Melville 1975 dalam Miller 2003:10 menjelaskan tahap-tahap gerusan yang terjadi antara lain sebagai berikut:
1. Peningkatan aliran yang terjadi pada saat perubahan garis aliran di sekeliling
pilar 2.
Pemisahan aliran dan peningkatan pusaran tapal kuda yang lebih intensif sehingga menyebabkan pembesaran lubang gerusan.
3. Longsor turunnya material di sekitar lubang gerusan pada saat lubang
cukup besar setelah terkena pusaran tapal kuda.
2.1.4 Pola aliran
Kondisi aliran pada saluran terbuka berdasarkan pada kedudukan permukaan bebas cenderung berubah sesuai dengan waktu dan ruang. Disamping
itu ada hubungan ketergantungan antara kedalaman aliran, debit air, kemiringan, dasar saluran dan permukaan bebas.
Pola aliran di sekitar pilar sangat komplek dan sulit untuk ditaksir perilaku hidrodinamiknya, terutama pada pola aliran diujung depan pilar. Kompleksitas
pola aliran ini akan berkembang sejalan dengan perkembangan lubang gerusan itu sendiri. Hasil-hasil penelitian Shen:1971 dan Roudkivi:1991 dalam Munadi
2002:17 menunjukkan bahwa komponen yang kompleks pada pola aliran, menghasilkan bentuk seperti lingkaran pada penggerusan
Pola aliran pada pilar menurut Graf 1998 dalam Rinaldi 2002:11, yaitu terjadi aliran arah vertical kebawah yang membentuk vortek, dan aktif
mengakibatkan gerusan. Besarnya pilar sangat menentukan besarnya vortek, yang berdampak pada besarnya gerusan. Akan tetapi pengaruh besarnya pilar juga
menjadikan penyempitan tampang saluran constriction Medan aliran disekitar pilar umumnya mempunyai ciri-ciri yaitu percepatan
aliran di hulu pilar, kemudian melemah didekat pilar, atau terjadi perlambatan aliran, selanjutnya aliran dipisahkan oleh system vortek. Pada jarak yang cukup
jauh dari pilar, aliran uniform akan terbentuk kembali.
2.1.5 Kedalaman Gerusan
Menurut Breuser dan Roudkivi 1991 dalam Rinaldi 2002:11 kedalaman gerusan tergantung dari beberapa variable yaitu karakteristik zat cair, material
dasar, aliran dalam saluran dan bentuk pilar jembatan yang dapat ditulis sebagai berikut:
2.1 Jika persamaan dibaut tidak berdimensi maka persamaan tersebut menjadi :
2.2
Bruiser 1997, mengusulkan prediksi kedalaman gerusan tidak berdimensi dalam bentuk :
2.3 b
U D
d g
f D
o s
s
, ,
, ,
, ,
,
ρ ν
ρ =
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
Δ =
, ,
, ,
b d
b Do
gb U
v Ub
f b
Ds
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
Δ Δ
= ,
, ,
,
2
b d
b Do
gd u
v ub
f
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
− =
∗ ∗
b d
b D
g u
v b
u f
b D
o s
s s
, ,
, .
, ρ
ρ ρ
ρ ρ
Dari analisa dimensi tersebut dapat disimpulkan bahwa berusan yang terjadi di sekitar pilar dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu sifat-sifat fluida rapat
masa, kekentalan kinematik, sifat-sifat aliran kedalaman aliran, kemiringan saluran, kecepatan geser, sudut aliran datang, sifat-sifat bahan dasar saluran
rapat masa sedimen, diameter butiran, karakteristik pilar bentuk pilar, diameter pilar. Sehingga secara umum, kedalaman gerusan di sekitar pilar tergantung pada
2.4 Breuser dkk 1997 dalam Rinaldi 2002: 12, menyatakan bahwa pengaruh
kedalaman air terhadap kedalaman gerusan dapat diabaikan untuk D
o
b1. karena kompleksnya permasalahan gerusan lokal disekitar pilar, terdapat
perbedaan pendapat mengenai dasar parameter nondimensional yang mempengaruhi gerusan lokal pada pilar.
