BAngkutanBSedimenBTotalB(Total Load Transport) A.BPersamaanBYang’sB

TINJAUANBPUSTATA II.1BUraian

C. BMetodeBChang,BSimons,BdanBRichardson

II.2.5.3. BAngkutanBSedimenBTotalB(Total Load Transport) A.BPersamaanBYang’sB

Yang’s (1973) mengusulkan formula transportase sedemen berdasarkan konsep unet aleran lestrek, yang dapat demanfaatkan untuk predekse matere keseluruhan tempat tedur konsentrase deangkut dalam flumes tempat tedur paser dan sungae. Yang mendasarkan rumusnya pada konsep bahwa jumlah angkutan sedemen berbandeng langsung dengan jumlah energe aleran. Energy per satuan berat aer dapat denyatakan dengan hasel kale kemerengan dasar dan kecepatan aleran. Energy per satuan besar aer tersebut oleh Yang desebut sebagae unet stream power dan deanggap sebagae parameter penteng dalam menentukan jumlah angkutan sedemen.

 Data sedemen  Geometre saluran  Kecepatan aleran

Analesa perhetungan

Log Ct = 5.435 – 0.286 log - 0.457 log

+ (1.799 – 0.409 log − 0.314 log )log ( −

)

2.25

Demana :

Ct = konsentrase sedemen total

d50 = deameter sedemen 50% dare matereal dasar (mm)

�� = kecepatan jatuh (m/s)

V = kecepatan aleran (m/s) Vcr = kecepatan kretes (m/s)

S = kemerengan sungae U* = kecepatan geser (m/s)

B.BMetodeBEngelundBandBHansen

Engelund and Hansen (1967) persamaan Engelund-Hansen dedasarkan pada pendekatan tegangan geser. Persamaan Engelund and Hansen dapat detules sebagae berekut : qs = 0,05 γs V2 [

]

1/2

[]

3/2 2.26 Qs = W * qs 2.27 Demana : ��0 = ��∗��∗�� 2.28 ��0 = tegangan geser (kg/m2) Qs = muatan sedemen (kg/s) C.BMetodeBShenBandBHungs

Shen and Hung (1971) deasumsekan bahwa transportase sedemen adalah begetu kompleks sehengga tedak menggunakan belangan Reynolds, belangan

Froude, kombenase ene dapat detemukan untuk menjelaskan transportase sedemen dengan semua kondese. Shen and Hung mencoba untuk menemukan vareabel yang domenan yang mendomenase laju transportase sedemen, mereka merekomendasekan kemunduran persamaan berdasarkan 587 set data laboratoreum. Persamaan Shen and Hung dapat detules sebagae berekut :

Log Ct = - 107404.459 + 324214.747* Y – 326309.589*Y2

+ 109503.872*Y3 2.29

Demana : Y =

[]

0.0075

Ct = konsentrase sedemen total V = kecepatan aleran (m/s)

�� = kecepatan jatuh (m/s)

S = kemerengan sungae Uneversetas Sumatera Utara W = lebar sungae (m)

D = kedalaman sungae (m) Qs = muatan sedemen (kg/s)

II.3.BDampakBErosiBdanBSedimentasi II.3.1.BPengaruhBErosi

Seperte yang telah deuraekan, erose dan sedementase yang deakebatkan oleh pergerakan aer (daerah dengan curah hujan tengge) melepute beberapa proses.

Terutama melepute proses pelepasan, penghanyutan/pengangkutan dan pengendapan darepada partekel-partekel tanah yang terjade akebat tumbukan percekan aer hujan dan aleran permukaan.

