BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Umum

Seluruh permukaan dasar lautan ditutupi oleh partikel-partikel sedimen yang telah diendapkan secara perlahan-lahan dalam jangka waktu berjuta-juta tahun. Secara relatif ketebalan lapisan sedimen yang terdapat di banyak bagian laut, mempunyai variasi kedalaman yang berbeda-beda dari sekitar 600 meter di lautan Pasifik, antara 500 sampai 1000 meter di Lautan Atlantik, 4000 meter di Laut Antartika dan 9000 meter Puerto Rico Trench (Sahala dan Evans, 1985). Sedimen terdiri dari suatu kepingan/potongan material yang terbentuk oleh proses phisik dan kimia dari batuan/tanah. Partikel tersebut bervariasi dalam ukuran (dari bongkah sampai lempung/koloidal), bentuk dari bulat sampai tajam.

Ada beberapa pengertian dari sedimentasi atau juga disebut proses pengendapan. Menurut Krumbein dan Sloss (1971) sedimentasi berdasarkan ilmu geologi dan sratigrafi adalah proses-proses yang berperan atas terbentuknya batuan sedimen. Selanjutnya disebutkan bahwa urutan proses sedimentasi adalah meliputi proses : pelapukan, perpindahan, deposisi (sedimentasi), serta lithifikasi (pembatuan).

Menurut Pipkin (1977) sedimen adalah material atau pecahan dari batuan, mineral dan material organik yang dipindahkan dari berbagai sumber air darat maupun laut dan didepositkan oleh udara, angin, es, dan air. Selain itu ada juga yang dapat diendapkan dari material yang melayang dalam air (suspensi) atau dalam bentuk kimia pada suatu tempat (presipitasi kimia).

Batuan sedimen dibentuk dari batuan yang telah ada oleh kekuatan luar (gaya) dalam geologi, oleh pelapukan, gaya-gaya air, pengikisan angin maka batuan-batuan yang telah ada seperti batuan beku dihancurkan, diangkut dan kemudian diendapkan di tempat-tempat yang rendah letaknya, misalnya di laut, samudra atau danau (Kaliti, 1963).

Pada permukaan dasar laut terdapat tiga sumber material dari sedimen yang ditemukan. Drake (1978) menerangkan bahwa sumber tersebut, yaitu sumbernya dari daratan yang menyuplai material hancuran dan material terlarut, sumber asli dari laut dan dari material angkasa luar. Dari ketiganya yang paling penting adalah sumber dari daratan.

Kebanyakan sumber dari material sedimen adalah daratan, dimana erosi dan pelapukan sangat nyata terhadap pengikisan daratan dan dipindahkan ke laut. Pelapukan adalah aksi dari tumbuhan dan bakteri, juga proses kimia, termasuk juga penghancuran batuan secara mekanik (Drake 1978).

2.2 Sifat-sifat Cairan

Pengangkutan sedimen di sungai pada umumnya digerakkkan oleh aliran air, sehingga sangat penting untuk mengetahui sifat-sifat aliran terutama aliran pada saluran terbuka. Beberapa sifat dan parameter yang saling berkaitan dan berpengaruh pada pengangkutan sedimen dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut :

Tabel 2.1 Parameter yang berpengaruh pada pengangkutan sedimen

BESARAN SIMBOL SATUAN/DIMENSI KETERANGAN

Rapat massa/kerapatan air ρa kg.m

-3

- Rapat massa/kerapatan sedimen ρs kg.m

-3

-

Kerapatan relatif dalam air ∆ - ∆ = ρs - ρa /ρa

Viskositas dinamik Η kg.m-1.det-2 -

Viskositas kinematik Ν m2/det -

Tegangan permukaan Σ kg.det-2 -

2.2.1 Berat jenis ( Specific weight) – γ ( N/m3)

γ = ௕௘௥௔௧_௜௦௜ = ఊ ௏ ௚_௏ = γ.g (2.1)

Besarnya harga γ tergantung pada tempat di bumi (g), pada garis katulistiwa harga g = 9,78 m/det2, sedangkan di daerah kutub harga g = 9,832 m/det2 . Dengan demikian pada umumnya diambil harga rata-rata g = 9,8 m/det2.

2.2.2 Kekentalan (viscocity)

Kekentalan (viscocity) merupakan sifat zat cair untuk melawan tegangan geser atau perubahan sudut, terbagi dua macam :

1. Kekentalan kinematik (ν)

Kekentalan kinematik sangat dipengaruhi suhu :

ν = (ସ଴.ଵ଴షల)

(ଶ଴ା்) (2.2)

2. Kekentalan dinamik (η)

Kekentalan dinamik dipengaruhi partikel sedimen.

Untuk larutan yang dicairkan (c < 0.1) – Einstein (1906), mendapat :

ηm = η (1 + 2,5 c) (2.3)

dimana ηm adalah koefisien kekentalan dinamik – campuran/larutan sedimen; η adalah koefisien kekentalan dinamik air bersih; dan c merupakan konsentrasi sedimen.

2.2.3 Kerapatan relatif dalam air - ∆ (tanpa dimensi)

Kerapatan relatif dalam air adalah perbandingan selisih kerapatan suatu zat/sedimen dan air terhadap kerapatan air.

∆ = ఘ௦ ି ఘ_ఘ ܽ

ܽ (2.4)

2.3 Sifat-sifat Sedimen

Sifat sedimen yang paling mendasar adalah ukuran butiran dan bentuk, berat jenis dari sedimen dan air, viskositas, dan kecepatan jatuh dan lain-lain.

2.3.1 Ukuran partikel

Sekumpulan sedimen alami memilki bentuk yang tidak seragam. Para geolog mengembangkan klasifikasi untuk menentukan mana yang termasuk pasir, mana yang termasuk kerikil dan sebagainya. Salah satu klasifikasi yang terkenal adalah skala Wenworth yang mengklasifikasikan sedimen oleh ukuran (dalam millimeter) seperti ditunjukkan dalam tabel 2.2 berikut:

Tabel 2.2 Skala Wenworth dari klasifikasi ukuran sedimen

Deskripsi Ukuran Skala Wenworth Diameter Ukuran Unified Soil Classification (USC) Ayakan Ayakan d (mm) U.S.

Bongkah (Boulder) Brangkal (Cobble)

256

Brangkal (Cobble) 76,2 3 in Kasar

64,0 Kerikil

Krakal/Koral (Peeble) Halus

(Gravel)

19,0 ¾ in

4,76 No. 4

4,0

Batu Kerikil (Granule) Kasar

2,0

Sangat Kasar No. 10

Sedang

1,0 No. 20

Kasar

0,5

Sedang

Pasir 0,42 No. 40 Pasir

(Sand) 0,25 (Sand) Halus Halus 0,20 No. 100 Sangat Halus 0,125 No. 140 0,075 No. 200 0,0625 Lanau (Silt) 0,00391

Lempung Lanau atau Lempung

(Clay) 0,00024 (Silt or Clay)

Koloid

(Colloid)

Berdasarkan klasifikasi tersebut pasir memilki diameter antara 0,0625 dan 2,00 mm yang selanjutnya dibedakan menjadi lima kelas. Material sangat halus seperti lumpur dan lempung berdiameter di bawah 0,0625 mm yang merupakan sedimen kohesif.

Untuk beberapa studi kasus analisa ayakan menggunakan SNI 03-6388-2000 dan SNI 03-6408-2000 seperti pada Tabel 2.3 dan Tabel 2.4 berikut ini:

Tabel 2.3 Standar ukuran saringan Standar Ukuran (mm) Alternatif Satuan

75 3 inci 50 2 inci 25 1 inci 9,25 3/8 inci 4,75 No. 4 2,00 No. 10 0,425 No. 40 0,075 No. 200

Tabel 2.4 Batasan-batasan ukuran butiran tanah Jenis Butiran Ukuran Butir (mm)

Pasir kasar 2,0 mm – 0,42 mm

Pasir halus 0,42 mm – 0,075 mm

Lanau 0,075 mm – 0,002 mm

Lempung 0,002 mm – 0,001 mm

Kolloida < 0,001 mm

Untuk menentukan batasan dari ukuran dalam suatu sample pasir, harus dilakukan analisis ukuran. Mengayak pasir adalah dimaksudkan untuk menemukan batasan dari ukuran dalam sampel. Biasanya ayakan berupa pan dengan saringan kawat sebagai suatu standar diberikan di dasarnya dan diklasifikasikan seperti yang dapat dilihat dalam Tabel 2.2. Ayakan disusun dalam suatu tumpukan di mana untuk ayakan yang lebih besar pada bagian atas dan ayakan yang lebih halus berada di bawahnya. Sampel diletakkan pada ayakan yang paling atas dan ayakan digetarkan sehingga pasir jatuh sejauh mungkin menembus tumpukan ayakan. Ukuran fraksi yang berbeda terjebak dalam ayakan dengan ukuran yang bervariasi. Berat pasir yang tertangkap dalam setiap ayakan ditimbang dan kemudian ditentukan persentase dari berat total sampel yang melewati ayakan.

2.3.2 Bentuk partikel

Bentuk dari sedimen alam beraneka ragam dan tidak terbatas. Di samping ukuran butir, bentuk partikel juga penting, karena ukuran partikel sedimen itu sendiri belum cukup untuk menjelaskan karakteristik butir-butir sedimen. Suatu partikel yang pipih mempunyai harga kecepatan endap yang lebih kecil dan akan lebih sulit untuk terangkut dibandingkan dengan suatu partikel yang bulat seperti muatan dasar.

