian sensor kecepatan, (4) Rangkaian data logger, (5) Modul komunikasi RS-232, dan (6) Laptop / PC. Gambar 3. Diagram blok alat dan integrasi dengan PC
Rangkaian sensor suhu akan mengukur suhu di sekitar saluran. Sensor level air mengukur tinggi muka air dan sensor kecepatan mengukur kecepatan arus air. Data-data hasil pengukuran disimpan ke dalam data logger. Melalui port komunikasi (RS232) user bisa mengakses informasi dengan interval waktu yang dapat dipilih user. Informasi hasil pengukuran ditampikan ke layar monitor. Software aplikasi digunakan untuk download dan tranfer data ke stasiun pengendali. Dengan sistem
telemetering data, pengukuran pada beberapa lokasi dapat dilakukan secara paralel dan terintegrasi. Diagram blok (gambar 3), mengilus-trasikan komponen alat ukur dan skema integrasi dengan PC melalui port komunikasi RS232.
1. Sensor Suhu Sensor suhu menggunakan LM35DZ menghasilkan tegangan dc yang berbanding lurus dengan panas yang diterima sensor.
2.
TX/RX Ultrasonik Water level sensor(AWLR) Terdiri dari sepasang tranduser ultra-sonik, rangkaian pemancar (TX), penerima (RX), Mikrokontroler, pem-bagi frekuensi dan sinyal generator. Menggunakan mikrokontr mikrokontroler oler AT-89C52 AT-89C52 yang diproduks diproduksii oleh Atmel (Putra, 2002; 2002; Paulus, Paulus, 2003). 2003). Mikrok Mikrokont ontrol roler er terdap terdapat at EEPROM EEPROM intern internal al 8Kbyte 8Kbyte (Budhy (Budhy,, 2001). 2001). Mikrokontroler difungsikan untuk counter pulsa input yang diberikan selama perjalanan perjalanan sinyal sinyal dari transmitter menuju menuju ke benda benda dan akhirnya akhirnya sampai sampai ke
receiver . 3. Rangkaian Sensor Kecepatan (DADFM) Rangkaian sensor kecepatan meng-gunakan DADFM . Terdiri dari TX dan RX. Komponen sensor sensor DADFM sedang dalam tahap pengerjaan.
4 & 5.Rangkaian Data Logger Rangkaian data logger berfungi untuk menyimpan data hasil-hasil penguku-ran.
6. Modul komunikasi RS-232 Digunakan RS232 untuk komunikasi atau transfer data antara data logger dan PC. PC.
RS23 RS232 2 juga juga dima dimanf nfaat aatka kan n untu untuk k integ integras rasii alat alat ukur ukur deng dengan an sist sistem em
telemetering data.
7. PC/LapTop Digunakan untuk untuk menampilkan hasil pengukuran, pengukuran, pengolahan dan inter-pretasi hasil. 2. Penguj Pengujian ian kompon komponen en rangk rangkaia aian n a. Peng ujiansensor ujiansensor temp eratur LM35DZ L M35DZ
Hasil karakterisasi menunjukan menunjukan bahwa kenaikan temperatur dari 29 s/d 91oC sebanding sebanding linier linier dengan kenaikan kenaikan tegangan tegangan dari 320 s/d 916 mV . Setiap kenaikan kenaikan
temper temperatur atur sebesa sebesarr 1 oC, tegang tegangan an naik naik 10mV. 10mV. Selanj Selanjutn utnya ya data data teridim teridimaa oleh oleh rangkaian pengkondisi sinyal dan dikonversikan menjadi data digital oleh ADC 0804. b. Pengu Pengujia jian n Rangkai Rangkaian an Amplif Amplifier ier
Pada Pada seti setiap ap peru peruba baha han n 1 oC dipero diperoleh leh rata-ra rata-rata ta selisi selisih h tegang tegangan an output output
transduser panas adalah 10 mV. Luaran ini kurang besar untuk bisa dikonversi ke digital dengan menggunakan menggunakan ADC 8 bit (resolusi 0.0196 V atau 19.6 19.6 mV). Supaya bisa dikonversi, luaran tersebut dikuatkan dengan A V=2. Dari pengujian rangkaian amplifier dapat disimpulkan bahwa luaran sensor suhu dapat dikuatkan 2 kali. c. Rangkaian ADC 0804
ADC 0804 digunakan untuk mengkon-versikan hasil luaran transduser panas (level tegangan dc) menjadi digital. Deng Dengan an bant bantua uan n
mikr mikrok okon ontr trol olle lerr
AT89 AT89C5 C52 2
data data digi digita tall
diol diolah ah dan dan
dikomunikasikan ke data-logger melalui port paralel. d. Generator Signal Burst (GSB)
Desain rangkaian GSB terdiri dari komponen IC-Up Counter, DFF, AND, dan NOT. Diharapkan Diharapkan menghasilkan menghasilkan pulsa segi empat dengan dengan jumlah jumlah pulsa dan signal signal
blink dengan lebar blink yang dapat diatur. Signal Burst terdiri dari 8 pulsa dengan frekuensi 40 KHz dan sinyal blink dengan lebar sekitar 5 kali lebar dari sinyal Burst , sehingga identik dengan selang waktu maksimum penjalaran gelombang ultrasonik dari waktu start sampai dengan identik dengan range maksimu maksimum m level ketinggian ketinggian yang diukur. diukur. Hal ini stop atau identik dapat jelaskan dengan rumus jarak (pers.1): X = C . Δt ................... (pers .1) dimana : X = jarak dalam hal ini ketinggian, C = cepat rambat gelombang ultrasonik di medi medium um udar udaraa (330 (330 m/de m/det), t), dan dan Δt = selang waktu penjalaran penjalaran gelombang gelombang ultras ultrasoni onik k pada pada medium medium udara udara yang yang diukur diukur dari dari saat saat Start sampai sampai berhenti berhenti (Stop). t pulsa = 1/f 1/f = 1/ (40KHz) (40KHz) = 1/40.000 detik
= 25 µdetik
Δt blink = 5 x 7 pulsa
= 35 x t pulsa
= 35 x 25 µdet X
= 875 µdetik
m/det x 875 µdet] m. = [330 m/det = 288.750 µm Bila range level ketinggian yang direncanakan maksimum adalah 5 meter,
dengan menggunakan sistem echo maka jarak yang diukur menjadi 2 x 5 = 10 meter. Sehingga lebar sinyal blink bisa dihitung sbb : Δt blink = X / C = (10 m) / (330 m/det) = 30.303 milidetik e. Peng Penguj ujia ian n Tr Tran andu duse serr
e1.Pengujian Respon Frekuensi Pengujian transduser (Gambar 4) untuk mengetahui karakteristik sepasang transduser transduser ultrasonik ultrasonik.. Perlakuan pertama, pertama, transduser transduser A sebagai sebagai transmitter dan B sebagai receiver . Penguj Pengujian ian dilaku dilakukan kan dengan dengan member memberika ikan n tegang tegangan an Vpp Vpp pada pada rangkaian transmitter sebesar 18Volt. Dengan mengubah frekuensi generator sinyal, maka didapatkan sinyal Rx dengan amplitudo yang bervariasi.
Gambar 4. 4. Pengujian Transducer
Hasil pengujian dapat dilihat pada gambar (5). 0.00 -5.00 1 -10.00
0 1
0 3
6 3 3 3
9 3
2 4
5 4
8 4
5 1
) -15.00 B d -20.00 ( v A -25.00 -30.00 -35.00 -40.00
Gambar 5. Perubahan frekuensi frekuensi terhadap terhadap penguatan penguatan transducer (Transducer A sebagai Tx dan Tranduser B sebagai Rx).
Hasil pengujian menunjukkan frekuensi Rx selalu tetap yaitu mendekati 40 KHz. Berdasarkan grafik pada Gambar (5) didapatkan data-data sebagai berikut :
Fl
= 35 KHz
fh
= 44 KHz
BW = fh – fl = 9k fr
= 39.5 KHz
ω r
= 2π fr = 248,185k
Q
=
/BW = 248,185k/9k = 27,58
ω r
Perlak Perlakuan uan kedua, kedua, sebaga sebagaii pemban pembandin ding g dari dari percob percobaan aan di atas, atas, dilaku dilakukan kan percobaan percobaan yang sama, tetapi dengan dengan membalik membalik kedua transducer . Transducer A difungsikan sebagai receiver dan transducer B sebagai transmitter . Hasil pengujian ke dua ditunjukkan pada grafik gambar (6). Pengujian ke dua menghasilkan data - data sebagai berikut :
fl
= 36 KHz
fh
= 42 KHz
BW = fh – fl =42k – 36k = 6k fr
= 39.0 KHz
ω r
= 2π fr = 2.π .39.0k = 245,044k
Q = ω /BW = 245,044k/6k = 40,84 r 0 -5 1
0 1
0 3
3 3
6 3
9 3
2 4
5 4
8 4
5 1
-10 ) B -15 d ( -20 v A -25 -30 -35 -40
Gambar 6. Perubahan frekuensi terhadap Penguatan transducer ( transducer (Transducer B sebagai Tx A sebagai Rx).
Berdas Berdasark arkan an kedua kedua percob percobaan aan terseb tersebut ut di atas atas maka maka dapat dapat disimp disimpulk ulkan an bahwa:
Konfigurasi transducer A sebagai receiver dan transducer B mempunyai respon frekuensi yang lebih baik.
Frekuensi yang ditangkap oleh transducer hampir selalu tetap yaitu mendekati 40 KHz.
e2. Pengujian beam pattern Pengujian beam pattern transduser yang dianggap memenuhi persyaratan di atas dilaku dilakukan kan dengan dengan menggu menggunak nakan an rangka rangkaian ian pengujian pengujian
seperti seperti pada gambar gambar (7).
Transmitter memancarkan gelombang 40 KHz dari luaran generator burst 40 KHz.
