materi rembesan

1. PENGERTIAN DASAR

Konsep dari tinggi energi dan kehilangan energi ketika air mengalir melalui tanah telah disebutkan dalam modul sebelumnya. Ketika air mengalir melalui medium berpori seperti tanah akan terjadi kehilangan energi yang terserap oleh tanah. Seperti pada gambar di bawah di mana air mengalir melalui bawah bendung atau di bawah sheet bawah  sheet pile cofferdam (gb..1) cofferdam (gb..1)

Gambar.1. Gambar.1. Contoh-contoh kehilangan energi karena rembesan mela lui tanah

2. ALIRAN DUA DIMENSI DI BAWAH BENDUNG

ada gambar !. menunjukkan bagaimana energi atau kehilangan energi di bawah bendung. "erlihat bahwa tinggi muka air dalam pie#ometer berkurang sebagaimana air mengalir dari hulu ke kaki bendung.

Gambar !.Contoh dari tinggi tekanan dan kehilangan energi akibat rembesan

di bawah bendung

3. JARINGAN ALIRAN

Garis aliran adalah suatu garis sepanjang mana butir-butir akan bergerak dari bagian hulu ke  bagian hilir sungai melalui media tanah yang tembus air (permeable). Garis ekipotensial  adalah suatu garis sepanjang mana tinggi potensial di semua titik pada garis tersebut adalah sama. $adi apabila alat-alat pie#ometer diletakkan di beberapa titik yang berbeda-beda di sepanjang suatu garis ekipotensial% air di dalam pie#ometer tersebut akan naik pada ketinggian yang sama. Gambar & a menunjukkan de'inisi garis aliran dan garis ekipotensial untuk aliran di dalam lapisan tanah yang tembus air (permeable layer) di sekeliling jajaran turap yang ditunjukkan pada gambar tersebut (untuk k  k#  k)

Kombinasi dari beberapa garis aliran dan garis ekipotensial dinamakan jaringan aliran (flow net). Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa jaringan aliran dibuat untuk menghitung aliran air tanah.

Gambar.& a) *e'inisi garis aliran dan garis ekipotensial.

 b)Gambar jaringan aliran yang lengkap

3.1. PENGGAMBARAN JARINGAN ALIRAN

*alam pembuatan jaringan aliran% garis-garis aliran dan ekipotensial digambar sedemikian rupa sehingga +

1. Garis ekipotensial memotong tegak lurus aliran

!.

,lemen-elemen aliran dibuat kira-kira mendekati bentuk bujur sangkar.

Gambar &. b adalah suatu contoh jaringan aliran yang lengkap. Contoh lain dari jaringan aliran dalam lapisan tanah yang tembus air yang isotropic diberikan dalam gambar..

enggambaran suatu jaringan aliran biasanya harus dicoba berkali-kali. Selama menggambar  jaringan aliran% harus selalu diingat kondisi-kondisi batasnya. ntuk jaringan aliran yang ditunjukkan dalam gambar. % keadaan batas yang dipakai adalah +

1. ermukaan lapisan tembus air pada bagian hulu dan hilir dari sungai (garis ab dan de) adalah garis-garis ekipotensial.

!. Karena garis ab dan de adalah garis-garis ekipotensial% semua garis-garis alirannya memotomh tegak lurus.

&. /atas lapisan kedap air% yaitu garis fg % adalah garis aliran 0 begitu juga permukaan turap kedap air% yaitu garis acd.

. Garis-garis ekipotensial memotong acd  dan fg  tegak lurus.

Gambar . $aringan aliran di bawah bendungan.

3.2. PERHITUNGAN REMBESAN DARI SUATU JARINGAN ALIRAN

*i dalam jaringan aliran ( flow net )% daerah di antara dua garis aliran yang berdekatan dinamakan saluran aliran ( flow channel ). ntuk memahami perhitungan rembesan yang melalui saluran aliran per satuan lebar (tegak lurus terhadap bidang gambar) perhatikan gambar.. *engan melihat persegi dengan dimensi a x b. *apat dilihat bahwa gradien hidrolik adalah +

dimana +

. enurunan energi potensial ( potential drop) di antara ! garis adalah +

% dimana Nd  adalah jumlah total potential drop% dan hL adalah kehilangan energi total dalam sistem. *ari hukum darcy kita tahu bahwa jumlah aliran tiap  flow channel  adalah +

dan 2 total per satuan kedalaman adalah +

di mana +

 Nf  + jumlah total flow channel  dalam flow net.

 Nd  + jumlah potential drop (banyaknya bidang bagi kehilangan energi potensial)

k  + koe'isien permeabilitas tanah

hL + kehilangan energi total (perbedaan tinggi muka air pada bagian hulu dan hilir)

2 + banyaknya air yang mengalir (jumlah total aliran).

*i dalam menggambar 'low net % semua alirannya tidak harus dibuat bujur sangkar. 3anya  perhitungan menjadi lebih mudah apabila perbandingan panjang dan lebar dibuat sama

( a  b)

Gambar . 4low net yang mengilustrasikan de'inisi perhitungan debit

3.3. TEKANAN KE ATAS (UPLIFT PRESSURE) PADA DASAR BANGUNAN AIR.

$aringan aliran dapat dipakai untuk menghitung besarnya tekanan ke atas yang bekerja pada dasar sautu bangunan air . Cara perhitungannya dapat ditunjukkan denga suatu contoh yang sederhana. Gambar .5 menunjukkan sebuah bendungan dimana dasarnya terletak pada kedalaman 5 't di bawah muka tanah. $aringan aliran yang diperlukan sudah digambar (dianggap k  ky  k). Gambar distribusi tegangan yang bekerja pada dasar bendungandapat ditentukan dengan cara mengamati garis-garis ekipotensial yang telah digambar.

6da tujuh buah penurunan energi potensial (7d) dalam jaringan aliran tersebut% dan  perbedaan muka air pada bagian huku dan hilir sungai adalah 3  !1 't. $adi kehilangan tinggi energi untuk tiap-tiap penurunan energi potensial adalah 38 9  !189  &. "ekanan ke atas (upli't pressure) pada titik-titik berikut adalah +

"itik a (ujung kiri dasar bendungan)  (tinggi tekanan pada titik a )  (:w)

 ((!1 ;5)-&) :w  ! :w

*engan cara yang sama% pada b  (!9-(!)(&) :w  !1:w

*an pada '  (!9 - (5)(&) :w  < :w

tekanan ke atas tersebut yang telah dihitung tersebut kemudian digambar seperti ditunjukkan dalam gambar .5.b. Gaya ke atas (upli't 'orce) persatuan panjang% yang diukur sepanjang sumbu bendungan% dapat dihitung dengan menghitung luas diagram tegangan yang digambar tersebut.

Gambar 5. (a)/endungan% (b) Gaya angkat ke atas yang bekerja pada dasar suatu bangunan air 

SOAL TUGAS :

1) a) Gambarkan jaringan aliran untuk rembesan di bawah suatu struktur seperti pada gambar  berikut dan hitunglah besarnya rembesan jika koe'isien permeabilitas tanah adalah   1=- m8detik.

 b) /erapakah gaya angkat (upli't) pada dasar struktur >

Sumber +

a. /raja ?.*as% 7oor ,ndah% @ndrasurya / ?ochtar% Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis)% jilid 1% ,rlangga