Sifat-sifat yang paling penting dan berhubungan dengan angkutan sedimen adalah bentuk dan kebulatan butir (berdasarkan pengamatan H. Wadell). Bentuk butiran dinyatakan dalam kebulatannya yang didefinisikan sebagai perbandingan daerah permukaan partikel. Daerah permukaan sulit ditentukan dan isi butiran relatif kecil, sehingga Wadell mengambil pendekatan untuk menyatakan kebulatan.

Kebulatan dinyatakan sebagai perbandingan diameter suatu lingkaran dengan daerah yang sama terhadap proyeksi butiran dalam keadaan diam pada ruang terhadap bidang yang paling besar terhadap diameter yang paling kecil atau dengan kata lain kebulatan digambarkan sebagai perbandingan radius rata-rata kelengkungan ujung setiap butir terhadap radius lingkaran yang paling besar (daerah proyeksi atau bagian butir melintang).

Bentuk partikel dinyatakan sebagai suatu faktor bentuk (SF) yaitu :

SF = c/(ab)1/2 (2.5)

Dimana a merupakan sumbu terpanjang ; b adalah sumbu menengah dan c adalah sumbu terpendek.

Untuk partikel berbentuk bola mempunyai faktor bentuk SF = 1, sedangkan untuk pasir alam SF = 0,7. Pengaruh bentuk terhadap karakteristik hidraulik dari partikel/butiran (yaitu kecepatan jatuh ataupun hambatan) tergantung dari pada angka Reynold.

2.3.3 Rapat massa/Kerapatan (density) – ρ ( kg.m-3 )

Sesungguhnya semua sedimen berasal dari material batu, oleh sebab itu segala unsur material induk (parent material) dapat ditemukan di sedimen. Sebagai contoh, fragmen dari induk batuan ditemukan di batu besar dan kerikil, kuarsa pada pasir, silika pada lumpur, serta feldspars dan mika pada tanah liat. Densiti dari kebanyakan sedimen yang lebih kecil dari 4 mm adalah 2.650 kg/m3 (graviti spesifik, s = 2.65). densiti dari mineral lempung (clay) berkisar dari 2.500 sampai 2.700 kg/m3.

ρ = ௠௔௦௦௔_௜௦௜ = ெ_௏ (2.6)

Besarnya ρa tidak tetap, tergantung pada suhu, tekanan dan larutan. Pada air tawar memiliki nilai ρa = 1000 kg/m3, dan air laut memiliki nilai ρa = 1025 kg/m3. Pada perhitungan angkutan sedimen, pengaruh perbedaan kerapatan pada umumnya

2.4 Pengangkutan Sedimen

Sedimen adalah material atau pecahan dari batuan, mineral dan material organik yang melayang-layang di dalam air, udara, maupun yang dikumpulkan di dasar sungai atau laut oleh pembawa atau perantara alami lainnya. Sedimen dapat diangkut dengan tiga cara:

a. Suspension: umumnya terjadi pada sedimen-sedimen yang sangat kecil ukurannya (seperti lempung) sehingga mampu diangkut oleh aliran air atau angin yang ada.

b. Bedload: terjadi pada sedimen yang relatif lebih besar (seperti pasir, kerikil, kerakal, bongkah) sehingga gaya yang ada pada aliran yang bergerak dapat berfungsi memindahkan pertikel-partikel yang besar di dasar. Pergerakan dari butiran pasir dimulai pada saat kekuatan gaya aliran melebihi kekuatan inertia butiran pasir tersebut pada saat diam. Gerakan-gerakan sedimen tersebut bisa menggelundung, menggeser, atau bahkan bisa mendorong sedimen yang satu dengan lainnya.

c. Saltation: umumnya terjadi pada sedimen berukuran pasir dimana aliran fluida yang ada mampu menghisap dan mengangkut sedimen pasir sampai akhirnya karena gaya grafitasi yang ada mampu mengembalikan sedimen pasir tersebut ke dasar.

a. Muatan material dasar (bed material transport), yang berasal dari dasar, berarti bahwa angkutan ini ditentukan oleh keadaan dasar dan aliran (dapat terdiri dari muatan dasar dan muatan layang).

b. Muatan cuci (wash load), yang berasal dari hasil erosi daerah pantai. Angkutan ini terdiri dari butiran yang sangat halus dengan diameter < 50 µm (terdiri dari lempung dan lanau) yang hanya dapat bergerak dengan cara melayang dan tidak berada pada dasar laut. Oleh karena itu muatan cuci tidak dapat dihitung dan dapat dipengaruhi oleh turbulensi dan viskositas aliran.

Di kawasan pantai terdapat dua arah pengangkutan sedimen. Yang pertama adalah pergerakan sedimen tegak lurus pantai (cross-shore transport) atau boleh juga disebut dengan pergerakan sedimen menuju dan meninggalkan pantai (onshore-offshore transport). Yang kedua, pergerakan sedimen sepanjang pantai atau sejajar pantai yang biasa diistilahkan dengan longshore transport.

2.4.1 Pergerakan sedimen tegak lurus pantai (cross-shore transport)

Pengangkutan sedimen tegak lurus pantai dapat dilihat pada bentuk pantai (kemiringan pantai) dan bentuk dasar lautnya (bar & trough). Secara penampakan geomorfologi, proses pengangkutan sedimen tegak lurus pantai biasanya terjadi di teluk.

2.4.2 Pengangkutan sedimen sejajar pantai (longshore transport)

Orang sering menyebut pengangkutan sedimen sejajar pantai (dalam bahasa ilmiahnya littoral sediment transport) atau longshore sediment transport. Proses ini

biasanya terjadi di pantai yang berbatasan dengan samudra dan merupakan proses yang penting karena berdampak sangat besar terhadap suatu struktur yang dibuat manusia misalnya jetti atau groin.

2.4.3 Mekanisme Transpor Sedimen Oleh Gelombang

Di laut dalam, gerak partikel air karena gelombang jarang mencapai dasar laut. Sedang di laut dangkal, partikel air dekat dasar bergerak maju dan mundur secara periodik. Kecepatan partikel air di dekat dasar naik dengan bertambahnya tinggi gelombang dan berkurang dengan kedalaman.

Dalam mempelajari transpor sedimen, kecepatan partikel air dinyatakan dalam bentuk tegangan geser dasar ߬_௕ yang berubah fungsi dari komponen dasar ݑ_௕. Hubungan antara tegangan geser dasar dan kecepatan partikel air dinyatakan dalam bentuk:

߬௕ = ߩݑ∗ଶ (2.7)

Dengan,

ݑ∗ = ට௙_ଶݑ௕ (2.8)

dimana, Ρ = Rapat massa air (kg/m3 )

ݑ∗ = Kecepatan geser (m/s) f = Faktor gesekan

Kecepatan partikel air di dekat dasar atau yang dinyatakan dalam bentuk tegangan geser tersebut berusaha untuk menarik sedimen dasar. Sementara itu sedimen dasar memberikan tahanan yang dinyatakan dalam bentuk kecepatan kritik erosi ݑ_௕௖

atau tegangan kritik erosi ߬_௖௘. Kedua parameter tersebut tergantung pada sifat sedimen dasar seperti diameter, bentuk dan rapat massa sedimen untuk sedimen non kohesif (pasir) dan kohesifitas antara partikel untuk sedimen lohesif (lumpur, lempung, dll).

Jika dilihat untuk dasar laut berpasir yang datar, apabila kecepatan di dekat dasar sangat kecil, yang berarti juga tegangan geser dasar, partikel sedimen tidak bergerak (߬_௕ < ߬_௖௘). Selanjutnya apabila kecepatan bertambah (juga tegangan geser dasar ߬_௕), sampai pada suatu kecepatan tertentu beberapa butiran mulai bergerak, yang disebut dengan awal gerak sedimen (߬_௕ = ߬_௖௘). Sedimen bergerak maju mundur sesuai dengan gerak partikel air. Selanjutnya kenaikan kecepatan dapat mempercepat gerak tersebut, dan transpor sedimen yang terjadi disebut transpor dasar (bed load) seperti terlihat pada Gambar 2.1 (߬_௕ > ߬_௖௘).

Gambar 2.1 Pengaruh tegangan geser terhadap gerak sedimen dasar (tampak samping)

Dengan semakin bertambahnya kecepatan di dekat dasar, gerak ripple, yaitu dasar laut bergelombang kecil dengan puncaknya tegak lurus arah gelombang. Ukuran ripple tergantung pada pada amplitudo dan perioda dari gerak air di dekat dasar, ukuran butiran dan rapat massa material dasar (Horikawa, 1978). Dengan terbentuknya ripple akan meningkatkan turbulensi, dan partikel sedimen akan terangkat dalam bentuk suspensi (Gambar 2.1). Transpor sedimen dalam bentuk suspensi di atas dasar disebut transpor sedimen suspensi. Apabila gerak air semakin kuat, ripple akan menghilang dan terjadi transpor massa di mana suatu lapis dengan tebal tertentu terangkut dalam bentuk transpor sedimen dasar dan suspensi.