Gambar 7. Rangkain pengujian beam pattern
(gambar 7.a). Sebaliknya Sebaliknya,, Pengujian Pengujian ini telah menghasilkkan menghasilkkan Beam pattern (gambar jika transduser A difungsikan sebagai receiver dan transduser B sebagai transmitter didapatkan hasil (gambar 7.b). 0 345
20
15
330
30 15
315 300
45 60
10
285
75
5
270
0
90
255
105
240
120
225
135 210
150 195
165 180
Gambar (7.a) Beam pattern transducer A transducer A sebagai transmitter dan transducer B sebagai receiver. 0 345
20
15
330
30 15
315 300
45 60
10
285
75
5
270
0
90
255
105
240
120 225
135 210
150 195
165 180
Gambar (7.b) Beam (7.b) Beam pattern transduser A sebagai transmitter dan transmitter dan Transduser B sebagai receiver.
Dari kedua pengujian di atas maka dapat disimpulkan bahwa: - Konf Konfig igur uras asii transducer A sebaga sebagaii receiver dan B transmitter mempunyai jangkauan pancaran yang lebih jauh.
- Karena Karena penyeb penyebaran aran pancaran pancaran yang yang terlal terlalu u lebar lebar diperlu diperlukan kan tambah tambahan an mekani mekanik k untuk lebih memfokuskan pancaran.
e3. Pengujian mekanik pemfokus (holder) Penambahan holder di depan transducer dengan dengan tujuan tujuan untuk memfokuskan memfokuskan
beam pattern. Pengujian dilakukan untuk mendapatkan panjang holder yang optimal dari bahan tabung aluminium dengan rangkaian seperti gambar (14). Masukan pulsa 39,5 39,5 Khz Khz yang yang dibe diberi rika kan n pada pada Tx memp mempun unya yaii tega tegang ngan an Vpp Vpp 5 Volt Volt.. Deng Dengan an menggeser posisi Tx sepanjang tabung aluminum yang panjangnya 15cm dengan jarak jarak Tx dan Rx dijaga dijaga agar agar tetap tetap 2m. Selanjut Selanjutnya nya,, amplit amplitudo udo,, panjan panjang g x dan amplitudo Rx dicatat. Pengujian dengan panjang holder mulai 0, 1, 2, …, dan 7cm diperoleh amplitudo RX mulai dari 11, 11, 11.5, 11, 11.5, 11.5, dan 11.5 mV.
Gambar 8. Pengujian panjang tabung aluminium
Menurut teori resonansi setengah gelombang, gelombang akan beresonansi pada tabung dengan panjang kelipatan dari panjang setengah gelombangnya. Dengan frek frekue uens nsii 39,5 39,5 Khz Khz dan dan kece kecepa pata tan n ramb rambat at gelo gelomb mban ang g diud diudar araa 330 330 m/de m/det. t. Berdasarkan rumus, maka panjang gelombang dapat dihitung: λ
=
V/F
λ
=
330/39500 = 8,35 . 10 -3 m = 0,835 cm.
Resonansi terjadi pada panjang tabung kelipatan 1/2 λ yaitu 0,42; 0,84; 1,26; … 4,62; 5,04; 5,46; 5,88; 6,3; 7,14 (cm) dan seterusnya. Dari hasil pengujian terlihat amplitudo Rx menjadi besar pada jarak 2, 4, 5 dan 7 cm, sehingga untuk perancangan alat akan digunakan panjang holder 5 cm. Pengujian ulang beam panttern dengan dengan menambahka menambahkan n holder holder sepanjang sepanjang 5 cm. Hasil Hasil penguj pengujian ian gambar gambar (9a,b) (9a,b) dapat dapat diliha dilihatt pola pola pancara pancaran n menjad menjadii lebih lebih terfokus. Semula beam pattern menyebar 180 o menjadi 30o atau mempersempit beam 84%. Jangka Jangkauan uan pemanc pemancara aran n dapat dapat mencap mencapai ai 15 meter. meter. Untuk Untuk aplika aplikasi si pattern 84%. pengukuran level air saluran terbuka menggunakan prinsip echo dapat digunakan maksimum dengan kedalaman 15/2 meter atau 7.5 meter.
0 20.00 345
15
330
30 15.00
315 300
45 60
10.00
285
75
5.00
270
0.00
90
255
105
240
120
225
135 210
150 195
165 180
0 34520.00
15
330
30 15.00
315 300
45 60
10.00
285
5.00
270
0.00
75 90
255
105
240
120
225
135 210
150 195
165 180
Gambar 9.a Beam pattern transducer A sebagai transmitter dan transducer B sebagai receiver
0 34520.00
15
330
30 15.00
315 300
45 60
10.00
285
75
5.00
270
0.00
90
255
105
240
120 225
135 210
150 195
165 180
Gambar 9.b Beam pattern transducer B sebagai transmiiter dan transducer A sebagai receiver
Pengem Pengemban bangan gan transd transduse userr ini dapat dapat menamb menambah ah penget pengetahu ahuan an dibida dibidang ng desain desain transduser ultrasonik khusunya untuk medium udara dengan aplikasi pengukuran leve levell air salu saluran ran terb terbuk ukaa di Indo Indone nesi sia. a. Hal Hal ini ini terg tergol olon ong g masi masih h baru baru.. Untu Untuk k menamb menambah ah jangka jangkauan uan pancara pancaran n gelomb gelombang ang ultras ultrasoni onik k dapat dapat dilaku dilakukan kan dengan dengan menamb menambah ah daya daya pancar pancar yang yang diumpa diumpanka nkan n ke transd transduse userr TX. Penamb Penambaha ahan n daya daya pancar pancar dapat pula dengan dengan menambah menambah transduser transduser TX lebih dari satu yang terhubung terhubung secara pararel dengan posisi transduser disusun secara array. Penentuan Kecepatan aliran
Penggunaan rumus manning:
dimana ;
V = Kecepatan rata-rata (m/s) R = Jari-jari hidrolik (m) S = Kemiringan/slope n = Koefesien kekasaran Koefesien Kekasaran permukaan
Kekasa Kekasaran ran permuk permukaan aan ditand ditandai ai dengan dengan ukuran ukuran dan butiran butiran bahan bahan yang yang memben membentuk tuk luas luas basah basah dan menimb menimbulk ulkan an efek hambat hambatan an terhad terhadap ap aliran aliran.. Pada Pada sungai aluvial dimana but iran halus seperti pasir, lempung, lanau, efek hambatan jauh jauh lebih kecil kecil dari dari pada pada bahan bahan nya
kasar kasar seperti seperti kerikil kerikil dan bebatuan. bebatuan. Bila
bahannya bahannya halus, halus, n rendah dan bila bahannya bahannya kerikil kerikil dan bebatuan, bebatuan, n biasanya biasanya tinggi. Batuan lebih besar biasanya terkumpul terkumpul didasar sungai, mengakibatkan dasar saluran lebih kasar. Kemiringan Saluran
Kemiringan memanjang dasar saluran biasanya diatur oleh keadaan topografi yang yang dipelu dipelukan kan untuk untuk mengal mengalirk irkan an air. Kemiri Kemiringa ngan n dindin dinding g slaura slauran n tergan tergantun tung g jenisnya bahan. Kemiringan dinding saluran dapat dilihat pada tabel 1.
Kecepatan maksimum yang di ijinkan
Adalah kecepatan rata-rata terbesa ryang tidak menimbulkan erosi pada tubuh saluran. saluran. Kecepata Kecepatan n Kecepatan Kecepatan ini ini sangta sangta tidak tidak menentu menentu dan bervaria bervariasi. si. Saluran Saluran lama lama bias biasan anya ya meng mengal alam amii bany banyak ak perg pergan anti tian an musi musim m mamp mampu u akan akan mene menerim rimaa kecepatan yang lebih besar dibanding dibanding saluran baru, kan-bahan kolida. karena saluran lama biasanya biasanya lebih stabil stabil terutama adanya adanya pengendapan pengendapan bahan-bah bahan-bahan an
koloida. koloida.
Tabel kecepatan maksimum yang yang diijinkan dipilih pada air jenih, berdasarkan bahan yang digunakan digunakan menurut menurut Fortier Fortier dan Scobey Scobey,, dapat dilihat dilihat pada tabel 2 dibawah dibawah ini:
Garis energi energi adalah garis yang menyat menyatakan akan ketingg ketinggian ian dari dari jumlah jumlah tinggi tinggi aliran, yand dipengaruhi oleh kemiringan garis energi atau gradien energi (energi gradie gradien) n)
yang yang bias biasaa diseb disebut ut
Sf,
selanj selanjutn utnya ya kemi kemirin ringan gan muka muka air air (Sw) (Sw) dan
kemiringan dasar saluran (So). Untuk aliran aliran seragam seragam (uniform (uniform flow), sf = sw = so (dasar saluran saluran sejajar sejajar muka muka air air dan dan sejaj sejajar ar kemi kemiri ring ngan an gari gariss ener energi gi). ).
Juml Jumlah ah ting tinggi gi ener energi gi pada pada
penampang 1 di hulu akan sama sama dengan jumlah tinggi energi pada penampang 2 di hilir, hal ini dinyatakan dengan :
Jika α 1= α2=1 dan hf=0 maka persamaan di atas menjadi :
Persamaan di atas dikenal sebagai persamaan Bernoulli.
Untuk saluran dengan kemiringan dasar kecil dan α=1 (koefisien energi =1), Energi Spesifik adalah jumlah kedalaman air ditambah tinggi kecepatan, atau :
Model yang diaplikasikan pada saluran saluran terbuka, dengan dengan bentuk penampang trapesium karena bentk ini yang paling stabil digunakan untuk membangun membangun saluran, stabilitas kemiringandindingnya dapat disesuaikan dengan jenis bahannya. Model ini dikembangkan menggunakan software VB. NET contoh. Parameter input yang digunakan digunakan dari model model ini yang dapat dapat dilihat dilihat pada gambar gambar 1 adalah : Jenis Jenis tanah, tanah, b (lebar (lebar penampan penampang), g), Kedalama Kedalaman n aliran, aliran, z, slope slope (kemirin (kemiringan gan kekasaran manning (n).
salura saluran n dan nilai nilai
Adanya Adanya hubung hubungannya annya antara nilai kekasaran kekasaran
manning manning
dengan dengan distrib distribusi usi
kecepa kecepatan tan,, dimana dimana mencari mencari nilai nilai kecepa kecepatan tan menggu menggunak nakan an pendek pendekata atan n mannin manning, g, karena dipengaruhi oleh kemiringan saluran. Nilai kekasaran ini juga berdasarkan bahan saluran yang digunakan.