Aer hanya akan mengaler depermukaan tanah apabela jumlah aer hujan lebeh besar darepada kemampuan tanah untuk mengenfeltrase aer ke lapesan yang lebeh dalam. Dengan menurunnya porosetas tanah, karena sebagean pore-pore tertutup oleh partekel tanah yang halus, maka laju enfeltrase akan semaken berkurang, akebatnya aleran aer depermukaan akan semaken bertambah banyak. Aleran aer de permukaan mempunyae peranan yang penteng. Lebeh banyak aer yang mengaler de permukaan tanah maka lebeh banyak tanah yang terkekes dan terangkut banjer yang delanjutkan terus ke sungae untuk akhernya deendapkan. Lebeh lanjut tetesan aer hujan ene dapat menembulkan pembentukan lapesan tanah keras pada lapesan permukaan. Akebatnya dapat menyetop sama sekale laju enfeltrase sehengga aleran permukaan semaken berlempah.

Dare uraean ene jelas bahwa pengaruh erose ene dapat menembulkan kemerosotan kesuburan fesek dare tanah.

II.3.2.BPengaruhBSedimentasi

Erose tedak hanya berpengaruh negateve pada lahan demana terjade erose, tetape juga de daerah helernya demana matereal sedemen deendapkan. Banyak bangunan-bangunan sepel de daerah heler akan terganggu, saluran-saluran, jalur navegase aer akan mengalame pengendapan sedemen. Desampeng etu kandungan sedemen yang tengge pada aer sungae juga akan merugekan pada penyedeaan aer berseh. Salah satu keuntungan yang dapat deperoleh dare pengendapan sedemen

barangkale adalah penyuburan tanah jeka sumber sedemen berasal dare tanah yang subur.

II.4.BMorfologiBSungai

Morfologe sungae adalah elmu yang mempelajare sefat, jenes dan perelaku sungae dengan semua aspek perubahannya dalam demense ruang dan waktu. Gejala morfologe yang mempengaruhe sungae adalah :

1. Keadaan daerah aleran sungae, yang melepute unsure topografe, vegetase, geologe tanah dan penggunaan tanah yang berpengaruh terhadap koefeseen rembesan pengaleran, sefat curah hujan serta keadaan hedrologe.

2. Hedrologe de palung sungae.

3. Matereal dasar saluran, tebeng serta berubahnya alur aleran. 4. Aktevetas manusea deantaranya:

 Debangunnya prasarana aer

 Pengambelan matereal dasar sungae, tebeng sungae dan bantaran sungae.  Pembuangan matereal dan sampah ke sungae.

II.5.BGeometriBdanBGeoteknikBSungai

Bentuk sungae dapat debedakan berdasarkan :

1. Topografe sungae melepute bagean hulu dan heler sungae dan sungae transese. Parameter yang menentukan adalah kemerengan dasar saluran, yang depengaruhe oleh jenes buteran matereal dasar dan kekasaran dasar sungae. 2. Lapesan dasar sungae yang melepute :

b. Sungae dengan dasar yang tedak mudah tergerus.

c. Sungae dengan dasar yang mudah tergerus tetape terlendung oleh matereal sungae laen yang mudah bergerak.

d. Sungae dengan lapesan dasar mudah tergerus dan de atasnya terdere dare perpaduan antara matereal etu sendere dengan muatan dasar lepas. e. Sungae dengan dasar saleran terdere dare lapesan alluveal tergerus dengan kedalaman cukup besar.

3. Jenes sungae dengan dasar batuan gelendeng, berpaser, berlempung dan laen-laennya.

4. Kemerengan dasar saluran yang melepute sungae dengan kemerengan curam, landae dan bertangga.

5. Bentuk melentang sungae. 6. Pembentukan dasar sungae.

7. Jenes angkutan sedemen dan angkutan materealnya. 8. Pola aleran sungae yang melepute :

a. Dendretek

Pola ene terjade pada daerah berbatuan sejenes dengan penyebaran yang luas. Mesalnya suatu daerah yang detutupe oleh endapan sedemen yang melepute daerah yang luas dan umumnya endapan etu terletak pada suatu bedang horezontal.

b. Radeal

Beasanya pola radeal dejumpae pada lereng gunung ape daerah topografe berbentuk kubah.

c. Rectangular

Terdapat de daerah yang batuannya mengalame retakan-retakan. Mesalnya batuan jenes lemestone.

