BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

(1)

43

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Analisis Data

3.1.1. Data yang Digunakan

Pada penelitian ini data yang di gunakan adalah data primer dan sekunder. Data hidrograf yang diperoleh dari BBWS (Bengawan Solo). Data sample sedimen di Sungai Asem Gondok yang di ambil dari lapangan .Pada penelitian transpor sedimen ini. Data yang di dapat untuk di analisa menggunakan metode MPM (Meryer Peter dan Muler) dan di analisa menggunakan sofware HEC – RAS 5.0.7.

3.1.2. Analisa Angkutan Sedimen dasar Sungai

Analisa angkutan sedimen untuk mengetahui proses agradasi atau degradasi yang terjadi di Sungai Asem Gondok Kab Pacitan. Angkutan sedimen dihitung dengan menggunakan rumus Meyer Peter Muller (MPM) dan menggunakan sofware HEC-RAS 5.0.7 . Analisa awal dimulai dengan pengambilan sample sedimen lihat Gambar 3.7 s/d Gambar 3.8, sejumlah 4 titik. Sample sedimen yang di analisa di Laboratorium lihat Lampiran 2, untuk mengetahui diameter butiran. Proses agradasi yang terjadi adalah jika debit sedimen yang dibawa dari ruas 1 ke ruas 2 lebih besar dari debit sedimen yang keluar dari ruas 2, sedangkan proses degradasi terjadi jika debit sedimen yang dibawa dari ruas 1 ke ruas 2 lebih kecil dari debit sedimen yang keluar dari ruas 2.

3.1.3. Analisa Transpor Sedimen Menggunakan Sofware HEC-RAS 5.0.7

Analisa software HEC-RAS versi 5.0.7 di Sungai Asem Gondok , data yang di input Selected River di Ras Mapper ploting Sungai lihat Gambar 4.1 , geomteri Sungai lihat Gambar 4.3 , Grainsize butiran lihat Gambar 4.24 s/d 4.27 dan hasil transpor sedimen lihat Gambar 4.28

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

(2)

Gambar 4.1 Sungai Asem Gondok Tampang memanjang

Gambar 4.2 Lokasi 1, 2, 3, dan 4 yang di analiasa Mengunakan sofware HEC-RAS 5.0.7 Lokasi 1

Lokasi 2 Lokasi 3

Lokasi 4

(3)

45

Untuk kondisi lapangan lokasi satu lihat Gambar 3.3, lokasi dua lihat Gambar 3.4, lokasi tiga lihat Gambar 3.5, lokasi empat lihat Gambar 3.6.

3.1.3.1. Geometri Sungai Asem Gondok

Data geometri Sungai Asem Gondok terdiri dari Cross Section 575, 553, 533, 514, 497, 467, 444, 418, 387, 346, 310, 282, 261, 228, 201, 176, 125, 95, 62, dan 16

Gambar 4.3 Geometri Sungai Asem Gondok dan Cross section

(4)

3.1.3.2. Hasil Running HEC-RAS 5.0.7

Hasil running HEC-RAS 5.0.7 di masing masing Cross Section di mulai dari Cross Section 575 s/d Cross Section 16 dapat di lihat dalam Gambar 4.4 s/d Gambar 4.23

Gambar 4.4 Cross Section 575

(5)

47

(6)

(7)

49

(8)

(9)

51

(10)

(11)

53

(12)

(13)

55

Gambar 4.23 Cross Section 16 3.1.3.3. Input Data Grain size

Setelah melakukan analisa grainsize ,maka data grain size dimasukan dalam tabel Grain size yang ada di HEC-RAS, lihat Lampiran 2 (data grain size lokasi 1 s/d 4). Berikut ini adalah hasil input Bed Gradation dalam tabel HEC-RAS lihat Gambar 4.24 s/d 4.27

(14)

Gambar 4.25 Bed gradation (lokasi dua)

(15)

57

Gambar 4.26 Bed gradation (lokasi tiga)

Gambar 4.27 Bed gradation (lokasi empat)

3.1.4. Hasil Analisa Transpor Sedimen dengan HEC-RAS 5.0.7

Transpor sedimen di Sungai Asem Gondok Kab Pacitan di analisa dengan menggunkan HEC-RAS 5.0.7 data yang di gunakan yaitu data hidrograf banjir kala ulang 50 tahun, selain data hidrograf juga data grainsize material yang di ambil di Sungai Asem Gondok.