Jenis Jenis tanah tanah yang yang di input input mempun mempunyai yai nilai nilai batasa batasan n kecepa kecepatan tan maksim maksimum um yang diijinkan diijinkan merupakan merupakan kecepatan kecepatan normal,dari normal,dari hasil
perhitunga perhitungan n untuk jenis
tanah pasir halus dimana dimana batasan batasan kecepatan kecepatan ijinnya ijinnya sebesar sebesar 1.5 m/s, dan aliran airnya cendrung mengalami subkritis dan dimana nilai froude nya (F) <1 sehingga tidak terjadi terjadi penggerusan, penggerusan, tetapi terjadi terjadi pengendapan. pengendapan. Hasil output output dapat dilihat dilihat pada gambar 2.
Outputnya berupa nilai froude (F), kedalaman aliran (h), nilai kecepatan dan nilai debit, dimana output tersebut digambarkan dalam grafik pengaruh kedalaman saluran dengan kecepatan. dapat dilihat pada gambar 3.
BAB III PEMBAHASAN
Pada penelitian penelitian ini diusahak diusahakan an agar aliran yang yang terjadi adalah adalah aliran sub kritis dengan nilai Fr < 1. Kedalaman aliran (yo) diukur pada titik tertentu yang belum terganggu akibat adanya abutmen. Pencatatan kedalaman aliran dilakukan beb beber erap apaa kali kali
pada pada saat saat yang yang bers bersam amaa aan n untu untuk k mend mendap apat atka kan n data data rata rata-ra -rata ta
kedalaman aliran yang optimal. Kedalaman gerusan (ys) diukur diukur pada daerah gerusan yang paling maksimal yaitu disekitar ujung abutmen. Kecepa Kecepatan tan aliran aliran rata-ra rata-rata ta (U) adalah adalah perban perbandin dingan gan data data debit debit yang yang telah telah
dikalibrasi dikalibrasi dengan dengan luas penampang penampang basah
Kecepatan Kecepatan aliran kritis (Uc)
diambil pada saat material dasar mulai bergerak. Kemirin Kemiringan gan dasar dasar salura saluran n yang yang akurat akurat sulit sulit dipero diperoleh leh karena karena perbed perbedaan aan tinggi dasar saluran atau kedalaman aliran yang relatif kecil dan panjang flume flume yang terb terbat atas as.. Untu Untuk k mend mendap apatk atkan an kemi kemiri ring ngan an dasa dasarr salu salura ran, n, S0, S0, dihi dihitu tung ng deng dengan an
menggunakan rumus
aliran dianggap seragam maka S0 = Sf = Sw.
Data kontur kontur hasil hasil pengukura pengukuran n (progr (program am komput komputer) er)
kemudian kemudian diolah diolah menggu menggunakan nakan
software software
surfer surfer untuk untuk mendap mendapatk atkan an tampil tampilan an kontur kontur permuk permukaan aan di
sekeliling abutmen. Pasir Pasir sebaga sebagaii materia materiall dasar dasar diayak diayak terleb terlebih ih dahulu dahulu untuk untuk mendap mendapatk atkan an ukuran ukuran butiran yang yang besarnya besarnya relatif merata. merata. Hasil analisa analisa gradasi butiran butiran dapat dilihat di Tabel 2
Hasil analisa gradasi butiran dimasukkan dalam bentuk grain diameter (Gambar 20) yang kemudian kemudian dapat diketahui diketahui nilai nilai d50. Dari Gambar 20 tersebut tersebut terlihat bahwa d50 adalah 0.49 mm.
Karakteristik Karakteristik Aliran
Pada penelitian penelitian karakteristik karakteristik aliran tahap pengamatan pengamatan awal dilakukan tanpa menggunak menggunakan an abutmen. abutmen. Pengamatan Pengamatan ini dilakukan bertujuan bertujuan untuk untuk
mengetahui mengetahui
kecepatan kecepatan aliran kritis kritis pada material material sedimen pasir pasir dengan d50 d50 = 0.49 mm yang telah diuji di Laboratorium Laboratorium Bahan Teknik Sipil Universitas Universitas Negeri Semarang. Dari hasil pengamatan pengamatan tersebut tersebut diperoleh data-data data-data yang menunjukan menunjukan bahwa kecepatan kecepatan aliran kritik kritik atau kecepatan kecepatan aliran pada saat butiran butiran mulai bergerak bergerak tercatat bahwa bahwa Uc = 0.262 0.262 m/s dengan dengan kedalama kedalaman n aliran yang yang terjadi terjadi pada saluran saluran hcr = 73 mm sehing sehingga ga debit debit kritik kritik yang yang terjadi terjadi
Qc = 3.83 lt/s. lt/s.
Berdasa Berdasarka rkan n data-dat data-dataa hasil hasil
penelitian penelitian yang telah telah dilakukan dilakukan maka dapat diketahui diketahui besarnya besarnya debit aliran yang yang
mengalir mengalir pada saluran (Q), kecepatan kecepatan aliran aliran rata-rata (U), angka angka Froude (Fr), dan angka Reynold (Re). Karakteristik Karakteristik Aliran pada Kedalaman Aliran 0,09 m
Peneli Penelitian tian ini menggu menggunak nakan an kedalam kedalaman an aliran aliran (h) = 0,09 0,09 m dengan dengan debit debit aliran aliran (Q) = 3,78 3,78 lt/s, lt/s, sehingga sehingga besarny besarnyaa kecepa kecepatan tan aliran aliran rata-ra rata-rata ta yang yang terjadi terjadi adalah sebesar sebesar (U) = 0,21 m/s dengan dengan kondisi kondisi aliran seragam seragam permanen permanen (steady (steady uniform). Dari data dapat dihitung intensitas aliran (U/Uc) = 0,802 dan bilangan Froude Froude (Fr) = 0,224 0,224 serta angka angka Reynol Reynolds ds (Re) = 18900. 18900.
Tahap Tahap berikutny berikutnya, a,
dilakukan pengamatan proses gerusan pada abutmen. Proses Proses gerusa gerusan n yang yang terjad terjadii adalah adalah clear clear water water scour scour yaitu yaitu gerusa gerusan n pada pada lapisa lapisan n
dasar dasar tanpa tanpa disertai disertai terbaw terbawany anyaa material material
oleh oleh aliran. aliran. Selanj Selanjutn utnya ya dari
definisi definisi clear water scour scour terjadi saat 0,5≤U/Uc 0,5≤U/Uc<1 <1 dan live bed scour scour terjadi saat U/Uc≥1 maka, gerusan gerusan yang yang terjadi terjadi termasu termasuk k dalam dalam kondisi kondisi clear water water scour. scour. Syarat terjadinya kondisi clear water scour yaitu kecepatan aliran yang yang terjadi lebih kecil kecil
dari dari kecepa kecepatan tan aliran kritikn kritiknya ya (kecepatan (kecepatan aliran aliran pada pada saat saat butira butiran n mulai mulai
berge bergerak rak))
atau atau U
apabila apabila angka angka Reynolds Reynolds Re >1000, >1000, dan laminar laminar apabila apabila Re < 500. Aliran disebut disebut sub kritis apabila Fr <1, kritis apabila apabila Fr =1, dan super kritis apabila apabila Fr >1. Dan berdasarkan bilangan Froude dan angka Reynolds aliran yang terjadi untuk Fr <1 dan Re >1000 adalah termasuk aliran turbulen sub kritis. Karakteristik Karakteristik Aliran pada Kedalaman Aliran 0,10 m
Peneli Penelitian tian ini menggu menggunak nakan an kedalam kedalaman an aliran aliran (h) = 0,10 0,10 m dengan dengan debit debit aliran aliran (Q) = 3,56 3,56 lt/s, lt/s, sehingga sehingga besarny besarnyaa kecepa kecepatan tan aliran aliran rata-ra rata-rata ta yang yang terjadi terjadi adalah sebesar sebesar (U) = 0,18 m/s dengan dengan kondisi kondisi aliran seragam seragam permanen permanen (steady (steady uniform). Dari data dapat dihitung intensitas aliran (U/Uc) = 0,687 dan bilangan Froude (Fr) = 0,182 serta angka Reynolds (Re) = 18000. Tahap Tahap beriku berikutny tnya, a, dilaku dilakukan kan pengam pengamatan atan proses proses gerusa gerusan n pada pada abutme abutmen. n. Proses gerusan yang terjadi adalah clear water scour yaitu gerusan pada lapisan dasar tanpa tanpa disertai disertai terbawanya material oleh aliran. Selanjutnya Selanjutnya dari definisi clear water scour scour terjadi saat 0,5≤U/Uc<1 0,5≤U/Uc<1 dan live bed scour terjadi terjadi saat U/Uc≥1 maka, gerusan gerusan yang terjadi termasu termasuk k dalam kondis kondisii clear water water scour. Syarat terjadinya terjadinya kondis kondisii clear clear water scour yaitu yaitu kecepa kecepatan tan aliran aliran yang yang terjadi terjadi lebih lebih kecil
dari dari
kecepatan kecepatan aliran kritiknya kritiknya (kecepatan aliran pada saat butiran butiran mulai bergerak) atau U
Re >1000, >1000, dan dan lamina laminarr apabila apabila
Re < 500. Alira Aliran n disebut disebut sub sub kritis kritis
apabila Fr <1, kritis apabila Fr =1, dan super kritis apabila Fr >1. Dan berdasarkan bilangan Froude dan angka angka Reynolds aliran yang terjadi untuk untuk Fr <1 dan Re >1000 adalah termasuk aliran turbulen sub kritis. Karakteristik Karakteristik Aliran pada Kedalaman Aliran 0,11 m
