PENDAHULUAN
Latar Belakang
Terdapat berbagai kegiatan ekonomi lain yang juga sangat bergantung pada ketersediaan air, karena air dapat menjadi salah satu faktor penghambat pertumbuhan ekonomi. Salah satu upaya untuk mengatasi kesenjangan penyediaan air adalah dengan membangun bangunan-bangunan air seperti bendungan (waduk) dan bendungan, sehingga pendistribusian air irigasi dapat diatur dengan jenis bangunan air tersebut. Selain mengalirkan air sungai atau saluran terbuka, juga dilakukan kegiatan pengangkutan sedimen yang asal sedimennya berasal dari gerusan/erosi pada daerah aliran sungai, bagian hilir dasar saluran, dasar dan tepian.
Pada sungai dan saluran terbuka lainnya, bila terjadi erosi maka akan menyebabkan pendangkalan sungai atau saluran akibat transpor sedimen dan hal ini akan berdampak besar terhadap kehidupan manusia. Aliran kanal merupakan aliran permukaan yang dapat menjadi sumber air baku untuk memenuhi kebutuhan manusia akan sumber daya air, namun saat ini banyak sungai atau kanal yang mengalami penurunan produktivitas. Mengingat pentingnya permasalahan sedimen, maka dari itu kami mencoba melakukan uji laboratorium mengenai “Pengaruh kecepatan aliran terhadap volume pengangkutan sedimen dasar pada saluran terbuka dengan menggunakan pendekatan empiris”.
Rumusan Masalah
Pengetahuan tentang transportasi sedimen menjadi dasar dalam merancang bangunan pengendali sungai dan saluran irigasi, peningkatan navigasi, merancang bangunan pelindung pantai, pelabuhan/dermaga dan bangunan lainnya.
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Batasan Masalah
Sistematika Penulisan
TINJAUAN PUSTAKA
Sedimen
Sedimen yang dihasilkan dari proses erosi dan terbawa oleh arus air akan terendap pada suatu tempat yang kecepatan alirannya melambat atau terhenti. Besarnya transpor sedimen T dapat ditentukan dari perpindahan suatu sedimen melalui suatu penampang dalam jangka waktu yang cukup. Erosi atau pengendapan dapat menentukan banyaknya sedimen yang terangkut dalam prosesnya.
Angkutan sedimen di air sungai (Asdak, 2014) Besar kecilnya sedimen yang terangkut oleh aliran air ditentukan oleh interaksi beberapa faktor berikut: besar kecilnya sedimen yang masuk ke sungai/saluran air, karakteristik saluran, debit dan sifat fisik partikel sedimen. Banyaknya sedimen yang masuk ke sungai dan besarnya debit ditentukan oleh faktor iklim, topografi, geologi, vegetasi, merupakan suatu sistem yang dinamis sehingga aliran air sungai selalu berbeda-beda. Banyaknya sedimen yang masuk ke sungai dan besarnya debit ditentukan oleh faktor iklim, topografi, geologi, dan vegetasi.
Pendekatan Empiris
Yang penting dalam pendekatan empiris adalah apa yang peneliti alami dan peroleh datanya di lapangan. Berat sedimen per satuan waktu (kg/(sekon)(m)). Sumber : Bahan Ajar Transportasi Sedimen Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar dan Media Komunikasi Teknik Sipil). Berat sedimen per satuan waktu (kg/(sekon)(m)). Sumber : Bahan Ajar Transportasi Sedimen Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar dan Media Komunikasi Teknik Sipil).
Saluran Terbuka
Sumber : Bahan Ajar Transportasi Sedimen Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar dan Media Komunikasi Teknik Sipil). Sebagaimana diketahui bahwa akibat perilaku aliran untuk memenuhi kebutuhan manusia menyebabkan terjadinya perubahan jalur aliran dalam arah horizontal dan vertikal. Berbagai permasalahan teknik yang berhubungan dengan aliran terkadang tidak dapat diselesaikan secara analitis, sehingga harus melakukan observasi dengan membuat saluran atau alat bantu visual. Bentuk saluran ini mempunyai bentuk yang sama dengan permasalahan yang diteliti, namun dimensinya lebih kecil dibandingkan dengan yang ada di lapangan.
Saluran alami adalah aliran yang mencakup seluruh jalur aliran air alami di Bumi, dengan aliran tersebut mengalir dari hulu ke hilir. Saluran buatan adalah saluran yang dibuat dan direncanakan sesuai dengan konteks penggunaannya, misalnya saluran irigasi, saluran drainase, saluran pembawa pada pembangkit listrik tenaga air dan saluran industri dan lain sebagainya, termasuk model saluran yang dibuat di laboratorium untuk keperluan penelitian. Sifat hidrolik dari jenis saluran ini dapat disesuaikan atau dirancang untuk memenuhi persyaratan tertentu, oleh karena itu penerapan teori hidrolik.