2.5 Sedimen Kohesif

Sedimen kohesif sering menimbulkan masalah pada beberapa bangunan air, misalnya pengendapan di pelabuhan, waduk, penurunan kualitas air dan sebagainya. Studi tentang sifat dan dinamika sedimen kohesif diperlukan untuk menanggulangi masalah tersebut. Berbeda dengan sedimen non kohesif, sifat-sifat sedimen kohesif sangat kompleks. Sifat-sifat tersebut dipengaruhi oleh asal sedimen, sifat air dan terutama keadaan konsolidasi dari sedimen. Sifat sedimen yang berasal dari suatu daerah (estuari, sungai, pantai dan sebagainya) berbeda dengan sedimen dari daerah lain. Di dalam air asin kecepatan endap akan lebih besar karena adanya proses flokulasi, demikian juga dengan tegangan kritik erosi dan endapan. Proses konsolidasi yang berjalan dengan waktu akan memperbesar tegangan kritik erosi. Karena banyaknya faktor yang berpengaruh, sampai saat ini sifat-sifat dan dinamika transpor sedimen kohesif masih belum diketahui dengan baik (Triatmodjo, 1987).

2.5.1 Profil vertikal dari konsentrasi sedimen

Jumlah dari arus dan gelombang untuk sedimen transport yang melayang dikendalikan oleh banyak jumlah energi yang tersedia di dalam air. Sedimen melayang selalu tidak tercampur dengan baik di dalam air dan strarifikasi terjadi karena adanya pengendapan yang menghasilkan konsentrasi sedimen yang sangat tinggi di dasar. Gambar 2.3 adalah sketsa profil vertikal dari konsentrasi sedimen kohesif S(ʐ) dan kecepatan arus u(ʐ), yang menunjukkan bahwa sedimen kohesif memiliki 3 wilayah :

a. Daerah paling atas adalah lapisan campuran dan memiliki konsentrasi sedimen yang relatif rendah.

b. Lapisan lumpur yang tipis dibedakan dari lapisan campuran dengan istilah gradien konsentrasi “lutocline” (Parker dan Kirby, 1982).

c. Daerah bawah yang merupakan daerah berlumpur.

Dalam lapisan campuran arah vertikal dipisahkan oleh guncangan yang kuat dan konsentrasi sedimen relatif tercampur dengan baik. Lutocline adalah bagian utama dari profil vertikal sedimen kohesif dan dikategorikan oleh gradien konsentrasi. Konsentrasi sedimen dapat diatur dari magnitude tertinggi dekat dasar dibandingkan pada permukaan air. Di bawah Lutocline, ada lapisan berlumpur dari konsentrasi sedimen. Lapisan berlumpur ditahan oleh guncangan energi dari arus, ketika ada suatu kesamaan antara flux deposisi dan guncangan vertikal flux transport. Lapisan berlumpur biasanya tipis dan oleh karena itu frekuensinya tidak diketahui.

2.5.2 Flokulasi

Flokulasi adalah proses di mana partikel yang melayang baik terkait menjadi kelompok yang besar (flocs). Flocs adalah kumpulan dari partikel yang kecil menjadi besar, lebih mudah mengendap partikel melalui proses kimia, fisika dan/atau biologi. Sedimen kohesif jarang mengendap dengan partikel tunggal di alam. Sedimen kohesif cendrung untuk tetap bersama ketika mereka sudah cukup dekat dengan kuatnya sedimen untuk mengatasi aliran geser dan gravitasi yang membuat mereka tetap berpisah. Flokulasi melibatkan dua aspek dari partikel yakni kohesi dan kolisi.

Proses tabrakan partikel (kolisi) dan kohesi juga diistilahkan sebagai agregat dan koagulasi. Flocs lebih besar daripada butiran tunggal dan biasanya jatuh lebih cepat daripada partikel yang menyatu. Karena terperangkap di dalam air, kepadatan dari flocs lebih kecil dibandingkan dengan partikel yang menyatu. Kecepatan jatuh dari sebuah flocs merupakan fungsi dari ukurannya, bentuk, dan kepadatan relatif. Bentuk dari floc adalah tipe yang bebas dan konsentrasi dari partikel melayang, karakteristik ionik dari lingkungan, dan tegangan geser cairan dan intensitas aliran turbulensi di lingkungan.

Kohesi (tarikan partikel) diatur oleh elektrokimia dari mineral sedimen dan air. Partikel kohesi tergantung pada komposisi minerallogikal, ukuran partikel, tergantung perubahan kapasitas dari sedimen. Parameter lain yang mempengaruhi kohesi termasuk keasaman, pH, dan temperatur dari air. Batasan dari sedimen kohesif dan tidak kohesif tidak jelas dibatasi. Ini bisa dinyatakan bagaimanapun, seiring meningkatnya kohesi dengan penurunan ukuran partikel untuk jenis material yang sama.

Kolisi antara partikel kohesi yang kecil menjadi flokulasi dan bentuk floc. Frekuensi kolisi sering meningkat dengan konsentrasi sedimen dan gradien kecepatan.

Bagaimanapun, selagi gradien kecepatan meningkat menjadi besar, floc akan mudah pecah, terurai, dan pada akhirnya membentuk floc yang baru. Flokulasi yang berkelanjutan menghasilkan agregat yang lebih besar (floc) yang bisa dikarakteristikkan dengan porositas tinggi, meningkat secara teratur dan rapuh, dan kecepatan rata-rata yang tinggi.

2.5.3 Kecepatan jatuh partikel 2.5.3.1 Hukum Stokes

Kecepatan jatuh sebuah partikel merupakan parameter yang penting untuk mempelajari sedimentasi di pantai dan proses pengendapan lain serta untuk menentukan gerak sedimen dalam suspensi. Kecepatan jatuh butiran ditentukan dengan persamaan hambatan aliran: గ ଺ D 3 (ρs – ρa) g = CD ଵ ଶ ρa w2గ_ସ D2 (2.9)

gaya berat gaya hambatan గ ଺ D3 (ρs – ρa) g w2 = CDଵ_ଶ ρa గ_ସ D2 w2 = ସ_ଷ௚ ஽ ∆_஼ ವ (2.10) ݓ = ቀସ_ଷ ௚஽_஼ ವ∆ቁ ଵ/ଶ

Dimana

w = kecepatan jatuh sedimen (mm/s) g = kecepatan gravitasi (m/det2) D = diameter butiran sedimen (mm) CD = koefisien hambatan

∆ = (ρs - ρa) / ρa , dan

ρa = rapat massa air laut (1025 kg/m3)

ρs = rapat massa sedimen (kg/m3)

Harga besaran CD tergantung dari bilangan Reynold dan bentuk dari partikel

Re = ௏.஽_௩ (2.12) Untuk

V = kecepatan arus (mm/s) ν = vsikositas kinematik

Untuk partikel berbentuk bola dan bilangan Reynold rendah (Re < 1) (koefisien hambatan di daerah Stokes adalah CD = 24/Re), rumus di atas menjadi :

w = ఘ௦ – ఘ௔ ଵ଼ఎ g D

2

= ∆ ௚ ஽మ

ଵ଼ఔ (2.13)

untuk bilangan Reynold yang besar, harga CD menjadi konstan yang bervariasi seperti :

2.5.3.2 Bottom withdrawal tube

Metode ini menggunakan alat yang disebut bottom withdrawal tube seperti yang terlihat pada Gambar 2.3. Mula-mula sedimen diambil dengan alat tersebut secara melintang dengan dua sisi terbuka pada kedalaman 1 meter. Kemudian sedimen diangkat secara vertikal dengan bagian bawah ditutup, lalu dibawa ke permukaan untuk dimasukkan dalam wadah dengan pengendapan dalam perhitungan waktu 3’, 6’, 10’, 15’, 25’, 40’, 60’. Dengan demikian, ada tujuh contoh sedimen yang diambil untuk dihitung konsentrasinya dengan metode gravimetri.

Konsentrasi sedimen diperoleh dari hasil laboratorium kimia analitik. Dengan mengambil sampel sedimen sebanyak 50 ml kemudian diletakkan pada kertas saring dan di-oven agar kering sempurna. Kemudian ditimbang berat kertas saring dan sedimen di atasnya. Dengan perhitungan sebagai berikut:

C = ୟ – ୠ ୶ ଵ଴య

௦௔௠௣௘௟ (2.15)

dengan C = konsentrasi sedimen (kg/m3) a = massa kertas saring + sedimen b = massa awal kertas saring

Untuk analisa data kecepatan jatuh sedimen, nilai konsentrasi yang dipakai dalam bentuk persentase (%) dengan tujuh perhitungan sesuai sampel.

C1 = _∑஼஼భ x 100%; C2 = ஼_{భశ ಴మ}

∑஼ x 100%; C3 =

஼_{భశ ಴మశ ಴య}

∑஼ x100%; dst.... (2.16) Perhitungan untuk kecepatan jatuhnya sendiri dengan:

w = ௧௜௡௚௚௜ ௔௜௥ ௣௔ௗ௔ ௧௔௕௨௡௚ (௠௠)

l tabung l = 1.00 m d = 38 mm d penyangga klep penutup

Gambar 2.3 Tabung kecepatan jatuh dari Metode Bottom Withdrawal Sample

2.5.4 Deposisi dari sedimen kohesif

Deposisi (dan resuspensi) dari sedimen kohesif begitu rumit. Walaupun banyak studi di masa lampau, banyak ketidakpastian yang terkait dengan deposisi dan resuspensi sedimen kohesif yang ada. Kesulitan di dalam keakuratan dan contoh data yang pasti adalah satu kendala yang besar:

a. Percobaan sedimen di laboratorium tidak memerlukan kondisi yang sebenarnya. b. Sulit untuk mengukur dari semua parameter yang penting untuk pengembangan

model deposisi dan resuspensi.

Erosi terjadi ketika tegangan geser di dasar melebihi gaya tahanan di dasar (tegangan geser kritis), yang sebaliknya tergantung pada parameter dasar yang lain, seperti komposisi sedimen, kadar air, salinitas, dan waktu dari konsolidasi dasar. Umumnya, model dari sedimen dasar sangat empiris dan lokasinya spesifik. Deposisi, dengan kata lain, secara langsung terpengaruh oleh proses hidrodinamik di dalam air, sehingga secara langsung menjadi model yang rapat.