Untuk flow hidrograf nya di running dengan flow awal 309 m3/dt,(bulan petama), flow 350 m3/dt (bulan ke dua),flow 425 m3/dt (bulan ke tiga) ,flow 450 m3/dt (bulan ke empat), dan flow 465 m3/dt (bulan ke lima) .Dari analisa di dapat nilai transpor sedimen di Sungai Asem Gondok selama lima bulan. Hasil analisa dapat di lihat pada Gambar 4.28

Lenkung 1 Lenkung 6 Lenkung 5 Lenkung 2 Lenkung 3 Lenkung 4 Sungai Mlati

Sungai Brungkah

(16)

Gambar 4.28 Grafik Degradasi Sungai Asem Gondok Selama 5 bulan

Lenkung 1 Lenkung 6 Lenkung 5 Lenkung 2 Lenkung 3 Lenkung 4 Sungai Mlati

Sungai Brungkah

58

(17)

59

3.1.6. Analisa Angkutan Sedimen Dasar Sungai Metode MPM

Analisa angkutan sedimen dasar sungai dilakukan untuk mengetahui proses agradasi atau degradasi yang terjadi di Sungai Asem Gondok Kab Pacitan. Angkutan sedimen dihitung dengan menggunakan rumus Meyer Peter Muller (MPM). Analisa angkutan dimulai dengan pengambilan sample sedimen lihat Gambar 3.7 dan Gambar 3.8, sample sedimen kemudian diuji di laboratorium, lihat lampiran dua ,untuk mengetahui diameter butiran sample sedimen d35, d50, d65, dan d90. Dari perhitungan rumus MPM dengan masukan data diameter butiran sedimen dasar dan data teknis Sungai Asem Gondok kemudian didapatkan hasil angkutan sedimen yang terjadi. Proses agradasi yang terjadi adalah jika debit sedimen yang dibawa dari ruas 1 ke ruas 2 lebih besar dari debit sedimen yang keluar dari ruas 2, sedangkan proses degradasi terjadi jika debit sedimen yang dibawa dari ruas 1 ke ruas 2 lebih kecil dari debit sedimen yang keluar dari ruas 2

Tabel 4.1 Data yang digunakan sebagai masukan dalam perhitungan angkutan sedimen pada lokasi satu :

Input Satuan Besaran

Debit Sungai (ft3/dt) m3/s = 685

Suhu C = 16

viskositas (𝜐) = 0,000001114

Slope (So) = 0,0019

Spesifik grafity Sedimen (𝜌_𝑠) kg/m³ = 2600

Berat Jenis air (𝜌_𝑤) kg/m³ = 1000

percepatan grafitasi (g) m/s² = 9,8

d35 mm = 1,64

dsi (d50) mm = 1,74

d65 mm = 2,23

d90 mm = 20,00

lebar Sungai (B) m = 28.0

kecepatan aliran (v) m²/s = 1.57

kedalaman (h) m = 4.50

Jari jari A

(18)

a. 𝑢^∗= √𝑔 ℎ 𝐼

𝑢^∗= √9,8 𝑥 4,50 𝑥 0,0019 𝑢^∗ = 0,292 m/s

b. 𝛿 = ^{11,6 𝑥 𝜐}

𝑢^∗

𝛿 = 11,6 𝑥 0,00000114 0,288

𝛿 = 0,000044 c. 𝐾_𝑠= 4,9 𝑚𝑚 > 6𝛿

𝐾_𝑠 = 4,9 𝑚𝑚 > 0,000341

sehingga dasar Sungai termasuk hidraulik kasar, kecepatan aliran (v) = 1,57 m/s d. 𝜏_𝑜 = 𝜌_𝑤. 𝑔. ℎ. 𝑖