Peneli Penelitian tian ini menggu menggunak nakan an kedalam kedalaman an aliran aliran (h) = 0,11 0,11 m dengan dengan debit debit aliran aliran (Q) = 3,52 3,52 lt/s, lt/s, sehingga sehingga besarny besarnyaa kecepa kecepatan tan aliran aliran rata-ra rata-rata ta yang yang terjadi terjadi adalah sebesar sebesar (U) = 0,16 m/s dengan dengan kondisi kondisi aliran seragam seragam permanen permanen (steady (steady uniform). Dari data dapat dihitung intensitas aliran (U/Uc) = 0,611 dan bilangan Froude (Fr) = 0,154 serta angka Reynolds (Re) = 17600. Selanjutny Selanjutnya, a, dilakukan dilakukan pengamatan pengamatan proses gerusan gerusan pada abutmen. abutmen. Proses Proses gerusan yang terjadi adalah clear water scour yaitu gerusan pada lapisan dasar tanpa disertai terbawanya material oleh aliran. Selanjutnya Selanjutnya dari definisi clear water scour terjadi saat 0,5≤U/Uc<1 dan dan live bed scour terjadi saat U/Uc≥1 maka, gerusan yang terjadi terjadi termasuk termasuk dalam kondis kondisii clear water water scour. scour. Syarat Syarat terjadinya terjadinya kondisi kondisi clear water scour yaitu kecepatan kecepatan aliran aliran yang terjadi terjadi lebih lebih kecil dari kecepatan kecepatan aliran kritiknya (kecepatan aliran pada saat butiran mulai bergerak) bergerak) atau U1000 >1000,, dan laminar laminar apabila Re < 500. Aliran disebut sub kritis apabila Fr <1, kritis apabila Fr =1, dan super super kritis apabila Fr >1. Dan berdasarkan bilangan bilangan Froude dan angka Reynol Reynolds ds aliran aliran yang yang terjadi terjadi untuk untuk Fr <1 dan Re >1000 adalah adalah termasu termasuk k aliran aliran turbulen sub kritis. Karakteristik Karakteristik Aliran pada Kedalaman Aliran 0,12 m
Peneli Penelitian tian ini menggu menggunak nakan an kedalam kedalaman an aliran aliran (h) = 0,12 0,12 m dengan dengan debit debit aliran aliran (Q) = 3,60 3,60 lt/s, lt/s, sehingga sehingga besarny besarnyaa kecepa kecepatan tan aliran aliran rata-ra rata-rata ta yang yang terjadi terjadi adalah sebesar sebesar (U) = 0,15 m/s dengan dengan kondisi kondisi aliran seragam seragam permanen permanen (steady (steady uniform). Dari data dapat dihitung intensitas aliran (U/Uc) = 0,573 dan bilangan Froude (Fr) = 0,138 serta angka Reynolds (Re) = 18000. Selanjutny Selanjutnya, a, dilakukan dilakukan pengamatan pengamatan proses gerusan gerusan pada abutmen. abutmen. Proses Proses gerusan yang terjadi adalah clear water scour yaitu gerusan pada lapisan dasar tanpa
disertai terbawanya material oleh aliran. Selanjutnya Selanjutnya dari definisi clear water scour terjadi saat 0,5≤U/Uc<1 dan dan live bed scour terjadi saat U/Uc≥1 maka, gerusan yang terjadi terjadi termasuk termasuk dalam kondis kondisii clear water water scour. scour. Syarat Syarat terjadinya terjadinya kondisi kondisi clear water scour yaitu kecepatan kecepatan aliran aliran yang terjadi terjadi lebih lebih kecil dari kecepatan kecepatan aliran kritiknya (kecepatan aliran pada saat butiran mulai bergerak) bergerak) atau U1000, dan laminar apabila Re < 500. Aliran disebut sub kritis apabila Fr <1, kritis apabila Fr =1, dan dan super super kritis kritis apabila apabila Fr >1. Dan berdasarkan berdasarkan bilang bilangan an Froude Froude dan angka angka Reynol Reynolds ds aliran aliran yang yang terjadi terjadi untuk untuk Fr <1 dan Re >1000 adalah adalah termasu termasuk k aliran aliran turbulen sub kritis.
Perkembangan Kedalaman Gerusan terhadap Waktu
Pengam Pengamatan atan gerusan gerusan
melipu meliputi ti kedala kedalaman man aliran dan kedala kedalaman man gerusan gerusan
maksim maksimum. um. Pengam Pengamata atan n ini dilaku dilakukan kan dengan dengan menggu menggunak nakan an variab variabel el waktu waktu 1 menit, 5 menit, 10 menit dan 15 menit. Cara mengamati gerusan pada tiap kali percobaan adalah dengan mencatat besarnya kedalaman gerusan gerusan tiap selang waktu 1 menit selama 10 menit, tiap selang waktu 5 menit selama 30 menit, tiap selang waktu 10 menit selama 30 menit dan tiap selang waktu 15 menit selama 180 menit sampai sampai tercapa tercapaii kondis kondisii setimb setimbang ang.. Titik Titik yang yang diukur diukur diambi diambill mulai mulai dari dari titik titik penga pengamat matan an 1 yang yang terleta terletak k pada pada abutme abutmen n bagian bagian sampin samping g kemudi kemudian an berput berputar ar berlawanan berlawanan arah jarum jam sampai sampai semua titik terukur, yaitu pada titik pengamatan pengamatan 9. Pada Pada awal awal pengam pengamatan atan dari dari setiap setiap percob percobaan aan untuk untuk kisaran kisaran waktu waktu dari dari 0 samp sampai ai 1 meni menit, t, terj terjad adii pena penamb mbah ahan an
keda kedalam laman an geru gerusa san n yang yang kecil kecil.. Hal ini ini
disebabkan pada saat awal pengamatan pintu air dibuka perlahan-lahan dari kecil kemudian kemudian ditingkatk ditingkatkan an sampai mencapai mencapai
bukaan bukaan pintu yang ditentu ditentukan. kan. Hal ini
bertujuan untuk memperoleh kedalaman aliran yang ditentukan. Setelah mencapai
kedalaman kedalaman aliran yang ditentukan ditentukan dan kedalamann kedalamannya ya konstan konstan maka penambahan penambahan keda kedala lama man n geru gerusa san n akan akan terl terlih ihat at sema semaki kin n besa besarr seir seirin ing g deng dengan an lama lama wakt waktu u pengamatan pengamatan dan selanjutny selanjutnyaa besarnya
penambahan penambahan kedalaman kedalaman gerusan gerusan semakin semakin
kecil setelah mendekati kondisi kesetimbangan (equilibrium scour depth). Untuk setiap kali pengamatan gerusan dilakukan selama 250 menit, karena dapat dapat diangg dianggap ap hingga hingga waktu waktu tersebu tersebutt tidak tidak lagi lagi terjadi terjadi peruba perubahan han kedala kedalaman man gerusan gerusan atau atau dengan dengan kata lain lain telah telah mendek mendekati ati
kondisi kondisi kesetim kesetimbanga bangan. n. Hal ini
ditunjukan ditunjukan oleh trend grafik grafik yang dibentuk dibentuk mendekati mendekati garis lurus seperti seperti terlihat pada Gambar 28. Perkembanga Perkembangan n kedalaman gerusan gerusan terhadap terhadap waktu pada abutmen abutmen dengan dengan variasi kedalaman aliran untuk masing-masing abutmen adalah sebagai berikut : Perkembangan Perkembangan Kedalaman Kedalaman Gerusan terhadap Waktu pada Abutmen
dengan
Kedalaman Aliran 0.09 m
Berdasarkan Berdasarkan hasil pengamatan pengamatan perkembangan perkembangan kedalaman kedalaman gerusan terhadap terhadap waktu pada pada abutmen dengan dengan kedalaman kedalaman aliran 0.09 m seperti yang terdapat terdapat pada Lampiran Lampiran 2, dapat diketahui diketahui hubungan hubungan kedalaman gerusan gerusan terhadap waktu seperti seperti yang tersaji dalam Gambar 21 berikut ini.
Dari Dari trend trend grafik grafik di atas atas dapat dapat diliha dilihatt
bahwa bahwa gerusa gerusan n yang terjad terjadii pada
abutme abutmen n dengan dengan kedalam kedalaman an aliran aliran 0.09 0.09 m mengal mengalami ami pening peningkat katan an kedalam kedalaman an gerusan yang pada awalnya besar besar kemudian semakin lama penambahan penambahan kedalaman gerusa gerusanny nnyaa semaki semakin n mengec mengecil il hingga hingga pada saat menit menit terten tertentu tu telah telah
mencap mencapai ai
kese keseti timb mban anga gan n (equi (equili libr briu ium m scou scourr dept depth) h).. Pada Pada Gamb Gambar ar 21 terl terlih ihat at
bahw bahwaa
perkembangan gerusan terbesar tercapai pada titik pengamatan 6 pada pada sisi samping abutme abutmen n bagian bagian depan depan dan perkemb perkembang angan an gerusa gerusan n terkec terkecil il tercap tercapai ai pada pada
titik titik
pengamatan pengamatan 1. 1. Pada titik pengama pengamatan tan 1 mulai mulai menit 6 sampai sampai 30 30 terlihat terlihat adanya adanya penumpukan material butiran dasar, setelah itu terjadi gerusan yang hingga pada saat menit tertentu kembali pada kondisi kondisi semula sampai mendekati mendekati kondisi setimbang. setimbang. Perkembangan Perkembangan Kedalaman Kedalaman Gerusan terhadap Waktu pada Abutmen
dengan
Kedalaman Aliran 0.10 m
Berdasarkan Berdasarkan hasil pengamatan pengamatan perkembangan perkembangan kedalaman kedalaman gerusan terhadap terhadap waktu pada pada abutmen dengan dengan kedalaman kedalaman aliran 0,10 m seperti yang terdapat terdapat pada Lampiran Lampiran 3, dapat diketahui diketahui hubungan hubungan kedalaman gerusan gerusan terhadap waktu seperti seperti yang tersaji dalam Gambar 23 berikut ini.