Tegangan geser yang besar di dasar menghancurkan floc yang besar sebelum mereka jatuh. Kemudian butiran yang sudah pecah dari floc tersebut dan partikel tunggal tersuspensi. Ketika floc yang jatuh menyentuh sedimen di dasar, berat dari butiran sedimen memaksa air pori keluar dan struktur floc hancur perlahan di dasar. Sementara itu, floc yang kecil akan lebih mudah tersuspensi dan erosi akan berlanjut sampai kekuatan tegangan geser dasar stabil. Penyusunan kembali partikel akan meningkatkan kekuatan tegangan geser dan perlawanan ke resuspensi, secara umum menjadi konsolidasi.

2.5.5 Resuspensi dari sedimen kohesif

Resuspensi (erosi) dari sedimen yang dihasilkan dari tegangan geser dasar diatur oleh arus dan gelombang. Erosi dimulai ketika tegangan geser dasar ama dengan tegangan geser permukaan dari sedimen dasar. Sedimen kohesif dasar terdiri dari partikel tunggal, tetapi lebih disempurnakan menjadi kelompok butiran tergabung bersama secara kohesi. Erosi terjadi dimana kohesi terlalu kuat. Erosi rata-rata dan kedalaman di dasar yang terjadi begitu kuat pada profil dari kekuatan dasar. Jenis profil ini menunjukkan peningkatan dengan kedalaman dan meningkatnya konsolidasidengan kedalaman. Ketika kekuatan di dasar tidak sanggup untuk menolak tekanan erosi, resuspensi bermula.

Perilaku dari sedimen kohesif sangat kompleks dan tidak hanya bergantung pada kondisi aliran, tetapi juga properti elektrokimia dari sedimen. Faktor seperti kondisi hidrodinamik, distribusi ukuran partikel, tipe vegetasi dan distribusi, properti biokimia di dasar, dan waktu tempuh sedimen dasar, semua mempengaruhi erosi dari sedimen kohesif dasar. Karena kohesi, konsolidasi sedimen membutuhkan tekanan tinggi untuk pergerakkan, membuat lebih tahan terhadap erosi. Tegangan geser kritis untuk erosi dari dasar kohesif lebih signifikan daripada tegangan geser kritis untuk deposisi. Dengan kata lain, sekali partikel terdeposisi di dasar, ikatan kohesif dengan partikel lain membuatnya lebih sulit untuk terhapus daripada partikel tunggal yang dibutuhkan. Bagaimanapun, sekali sedimen kohesif tersuspensi, akan bergerak jatuh perlahan dan diperlukan untuk inisiasi erosi.

2.6 Karakter Profil Pantai

Pantai selalu menyesuaikan bentuk profilnya sedemikian sehingga mampu menghancurkan energi gelombang yang datang. Penyesuaian bentuk tersebut merupakan tanggapan dinamis alami pantai terhadap laut. Ada dua tipe tanggapan pantai dinamis terhadap gerak gelombang, yaitu tanggapan terhadap kondisi gelombang normal dan tanggapan terhadap kondisi gelombang badai. Gelombang normal merupakan gelombang yang terjadi dalam waktu yang lebih lama, dan energi gelombang dengan mudah dapat dihancurkan oleh mekanisme pertahanan alami pantai. Gelombang badai adalah sebutan untuk fenomena gelombang laut yang terjadi karena itupan angin badai, yang ukurannya di atas ukuran gelombang normal, yang melanda ke daratan. Di Indonesia, secara umum masyarakat menyebut fenomena gelombang ini dengan Gelombang Pasang. Gelombang badai dapat menyebabkan air laut masuk ke daratan dan mencapat jarak 200 meter ke dalam daratan dari tepi pantai.

Pada saat badai terjadi gelombang mempunyai energi besar. Sering pertahanan alami pantai tidak mampu menahan serangan gelombang, sehingga pantai dapat tererosi. Setelah gelombang besar reda, pantai akan kembali ke bentuk semula. Dengan demikian pantai tersebut mengalami erosi. Material yang terbawa arus tersebut diatas akan mengendap di daerah yang lebih tenang. Seperti di muara sungai, teluk, pelabuhan , dan sebagainya, sehingga mengakibatkan sedimentasi di daerah tersebut.

Bentuk profil pantai sangat dipengaruhi oleh material yang membentuk pantai tersebut dan juga gaya-gaya pembentuknya. Pantai dapat terbentuk dari material dasar yang berupa lumpur, pasir, kerikil, dan batu. Pantai lumpur mempunyai kemiringan sangat kecil sampai mencapai 1:5000. Kemiringan pantai pasir lebih besar yang berkisar

antara 1:20 dan 1:50. Kemiringan pantai berkerikil bisa mencapai 1:4, pantai berlumpur banyak dijumpai di daerah pantai dimana banyak sungai yang mengangkut sedimen suspensi bermuara di daerah tersebut dan gelombang relatif kecil. Bentuk profil pantai pada umumnya seperti ditunjukkan dalam gambar 2.4 berikut ini.

Gambar 2.4 Bentuk profil pantai

Dari gambar 2.4 diatas dapat dilihat bahwa profil pantai dapat dibagi kedalam empat bagian yaitu: daerah lepas pantai (offshore), daerah pantai dalam (inshore), daerah depan pantai (foreshore), dan daerah belakang pantai (backshore). Sedangkan menurut sudut pandang hidrodinamika, perairan pantai di daerah dekat pantai (nearshore zone) dibagi menjadi tiga daerah yaitu: daerah gelombang pecah (breaker zone), daerah buih (surf zone), dan daerah swash (swash zone).

Penjelasan dari beberapa uraian di atas diberikan sebagai berikut (Triadmodjo, 1999).

• Inshore (daerah pantai dalam) adalah daerah profil pantai yang terbentang keaarah laut batas daerah depan pantai (foreshore) sampai ke bawah breaker zone.

• Foreshore (daerah depan pantai) adalah daerah yang meliputi garis pantai , daerah swash sampai dengan bagian yang tidak terlalu jauh dari garis pantai. • Backshore (daerah belakang pantai) adalah daerah yang dibatasi oleh garis pantai

kearah daratan.

• Offshore (daerah lepas pantai) adalah daerah dari garis gelombang pecah kearah laut.

• Breaker zone (daerah gelombang pecah) adalah daerah dimana gelombang yang datang dari laut (lepas pantai) mencapai ketidakstabilan dan akhirnya pecah. Di pantai yang landai gelombang pecah bisa terjadi dua kali.

• Surf zone (daerah buih) adalah daerah yang terbentang antara bagian dalam dari gelombang pecah dan batas naik turunnya gelombang di pantai. Pantai yang landai mempunyai surf zone yang lebar.

• Swash zone (daerah swash) adalah daerah yang dibatasi oleh garis batas tertinggi naiknya gelombang dan batas terendah turunnya gelombang di pantai.

• Longshore bar (gundukan sepanjang pantai) adalah tumpukan pasir yang paralel terhadap garis pantai. Tumpukan pasir tersebut dapat muncul pada saat air surut, pada saat lain dapat menjadi barisan tumpukan pasir yang sejajar pantai dengan kedalaman yang berbeda.

Secara umum, bentuk profil alami pantai dibagi atas dua bagian menurut jenis sedimen penyusunnya, yaitu: profil pantai berpasir (coarse-grained profiles) dan profil pantai berlumpur (fine-grained profiles).

2.6.1 Profil pantai berpasir

Pada umumnya profil pantai berpasir mempunyai bentuk serupa seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.4 dalam gambar tersebut pantai dibagi menjadi backshore dan foreshore. Batas antara kedua zona adalah puncak berm, yaitu titik dari runup maksimum pada kondisi gelombang normal (biasa). Runup adalah naiknya gelombang pada permukaan miring. Runup gelombang mencapai batas antara pesisir dan pantai hanya selama terjadi gelombang badai. Surfzone terbentang dari titik dimana gelombang pertama kali pecah sampai titik runup di sekitar lokasi gelombang pecah. Di lokasi gelombang pecah terdapat longshore bar, yaitu gundukan pasir di dasar yang memanjang sepanjang pantai.

Selama kondisi gelombang biasa (tidak ada badai) pantai dalam keadaan keseimbangan dinamis. Selama terjadinya gelombang tersebut sejumlah pasir bergerak pada profil pantai, tetapi angkutan netto pada suatu lokasi yang ditinjau sangat kecil. Pada saat gelombang pecah, sebagian besar energi gelombang dihancurkan dalam turbulensi. Butir pasir digerakkan dari dasar dan tersuspensi oleh turbulensi. Pecahnya gelombang tersebut menghempaskan massa air ke pantai dengan membawa pasir tersebut. Massa air tersebut menghancurkan sisa energinya dengan runup ke pantai. Sebagian air yang naik tersebut akan kembali ke laut melalui permukaan pantai. Air yang kembali tersebut kurang turbulen, sehingga pasir yang terangkut ke arah laut tidak

sebanyak yang terangkut ke arah darat, sehingga pada kondisi gelombang kecil tersebut terbentuk pantai secara perlahan-lahan. Aliran kembali dari air dan pasir yang terjadi sepanjang dasar menuju offshore bar di sisi luar gelombang pecah.