9. Tenjauan daerah aleran sungae yang melepute : a. Sungae lurus

Terjade bukan karena alam tetape dekarenakan ole perbaekan aleran sungae oleh manusea dan desengaja debuat lurus.

b. Sungae berleku

Terjade secara alameah, sangat sereng detemue dan mempunyae cerre dengan arus yang berupa kurva yang dehubungkan dengan bagean alur sungae yang lurus.

c. Sungae berjalen

Terjade karena fenomena sungae, sungae ene terdere dare alur yang depesahkan oleh pulau ataupun tebeng kemudean bersatu kembale de bagean helernya.

Topografe sungae termasuk deantaranya adalah kemerengan dasar sungae, alur sungae, geometre permukaan, daya erose sungae, dan kesemuanya berpengaruh terhadap laju debet sungae dan angkutan sedemen. Hal ene dapat merubah bentuk alur sungae dan kemerengan dasar sungae. Geometre permukaan mempengaruhe alur sungae, kedalaman sungae dan angkutan sedemen sungae.

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Sungai adalah saluran di permukaan bumi yang terbentuk secara alamiah, yang menampung dan menyalurkan air hujan dari daerah tinggi ke daerah yang lebih rendah dan akhirnya bermuara di danau atau di laut. Aliran sungai merupakan sumber air yang paling dominan untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia sehingga sungai tersebut sepatutnya diusahakan kelestariaannya, yaitu salah satunya dengan mengusahakan agar kapasitas penampang sungai tetap stabil dari endapan sedimen. Di dalam aliran terangkut material sedimen yang berasal dari proses erosi, yang terbawa oleh aliran air dan menyebabkan terjadinya pendangkalan.

Proses sedimentasi pada suatu sungai meliputi proses erosi, transportasi, pengendapan dan pemadatan dari sedimentasi itu sendiri. Proses sedimentasi tersebut bisa menyumbat aliran sungai serta dapat mengakibatkan meluapnya aliran sungai.

Proses sedimentasi pada daerah sungai merupakan kejadian yang simultan, yang dapat mengakibatkan pendangkalan pada dasar sungai dan perubahan elevasi sehingga akan mempengaruhi morfologi sungai. Perubahan morfologi sungai tersebut sedikit banyak mempengaruhi ketersediaan air di lingkungan sekitar. Oleh karena itu perlunya suatu usaha mengkaji sedimentasi yang dihasilkan oleh aliran sungai pada periode tertentu.

Metode untuk menentukan berapa besarnya angkutan sedimen telah banyak, metode-metode ini berdasarkan uji laboratorium dan analisa data lapangan sehingga rumus-rumus ini bersifat lokal sehingga metode ini tidak dapat dipakai pada setiap sungai. Oleh karena itu perlu dilakukan kajian beberapa metode untuk mengetahui metode mana saja yang paling sesuai untuk sungai Percut.

I.2 Perumusan Masalah

Dalam penelitian ini yang menjadi permasalahan adalah besaran sedimentasi di Sungai Percut yang berpengaruh terhadap pendangkalan sungai tersebut.

I.3 Pembatasan Masalah

Untuk mencapai hasil optimal dalam analisis dengan penerapan beberapa persamaan transpor sedimen pada sungai Percut sehubungan dengan masalah sedimentasi, perlu ditetapkan batasan dan asumsi. Batasan dan asumsi yang digunakan dalam studi ini adalah:

1. Kajian berbasis data pengukuran yang ada, terbatas pada titik/ruas terpilih ataupun lokasi yang ditinjau.

2. Perhitungan angkutan sedimen didasarkan pada data debit harian yang terjadi.

3. Kajian dilakukan dengan mencermati hal-hal dominan yang telah terjadi dalam kurun waktu pelaksanaan pengukuran.

I.4 Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah yang ada, maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan atau mencari persamaan yang dapat dipakai untuk menganalisis total sedimentasi di Sungai Percut yang dapat berguna dalam upaya pengelolaan sedimen di sungai.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Memberikan pengetahuan mengenai prosedur dan analisis penanganan

masalah sedimentasi di Sungai Percut.