Elemen geometri saluran merupakan sifat-sifat suatu saluran yang dapat digambarkan secara lengkap berdasarkan geometri penampang dan kedalaman aliran, elemen-elemen ini sangat penting dan banyak digunakan dalam perhitungan aliran. Untuk penampang beraturan sederhana, geometri dapat dinyatakan secara matematis dalam bentuk kedalaman aliran dan dimensi lain dari penampang tersebut. Namun, untuk penampang kompleks dan penampang saluran alami, tidak ada rumus khusus untuk menyatakan elemen-elemen tersebut, kecuali kurva yang menyatakan hubungan elemen-elemen tersebut dengan kedalaman aliran yang disiapkan untuk perhitungan hidrolik.
Penampang saluran alam umumnya sangat tidak beraturan, biasanya bentuknya bervariasi dari parabola hingga trapesium. Istilah bagian saluran adalah tegak lurus terhadap arah aliran, sedangkan bagian saluran vertikal adalah bagian vertikal yang melalui titik nadir atau titik terendah dari bagian tersebut. Bentuk penampang saluran terbuka ada banyak macamnya, antara lain penampang trapesium, penampang persegi panjang, penampang segitiga, penampang parit dangkal, dan penampang saluran alami tidak beraturan.
Macam-macam bentuk saluran terbuka (a) Trapesium, (b) Persegi, (c) Segitiga, (d) Setengah Lingkaran, (e) Tidak Beraturan (sumber : Majalah Ilmiah UKRIM Edisi 1/th XII/2007).
Karakteristik Aliran
Untuk mempelajari suatu aliran pada saluran terbuka, seseorang harus memahami sifat dan jenis aliran itu sendiri. Tipe aliran pada saluran terbuka dipengaruhi oleh keberadaan permukaan bebas yang berhubungan langsung dengan parameter aliran seperti kecepatan, viskositas, gradien dan geometri saluran. Aliran saluran terbuka dapat diklasifikasikan berdasarkan kriteria yang berbeda, salah satu kriteria utamanya adalah perubahan kedalaman aliran (h) terhadap waktu (t) dan terhadap tempat (s).
Aliran seragam tidak tunak (unsteady Uniform flow) dan aliran tidak tunak serta berubah-ubah (unsteady variable flow). Aliran ini hampir tidak pernah terjadi. Aliran seragam tak tunak adalah aliran yang juga dapat berubah seiring berjalannya waktu apabila terjadi fluktuasi tinggi muka air dari waktu ke waktu namun tetap sejajar dengan dasar saluran. 2) Aliran tidak seragam, yaitu aliran yang semua variabelnya seperti kedalaman, luas penampang dan debit sepanjang saluran berubah. Sifat-sifat aliran saluran terbuka pada dasarnya ditentukan oleh pengaruh kekentalan dan pengaruh gravitasi dibandingkan dengan gaya inersia aliran. Tegangan permukaan sebenarnya juga dapat mempengaruhi sifat-sifat aliran, namun pada sebagian besar aliran tegangan permukaan tidak memegang peranan penting. peran, oleh karena itu tidak diperhitungkan.
Selanjutnya jika kita perhatikan perbandingan pengaruh gaya inersia dan gaya viskositas, maka aliran dibedakan menjadi: aliran laminar, aliran turbulen, dan aliran transien. Parameter yang digunakan sebagai dasar untuk membedakan sifat aliran adalah parameter tak berdimensi yang dikenal dengan bilangan Reynolds (Re), yaitu: perbandingan (perbandingan) antara gaya inersia dan gaya viskositas per satuan volume. Reynold menerapkan analisis dimensi pada hasil eksperimennya dan menemukan bahwa perubahan aliran laminar ke turbulen terjadi pada nilai yang dikenal dengan bilangan Reynolds (Re).
Parameter yang membedakan ketiga aliran tersebut adalah parameter tak berdimensi yang dikenal dengan bilangan Froude (Fr), yaitu bilangan perbandingan gaya inersia terhadap gaya gravitasi, yang dirumuskan sebagai .
Alat dan Bahan
Variabel Yang Digunakan
Langkah – langkah Penelitian
Pencatatan data
Analisa data
Flow Chart Penelitian
Pola Aliran
- Perhitungan Bilangan Froude
- Perhitungan Kekentalan Relatif
- Rekapitulasi Bilangan Froude dan Reynold
Hubungan Kecepatan (m/s) dengan Bilangan Froude Dari hasil analisa bilangan Froude terlihat bahwa kecepatan aliran berbanding lurus dengan bilangan Froude, semakin tinggi kecepatan aliran maka bilangan Froude juga semakin tinggi, hal ini dapat diartikan dilihat dari grafik di atas. Keadaan atau perilaku aliran pada saluran terbuka pada dasarnya ditentukan oleh pengaruh viskositas dan gravitasi. Dari hasil analisa bilangan Reynolds terlihat bahwa kecepatan aliran berbanding lurus dengan bilangan Reynolds, semakin tinggi kecepatan aliran maka bilangan Reynolds juga semakin tinggi, terlihat pada grafik diatas.