Pada saat terjadi badai, dimana gelombang besar dan elevasi muka air diam lebih tinggi karena adanya setup gelombang dan angin, pantai dapat mengalami erosi. Gambar 2.5 menunjukkan proses terjadinya erosi pantai oleh gelombang badai dengan puncak gelombang sejajar garis pantai. Gambar 2.5.a adalah profil pantai dengan gelombang normal yang terjadi sehari-hari. Pada saat terjadi badai yang bersamaan dengan muka air tinggi, gelombang mulai mengalami sand dunes, dan membawa material ke arah laut dan kemudian mengendap (gambar 2.5.b). gelombang badai yang berlangsung cukup lama semakin banyak mengerosi bukit pasir (sand dunes) seperti terlihat pada gambar 2.5.c. Setelah badai reda gelombang normal kembali. Selama terjadinya badai tersebut terlihat perubahan profil pantai. Dengan membandingkan profil pantai sebelum dan sesudah badai, dapat diketahui volume sedimen yang tererosi dan mundurnya garis pantai (gambar 2.5.d).

Setelah badai berlalu, kondisi gelombang normal kembali. Gelombang ini akan mengangkut sedimen yang telah diendapkan di perairan dalam selama badai, kembali ke pantai. Gelombang normal yang berlangsung dalam waktu panjang tersebut akan membentuk pantai kembali ke profil semula. Dengan demikian profil pantai yang ditinjau dalam satu periode panjang menunjukkan kondisi yang stabil dinamis.

Apabila gelombang yang terjadi membentuk sudut dengan garis pantai, maka akan terjadi dua proses angkutan sedimen yang bekerja secara bersamaan, yaitu komponen tegak lurus dan sejajar garis pantai. Sedimen yang tererosi oleh komponen

tegak lurus dan sejajar garis pantai (gambar 2.5) akan terangkut oleh arus sepanjang pantai sampai ke lokasi yang cukup jauh. Akibatnya apabila ditinjau di suatu lokasi, pamtai yang mengalami erosi pada saat terjadi badai tidak bisa terbentuk kembali pada saat gelombang normal, karena material yang tererosi telah terbawa ke tempat lain. Dengan demikian, untuk satu periode waktu yang panjang, gelombang yang datang dengan membentuk sudut terhadap garis pantai dapat menyebabkan mundurnya (erosi) garis pantai.

Gambar 2.5 Proses pembentukan pantai (Triadmodjo, 1999)

Sand dunes seperti yang telah disebutkan diatas biasanya terdapat pada pantai berpasir. Pada saat air pasang bagian atas dari foreshore akan terbentuk dan menjadi kering selama air surut. Angin yang berhembus ke arah darat dapat mengangkut pasir yang

kering tersebut ke arah darat di backshore atau lebih jauh lagi di pesisir dan membentuk sand dunes. Sand dunes ini dapat berfungsi sebagai pelindung pantai terhadap serangan gelombang.

Profil pantai berpasir didominasi oleh pasir dalam ukuran yang besar hingga pasir ukuran yang kecil dimana sedimen dianggap tidak kohesif (diameter lebih besar dari 0,0625 mm).

Profil pantai berpasir didominasi oleh pasir dalam ukuran yang besar hingga pasir ukuran yang kecil di mana sedimen dianggap tidak kohesif (diameter > 0,064 mm). Persamaan profil pantai berpasir telah diberikan oleh Bruun (1954) dan Dean (1977) dan arah koordinat dari parameter pantai terdapat pada Gambar 2.6 sebagai berikut:

ℎ = ܣݕ௡ _(2.18)

dimana h = kedalaman air (m) A = parameter skala profil y = jarak dari garis pantai (m) n = konstanta.

2.6.2 Profil pantai berlumpur

Pantai berlumpur terjadi di daerah pantai dimana terdapat banyak muara sungai yang membawa sedimen suspensi dalam jumlah besar kelaut. Selain itu kondisi gelombang di pantai tersebut relatif tenang sehingga tidak mampu membawa (dispersi) sedimen tersebut ke perairan dalam di laut lepas. Sedimen suspensi tersebut dapat menyebar pada suatu daerah perairan yang cukup luas sehingga membentuk pantai yang luas, datar, dan dangkal. Kemiringan dasar laut/pantai sangat kecil

Biasanya pantai berlumpur sangat rendah dan merupakan daerah rawa yang terendam air pada saat muka air tinggi (pasang). Daerah ini sangat subur bagi tumbuhan pantai seperti pohon bakau (mangrove). Mangrove adalah tumbuhan berwujud semak dan pohon dengan akar tunjang, yaitu akar yang banyak tumbuh dari batang menjadi penopang tumbuhan tersebut. Selain itu ada juga mangrove yang mempunyai akar pernapasan yang menyembul dari tanah. Magrove dengan akar tunjang dan akar pernapasan yang menyembul dari tanah. Mangrove dengan akar tunjang dan akar pernapasan tang begitu ruwet di pantai dapat menangkap lumpur sehingga terjadi sedimentasi. Hutan bakau ini dapat berfungsi sebagai peredam energi gelombang, sehingga pantai dapat terlindung terhadap erosi.

Pada umumnya sedimen yang berada di daerah pantai (perairan pantai, muara pantai atau estuari, teluk) adalah sedimen kohesif dengan diameter butiran sangat kecil, yaitu dalam beberapa mikron. Sifat-sifat sedimen lebih tergantung pada gaya-gaya permukaan daripada gaya berat. Gaya-gaya permukaan tersebut adalah gaya tarik dan gaya tolak. Apabila resultannya merupakan gaya tarik, partikel akan berkumpul dan membentuk flokon dengan dimensi yang jauh lebih besar daripada dimensi partikel

individu. Fenomena ini disebut dengan flukoasi. Sebagian besar sedimentasi yang terjadi di perairan pantai merupakan hasil flukoasi sedimen kohesif.

Lee (1995) mengemukakan bahwa gelombang pecah tidak selalu menjadi dasar dissipasi energi di daerah buih (surf zone) untuk profil pantai berlumpur, tetapi juga efek viskositas (kekentalan) mengakibatkan disipasi energi gelombang. Oleh karena itu, Lee (1995) mengembangkan persamaan untuk profil pantai berlumpur adalah sebagai berikut.

ܪ(௬)= ܪ଴݁ି௞೔(௬బି௬) (2.19) dimana ܪ_଴ = tinggi gelombang pada jarak ݕ_଴

ݕ଴ = jarak dari garis pantai sampai ke batas onshore k = koefisien

2.7 Bangunan Pelindung Pantai

Erosi pantai adalah proses mundurnya garis pantai dari kedudukan garis pantai semula yang antara lain disebabkan oleh :

a. Daya tahan erosi material dilampaui oleh kekuatan eksternal yang ditimbulkan oleh pengaruh hidrodinamika (arus dan gelombang).

b. Terganggunya atau tidak adanya keseimbangan antara suplai sedimen yang datang ke bagian pantai yang ditinjau dan kapasitas angkutan sedimen di bagian pantai tersebut.

Erosi pantai tergantung pada kondisi angkutan sedimen pada lokasi tersebut, yang di pengaruhi oleh : angin, gelombang, arus, pasang surut, sedimen dan kejadian

lainnya, serta adanya gangguan yang diakibatkan oleh ulaah manusia yang mungkin berupa konstruksi bangunan pada pantai tersebut.

Salah satu metode penanggulangan erosi pantai adalah penggunaan struktur pelindung pantai, dimana struktur tersebut berfungsi sebagai peredam energi gelombang pada lokasi tertentu. Struktur pelindung pantai juga memicu adanya penumpukan sedimen.

2.7.1 Groin dan Jetty

Groin dan jetty merupakan bangunan tegak lurus pantai untuk mengamankan pantai dari gangguan kesetimbangan angkutan sedimen sejajar pantai (longshore transport). Groin berfungsi menahan laju sedimen sejajar pantai dan biasanya berupa serangkaian struktur krib (Gambar 2.7). Sedimen akan terperangkap di bagian hilir/bayangan krib akan terjadi erosi. Sedimen yang terperangkap di antara krib-krib diharapkan lama-kelamaan akan membentuk sudut garis pantai sedemikian rupa sehingga arah datang gelombang menjadi tegak lurus terhadap garis pantai baru tersebut. Bila arah datang gelombang tegak lurus terhadap garis pantai maka angkutan sedimen sejajar pantai akan terhenti dan pantai akan stabil. Groin dapat dibuat pendek (lebih pendek dari lokasi gelombang pecah) atau panjang (melampaui zona gelombang). Puncaknya dapat dibuat tinggi maupun rendah tergantung pada keperluannya. Sebagai bahan groin dapat dipakai tumpukan batu, bronjong, kayu, sheet pile beton maupun baja. Konsep tersebut ternyata tidak selalu berhasil. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa keberadaan krib justru meningkatkan arus sirkulasi di antara dua krib dan membentuk rip current yang akan mengangkut sedimen hilang ke lepas pantai. Erosi

yang terjadi di daerah hilir krib juga dapat membahayakan keamanan bangunan krib di sebelahnya. Dari sisi e

kaki di pantai. Selain itu groin sama sekali tidak efektif untuk mengatasi permasalahan erosi yang disebabkan oleh angkutan sedimen tegak lurus pantai (

Jetty merupakan ba

laut (Gambar 2.8). Struktur ini dibangun untuk mengatasi masalah pendangkalan muara sungai. Dengan adanya jetty yang cukup panjang, maka muara sungai akan bebas dari littoral transport. Permaslahan

yang terjadi di daerah hilir krib juga dapat membahayakan keamanan bangunan krib di sebelahnya. Dari sisi estetis adanya krib menggangu keindahan dan kenyamanan pejalan kaki di pantai. Selain itu groin sama sekali tidak efektif untuk mengatasi permasalahan erosi yang disebabkan oleh angkutan sedimen tegak lurus pantai (cross

Jetty merupakan bangunan tegak lurus pantai yang cukup panjang menjorok ke laut (Gambar 2.8). Struktur ini dibangun untuk mengatasi masalah pendangkalan muara sungai. Dengan adanya jetty yang cukup panjang, maka muara sungai akan bebas dari

Permaslahan yang terjadi adalah tertahannya sedimen di sisi hilir jetty.

