KAJIAN LAJU ANGKUTAN SEDIMEN
PADA SUNGAI WAMPU
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian
Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh :
ARTA O. BOANGMANALU 080404038
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Sungai merupakan sarana yang sangat penting dalam proses pengangkutan sedimen. Sungai berfungsi untuk mengalirkan sedimen-sedimen dari hasil erosi yang nantinya akan diteruskan ke laut. Sedimentasi adalah proses pengendapan material yang terangkut oleh aliran dari bagian hulu. Proses sedimentasi meliputi proses erosi, transportasi (angkutan), pengendapan (deposition) dan pemadatan (compaction) dari sedimentasi itu sendiri. Sungai-sungai membawa sedimen dalam setiap alirannya. Sedimen dapat berada di berbagai lokasi dalam aliran, tergantung pada keseimbangan antara kecepatan ke atas pada partikel dan kecepatan pengendapan partikel.
Untuk menghitung laju angkutan sedimen banyak metode yang bisa digunakan. Diantaranya yaitu metode Yang’s, Engelund and Hansen, shen and Hung. Dalam penggunaan metode-metode tersebut diperlukan ukuran kedalaman penampang sungai. Dan untuk menghitung kedalaman sungai digunakan metode pendekatan Einstein.
Dari hasil perhitungan yang dilakukan, dengan metode Yang’s didapat hasil sedimen 2293477 ton, dengan metode Engelund and Hansen didapat hasil sedimen 14359167 ton, dengan metode Shen and Hung didapat hasil sedimen 311639.5 ton (untuk tahun 2008).
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus yang telah
melimpahkan berkat dan kasih karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “Kajian Laju Angkutan Sedimen
pada Sungai Wampu”. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk
menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari
bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Ucapan terima kasih penulis
ucapkan kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik USU.
2. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik USU.
3. Bapak Ivan Indrawan, ST selaku dosen pembimbing sekaligus orang tua bagi
penulis yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk
membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas
akhir ini.
4. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc, Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT,
Ibu Emma Patricia Bangun, ST, M.Eng selaku dosen pembanding/penguji
yang telah memberikan kritikan dan nasehat yang membangun dalam
5. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Jurusan teknik Sipil Universitas Sumatera
Utara.
6. Ayahanda A. Boangmanalu dan Ibunda R. Berutu yang selalu mendukung
saya dalam doa, membimbing, dan memotivasi saya dalam menyelesaikan
tugas akhir ini.
7. Kepada kakak, abang dan adik-adikku tersayang, yang mendukung
penyelesaian Tugas Akhir ini. Kakak Ria Hema, Asni Malini, Ramile, Reyes,
abang Amran dan adik-adikku Rohmasta dan Abraham.
8. Semua sahabat-sahabatku khususnya kepada Vivi, Gabe, Novalena dan
Winursa yang telah memberikan dukungan dalam pengerjaan tugas akhir ini.
9. Abang Rio Damuri dan kakak Trisna yang telah banyak membantu dalam
pengerjaan tugas akhir ini.
10.Seluruh pegawai administrasi yang telah memberikan bantuan dan kemudahan
dalam penyelesaian administrasi, Kak Lince, Bang Zul, dan lain – lain.