Dari Dari trend trend grafik grafik di atas atas dapat dapat diliha dilihatt
bahwa bahwa gerusa gerusan n yang terjad terjadii pada
abutme abutmen n dengan dengan kedalam kedalaman an aliran aliran 0,10 0,10 m mengal mengalami ami pening peningkat katan an kedalam kedalaman an gerusan yang pada awalnya besar besar kemudian semakin lama penambahan penambahan kedalaman gerusa gerusanny nnyaa semaki semakin n mengec mengecil il hingga hingga pada saat saat menit menit tertent tertentu u telah telah
mendek mendekati ati
kondisi kondisi kesetimban kesetimbangan gan (equilibri (equilibrium um scour depth). depth). Pada Pada titik pengamatan pengamatan 2 mulai mulai menit 5 sampai 20 terlihat terlihat adanya penumpukan penumpukan material material butiran butiran dasar, setelah itu terjadi terjadi gerusan yang hingga hingga pada saat menit tertentu kembali kembali pada kondisi kondisi semula sampai mendekati kondisi setimbang. Pada titik pengamatan 1 antara menit 20 sampai 250 terjadi penumpukan material butiran dasar, pada titik pengamatan pengamatan 1 proses transpor transpor sedimen yang terjadi terlihat sangat jelas. Hal ini dikarenakan dikarenakan adanya material butiran dasar dari arah hulu yang terangkat menutupi bagian hilir pada abutmen. Pada Gambar Gambar 23 terlihat bahwa perkemba perkembangan ngan gerusan gerusan terbesar terbesar tercapai pada titik pengamatan 6 pada sisi samping abutmen bagian depan. Perkembangan gerusan gerusan terkecil terkecil tercapai tercapai pada titik pengamatan pengamatan 1, dimana dimana terjadi terjadi penumpuk penumpukan an material butiran dasar pada sisi samping bagian belakang abutmen.
Perkembangan Perkembangan Kedalaman Kedalaman Gerusan terhadap Waktu pada Abutmen
dengan
Kedalaman Aliran 0.11 m
Berdasarkan hasil pengamatan perkembangan kedalaman gerusan terhadap waktu pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,11 m seperti yang terdapat pada Lampiran 4, dapat diketahui hubungan kedalaman gerusan terhadap waktu seperti yang tersaji dalam Gambar 25 berikut ini.
Dari Dari
trend trend grafik grafik di atas atas dapat dilihat dilihat bahwa bahwa gerusa gerusan n yang terjadi terjadi pada
abutme abutmen n dengan dengan kedalam kedalaman an aliran aliran 0,11 0,11 m mengal mengalami ami pening peningkat katan an kedalam kedalaman an gerusan yang pada awalnya besar besar kemudian semakin lama penambahan penambahan kedalaman gerusa gerusanny nnyaa semaki semakin n mengec mengecil il hingga hingga pada saat saat menit menit tertent tertentu u telah telah
mendek mendekati ati
kondisi kesetimbangan (equilibrium scour scour depth). depth). Seperti pada titik pengamatan 3, 4, 5, 6, 7 dan 8 dimana dimana prose prosess
trans transpo porr sedim sedimen en yang yang ada
meng mengak akib ibat atkan kan
kedalaman gerusan yang terjadi mengalami peningkatan hingga pada menit tertentu telah mendekati kondisi setimbang.
Pada Pada Gambar Gambar 25 terlih terlihat at bahwa bahwa perkem perkemban bangan gan gerusa gerusan n terbesa terbesarr tercapa tercapaii pada titik pengamatan 5 dan 6 pada sisi depan dan sisi samping abutmen bagian depan. Perkembangan gerusan terkecil tercapai pada titik pengamatan 1, dimana terlihat tidak terjadi gerusan maupun penumpukan material butiran dasar dari awal running hingga pada saat running berakhir. Perkembangan Perkembangan Kedalaman Gerusan terhadap Waktu pada Abutmen
dengan
Kedalaman Aliran 0.12 m
Berdasarkan Berdasarkan hasil pengamatan pengamatan perkembangan perkembangan kedalaman kedalaman gerusan terhadap terhadap waktu pada pada abutmen dengan dengan kedalaman kedalaman aliran 0,12 m seperti yang terdapat terdapat pada Lampiran Lampiran 5, dapat diketahui diketahui hubungan hubungan kedalaman gerusan gerusan terhadap waktu seperti seperti yang tersaji dalam Gambar 27 berikut ini.
Dari Dari trend trend grafik grafik di atas atas dapat dapat diliha dilihatt
bahwa bahwa gerusa gerusan n yang terjad terjadii pada
abutme abutmen n dengan dengan kedalam kedalaman an aliran aliran 0,12 0,12 m mengal mengalami ami pening peningkat katan an kedalam kedalaman an gerusan yang pada awalnya besar besar kemudian semakin lama penambahan penambahan kedalaman gerusa gerusanny nnyaa semaki semakin n mengec mengecil il hingga hingga pada saat saat menit menit tertent tertentu u telah telah
mendek mendekati ati
kondisi kesetimbangan (equilibrium scour depth). Pada titik
pengamatan 5 dan 6
antara menit menit 70 sampai sampai 175, terlihat terjadi terjadi proses transpor transpor sedimen sedimen yang sangat jelas. Hal ini dikarenakan setelah terjadi proses penggerusan, penggerusan, terjadi pendangkalan kedalaman kedalaman gerusan gerusan yang yang diakibatkan diakibatkan adanya adanya material butiran butiran dasar dari dari arah hulu hulu yang terangkat menutupi menutupi lubang gerusan yang terjadi sebelumnya. Pada Gambar Gambar 27 terlihat bahwa perkemba perkembangan ngan gerusan gerusan terbesar terbesar tercapai pad padaa titi titik k peng pengam amat atan an 6 pada pada sisi sisi samp sampin ing g
abut abutme men n bagi bagian an depa depan n dan dan
Perkembangan gerusan terkecil tercapai pada titik pengamatan 1, 2 dan 9, dimana terlihat tidak terjadi gerusan maupun penumpukan material butiran dasar dari awal running hingga pada saat running berakhir. Perk Perkem emba bang ngan an Ke Keda dala lama man n Ge Geru rusa san n Maks Maksim imum um terh terhad adap ap Wakt Waktu u pada pada Abutmen Semi-Circular-End Abutment
Dari Gambar 21, 23, 23, 25 dan 27 dapat diketahui besarnya kedalaman gerusan maksimum maksimum yang terjadi pada masing-masin masing-masing g kedalama aliran seperti pada Gambar Gambar 29 berikut ini.
Dari Dari Gamb Gambar ar 29 dapa dapatt dili diliha hatt bahw bahwaa geru gerusa san n yang yang terj terjad adii pada pada semu semuaa abut abutme men n
semi semi-ci -circu rcular lar-en -end d abut abutme ment nt di berb berbag agai ai keda kedala lama man n alira aliran n terli terliha hatt
mengal mengalami ami pening peningkat katan an kedalam kedalaman an gerusa gerusan n yang yang pada pada awalny awalnyaa besar besar kemudi kemudian an semakin lama penambahan penambahan kedalaman gerusannya mengecil hingga pada saat saat menit tertentu tertentu telah mendekati kondisi kondisi kesetimbangan kesetimbangan (equilibrium (equilibrium scour depth). depth). Hal ini
ditunjukan ditunjukan oleh oleh trend grafik grafik yang yang dibentuk dibentuk mendekati mendekati garis garis lurus lurus seperti seperti terlihat terlihat pada gambar hasil analisis. Perkembangan kedalaman gerusan terhadap waktu pada abutmen dengan kedalaman aliran untuk masing-masing kedalaman aliran terlihat bahwa bahwa gerusan gerusan awal yang yang terjadi pada pada umumnya umumnya dimulai dimulai dari dari titik pengamatan pengamatan 6 pada sisi sisi samping abutmen abutmen bagian bagian depan. Kedalaman Kedalaman gerusan gerusan awal
maksimum maksimum
terjadi pada abutmen depan di titik pengamatan 6. Menurut Menurut Yulistianto dkk. (1998) dalam Abdurrasy Abdurrasyid id (2005:37), (2005:37), gerusan gerusan yang terjadi di sekitar sekitar abutmen jembatan jembatan adalah akibat akibat sistem pusaran (vortex (vortex system) system) yang timbul timbul karena aliran dirintangi dirintangi oleh bangunan tersebut. Sistem pusaran yang menyebabkan lubang gerusan (scour hole), hole), berawal dari sebelah hulu hulu abutmen yaitu pada saat mulai mulai timbul komponen komponen aliran dengan dengan arah aliran aliran ke bawah, bawah, karena aliran aliran yang datang dari dari hulu dihalan dihalangi gi oleh abutmen, abutmen, maka aliran akan berubah berubah arah menjadi arah vertikal vertikal menuju dasar dasar saluran saluran dan sebagian berbelok berbelok arah menuju depan abutmen abutmen selanjutnya selanjutnya diteruskan diteruskan ke hilir. Dari masing-masing masing-masing perkembangan kedalaman gerusan maksimum yang ada pada berbagai kedalaman aliran, dapat diketahui tp (t pada saat waktu puncak mulai terjad terjadii gerusa gerusan n maksim maksimum) um).. Sehing Sehingga ga dapat dapat diketah diketahui ui perbed perbedaan aan t puncak puncak berbagai kedalaman aliran yang ada.
dari dari
Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa dari berbagai kedalaman aliran yang ada terdap terdapat at perbed perbedaan aan waktu waktu puncak puncak pada pada saat saat gerusa gerusan n mulai mulai mencap mencapai ai kedala kedalaman man maksim maksimum. um. Waktu Waktu puncak puncak mulai mulai terjadi terjadinya nya gerusa gerusan n maksim maksimum um pada pada abutme abutmen n dengan kedalaman aliran 90 mm, 100 mm, 110 mm dan 120 mm secara berturutturut adalah menit 130, 145, 115 dan menit 100. Dari Tabel 4 ternyata ternyata untuk waktu waktu yang sama terjadi terjadi perbedaan perbedaan kedalaman kedalaman geru gerusa san n yang yang dise diseba babk bkan an oleh oleh perb perbed edaa aan n keda kedala lama man n alira aliran. n.