Gambar 2.7 Groin

Gambar 2.8 Jetty

yang terjadi di daerah hilir krib juga dapat membahayakan keamanan bangunan krib di stetis adanya krib menggangu keindahan dan kenyamanan pejalan kaki di pantai. Selain itu groin sama sekali tidak efektif untuk mengatasi permasalahan cross-shore transport). ngunan tegak lurus pantai yang cukup panjang menjorok ke laut (Gambar 2.8). Struktur ini dibangun untuk mengatasi masalah pendangkalan muara sungai. Dengan adanya jetty yang cukup panjang, maka muara sungai akan bebas dari yang terjadi adalah tertahannya sedimen di sisi hilir jetty.

2.7.2 Seawall dan Revetment Tembok laut (

pembatas antara daratan di satu sisi dan perairan di

Gambar 2.9. Fungsinya adalah untuk melindungi/mempertahankan garis pantai dari serangan gelombang serta untuk menahan tanah di belakang tembok laut tersebut. Dengan adanya tembok laut diharapkan proses abrasi dapat

(seawall) berupa struktur kuat yang diharapkan mampu menahan gempuran gelombang sedangkan revetment

(Gambar 2.10).

Karena struktur tembok laut berupa bangunan yang kuat,

ditimbulkan oleh bangunan tersebut justru meningkatkan tinggi gelombang bahkan dapat mencapai dua kali tinggi gelombang datang dan dapat terjadi gelombang tegak (clapotis). Akibatnya, di depan struktur tersebut justru terjadi gerusan ya

membahayakan struktur itu sendiri. Revetment

Tembok laut (seawall) berupa bangunan yang dibuat pada garis pantai sebagai pembatas antara daratan di satu sisi dan perairan di sisi lainnya seperti yang terlihat pada Gambar 2.9. Fungsinya adalah untuk melindungi/mempertahankan garis pantai dari serangan gelombang serta untuk menahan tanah di belakang tembok laut tersebut. Dengan adanya tembok laut diharapkan proses abrasi dapat dihentikan. Tembok laut ) berupa struktur kuat yang diharapkan mampu menahan gempuran gelombang revetment berupa struktur fleksibel susunan batu kosong atau blok beton

Karena struktur tembok laut berupa bangunan yang kuat,

ditimbulkan oleh bangunan tersebut justru meningkatkan tinggi gelombang bahkan dapat mencapai dua kali tinggi gelombang datang dan dapat terjadi gelombang tegak

). Akibatnya, di depan struktur tersebut justru terjadi gerusan ya membahayakan struktur itu sendiri.

Gambar 2.9 Seawall

) berupa bangunan yang dibuat pada garis pantai sebagai sisi lainnya seperti yang terlihat pada Gambar 2.9. Fungsinya adalah untuk melindungi/mempertahankan garis pantai dari serangan gelombang serta untuk menahan tanah di belakang tembok laut tersebut. dihentikan. Tembok laut ) berupa struktur kuat yang diharapkan mampu menahan gempuran gelombang berupa struktur fleksibel susunan batu kosong atau blok beton

Karena struktur tembok laut berupa bangunan yang kuat, maka refleksi yang ditimbulkan oleh bangunan tersebut justru meningkatkan tinggi gelombang bahkan dapat mencapai dua kali tinggi gelombang datang dan dapat terjadi gelombang tegak ). Akibatnya, di depan struktur tersebut justru terjadi gerusan yang kadang dapat

2.7.3 Breakwater

Breakwater atau dalam hal ini pemecah gelombang lepas pantai adalah bangunan yang dibuat sejajar pantai dan berada pada jarak tertentu dari ga

gelombang dibangun sebagai salah satu bentuk perlindungan pantai terhadap erosi dengan menghancurkan energi gelombang sebelum sampai ke pantai, sehingga terjadi endapan dibelakang bangunan. Endapan ini dapat menghalangi transport sedime sepanjang pantai.

Sebenarnya breakwater atau pemecah gelombang dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu pemecah gelombang sambung pantai dan lepas pantai. Tipe pertama banyak digunakan pada perlindungan perairan pelabuhan, sedangkan tipe kedua untuk perlindungan pantai terha

sama, hanya pada tipe pertama perlu ditinjau karakteristik gelombang di beberapa lokasi di sepanjang pemecah gelombang, seperti halnya pada perencanaan groin dan jetty. Penjelasan lebih rinci men

Gambar 2.10 Revetment

Breakwater atau dalam hal ini pemecah gelombang lepas pantai adalah bangunan yang dibuat sejajar pantai dan berada pada jarak tertentu dari ga

gelombang dibangun sebagai salah satu bentuk perlindungan pantai terhadap erosi dengan menghancurkan energi gelombang sebelum sampai ke pantai, sehingga terjadi endapan dibelakang bangunan. Endapan ini dapat menghalangi transport sedime

Sebenarnya breakwater atau pemecah gelombang dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu pemecah gelombang sambung pantai dan lepas pantai. Tipe pertama banyak digunakan pada perlindungan perairan pelabuhan, sedangkan tipe kedua untuk perlindungan pantai terhadap erosi. Secara umum kondisi perencanaan kedua tipe adalah sama, hanya pada tipe pertama perlu ditinjau karakteristik gelombang di beberapa lokasi di sepanjang pemecah gelombang, seperti halnya pada perencanaan groin dan jetty. Penjelasan lebih rinci mengenai pemecah gelombang sambung pantai lebih cenderung Breakwater atau dalam hal ini pemecah gelombang lepas pantai adalah bangunan yang dibuat sejajar pantai dan berada pada jarak tertentu dari garis pantai. Pemecah gelombang dibangun sebagai salah satu bentuk perlindungan pantai terhadap erosi dengan menghancurkan energi gelombang sebelum sampai ke pantai, sehingga terjadi endapan dibelakang bangunan. Endapan ini dapat menghalangi transport sedimen

Sebenarnya breakwater atau pemecah gelombang dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu pemecah gelombang sambung pantai dan lepas pantai. Tipe pertama banyak digunakan pada perlindungan perairan pelabuhan, sedangkan tipe kedua untuk dap erosi. Secara umum kondisi perencanaan kedua tipe adalah sama, hanya pada tipe pertama perlu ditinjau karakteristik gelombang di beberapa lokasi di sepanjang pemecah gelombang, seperti halnya pada perencanaan groin dan jetty. genai pemecah gelombang sambung pantai lebih cenderung

berkaitan dengan palabuhan dan bukan dengan perlindungan pantai terhadap erosi. pemecah gelombang lepas pantai dibuat sejajar pantai dan berada pada jarak tertentu dari garis pantai, maka tergantung pada panjang pantai yang dilindungi, pemecah gelombang lepas pantai dapat dibuat dari satu pemecah gelombang atau suatu seri bangunan yang terdiri dari beberapa ruas pemecah gelombang yang dipisahkan oleh celah.

Bangunan ini berfungsi untuk melindungi pantai yang terletak dibelakangnya dari serangan gelombang yang dapat mengakibatkan erosi pada pantai. Perlindungan oleh pemecahan gelombang lepas pantai terjadi karena berkurangnya energi gelombang yang sampai di perairan di belakang bangunan. Karena pemecah gelombang ini dibuat terpisah ke arah lepas pantai, tetapi masih di dalam zona gelombang pecah (breaking zone). Maka bagian sisi luar pemecah gelombang memberikan perlindungan dengan meredam energi gelombang sehingga gelombang dan arus di belakangnya dapat dikurangi.

Gelombang yang menjalar mengenai suatu bangunan peredam gelombang sebagian energinya akan dipantulkan (refleksi), sebagian diteruskan (transmisi) dan sebagian dihancurkan (dissipasi) melalui pecahnya gelombang, kekentalan fluida, gesekan dasar dan lain-lainnya. Pembagian besarnya energi gelombang yang dipantulkan, dihancurkan dan diteruskan tergantung karakteristik gelombang datang (periode, tinggi, kedalaman air), tipe bangunan peredam gelombang (permukaan halus dan kasar, lulus air dan tidak lulus air) dan geometrik bangunan peredam (kemiringan, elevasi, dan puncak bangunan).

Berkurangnya energi gelombang di daerah terlindung akan mengurangi pengiriman sedimen di daerah tersebut. Maka pengiriman sedimen sepanjang pantai yang berasal dari daerah d

belakang struktur akan stabil dengan terbentuknya endapan sediment tersebut.

2.7.4 Artificial Headland

Tanjung buatan adalah struktur batuan yang dibangun di sepanjang

mengikis bukit-bukit untuk melindungi titik strategis, yang memungkinkan proses proses alam untuk melanjutkan sepanjang bagian depan yang tersisa. Hal ini secara signifikan lebih murah daripada melindungi seluruh bagian depan dan dapat memberikan perlindungan sementara atau jangka panjang dengan aktif

macam resiko. Tanjung sementara dapat dibentuk dari gabions atau kantong pasir, namun umurnya biasanya tidaklah panjang

Tanjung buatan berfungsi menstabilka

pantai semakin stabil, garis pantai menjadi lebih menjorok sehingga energi gelombang Berkurangnya energi gelombang di daerah terlindung akan mengurangi pengiriman sedimen di daerah tersebut. Maka pengiriman sedimen sepanjang pantai yang berasal dari daerah di sekitarnya akan diendapkan dibelakang bangunan. Pantai di belakang struktur akan stabil dengan terbentuknya endapan sediment tersebut.

