Pola gerusan disekitar pilar dengan variasi bentuk menunjukkan adanya pendangkalan kedalaman gerusan yang terbesar paada pilar persegi dengan sisi
depan miring, dimana pada bagian belakang pilar terlihat penumpukan material dasar sedimen yang diakibatkan adanya proses transpor sedimen. Dari gambar 45
di atas ternyata terjadi perbedaan pola kedalaman gerusan yang disebabkan oleh perbedaan bentuk. Hal ini dikarenakan bentuk pilar mempengaruhi besarnya
kedalaman proses penggerusan.
4.5 Perhitungan Empiris Kedalaman Gerusan Lokal
4.5.1 Karakteristik Aliran
B = 0.076 m h = 0. 12 m
Q = 1.0 lts d
50
= 0.45 mm Gs = 2.65
Menghitung kecepatan U:
U =
� �
=
� �ℎ
=
0.001 0.076 � 0.12
= 0.109 ms
Menghitung angka Reynold Re: Re =
�ℎ �
=
0.109� 0.12 10
−6
= 13080 Re 1000 maka aliran turbulen
Menghitung angka Froude Fr:
Fr =
� ��ℎ
=
0.109 √9.81�0.120
= 0.1005 Fr 1 disebut aliran sub kritis
Universitas Sumatera Utara
Menghitung jari-jari hidraulis R:
A = B h P = B + 2h
R =
� �
=
�ℎ �+2ℎ
=
0.076 � 0.12 0.076+20.12
= 0.0288 m
Menghitung koefisien Manning n:
n =
�
50 1
6
21
=
0.00045
1 6
21
= 0.0131
Menghitung kemiringan saluran s: U = C
√� � C =
1 �
�
1 6
U =
1 �
�
2 3
�
1 2
S = �
� � � �
2 3
�
2
= �
0.109 � 0.0131 0.0288
2 3
�
2
= 0.00023
Menghitung selisih massa relatif Δ: ∆ =
�
�
−� �
= Gs -1 = 2650 – 1000 = 1650
Menghitung tegangan geser � :
� =
� � ℎ � = 1000 x 9.81 x 0.12 x 0.00023 = 0.271 Nm
2
Menghitung kecepatan geser �
∗
: �
∗
= �
�
�
�
�
0.5
= �
0.271 1000
�
0.5
= 0.0164 ms Berdasarkan grafik Shield
untuk d
50
= 0.45 dan u = 0.0164 ms,
didapat koefisien Shield
�
�
= 0.04
Persamaan Shield: �
�
=
�
�
� � ∆ �
=
�
∗� 2
� ∆ �
Universitas Sumatera Utara
Menghitung tegangan geser kritik �
�
: �
�
= �
�
� ∆ � = 0.04 x 9.81 x 1650 x 0.00045 = 0.291 Nm
2
Menghitung kecepatan geser kritik
�
∗
�
= ��
�
� ∆ � = √0.04� 9.81 � 1650 � 0.00045 = 0,54 ms Dimana
�
�
� �
∗
�
�
∗
butiran bergerak Sehingga analisis didasarkan pada persamaan clear water scour, akan
tetapi jika ditinjau rasio kecepatan aliran yang terjadi yaitu kecepatan aliran permukaan dan kecepatan aliran kritik, maka analisisnya adalah:
U
c
= u
c
�5,75 ��� �
ℎ 2�
50
� + 6� = 0,54 �5,75 ��� �
0.12 2 � 0.00045
� + 6� = 9.838 ms
Dari hasil tersebut diatas bahwa U
c
= 9.838 ms dan U = 0.109 ms sehingga U
c
U untuk UU
c
= 0.011 1.0 yang berarti proses transportasi sedimen belum terjadi.
Menghitung standar deviasi geometrik:
�
�
= �
�
84
�
50
�
0.5
= �
1.4 0.45
�
0.5
= 1.76 Dari gambar 7 yaitu hubungan antara diameter ukuran butiran material
dasar dengan koefisien simpangan baku K � fungsi standar deviasi geometri
ukuran butir �
�
pada d
50
0.7 mm di peroleh nilai K � = 0.8.
Koefisien bentuk pilar K
s
dapat dilihat dari tabel 2 yang tersedia. Untuk pilar persegi Ks = 1.22, sedangkan untuk pilar persegi dengan sisi depan miring
Ks = 0.76.
Universitas Sumatera Utara
Nilai
� �
50
=
76 0.45
= 168.89 Dari nilai dapat dicari koefisien ukuran butiran K
dt
= 1 pada gambar 9. Dari nilai
� �
=
120 76
= 1.58 maka dapat dicari koefisien kedalaman aliran Kd = 0.55 pada gambar 10.
4.5.2 Kedalaman Gerusan Lokal Menurut Persamaan Raudkivi 1991 a. Pilar persegi dengan debit aliran Q = 1.0 lts
K � = 0.8
K
s
= 1.22 K
� = 1.0 K
dt
= 1.0 K
d
= 0.55 Maka, kedalaman gerusan dapat dicari dengan menggunakan persamaan 12 hal.
28 yaitu:
y
se
= 2.3 K
σ
K
s
K
α
K
dt
K
d
= 2.3 x 0.8 x 1.22 x 1.0 x 1.0 x 0.55 = 1.235
b. Pilar persegi dengan sisi depan miring dengan debit aliran Q = 1.0 lts