Perk Perkem emba bang ngan an
kedalaman gerusan terhadap kedalaman aliran terbesar terjadi pada abutmen dengan kedalaman kedalaman aliran aliran 90 mm. Perkemba Perkembangan ngan kedalam kedalaman an gerusan gerusan terhadap terhadap kedalaman kedalaman aliran terkecil terkecil terjadi pada abutmen abutmen dengan kedalaman kedalaman aliran 120 mm. Kedalaman Kedalaman gerusan gerusan yang terjadi semakin semakin bertambah dengan dengan berkurangn berkurangnya ya kedalaman aliran. aliran. Hal ini dikaren dikarenakan akan kedalaman kedalaman aliran aliran mempengaru mempengaruhi hi waktu yang yang diperlukan diperlukan bagi bagi gerusa gerusan n lokal lokal
pada pada kondisi kondisi
clearclear- water water sampai sampai kedal kedalama aman n terakhir terakhir.. Apabila Apabila
kedalaman kedalaman aliran berkurang berkurang maka kedalaman kedalaman gerusan semakin semakin bertambah. bertambah. Begitu Begitu juga sebaliknya semakin semakin dalam kedalaman aliran yang digunakan, digunakan, maka kedalaman gerusan yang dihasilkan akan semakin kecil. Pola Gerusan
Dari Dari hasil hasil pengamat pengamatan an
proses proses perkemb perkembang angan an kedalaman kedalaman gerusan gerusan yang
dilaks dilaksana anakan kan di labora laborator torium ium menunj menunjuka ukan n bahwa bahwa besarn besarnya ya kedala kedalaman man gerusa gerusan n bervariasi sesuai dengan kedalaman aliran pada saat running. Proses penggerusan dimulai dari sisi samping bagian depan abutmen sebelah sebelah hulu. Lubang gerusan awal kemudian kemudian menyeb menyebar ar ke bagian bagian depan dan sepanja sepanjang ng sisi sisi abutmen abutmen dan berhenti berhenti sampai sampai jarak tertent tertentu u dari dari sebela sebelah h hilir hilir abutmen. abutmen. Proses Proses ini terjadi terjadi dari dari penggerusa penggerusan n sampai sampai kondisi kondisi stabil. stabil. Pada setiap kali running running selesai selesai
awal awal
dilakukan dilakukan
pengukura pengukuran n kontur. kontur. Penguku Pengukuran ran kontur kontur ini dilakuk dilakukan an dengan dengan point point gauge yang yang berguna untuk mengukur kedalaman gerusan gerusan dan deposisi deposisi yang terjadi pada material
dasar saluran saluran di sekitar sekitar abutmen. abutmen. Pengambilan Pengambilan koordi koordinat nat kontur kontur yaitu yaitu untuk untuk X searah aliran, aliran, Y tegak tegak lurus lurus arah aliran (horiso (horisontal) ntal) dan dan Z tegak lurus lurus arah arah aliran (vertikal). (vertikal). Kedalaman Kedalaman gerusan gerusan (arah Z) diukur dengan dengan interval interval jarak untuk arah X sebe sebesa sarr 1 cm dan dan untu untuk k arah arah Y sebe sebesa sarr 1 cm. cm. Hasi Hasill pemb pembac acaan aan poin pointt gaug gaugee menghasilk menghasilkan an titik-titik titik-titik kedalaman kedalaman (arah Z) tiap koordinat koordinat arah X dan arah Y di permukaan permukaan material material dasar dengan pola gerusan yang yang berbeda untuk untuk setiap variasi penelitian. penelitian. Selanjutny Selanjutnyaa data-data dan hasil pengukuran pengukuran diolah untuk mendapatk mendapatkan an peta kontur. Pola gerusan di sekitar abutmen semi-circular-end abutment untuk masingmasing kedalaman aliran adalah sebagai berikut : Pola Gerusan di Sekitar Abutmen dengan Kedalaman Aliran 0,09 m
Pengukuran gerusan di sekitar abutmen dengan menggunakan point gauge menghasilkan titik-titik kedalaman gerusan (arah Z) tiap koordinat arah X dan arah Y di permukaa permukaan n materi material al dasar. dasar. Hasil penguku pengukuran ran
point point gauge kedalama kedalaman n
gerusan di sekitar abutmen dengan dengan kedalaman aliran terlihat seperti pada Lampiran 6. Berdasarkan hasil pengukuran pengukuran point gauge kedalaman gerusan di sekitar abutmen dengan kedalaman aliran 0,09 m ditampilkan sebagai kontur kontur gerusan dalam Gambar 31 dan isometri gerusan dalam Gambar 32.
Gerusa Gerusan n yang yang terjadi terjadi di
sekita sekitarr abutme abutmen n adalah adalah akibat akibat sistem sistem pusara pusaran n
(vortex system) yang timbul karena aliran dirintangi oleh abutmen. Sistem pusaran menyebabkan lubang gerusan (scour hole), berawal berawal dari sebelah hulu abutmen abutmen yaitu pada saat mulai timbul komponen aliran dengan arah aliran ke ke bawah, karena aliran yang yang datang datang dari dari hulu hulu dihalan dihalangi gi oleh oleh abutme abutmen, n, maka maka aliran aliran akan akan beruba berubah h arah arah menjadi menjadi arah vertikal vertikal menuju dasar saluran saluran dan sebagian sebagian berbelok berbelok arah menuju menuju depan depan abutme abutmen n selanj selanjutn utnya ya diteru diteruska skan n ke hilir. hilir. Aliran Aliran arah vertik vertikal al akan akan terus terus menuju menuju dasar yang selanjutnya selanjutnya akan membentuk membentuk pusaran. pusaran. Di dekat dasar saluran saluran kompon komponen en aliran berbali berbalik k arah vertika vertikall ke atas, peristiw peristiwaa ini diikuti diikuti
dengan dengan
terbawanya material dasar sehingga sehingga terbentuk aliran spiral yang akan menyebabkan gerusan dasar. Hal ini akan terus berlanjut hingga hingga tercapai keseimbangan. Dari gambar kontur dan gambar isometri pola gerusan pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,09 m seperti yang ditunjukan dalam Gambar 31 dan dan Gambar 32. Lubang Lubang gerusa gerusan n
terjadi terjadi dengan dengan jarak jarak 100 mm dari dari abut abutmen men
bagian bagian
depan, depan,
sedangkan sedangkan lebar lubang lubang gerusan yang dihasilka dihasilkan n adalah 250 mm. Bentuk kontur kontur yang tidak tidak beraturan dengan dengan perkembang perkembangan an gerusan terbesar terbesar tercapai tercapai pada
titik
pengamatan pengamatan 6 pada sisi samping samping abutmen abutmen bagian depan. depan. Perkembangan Perkembangan gerusan gerusan terkecil terjadi pada titik pengamatan 1 pada pada sisi samping bagian bagian belakang abutmen sebelah hilir, dimana pada pada bagian abutmen tersebut tersebut terjadi sedikit gerusan. gerusan. Bentuk kontur di dekat abutmen cenderung rapat karena tegangan geser di sekeli sekelilin ling g abutme abutmen n lebih lebih tinggi tinggi.. Semaki Semakin n ke hilir hilir tegang tegangan an geser geser yang yang terjad terjadii semakin kecil sehingga sehingga material yang tergerus semakin sedikit. Hal ini tampak dari jarak garis garis kontu konturr yang semakin semakin ke hilir hilir terlihat terlihat semakin semakin renggang renggang.. Pergerakan Pergerakan aliran di hilir abutmen cenderung cenderung kembali kembali stabil seperti aliran sebelum sebelum membentur membentur abutmen, sehingga hal ini menyebabkan pendangkalan gerusan di samping abutmen
sebelah sebelah hilir dan setelah jarak jarak tertentu di samping samping abutmen abutmen sebelah sebelah hilir terjadi penumpukan material dasar. Dari peta kontur yang didapat terlihat bahwa permukaan-permukaan dasar saluran yang terjadi karena penggerusan membentuk suatu pola gerusan yang khas yaitu berupa berupa lubang dengan dengan diameter diameter dan kedalaman kedalaman yang yang cukup besar, besar, dimana lubang gerusan di bagian depan dan bagian hulu abutmen lebih besar dibandingkan dengan bagian hilir abutmen. Pola Gerusan di Sekitar Abutmen dengan Kedalaman Aliran 0,10 m
Hasil pengukuran pengukuran point gauge kedalaman kedalaman gerusan di sekitar sekitar abutmen dengan kedala kedalaman man aliran aliran 0,10 0,10 m terlihat terlihat sepert sepertii pada pada Lampir Lampiran an 7. Berdas Berdasark arkan an
hasil hasil
pengukuran point gauge kedalaman gerusan di sekitar abutmen dengan kedalaman aliran 0,10 0,10 m ditampi ditampilkan lkan sebagai sebagai kontur kontur gerusan gerusan dalam dalam Gambar Gambar 33 dan isometri isometri gerusan dalam Gambar 34.
Secara umum, pola gerusan yang terjadi pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,10 m relatif sama dengan pola gerusan yang terjadi pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,09 m. Gerusan yang terjadi di sekitar abutmen adalah akibat sistem pusaran (vortex system) yang timbul karena aliran dirintangi oleh abutmen.