𝜏_𝑜 = 1000 𝑥 9,8 𝑥 4,50 𝑥 0,0012 𝜏_𝑜 = 85,55 N/m²

e. 𝑅_𝑒 = ^𝑢^∗^.𝑑

𝜐

𝑅_𝑒 = 0,288 𝑥 1,74 1000 0,000001114 𝑅_𝑒 = 456,86

f. 𝜏_𝑐𝑟 = ∆. 𝜌_𝑤. 𝑔 . 𝑑_𝑚 . 𝛹_𝑐𝑟

𝛹_𝑐𝑟 didapatkan dari grafik Shield, dengan Re = 194,30 maka 𝛹_𝑐𝑟 = 0,04 sehingga

𝜏_𝑐𝑟 = 2600 − 1000

1000 𝑥 1000 𝑥 9,8 𝑥 0,74

1000 𝑥 0,04 𝜏_𝑐𝑟 = 1,20 N/m²

g. 𝐶 = ^𝑣

(ℎ.𝑖)¹^⁄²

𝐶 = 1,57

(4,50 𝑥 0,0019)¹^⁄² 𝐶 = 16,80

h. 𝐶^′ = 18 𝑙𝑜𝑔^{12. ℎ}

𝑑90

𝐶^′= 18 𝑙𝑜𝑔12. 4,50 20,0 𝐶^′= 61,76 1000

(19)

61

i. µ =( ^C

C^′)³^⁄² µ =( ^16,80

61,76)³^⁄² µ = 0,141 j. Ψ^′ = ^{μ . h. i}

∆ . d_m

Ψ^′ = 0,141 . 4,50. 0,0012 2600 − 1000

1000 . 0,74 1000 Ψ^′ = 0,4446

k. ɸ = (4. Ψ^′ − 0,188)³^⁄² ɸ = (4. 1,046 − 0,188)³^⁄² ɸ = 2,00843

l. q_s= ɸ . ( ∆ . g. d_m³)¹^⁄² 𝑞_𝑠 = 2,00843 . ( (2600−1000)

1000 . 9,8. (^2,23

1000)³)¹^⁄² 𝑞_𝑠 = 0,0008375 m³/s/m’

m. Debit sedimen perlebar 𝑞_𝑠. 𝐵 = 0,02127 m³/s

Tabel 4.2 Data yang digunakan sebagai masukan dalam perhitungan angkutan sedimen pada lokasi dua :

Debit Sungai (ft3/dt) m3/s = 685

Suhu C = 16,5

viskositas (𝜐) = 0,000001101

Slope (So) = 0,0012

Spesifik grafity Sedimen

(𝜌_𝑠) kg/m³ = 2600

d35 mm = 1,60

dsi (d50) mm = 4,00

d65 mm = 3,50

d90 mm = 20,0

lebar Sungai (B) m = 30,0

kedalaman (h) m = 4,00

(20)

𝑢^∗= √9,8 𝑥 4,00 𝑥 0,0019 𝑢^∗ = 0,216887 m/s

b. 𝛿 = ^{11,6 𝑥 𝜐}

𝑢^∗

𝛿 = 11,6 𝑥 0,000001101 0,272

𝛿 = 0,000059 c. 𝐾_𝑠= 4,9 𝑚𝑚 > 6𝛿

𝐾_𝑠 = 4,9 𝑚𝑚 > 0,000341

sehingga dasar Sungai termasuk hidraulik kasar, kecepatan aliran (v) = 1,57 m/s d. 𝜏_𝑜 = 𝜌_𝑤. 𝑔. ℎ. 𝑖

𝜏_𝑜 = 1000 𝑥 9,8 𝑥 4,00 𝑥 0,0012 𝜏_𝑜 = 47,04 N/m²

e. 𝑅_𝑒 = ^𝑢^∗^.𝑑

𝜐

𝑅_𝑒 = 0,216887 𝑥 4,00 1000 0,000001101 𝑅_𝑒 = 787,96

f. 𝜏_𝑐𝑟 = ∆. 𝜌_𝑤. 𝑔 . 𝑑_𝑚 . 𝛹_𝑐𝑟

𝜏_𝑐𝑟 = 2600 − 1000

1000 𝑥 1000 𝑥 9,8 𝑥 4,0

1000 𝑥 0,04 𝜏_𝑐𝑟 = 23,83 N/m²

g. 𝐶 = ^𝑣

(ℎ.𝑖)¹^⁄²

𝐶 = 1,78

(4,00 𝑥 0,0012)¹^⁄² 𝐶 = 25,69

h. 𝐶^′ = 18 𝑙𝑜𝑔^{12. ℎ}

𝑑90

𝐶^′= 18 𝑙𝑜𝑔12. 4,00 20,0 𝐶^′= 60,84 1000

(21)