Gambar 2.11 Breakwater

Artificial Headland

Tanjung buatan adalah struktur batuan yang dibangun di sepanjang

bukit untuk melindungi titik strategis, yang memungkinkan proses proses alam untuk melanjutkan sepanjang bagian depan yang tersisa. Hal ini secara signifikan lebih murah daripada melindungi seluruh bagian depan dan dapat

kan perlindungan sementara atau jangka panjang dengan aktif

macam resiko. Tanjung sementara dapat dibentuk dari gabions atau kantong pasir, namun umurnya biasanya tidaklah panjang antara 1 sampai 5 tahun

Tanjung buatan berfungsi menstabilkandaerah pesisir pantai, membentuk garis pantai semakin stabil, garis pantai menjadi lebih menjorok sehingga energi gelombang Berkurangnya energi gelombang di daerah terlindung akan mengurangi pengiriman sedimen di daerah tersebut. Maka pengiriman sedimen sepanjang pantai i sekitarnya akan diendapkan dibelakang bangunan. Pantai di belakang struktur akan stabil dengan terbentuknya endapan sediment tersebut.

Tanjung buatan adalah struktur batuan yang dibangun di sepanjang ujung pantai bukit untuk melindungi titik strategis, yang memungkinkan proses-proses alam untuk melanjutkan sepanjang bagian depan yang tersisa. Hal ini secara signifikan lebih murah daripada melindungi seluruh bagian depan dan dapat kan perlindungan sementara atau jangka panjang dengan aktif dari berbagai macam resiko. Tanjung sementara dapat dibentuk dari gabions atau kantong pasir,

antara 1 sampai 5 tahun

ndaerah pesisir pantai, membentuk garis pantai semakin stabil, garis pantai menjadi lebih menjorok sehingga energi gelombang

akan hilang pada daerah shoreline dan akhirnya membentuk pesisir rencana yang lebih stabil dan dapat berkembang. Stabilitas akan te

tanjung. struktur pendek dengan celah panjang akan memberikan perlindungan lokal tetapi tidak mungkin mengizinkan bentuk rencana stabil untuk dikembangkan. Jika erosi berlangsung terus-menerus tanjung mungkin perlu dipe

mencegah kegagalan struktural, meskipun tanjung buatan akan terus memberikan perlindungan sebagai breakwaters perairan dekat pantai.

2.7.5 Beach Nourishment Beach Nourishment

sedimentasi pada pantai ke daerah yang terjadi erosi, sehingga menjaga pantai tetap stabil. Kita ketahui erosi dapat terjadi jika di suatu pantai yang ditinjau terdapat kekurangan suplai pasir. Stabilitasi pantai dapat di

akan hilang pada daerah shoreline dan akhirnya membentuk pesisir rencana yang lebih stabil dan dapat berkembang. Stabilitas akan tergantung pada panjang dan jarak dari tanjung. struktur pendek dengan celah panjang akan memberikan perlindungan lokal tetapi tidak mungkin mengizinkan bentuk rencana stabil untuk dikembangkan. Jika erosi menerus tanjung mungkin perlu diperpanjang atau dipindahkan untuk mencegah kegagalan struktural, meskipun tanjung buatan akan terus memberikan perlindungan sebagai breakwaters perairan dekat pantai.

Gambar 2.12 Artificial Headland

Beach Nourishment

Beach Nourishment merupakan usaha yang dilakukan untuk memindahkan sedimentasi pada pantai ke daerah yang terjadi erosi, sehingga menjaga pantai tetap stabil. Kita ketahui erosi dapat terjadi jika di suatu pantai yang ditinjau terdapat kekurangan suplai pasir. Stabilitasi pantai dapat dilakukan dengan penambahan suplai akan hilang pada daerah shoreline dan akhirnya membentuk pesisir rencana yang lebih rgantung pada panjang dan jarak dari tanjung. struktur pendek dengan celah panjang akan memberikan perlindungan lokal tetapi tidak mungkin mengizinkan bentuk rencana stabil untuk dikembangkan. Jika erosi rpanjang atau dipindahkan untuk mencegah kegagalan struktural, meskipun tanjung buatan akan terus memberikan

a yang dilakukan untuk memindahkan sedimentasi pada pantai ke daerah yang terjadi erosi, sehingga menjaga pantai tetap stabil. Kita ketahui erosi dapat terjadi jika di suatu pantai yang ditinjau terdapat lakukan dengan penambahan suplai

pasir ke daerah yang terjadi erosi itu. Apabila erosi terjadi secara terus menerus , maka suplai pasir harus dilakukan secara berkala dengan laju sama dengan kehilangan pasir . Untuk pantai yang cukup panjang maka penambahan pasir dengan cara pembelian kurang efektif sehingga digunakan alternatif pasir diambil dari hasil sedimentasi sisi lain dari pantai. Skematik dari aplikasi untuk Beach Nourishment pada Gambar 2.7 berikut:

Gambar 2.13 Skematik Beach Nourishment

2.7.6 Mangrove

Berbagai macam cara, baik tradisional maupun modern, bentuk dan bahan telah digunakan sebagai terumbu buatan untuk meningkatkan kualitas habitat ikan dan biota laut lainnya. Mangrove merupakan tumbuhan pantai yang dapat tumbuh baik di lingkungan tropis maupun subtropis. Hutan mangrove merupakan suatu ekosistem yang kompleks dan labil. Daerah pertumbuhan mangrove merupakan suatu ekosistem yang

erosi

sedimentasi Perpindahan dari sedimentasi ke daerah erosi

spesifik, hal ini disebabkan oleh adanya proses kehidupan biota (flora dan fauna) yang berkaitan baik yang terdapat di daratan maupun di lautan.

Manfaat dan fungsi ekosistem mangrove adalah sebagai habitat yang berperan penting sebagai tempat berpijah dan tempat asuhan berbagai jenis ikan, udang dan biota lainnya serts merupakan habitat berbagai jenis burung, mamalia dan reptil.

Mangrove adalah komunitas tumbuhan yang hidup di dalam kawasan yang lembab dan berlumpur serta dipengaruhi pasang dan surut. Ekosistem ini merupakan gabungan komponen daratan dan akuatik, termasuk tumbuh-tumbuhan yang terdapat di lumpur/pasir yang berair, sedangkan komponen hewan terdapat pada akar, batang-batang mangrove, lumpur, dan pada perairan yang melewati kawasan dan bagian daratannya. Ekosistem mangrove pada dasarnya memiliki nilai ekonomi, ekologi dan social. Secara ekonomis mangrove dimanfaatkan untuk kayu bakar, arang, penyamak kulit, bahan-bahan bangunnan, peralatan rumah tangga, obat-obatan dan bahan baku untuk pulp dan industry kertas. Selain itu mangrove juga dimanfaatkan untuk kegiatan pariwisata alam (ecotourism), baik secara langsung maupun tidak langsung. Pemanfaatan mangrove sebagai daerah tujuan wisata ilmu telah dilakukan oleh Pusat Riset Kelautan, Universitas Songkla, di Hat Yai, Thailand Selatan yang mengelola kawasan mangrove secara terpadu sebagai tempat rekreasi dan penelitian.

Nilai penting ekologi mangrove berupa fungsinya sebagai feeding ground, spawing ground, nursery ground berbagai jenis biota, disamping sebagai pensuplai hara bagi lingkungan perairan sekitar. Nilai social hutan mangrove berkaitan dengan cara hidup sebagian besar masyarakat pesisir yang kebutuhan hidupnya bergantung pada hutan mangrove. Mangrove yang berkembang dengan baik memberikan fungsi dan

keuntungan yang besar,baik dalam mendukung perairan laut, memberikan pasokan bahan bangunan dan produk

2.8 Aplikasi dari Persamaan 1. Incipient motion

d

weight

Gambar 2.15 Diagram dari partikel sedimen yang bergerak pada saluran keuntungan yang besar,baik dalam mendukung perairan laut, memberikan pasokan bahan bangunan dan produk-produk lain bagi kebutuhan setempat.

Gambar 2.14 Mangrove

Aplikasi dari Persamaan-persamaan Kecepatan Jatuh

ν

D

νd

weight

Gambar 2.15 Diagram dari partikel sedimen yang bergerak pada saluran terbuka

keuntungan yang besar,baik dalam mendukung perairan laut, memberikan pasokan produk lain bagi kebutuhan setempat.