Sistem Sistem pusaran pusaran menyebabka menyebabkan n lubang lubang gerusan gerusan (scour hole), berawal dari sebelah hulu abutmen yaitu pada saat mulai timbul komponen aliran dengan arah aliran ke bawah, karena aliran yang datang dari hulu dihalangi oleh abutmen, maka aliran akan akan beru beruba bah h arah arah menj menjad adii arah arah vert vertik ikal al menu menuju ju dasa dasarr salu saluran ran dan dan seba sebagi gian an berbelok arah menuju depan abutmen selanjutnya diteruskan ke hilir. Aliran arah vertikal akan terus menuju dasar yang selanjutnya akan membentuk pusaran. Di dekat dasar saluran komponen aliran berbalik arah vertikal ke atas, peristiwa ini diikuti dengan terbawanya material dasar sehingga terbentuk aliran spiral yang akan meny menyeb ebab abka kan n geru gerusa san n dasa dasar. r. Hal Hal ini ini akan akan teru teruss
berla berlanj njut ut hing hingga ga terca tercapa paii
keseimbangan. Dari gambar kontur dan gambar isometri pola pola gerusan pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,10 m seperti yang ditunjukan dalam Gambar 33 dan dan Gambar 34. Lubang gerusan terjadi dengan jarak 80 mm dari pilar bagian depan, sedangkan lebar lubang gerusan yang dihasilkan adalah 190 mm. Bentuk kontur yang tidak beraturan dengan perkembangan gerusan terbesar tercapai pada titik pengamatan 6 pada pada sisi sisi samping samping abutmen bagian bagian depan. Perkembang Perkembangan an gerusan terkecil terkecil terjadi pada titik pengamatan pengamatan 1 pada pada sisi sisi samping samping bagian bagian belakang belakang abutmen abutmen sebelah sebelah hilir, hilir, dimana dimana pada bagian tersebut terlihat penumpukan penumpukan material dasar sedimen yang diakibatkan diakibatkan adanya proses transpor sedimen. Bentuk kontur di dekat abutmen cenderung rapat karena tegangan geser di sekeli sekelilin ling g abutme abutmen n lebih lebih tinggi tinggi.. Semaki Semakin n ke hilir hilir tegang tegangan an geser geser yang yang terjad terjadii semakin kecil sehingga sehingga material yang tergerus semakin sedikit. Hal ini tampak dari jarak garis garis kontu konturr yang semakin semakin ke hilir hilir terlihat terlihat semakin semakin renggang renggang.. Pergerakan Pergerakan aliran di hilir abutmen cenderung cenderung kembali kembali stabil seperti aliran sebelum sebelum membentur membentur abutmen, sehingga hal ini ini menyebabkan pendangkalan gerusan gerusan di samping abutmen sebelah sebelah hilir dan setelah jarak jarak tertentu di samping samping abutmen abutmen sebelah sebelah hilir terjadi penumpukan material dasar. Dari peta kontur yang didapat terlihat bahwa permukaan-permukaan dasar saluran yang terjadi karena kare na penggerusan membentuk suatu pola gerusan yang khas yaitu berupa berupa lubang dengan dengan diameter diameter dan kedalaman kedalaman yang yang cukup besar, besar, dimana lubang gerusan di bagian depan lebih besar dibandingkan dengan bagian hulu dan
bagian hilir abutmen. Dengan pola pola kedalaman gerusan yang terjadi, pola kedalaman gerusan pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,10 0,10 m terlihat lebih kecil dari pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,09 m. Pola Gerusan di Sekitar Abutmen dengan Kedalaman Aliran 0,11 m
Hasil pengukuran pengukuran point gauge kedalaman kedalaman gerusan di sekitar sekitar abutmen dengan kedala kedalaman man aliran aliran 0,11 0,11 m terlihat terlihat sepert sepertii pada pada Lampir Lampiran an 8. Berdas Berdasark arkan an
hasil hasil
pengukuran point gauge kedalaman gerusan di sekitar abutmen dengan kedalaman aliran 0,11 0,11 m ditampi ditampilkan lkan sebagai sebagai kontur kontur gerusan gerusan dalam dalam Gambar Gambar 35 dan isometri isometri gerusan dalam Gambar 36.
Pola gerusan yang terjadi pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,11 m relatif sama sama dengan pola pola gerusan gerusan yang terjadi terjadi pada abutmen abutmen dengan kedalaman kedalaman aliran 0,10 m. Gerusan yang terjadi di sekitar abutmen adalah akibat sistem pusaran (vortex system) yang timbul karena aliran dirintangi oleh abutmen. Sistem pusaran menyebabkan lubang gerusan (scour hole), berawal berawal dari sebelah hulu abutmen yaitu pada saat mulai timbul komponen aliran dengan dengan arah aliran ke bawah, karena aliran yang yang datang datang dari hulu hulu dihalang dihalangii oleh oleh abutme abutmen, n, maka aliran aliran
akan akan berubah berubah arah
menjadi menjadi arah vertikal vertikal menuju dasar saluran saluran dan sebagian sebagian berbelok berbelok arah menuju menuju depan depan abutme abutmen n selanj selanjutn utnya ya diteru diteruska skan n ke hilir. Aliran Aliran arah arah
vertik vertikal al akan akan terus terus
menuju menuju dasar yang selanjutnya selanjutnya akan membentuk membentuk pusaran. pusaran. Di dekat dasar saluran saluran kompon komponen en aliran berbali berbalik k arah vertika vertikall ke atas, peristiw peristiwaa ini
diikut diikutii dengan dengan
terbawanya material dasar sehingga sehingga terbentuk aliran spiral yang akan menyebabkan gerusan dasar. Hal ini akan terus berlanjut hingga tercapai keseimbangan. Dari gambar kontur dan gambar isometri pola pola gerusan pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,11 m seperti yang ditunjukan dalam Gambar 35 dan dan Gambar 36. Lubang gerusan terjadi dengan jarak 70 mm dari dari abutmen bagian depan, sedangkan lebar lubang gerusan yang dihasilkan adalah 210 mm. Bentuk kontur yang tidak beraturan beraturan dengan perkembang perkembangan an gerusan terbesar terbesar tercapai pada titik pengamatan pengamatan 6 pada sisi sisi samping samping abutmen abutmen bagian bagian depan. depan. Perkembanga Perkembangan n gerusan gerusan terkecil terkecil terjadi terjadi pada titik pengamatan 1 pada sisi sisi samping bagian belakang abutmen sebelah sebelah hilir, dima dimana na pada pada bagi bagian an abut abutme men n ters terseb ebut ut tida tidak k
terj terjad adii penu penump mpuk ukan an maup maupun un
penggerusan. Bentuk kontur di dekat abutmen cenderung rapat karena tegangan geser di sekeli sekelilin ling g abutme abutmen n lebih lebih tinggi tinggi.. Semaki Semakin n ke hilir hilir tegang tegangan an geser geser yang yang terjad terjadii semakin kecil sehingga sehingga material yang tergerus semakin sedikit. Hal ini tampak dari jarak garis kontur yang semakin ke hilir terlihat semakin renggang. Pergerakan aliran di hilir abutmen cenderung kembali stabil seperti aliran sebelum membentur abutmen, sehingga sehingga hal ini menyebabkan menyebabkan pendangkalan gerusan gerusan di samping abutmen sebelah hilir dan setelah jarak tertentu di di samping abutmen sebelah hilir terjadi penumpukan material dasar. Dari peta kontur yang didapat terlihat bahwa permukaan-permukaan dasar saluran yang terjadi karena penggerusan membentuk suatu pola gerusan yang khas yaitu berupa berupa lubang dengan dengan diameter diameter dan kedalaman kedalaman yang yang cukup besar, besar, dimana lubang gerusan di bagian depan lebih besar dibandingkan dengan bagian hulu dan bagian hilir abutmen. Dengan pola pola kedalaman gerusan yang terjadi, pola kedalaman gerusan pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,11 0,11 m terlihat lebih kecil dari pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,10 m. Pola Gerusan di Sekitar Abutmen dengan Kedalaman Aliran 0,12 m
Hasil pengukuran pengukuran point gauge kedalaman kedalaman gerusan di sekitar sekitar abutmen dengan kedala kedalaman man aliran aliran 0,12 0,12 m terlihat terlihat sepert sepertii pada pada Lampir Lampiran an 9. Berdas Berdasark arkan an
hasil hasil
pengukuran point gauge kedalaman gerusan di sekitar abutmen dengan kedalaman aliran 0,12 0,12 m ditampi ditampilkan lkan sebagai sebagai kontur kontur gerusan gerusan dalam dalam Gambar Gambar 37 dan isometri isometri gerusan dalam Gambar 38.
Pola gerusan yang terjadi pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,12 m relatif sama sama dengan pola pola gerusan gerusan yang terjadi terjadi pada abutmen abutmen dengan kedalaman kedalaman aliran 0,11 m. Gerusan yang terjadi di sekitar abutmen adalah akibat sistem pusaran (vortex system) yang yang timbul karena aliran dirintangi oleh abutmen. abutmen. Sistem pusaran menyebabkan lubang gerusan (scour hole), berawal berawal dari sebelah hulu abutmen yaitu pada saat mulai timbul komponen aliran dengan dengan arah aliran ke bawah, karena aliran yang yang datang datang dari hulu hulu dihalang dihalangii oleh oleh abutme abutmen, n, maka aliran aliran
akan akan berubah berubah arah
menjadi menjadi arah vertikal vertikal menuju dasar saluran saluran dan sebagian sebagian berbelok berbelok arah menuju menuju depan depan abutme abutmen n selanj selanjutn utnya ya diteru diteruska skan n ke hilir. Aliran Aliran arah arah
vertik vertikal al akan akan terus terus
menuju menuju dasar yang selanjutnya selanjutnya akan membentuk membentuk pusaran. pusaran. Di dekat dasar saluran saluran
kompon komponen en aliran berbali berbalik k arah vertika vertikall ke atas, peristiw peristiwaa ini
diikut diikutii dengan dengan
terbawanya material dasar sehingga sehingga terbentuk aliran spiral yang akan menyebabkan gerusan dasar. Hal ini akan terus berlanjut hingga tercapai keseimbangan. Dari gambar kontur dan gambar isometri pola pola gerusan pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,12 m seperti yang ditunjukan dalam Gambar 37 dan Gambar 38. Lubang gerusan terjadi dengan jarak 50 mm dari dari abutmen bagian depan, sedangkan lebar lubang lubang gerusan yang dihasilk dihasilkan an adalah 180 mm. Bentuk Bentuk kontur kontur yang tidak beraturan beraturan dengan perkembang perkembangan an gerusan terbesar terbesar tercapai pada titik pengamatan pengamatan 6 pada sisi sisi samping samping abutmen abutmen bagian bagian depan. depan. Perkembanga Perkembangan n gerusan gerusan terkecil terkecil terjadi terjadi pada pada titik pengama pengamatan tan 1, 2 dan 9 pada sisi samping samping bagian bagian dima dimana na pada pada bagi bagian an abut abutme men n
ters terseb ebut ut tida tidak k terjad terjadii
belaka belakang ng abutmen, abutmen,
penu penump mpuk ukan an maupu maupun n
penggerusan. Bentuk kontur di dekat abutmen cenderung rapat karena tegangan geser di sekeli sekelilin ling g abutme abutmen n lebih lebih tinggi tinggi.. Semaki Semakin n ke hilir hilir tegang tegangan an geser geser yang yang terjad terjadii semakin kecil sehingga sehingga material yang tergerus semakin sedikit. Hal ini tampak dari jarak garis garis kontu konturr yang semakin semakin ke hilir hilir terlihat terlihat semakin semakin renggang renggang.. Pergerakan Pergerakan aliran di hilir abutmen cenderung cenderung kembali kembali stabil seperti aliran sebelum sebelum membentur membentur abutmen, sehingga hal ini ini menyebabkan pendangkalan gerusan gerusan di samping abutmen sebelah sebelah hilir hilir dan setela setelah h jarak jarak terten tertentu tu di sampin samping g abutme abutmen n sebela sebelah h hilir hilir terjadi terjadi penumpukan material dasar. Dari peta kontur yang didapat terlihat bahwa permukaan-permukaan dasar saluran yang terjadi karena penggerusan membentuk suatu pola gerusan yang khas yaitu berupa berupa lubang dengan dengan diameter diameter dan kedalaman kedalaman yang yang cukup besar, besar, dimana lubang lubang gerus gerusan an di bagian bagian depan depan dan dan hulu abutm abutmen en
lebih lebih besar besar
diband dibanding ingkan kan
dengan bagian hilir abutmen. Dengan pola kedalaman gerusan yang terjadi, pola kedalaman gerusan pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,12 m terlihat lebih kecil dari pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,11 m. Pola Gerusan di Sekitar Abutmen sebagai Fungsi Kedalaman Aliran
Perbandinga Perbandingan n kedalaman kedalaman
gerusan gerusan maksimum maksimum terhadap terhadap kedalaman kedalaman aliran aliran
pada tiap kedalaman aliran seperti terlihat dalam Tabel 5 berikut ini.