Semoga Tuhan Yesus membalas dan melimpahkan berkat dan karunia-Nya
kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan penulis ucapkan terima
kasih. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Mei 2013
Hormat Saya
DAFTAR ISI
ABSTRAK
KATA PENGANTAR ……….. i
DAFTAR ISI ……… iii
DAFTAR GAMBAR ……… vii
DAFTAR TABEL ……… viii
DAFTAR NOTASI ……….. ix
DAFTAR LAMPIRAN ………. xi
BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang ………... 1
I.2. Perumusan Masalah ……….... 2
I.3. Batasan Masalah ……… 3
I.4. Tujuan ……… 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Uraian ………... 4
II.2. Transportasi Sedimen ………... 6
II.2.1. Erosi dan Sedimentasi ………. 6
II.2.3. Sedimentasi ………. 8
II.2.4. Angkutan Sedimen ………. 10
II.2.5. Rumus- Rumus Angkutan Sedimen ……… 18
A. Persamaan Yang’s ………. 19
B. Engelund and Hansen ……….. 20
C. Shen and Hung ……….. 20
II.2.6. Metode Einstein ………. 21
II.3. Dampak Erosi dan Sedimentasi ……….. 21
II.3.1. Pengaruh Erosi ………. 21
II.3.2. Pengaruh Sedimentasi ………. 22
II.4. Morfologi Sungai ……… 23
II.5. Geometri dan Geoteknik Sungai ……… 23
BAB III METODOLOGI DAN DESKRIPSI LOKASI PENELITIAN III.1. Metodologi Penelitian ……….. 27
III.1.1. Metode Kerja ……… 29
III.1.2. Pengambilan Sampel Sedimen di Lapangan ………. 29
III.1.3. Perhitungan Kemiringan Dasar Sungai ………. 30
III.1.4. Perhitungan Kedalaman Sungai ……… 31
A. Metode Yang’s ………. 33
B. Metode Engelund and Hansen ……….. 34
C. Metode Shen and Hunsen ………. 34
III.2. Lokasi Studi penelitian ……….. 35
III.2.1. Batas Wilayah Administrasi ………. 35
III.2.2. Kondisi DAS Wampu ………. 36
III.2.2.1. Kondisi Bio-fisik DAS Wampu ………. 37
BAB IV PERHITUNGAN MUATAN ANGKUTAN SEDIMEN IV.1. Perhitungan Kemiringan Dasar Sungai ………... 39
IV.2. Perhitungan Kedalaman ………. 43
IV.3. Perhitungan Angkutan Sedimen Sungai Wampu dengan Metode Yang’s 50 IV.4. Perhitungan Angkutan Sedimen Sungai Wampu dengan Metode Engelund and Hansen ……….. 54
IV.5. Perhitungan Angkutan Sedimen Sungai Wampu dengan Metode Shen and Hung ………. 56
IV.6. Perbandingan jumlah muatan sedimen antara sungai Wampu dengan sungai Ular ……….. 66
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan ……… 68
DAFTAR PUSTAKA ………. 70
DAFTAR GAMBAR
Gambar Uraian
2.1 Gaya yang bekerja pada butiran di dasar sungai 13
2.2 Diagram Shields 16
2.3 Sketsa pengendapan partikel sedimen laying 17
2.4 Grafik hubungan antara 𝜔 dan d 18
3.1 Diagram Alir Penelitian 28
3.2 Faktor koreksi distribusi kecepatan 31
3.3 Hubungan antara 𝑉
𝑈∗" dan 𝛹 32
4.1 Grafik hasil muatan sedimen metode Yang’s 63
4.2 Grafik hasil muatan sedimen metode Engelund and Hansen 64
DAFTAR TABEL
Tabel Uraian
2.1 Klasifikasi ukuran partikel sedimen 11
2.2 Metode perhitungan dan karakteristiknya 26
3.1 Luas sub DAS di DAS Wampu 36
3.2 Luas sub DAS berdasarkan morfologi hulu tengah dan hilir 37
3.3 Luas sub DAS di DAS berdasarkan kemiringan lereng 38
4.1 Data kemiringan rata-rata sungai Wampu 39
4.2 Kedalaman sungai 46
4.3 Muatan sedimen metode Yang’s 53
4.4 Muatan sedimen metode Engelund and Hansen 56
4.5 Muatan sedimen metode Shen and Hung 59
4.6 Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan
metode Yang’s 60
4.7 Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan
Metode Engelund and Hansen 61
4.8 Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan
DAFTAR NOTASI
𝜔 = kecepatan jatuh
𝛾s = berat jenis sedimen
𝛾 = berat jenis ar
g = gravitasi
d = diameter sedimen
𝜈 = kinematic viscositas
𝜳 = psi
𝜏0 = tegangan geser
d35 = diameter sedimen 35% dari material dasar
d50 = diameter sedimen 50% dari material dasar
d65 = diameter sedimen 60% dari material dasar
Vcr = kecepatan kritis
V = kecepatan aliran
S = kemiringan sungai
U* = kecepatan geser
Ct = konsentrasi sedimen total
𝜟H = Beda tinggi
𝜟X = jarak memanjang
A = Luas penampang sungai
P = Keliling basah
R = jari-jari hidrolis
Q = debit air
D = kedalaman sungai
DAFTAR LAMPIRAN
Uji laboratorium Mekanika Tanah (analisa ukuran butiran)
Analisa saringan
Data debit sungai Wampu 2001-2010
Peta Daerah Aliran Sungai Wampu
Peta lokasi penelitian