63

i. µ =( ^C

C^′)³^⁄² µ =( ^25,69

60,84)³^⁄² µ = 0,2743 j. Ψ^′ = ^{μ . h. i}

∆ . d_m

Ψ^′ = 0,2743 . 4,00. 0,0012 2600 − 1000

1000 . 4,0 Ψ^′ = 0,2058 1000

k. ɸ = (4. Ψ^′ − 0,188)³^⁄² ɸ = (4. 0,2058 − 0,188)³^⁄² ɸ = 0,50623

l. q_s= ɸ . ( ∆ . g. d_m³)¹^⁄² 𝑞_𝑠 = 0,50623 . ( (2600−1000)

1000 . 9,8. (^2,23

1000)³)¹^⁄² 𝑞_𝑠 = 0,004151 m³/s/m’

m. Debit Sedimen perlebar 𝑞𝑠. 𝐵 = 0,01245 m³/s

Tabel 4.3 Data yang digunakan sebagai masukan dalam perhitungan angkutan sedimen pada lokasi tiga :

Debit Sungai (ft3/dt) m3/s = 685,9

Suhu C = 17,5

viskositas (𝜐) = 0,000001075

Slope (So) = 0,0012

d35 mm = 1,70

dsi (d50) mm = 2,80

d65 mm = 3,90

d90 mm = 10,80

lebar Sungai (B) m = 28,

(22)

𝑢^∗= √9,8 𝑥 3,60 𝑥 0,0012 𝑢^∗ = 0,205757 m/s

b. 𝛿 = ^{11,6 𝑥 𝜐}

𝑢^∗

𝛿 = 11,6 𝑥 0,000001075 0,205757 𝛿 = 0,000061 c. 𝐾_𝑠= 4,9 𝑚𝑚 > 6𝛿

𝐾_𝑠 = 4,9 𝑚𝑚 > 0,000341

𝜏_𝑜 = 1000 𝑥 9,8 𝑥 3,60 𝑥 0,0012 𝜏_𝑜 = 42.34 N/m²

e. 𝑅_𝑒 = ^𝑢^∗^.𝑑

𝜐

𝑅_𝑒 = 0,205757𝑥 2,80 1000 0,000001075 𝑅_𝑒 = 535,93

f. 𝜏_𝑐𝑟 = ∆. 𝜌_𝑤. 𝑔 . 𝑑_𝑚 . 𝛹_𝑐𝑟

𝜏𝑐𝑟 = 2730 − 1000

1000 𝑥 1000 𝑥 9,8 𝑥 2,80

1000 𝑥 0,40 𝜏_𝑐𝑟 = 18,99 N/m²

g. 𝐶 = ^𝑣

(ℎ.𝑖)¹^⁄²

𝐶 = 1,80

(3,60 𝑥 0,0012)¹^⁄² 𝐶 = 27,39

h. 𝐶^′ = 18 𝑙𝑜𝑔^{12. ℎ}

𝑑90

𝐶^′= 18 𝑙𝑜𝑔12. 3,60 10,8 1000 𝐶^′= 64,84

i. µ =( ^C

C^′)³^⁄²

(23)

65

µ =( ^27,39

64,84)³^⁄² µ = 0,27451 j. Ψ^′ = ^{μ . h. i}

∆ . d_m

Ψ^′ = 0,274 . 3,60. 0,0012 2600 − 1000

1000 . 2,80 Ψ^′ = 0,24482 1000

k. ɸ = (4. Ψ^′ − 0,188)³^⁄² ɸ = (4. 0,24482 − 0,188)³^⁄² ɸ = 0,70386

l. q_s= ɸ . ( ∆ . g. d_m³)¹^⁄² 𝑞_𝑠 = 0,70386 . ( (2730−1000)

1000 . 9,8. (^3,90

1000)³)¹^⁄² 𝑞_𝑠 = 0,0007059 m³/s/m’

m. Debit Sedimen perlebar 𝑞𝑠. 𝐵 = 0,01976 m³/s

Tabel 4.4 Data yang digunakan sebagai masukan dalam perhitungan angkutan sedimen pada lokasi empat :

Debit Sungai (ft3/dt) m3/s = 685,9

Suhu C = 17,0

viskositas (𝜐) = 0,000001088

Slope (So) = 0,0012

d35 mm = 0,93

dsi (d50) mm = 1,90

d65 mm = 3,90

d90 mm = 10,50

lebar Sungai (B) m = 29,00

kecepatan aliran (v) m²/s = 2,12

(24)