Garde dan Raju 1997 dalam Rinaldi 2002: 12, menghubungkan gerusan terhadap kekuatan sistem vorteks sehingga untuk pilar perlu dipertimbangkan
bilangan Reynold Re=URv, sedangkan Liu dkk 1961 dan Grade dkk dalam Grade 1961 dan Raju 1977, dalam Rinaldi 2002:12, mempertimbangkan
sebagai parameter yang berpengaruh. Studi tersebut menyatakan bahwa kecepatan dan kedalaman aliran serta diameter pilar mempengaruhi
kedalaman gerusan. Laursen 1962 dalam Grade dan Raju 1997 dalam Rinaldi 2002:13 menemukan bahwa pada aliran dengan transportasi sedimen live-bed
scour, pengaruh kecepatan aliran terhadap gerusab kecil sekali, tetapi kedalaman gerusan sangat dipengaruhi oleh kedalaman air. sedangkan pada clear-water scour
kecepatan aliran sangat berpengaruh terhadap kedalaman gerusan. Φ
=
, ,
, ,
, ,
, ,
,
b o
s o
f D
U D
d g
v f
D ρ
ρ
gDo U
Menurut Lee J.K dkk, 1994 dalam Rinaldi 2002:13 berdasarkan data yang diperoleh, gerusan disekitar pilar diawali pada UU
kr
= 0.4-0.45 dan Fr =0.2, dan kedalaman relative gerusan adalah hubungan rasio kecepatan, bilangan Froud,
rasio gaya traktive dan bentuk pilar. Kothyari dkk 1992 dalam Rinaldi 2002:13 melakukan penelitian masalah
gerusan di sekitar pilar jembatan dengan bentuk bulat. Data dari penelitian ini dibandimgkan dengan data dari penelitian sebelumnya, dan diperoleh hubungan
antara D
s
d seperti berikut : 2.5
Hasil penelitian ini memperkirakan perubahan kedalaman gerusan setelah dianalisa adalah sebagai berikut :
2.6
Dengan b adalah diameter pilar dan α =B-bB dengan jarak B antar pilar.
Kothyari dkk 1992 dalam Rinaldi 2002:14 mempresentasikan sebuah metode semi empiris untuk menghitung variasi kedalaman sementara live-bed
scour pada pilar jembatan. Kestimbangan kedalaman gerusan merupakan fungsi dari ukuran sedimen, diameter pilar tidak ada gangguan aliran dan gangguan rasio
bukaan. Parameter yang penting yaitu kecepatan aliran yang dikeluarkan.
Kesimpulan ini jelas tidak sama dengan beberapa penelitian sebelumnya, seperti Chiew and Melville 1987 dalam Kothyari dkk 1992, dalam Rinaldi 2002:14
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
= α
, ,
d D
d b
f d
D
o s
3 .
4 .
67 .
99 .
−
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
= α
d D
d b
d D
o s
menyatakan bahwa kecepatan aliran merupakan hal yang penting untuk kedalaman gerusan di sekitar pilar jembatan pada kondisi clear-water scour dan
live-bed scour. Inglish 1948 dalam Brueser dkk 1997, dalam Rinaldi melakukan pengujian pada pilar rectangular round nosed-pier dengan aliran tanpa
transportasi sedimen clear-water scour, hasilnya sulit diinterpretasikan karena kecepatan dan kedalaman aliran bervariasi secara simultan. Dari data percobaan
tersebut diperoleh hubungan sebagai berikut: 2.7
Menurut Lee J.K 1994 dalam Rinaldi 2002:15, mengemukakan ada beberapa parameter fenomena gerusan, seperti jenis fluida, karakteristik material
dasar, variable aliran, bentuk dan dimensi pilar dan lain-lainnya, diperoleh dengan analisa tanpa dimensi yaitu:
2.8
dengan b adalah diameter pilar.
2.1.6 Transportasi Sedimen