Analisa Pengangkutan Sedimen Dasar Pada Saluran
- Analisa Volume Angkutan Sedimen Dasar
- Analisa Volume Angkutan Sedimen Dasar
- Perhitungan Gerusan dan Pengendapan Serta
Pendekatan yang digunakan adalah pendekatan yang mendekati hasil penghitungan besarnya angkutan sedimen akibat gerusan dan pengukuran sedimen yang dilakukan di laboratorium. Untuk mengetahui besarnya angkutan sedimen yang terjadi pada proses drainase saluran, beberapa ahli menggunakan rumus pendekatan empiris. Dari hasil perhitungan diketahui bahwa pendekatan empiris ketiga ahli yang paling mendekati hasil perhitungan volume angkutan sedimen pada saat mengukur tinggi gerusan dan pengendapan pada saluran adalah dengan rumus Schocklitsch, dan dapat dilihat grafiknya. sebagai berikut.
Volume angkutan sedimen dasar yang hilang akibat drainase dengan pendekatan empiris sebesar Q m3/detik dengan 3 variasi waktu yaitu 480 detik, 840 detik dan 1200 detik pada pendekatan empiris Schocklitsch memberikan volume angkutan sedimen dasar sebesar 0,000274m m3 dan 0,03008883008 , empiris pendekatan Kalinske menghasilkan volume angkutan sedimen dasar sebesar Dengan membandingkan hasil pendekatan empiris perhitungan volume angkutan sedimen dengan perhitungan volume angkutan sedimen dasar dari pengukuran tinggi gerusan dan pengendapan, diperoleh bahwa pendekatan empiris kedua ahli tersebut paling mendekati. hasil perhitungan volume angkutan sedimen dengan mengukur tinggi gerusan dan pengendapan pada saluran adalah rumus Schocklitsch. Subary 2005, Volume Angkutan Sedimen Dipengaruhi Kecepatan Arus, Media Komunikasi Teknik Sipil Universitas Sriwijaya Palembang, Palembang (http://google, diakses 15 Januari 2014).
2013, Investigasi Pengaruh Lebar Sungai Terhadap Karakteristik Aliran Sedimen Dasar, Jurnal Teknik Sipil Universitas Hasanuddin Makassar (http://google, diakses 4 September 2014). Andi Yahya, 2013, Eksperimental investigasi transpor sedimen dasar pada saluran terbuka, Jurnal Teknik Sipil Universitas Hasanuddin. Transportasi Sedimen Tanpa Dimensi Einstein (1950), Jurnal Teknik Sipil Politeknik Negeri, Semarang (http://Google, diakses 24 April 2014).
Priyantoro 1991., Kajian Eksperimental Aliran Laminar pada Saluran Terbuka, Skripsi Teknik Sipil UKRIM, Yogyakarta (http://Google, diakses 24 Juli 2014). Rajartman, 1987) Kajian Pengaruh Aliran Turbulen Terhadap Morfologi Sungai, Skripsi Teknik Sipil, Universitas Indonesia, Jakarta (http://Google, diakses 9 Mei 2014). Tanggal., 2012, Kajian perubahan pola gerusan pada tikungan sungai akibat peningkatan debit, Skripsi Teknik Sipil, Universitas Hasanuddin, Makassar (http://Google, diakses 28 Juli 2014). JUDUL TESIS : PENGARUH KECEPATAN ALIRAN TERHADAP VOLUME DASAR ANGKUTAN SEDIMEN PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENDEKATAN EMPIRIS PENELITI : ANDI ISMAIL NASTI LOKASI PENELITIAN : TEKNIK SIPIL KETIKA KETUA/Tanggal Pengumpulan Data : Kamis / 16 Oktober 2014 Q m/ det3 Pengamatan H :1 cm = 0,01 m Lampiran 1.
JUDUL TESIS : PENGARUH KECEPATAN ALIRAN TERHADAP VOLUME ANGKUTAN SEDIMEN DASAR PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENDEKATAN EMPIRIS PENELITI : ANDI ISMAIL NASTI LOKASI PENELITIAN : LABORATORIUM TEKNIK SUNGAI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASAR Hari/tanggal pengambilan data : Kamis / 16 Oktober 2014Q m/ det3 Observasi H:1,5 cm = 0,015 m Lampiran 2. JUDUL TESIS: PENGARUH KECEPATAN ALIRAN TERHADAP VOLUME ANGKUTAN DASAR SEDIMEN PADA SALURAN TERBUKA DENGAN PENDEKATAN EMPIRIS PENELITI : ANDI ISMAIL NASTI LOKASI PENELITIAN : TEKNIK SIPIL LABORATORIUM SUNGAI MUHAMMADI YAH MAKASAR UNIVERSITAS Hari /Tanggal pengambilan data : Kamis / 16 Oktober 2014Q m/detik3 PengamatanH :2 cm = 0,02 m Lampiran 3.