Untuk menghitung incipient motion dilakukan dengan pendekatan kecepatan kriteria Yang. Perkembangan ditunjukkan secara detail untuk menggambarkan bagaimana beberapa teori dasar dari mekanika fluida dapat diaplikasikan pada studi incipient motion. Pengaruh yang kuat dari partikel sedimen berbentuk bola pada dasar saluran ditunjukkan pada Gambar 2.15. Untuk sebagian besar sungai dengan saluran miring kecil kemungkinan terjadi gravitasi yang kuat dari komponen pada aliran langsung dan dapat diabaikan dengan pergerakan yang kuat dari partikel sedimen berbentuk bola. Kuat hambat dapat ditunjukkan sebagai:

FD = CDగௗ

మ ସ

ఘೌ

ଶ Vd2 (2.20)

Dimana Vd adalah kecepatan pada jarak d di atas dasar

Akhir kecepatan jatuh dari sebuah partikel berbentuk bola dapat dicapai ketika adanya keseimbangan antara kuat hambatan dan berat dari partikel di bawah permukaan, ketika: CD’గௗ మ ସ ఘೌ ଶ w 2 = గௗయ ଺ (ρs – ρa) g (2.21)

Dimana CD’ merupakan koefisien hambatan pada w

Subtitusi CD’ dengan CD ψ1 dan eliminasi CD dari persamaan 2.20 dan 2.21 kuat hambat menjadi: FD = గௗ య ଺టభ௪మ (ρs – ρa) g Vd 2 (2.22) Jika kita asumsikan pada hukum logaritma untuk distribusi kecepatan jatuh dapat diaplikasikna pada kasus ini

௏೤

௎∗ = 5,75 log ௬

Dimana Vy = kecepatan pada jarak y di atas dasar dan B adalah fungsi kekasaran Kemudian kecepatan pada y = d menjadi

Vd = BU* (2.24)

Kecepatan rata-rata dapat diperoleh dengan integrasi persamaan 2.23 dari y = ε ke y = D dengan ε → 0:

V = U*ቂ5,75 ቀ݈݋݃஽_ௗ− 1ቁ + ܤቃ (2.25)

Dari persamaan (2.22), (2.24) dan (2.25)

FD = గௗయ ଺టభ (ρs – ρa) gቀ ௏ ௪ቁ ଶ ቈ ஻ ହ,଻ହ ቂ௟௢௚ቀವ_೏ቁି ଵቃା஻቉ ଶ (2.26)

Pergerakan kuat yang meningkat pada partikel dapat diperoleh: FL = CL గௗ

మ ସ

ఘೌ

ଶ Vd2 (2.27)

Hubungan dantara koefisien gaya angkat CL dan koefisien hambatan CD dapat ditentukan dengan percobaan. Jika kita misalkan ψ2CL = CD dan mengikuti prosedur yang sama pada persamaan (2.26), kita dapat:

FL = గௗ య ଺టభటమ (ρs – ρa) gቀ ௏ ௪ቁ ଶ ቈ_{ହ,଻ହ ቂ௟௢௚ቀ}஻ವ ೏ቁି ଵቃା஻቉ ଶ (2.28)

Berat dari partikel di bawah permukaan (suspensi) ws = గௗ

య

଺ (ρs – ρa) g (2.29)

Kemudian kekuatan resistan menjadi FR = ψ3 (ws – FL) = టయ గ ௗయ ଺ (ρs – ρa) g൝1 − _టଵ భటమቀ ௏ ௪ቁ ଶ ቈ_{ହ,଻ହ ቂ௟௢௚ቀ}஻ವ ೏ቁି ଵቃା஻቉ ଶ ൡ (2.30)

Dimana ψ merupakan koefisien geser

Asumsikan bahwa incipient motion terjadi ketika FD = FR dari persamaan (2.26) dan (2.30) ௏೎ೝ ௪ = ቈ ஻ହ,଻ହ ቂ௟௢௚ቀವ_೏ቁି ଵቃ ஻ + 1቉ ቀ టభటమటయ టమାటయቁ ଵ/ଶ (2.31)

Dimana Vcr merupakan kecepatan jatuh kritis rata-rata pada incipient motion dan Vcr/w adalah dimensi kecepatan jatuh kritis

Persamaan (2.31) adalah persamaan dasar spesifik kondisi aliran ketika partikel sedimen siap untuk bergerak pada dasar dari saluran terbuka. Nilai dari ψ1, ψ2, dan ψ3 harus ditentukan dengan percobaan. Fungsi kekasaran B tergantung pada apakah batas dalam hidrolik licin, transisi atau kasar sempurna.

Dalam area hidrolik yang licin, B hanya sebagai fungsi kecepatan geser dari bilangan Reynold U* d/v (schlichting, 1962) yaitu:

B = 5,5 + 5,75 log ௎_ఔ∗ௗ, 0<௎_ఔ∗ௗ<5 (2.32) Kemudian persamaan (2.31) menjadi

௏೎ೝ ௪ = ቈ ௟௢௚ቀವ_೏ቁି ଵ ୪୭୥ቀೆ∗೏_ഌ ቁା଴,ଽହ଺+ 1቉ ቀ టభటమటయ టమାటయቁ ଵ/ଶ (2.33)

Dimana ada pola semilog hiperbola antara Vcr/w dan U* d/v. Kekasaran relatif d/D tidak memiliki pengaruh yang signifikan pada bentuk dari hiperbola area hidrolik yang licin.

Pada area kasar sempurna, ada bagian yang keluar dari sublapisan laminar. Pengaruh pergeseran laminar dapat diabaikan dan B tetap menjadi fungsi dari kekasaran relatif d/D;

B = 8.5, ௎∗ௗ

Sehingga persamaan (2.31) menjadi ௏೎ೝ ௪ = ቈ ௟௢௚ቀವ_೏ቁି ଵ ଵ,ସ଼ + 1቉ ቀ టభటమటయ టమାటయቁ ଵ/ଶ (2.35)

Persamaan (2.35) terindikasi pada area kasar sempurna, plot dari Vcr/w serta U*d/v berada pada garis horizontal. Posisi garis horizontal ini bergantung pada nilai kekasaran relatif ψ1, ψ2, dan ψ3.

Pada area transisi dengan kecepatan geser bilangan Reynold antara 5 dan 70, bagian yang sampai keluar dari sublapis laminar. Kedua pergeseran laminar dan pergerakan turbulen dapat dipertimbangkan. Pada kasus ini, B dipisahkan dari persamaan (2.32) dengan meningkatnya U* d/v. Ini sangat masuk akal karena pada dasarnya persamaan (2.33) masih berlaku tetapi dengan kekasarana relatif d/D memiliki peranan peningkatan yang penting sebagai meningkatnya U* d/v.

Kumpulan data laboratorium dari berbagai peneliti yang berbeda yang digunakan oleh Yang (1973) untuk koefisien determinan pada persamaan (2.33) dan (2.35) maka kriteria incipient motion diperoleh sebagai berikut:

௏೎ೝ ௪ = ଶ.ହ ୪୭୥ቀೆ∗೏_ഌ ቁି ଴.଴଺ + 0.66, 1.2< ௎∗ௗ ఔ <70 (2.36) dan ௏೎ೝ ௪ = 2.05, 70 ≤ ௎∗ௗ ఔ (2.37)

2. Resistensi terhadap aliran pada batas bergerak

Banyaknya pendekatan yang digunakan pada penentuan kekasaran total dari saluran alluvial berdasarkan pada konsep dari pemisahan kekasarna antara butiran dan bentuk kekasaran. Cara yang disarankan oleh beberapa peneliti yang berbeda data harus

diperoleh dari laboratorium. Hasil perhitungan dari pendekatan ini selalu berbeda satu sama lain dan dari ukuran pada sungai. Masalah utama adalah dari ketidakmampuan kita untuk memprediksi bentuk dasar dari teori sounding. Walaupun jika bentuk dasar diketahui, bentuk kekasaran tetap berubah secara signifikan.

Mengingat aliran seragam pada saluran alluvial di peroleh lebar W. Rumus sambungannnya adalah

Q = WDV (2.38)

dimana W merupakan lebar saluran dan D adalah kedalamannya serta V kecepatan arus Konsentrasi total dari material dapat dijelaskan sebagai

Ct = ɸ (V, S, D, d, v, w) (2.39)

Karena total kekasaran tidak diketahui, secara teori, rumus Manning tidak dapat dipecahkan tanpa mengandalkan beberapa metode empiris atau semiempiris untuk menentukan koefisien kekasaran.

Teori dari rata-rata minimum kehilangan energi (Yang, 1976) berdasarkan ketika sistem dinamik mencapai kondisi equilibrium merupakan kehilangan energi minimum. Nilai minimum tergantung pada batas sistem yang diterapkan. Untuk aliran seragam diketahui lebar saluran dimana kehilangan energi rata-rata untuk pengangkutan sedimen dapat diabaikan, maka kehilangan energi untuk setiapa berat dari air adalah

ௗ௒ ௗ௧ = ௗ௫ ௗ௧ ௗ௒ ௗ௫ = VS = kuat aliran (2.40)

Dimana Y adalah energi potensial persatuan berat

Dengan demikian teori dari kekuatan minimum yang diperlukan adalah

Pada batasan yang diberikan yang membawa jumlah debit air yang diketahui Q dan konsentrasi sedimen C beserta ukuran butiran d. Subskrip m menunjukkan nilai yang diperoleh dengan kuat aliran minimum. Pemanfaatan dari persamaan 2.41 dalam konjungsi dengan persamaan 2.38 dan 2.39 dapat memberikan solusi atas variabel yang tidak diketahui V, D dan S tanpa pengetahuan dari total kekasaran. Persamaan pergerakan sedimen yang disarankan oleh Yang (1976) pada kuat aliran adalah

Log C = 5,435 – 0,268 log ௪ௗ_௩ - 0,475 log ௎_௪∗ + ቀ1,799 − 0,409 log௪ௗ ௩ − 0,314 log ௎∗ ௪ቁ log ቀ ௏ௌ ௪ − ௏೎ೝௌ ௪ ቁ (2.42) Dimana:

C = konsentrasi sedimen total (kg/m3) w = kecepatan jatuh (mm/s)

d = diameter saringan rata-rata (mm) v = viskositas kinematik

g = gravitasi bumi (m/s2) VS = kekuatan aliran VcrS = kekuatan aliran kritis