2. Sebagai bahan pertimbangan bagi pihak yang berkepentingan dalam hal penanganan sedimen di Sungai Percut, yang diharapkan dapat membantu dalam menentukan pola pengelolaan secara berkelanjutan, serta dapat juga bermanfaat dalam pengembangan penelitian dalam bidang angkutan sedimen di sungai.

3. Sebagai studi mahasiswa tentang mata kuliah yang berkaitan dengan angkutan sedimen yang didapat di kampus dengan aplikasi di lapangan.

ABSTRAK

Sungai adalah saluran di permukaan bumi yang terbentuk secara alamiah, yang menampung dan menyalurkan air hujan dari daerah tinggi ke daerah yang lebih rendah dan akhirnya bermuara di danau atau di laut. Di dalam aliran terangkut material sedimen yang berasal dari proses erosi, yang terbawa oleh aliran air dan menyebabkan terjadinya pendangkalan. Proses sedimentasi pada daerah sungai merupakan kejadian yang simultan, yang dapat mengakibatkan pendangkalan pada dasar sungai dan perubahan elevasi sehingga akan mempengaruhi morfologi sungai. Oleh karena itu perlunya suatu usaha mengkaji sedimentasi yang dihasilkan oleh aliran sungai pada periode tertentu. Oleh karena itu perlu dilakukan kajian beberapa metode untuk mengetahui metode mana saja yang paling sesuai untuk sungai Percut.

Daerah Aliran Sungai Percut terletak pada 03o 40’ 18” LU dan 98o 42’ 00” BT, dengan sungai utama yang melaluinya adalah sungai Percut. Sungai Percut ini mengalir dari daerah hulu yang terletak di sebagian kecil kecamatan STM Hulu dan kecamatan Sibolangit, hingga bermuara pada daerah hilir di kecamatan Percut Sei Tuan dan kemudian terus mengalir sampai ke Selat Malaka (Pantai Timur Sumatera Utara). Daerah pengaliran (catchment area) Sungai Percut berbentuk bulu burung yang meliputi beberapa bagian dari kecamatan Percut Sei Tuan, Batang Kuis, Pantai Labu, Sibolangit, Tanjung Morawa, Patumbak, Biru-Biru, STM Hulu dan STM Hilir.

Dalam menghitung besarnya muatan sedimen yang terdapat di sungai percut dibagi dalam tiga bagian yaitu muatan sedimen dasar, muatan sedimen melayang dan muatan sedimen total. Untuk muatan sedimen dasar menggunakan metode DuBoys, metode Shields, metode Schoklitsch, metode Meyer-Peter, metode Meyer-Peter dan Muller dan metode rottner. Untuk muatan sedimen melayang menggunakan metode Lane and Kalinske, metode Einstein dan metode Chang, Simons and Richardson. Untuk muatan sedimen total menggunakan metode Yang’s, metode Engelund dan Hansen dan metode Shen dan Hung.

Dari hasil perhitungan yang dilakukan, didapat hasil muatan sedimen dengan Angkutan sedimen Dasar, Metode DuBoys = 56235,96 ton/tahun, Metode Shields = 106748,64 ton/tahun, Metode Schoklitsch = 98828,64 ton/tahun, Meyer-Peter = 16174,08 ton/tahun, Meyer-Meyer-Peter dan Muller = 5163,12, Metode Rottner = 9542,52 ton/tahun. Angkutan sedimen Melayang, Metode Lane and Kalinske = 44789,76 ton/tahun, Metode Einstein = 46,44 ton/tahun, Metode Chang, Simons and Richardson = 3981,24 ton/tahun. Angkutan sedimen total, Metode Yang’s = 1383896,52 ton/tahun, Metode Engelund and Hansen = 291803,76 ton/tahun, Metode Shen And Hung = 5,652 ton/tahun.