Berdas Berdasark arkan an Tabel Tabel 5 hasil hasil penguk pengukura uran n kedalam kedalaman an gerusa gerusan n maksim maksimum um di seki sekita tarr abut abutme men n deng dengan an berb berbag agai ai keda kedalam laman an alira aliran n dita ditamp mpil ilka kan n dala dalam m grafi grafik k hubungan kedalaman gerusan maksimum pada abutmen sebagai fungsi kedalaman aliran, seperti terlihat dalam Gambar 39.
Dari gambar kontur dan gambar gambar isometri isometri pola gerusan pada pada abutmen semicircular-end circular-end abutment abutment mulai dari Gambar Gambar 31 sampai Gambar 38, serta serta dari gambar gambar kedalaman gerusan maksimum maksimum sebagai fungsi fungsi kedalaman aliran seperti terlihat pada Gambar Gambar 39. Pola gerusan gerusan yang yang terjadi terjadi pada semua semua abutmen abutmen dengan dengan
berbag berbagai ai
kedalaman aliran relatif sama. Kedalaman gerusan maksimum maksimum dari semua abutmen terjadi terjadi pada kedalaman kedalaman aliran 90 mm pada titik titik pengamatan pengamatan 6 dengan dengan kedalaman kedalaman
gerusa gerusan n maksim maksimum um 1,40. 1,40. Sedang Sedangkan kan kedalama kedalaman n gerusa gerusan n abut abutme men n terja terjadi di pada pada keda kedala lama man n alira aliran n 120 120 mm deng dengan an
minimu minimum m dari dari semua semua keda kedalam laman an geru gerusa san n
maksimum 0,53. Kedalaman gerusan yang terjadi semakin semakin berkurang seiring dengan dengan bertam bertambah bahnya nya atau peningka peningkatan tan kedalama kedalaman n aliran aliran.. Nilai Nilai
kedala kedalaman man gerusan gerusan
maksimum maksimum terhadap terhadap kedalaman kedalaman aliran pada abutmen abutmen dengan kedalaman kedalaman aliran 90 mm, 100 mm, 110 mm, dan 120 mm secara secara berturut-tur berturut-turut ut adalah 1,40; 1,40; 1,03; 0,83 dan 0,53. Pola gerusan yang yang terjadi di sisi samping abutmen bagian belakang belakang sebelah hulu maupun maupun hilir dengan berbagai kedalaman kedalaman aliran terlihat adanya adanya pendangkal pendangkalan an kedalaman gerusan seiring dengan dengan peningkatan kedalaman aliran. Pola gerusan yang terjadi di semua abutmen dengan berbagai kedalaman aliran relatif sama meskipun dengan lebar dan kedalaman gerusan yang berbeda.
BAB IV PENUTUP 1.
Kesimpulan
1. Penambahan Penambahan kedalaman kedalaman gerusan gerusan pada menit-menit menit-menit awal terjadi terjadi secara cepat pada berbagai kedalaman aliran. 2. Dari hasil pengamatan diperoleh d50 = 0,49 mm, Uc = 0,262 m/s, hc = 0,073 m, Qc = 3,83 lt/s. Untuk aliran dengan kedalaman aliran 0,09 m diperoleh U = 0,21 m/s, Q = 3,78 lt/s, U/Uc = 0,802, Fr = 0,224 dan Re = 18900. Untuk Untuk aliran dengan kedalaman kedalaman aliran 0,10 m diperoleh diperoleh U = 0,18 m/s, Q = 3,56 lt/s, lt/s, U/Uc = 0,687, Fr = 0,182 dan Re = 18000. Untuk aliran dengan kedalaman aliran 0,11 m diperoleh U = 0,16 m/s, Q = 3,52 lt/s, U/Uc = 0,611, Fr = 0,154 dan Re = 17600. Untuk aliran dengan kedalaman aliran 0,12 m diperoleh U = 0,15 m/s, Q = 3,60 lt/s, U/Uc = 0,573, Fr = 0,138 dan Re = 18000. 2. Berdas Berdasark arkan an bilangan bilangan Froude Froude dan angka angka Reynolds Reynolds aliran aliran yang terjadi terjadi untuk Fr <1 dan Re >1000 adalah termasuk aliran turbulen sub kritis. 3.
Gerusa Gerusan n maksimu maksimum m untuk untuk variasi variasi kedalam kedalaman an aliran aliran 0,09 m, 0,10 0,10 m,
0,11 0,11 m dan 0,12 0,12 m terjad terjadii pada pada sisi sisi samping samping bagian bagian depan depan abutmen abutmen sebelah sebelah hulu hulu yaitu yaitu pada pada titik titik pengam pengamatan atan 6. Perkem Perkemban bangan gan gerusa gerusan n terkecil terjadi pada bagian belakang abutmen sebelah hulu maupun hilir yaitu pada titik pengamatan 1,2 dan 9. 4. Kedalam Kedalaman an gerusan gerusan maksimu maksimum m dari dari semua semua abutmen abutmen dengan dengan berbaga berbagaii keda kedalam laman an alira aliran n terj terjad adii pada pada keda kedala lama man n alir aliran an 0,09 0,09 m, seda sedang ngka kan n kedalaman gerusan minimum dari terjadi pada kedalaman aliran 0,12 m. 5. Nilai kedalaman kedalaman gerusan gerusan maksimum maksimum terhadap terhadap kedalaman kedalaman aliran pada abutmen dengan kedalaman aliran 0,09 m, 0,10 m, 0,11 m, dan 0,12 m secara berturut-turut adalah 1,40; 1,03; 0,83 dan 0,53.
6. Sema Semaki kin n berta bertamb mbah ah keda kedala lama man n alira aliran n maka maka geru gerusa san n yang yang terj terjad adii semakin kecil. 7. Pola Pola geru gerusa san n yang yang terj terjad adii di semu semuaa abut abutme men n deng dengan an berb berbag agai ai kedalaman aliran relatif sama meskipun dengan lebar dan kedalaman gerusan yang berbeda. 2.
Saran
1. Untuk penelitian penelitian sebaiknya sebaiknya kecepatan kecepatan yang digunakan digunakan mendekati mendekati kecepatan kecepatan kritik. 2.
Untuk Untuk penelit penelitian ian lanjut lanjutan, an, perlu perlu dilaku dilakukan kan peneli penelitian tian mengguna menggunakan kan bentuk bentuk
abutmen abutmen yang yang lain seperti seperti vertical vertical wall abutment abutment dengan dengan wing atau box wall dan dan spill spill – though though abutmen abutment., t., sehingga sehingga dapat dapat diketa diketahui hui perbandi perbandinga ngan n
kedalam kedalaman an
gerusannya. 3. Perlu dilakuk dilakukan an juga penelitian penelitian mengena mengenaii cara pengendalian pengendalian gerusan gerusan di di sekitar sekitar abutmen, baik pada kondisi clear-water scour maupun live-bed scour.
DAFTAR PUSTAKA
Abdurrasyid, J. 2005. Pengend Pengendalia alian n Gerusan Gerusan dengan dengan Pelat Pelat di Sekitar Sekitar Abutmen Abutmen
Jembata Jembatan n pada Kondisi Ada Angkutan Angkutan Sedimen (Live Bed Scour). Scour). Jurnal Teknik Gelagar. Volume 16 Nomer 01. April 2005. Surakarta : UMS
Breuser. H.N.C. and Raudkivi. A.J. 1991. Scouring. IAHR Hydraulic Structure
Design Manual. Rotterdam : AA Balkema.
Chow, V.T. 1992. Hidraulika Saluran Terbuka. Jakarta : Erlangga
Gunawan, H.A. 2006. Pengaruh Lebar Pilar Segiempat Terhadap Perilaku Gerusan
Lokal. Skripsi. Semarang : UNNES
Hanw Hanwar ar,, S. 1999 1999..
Tesis. s. Geru Ge rusa san n Loka Lokall di Seki Sekita tarr Abut Abutme ment nt Jemb Jembat atan an . Tesi
Yogyakarta : PPS UGM
Miller, W. 2003. Model For The Time Rate Of Local Sediment Scour At A Cylb
indrical Structure . Disertasi. Florida : PPS Universitas Florida.
Mira, S. 2004. Pola Pola Gerusan Gerusan Lokal Lokal Berbagai Berbagai Bentuk Abutment Abutment dengan dengan Adanya Adanya
Variasi Debit. Tugas Akhir. Yogyakarta : UGM
Rinaldi. 2002. Model Fisik Pengendalian Gerusan di Sekitar Abutmen Jembatan. Tesis. Yogyakarta : PPS UGM
Sucipto dan Nur Qudus. 2004. Analisis Gerusan Lokal di Hilir Bed Protection. Jurnal Teknik Sipil dan Perencanaan . Nomer 1 Volume 6. Januari 2004. Semarang : UNNES
Triatmodjo, B. 2003a. Hidraulika I . Yogyakarta. Beta Offset