𝑢^∗= √9,8 𝑥 3,60 𝑥 0,0012 𝑢^∗ = 0,067723 m/s

b. 𝛿 = ^{11,6 𝑥 𝜐}

𝑢^∗

𝛿 = 11,6 𝑥 0,000001088 0,067723 𝛿 = 0,000186 c. 𝐾_𝑠= 4,9 𝑚𝑚 > 6𝛿

𝐾_𝑠 = 4,9 𝑚𝑚 > 0,000341

𝜏_𝑜 = 1000 𝑥 9,8 𝑥 3,90 𝑥 0,0012 𝜏_𝑜 = 4,59 N/m²

e. 𝑅_𝑒 = ^𝑢^∗^.𝑑

𝜐

𝑅_𝑒 = 0,067723𝑥 3,90 1000 0,000001088 𝑅_𝑒 = 118,27

f. 𝜏_𝑐𝑟 = ∆. 𝜌_𝑤. 𝑔 . 𝑑_𝑚 . 𝛹_𝑐𝑟

𝜏_𝑐𝑟 = 2670 − 1000

1000 𝑥 1000 𝑥 9,8 𝑥 1,90

1000 𝑥 0,40 𝜏_𝑐𝑟 = 12,44 N/m²

g. 𝐶 = ^𝑣

(ℎ.𝑖)¹^⁄²

𝐶 = 2,12

(3,90 𝑥 0,0012)¹^⁄² 𝐶 = 98,00

h. 𝐶^′ = 18 𝑙𝑜𝑔^{12. ℎ}

𝑑90

𝐶^′= 18 𝑙𝑜𝑔12. 3,90 10,50 1000 𝐶^′= 65,68

i. µ =( ^C

C^′)³^⁄² µ =( ^98,00

65,68)³^⁄²

(25)

67

µ = 1,82238 j. Ψ^′ = ^{μ . h. i}

∆ . dm

Ψ^′ = 1,82238 . 3,90. 0,0012 2600 − 1000

1000 . 1,90 Ψ^′ = 0,26879 1000

k. ɸ = (4. Ψ^′ − 0,188)³^⁄² ɸ = (4. 0,26879 − 0,188)³^⁄² ɸ = 0,83562

l. q_s= ɸ . ( ∆ . g. d_m³)¹^⁄² 𝑞_𝑠 = 0,83562( (2730 − 1000)

1000 . 9,8. (3,90 1000)

3

)¹^⁄² 𝑞_𝑠 = 0,0008233 m³/s/m’

m. Debit Sedimen perlebar 𝑞_𝑠. 𝐵 = 0,02388 m³/s

(26)

Gambar 4.29 Grafik kedalaman Degradasi Sungai Asem Gondok Metode MPM

68

Lokasi 1 Lokasi 2 Lokasi 3 Lokasi 4

350 600 (250) 950 (350) 1250 (300)

(27)

69

Analisa degradasi sungai di lokasi satu, di 350 m, bulan Januari terjadi degradasi 1.2 cm, pada bulan Februari terjadi degradasi 3.4 cm, pada bulan Maret terjadi degradasi 6.6 cm, pada bulan April terjadi degradasi 8.8 cm, dan pada bulan Mei terjadi degradasi 11,4 cm, jadi penurunan rata-rata lokasi satu di 350 m, adalah 6.28 cm. Di lokasi dua, di 600 m, bulan Januari terjadi degradasi 0.0 cm, pada bulan Februari terjadi

degradasi 0.4 cm, pada bulan Maret terjadi degradasi 1.2 cm, pada bulan April terjadi degradasi 2.4 cm, dan pada bulan Mei terjadi degradasi 4 cm, jadi penurunan rata-rata lokasi dua di 600 m, adalah 2.0 cm. Di lokasi tiga, di 950 m, bulan Januari terjadi degradasi 0.0 cm, pada bulan Februari terjadi degradasi 0.0 cm, pada bulan Maret terjadi degradasi 0.0 cm, pada bulan April terjadi degradasi 0.3 cm, dan pada bulan Mei terjadi degradasi 0.6 cm, jadi penurunan rata-rata lokasi tiga di 900 m, adalah 0.45 cm. Di lokasi empat, di 1250 m, bulan Januari terjadi degradasi 0.0 cm, pada bulan Februari

terjadi degradasi 0.0 cm, pada bulan Maret terjadi degradasi 0.0 cm, pada bulan April terjadi degradasi 0.0 cm, dan pada bulan Mei terjadi degradasi 0.0 cm, di lokasi empat di 1250 m tidak ada degradasi.