Dari gambar kontur dan gambar isometri pola gerusan pada pilar silinder mulai dari Gambar 4.7 sampai Gambar 4.12, serta dari gambar kedalaman
gerusan maksimum seperti terlihat pada Gambar 4.13. Pola gerusan yang terjadi pada semua pilar silinder dengan berbagai variasi debit relatif sama. Kedalaman
gerusan maksimum dari semua pilar silinder terjadi pada debit 2,0 litdet titik pengamatan 5. Sedangkan kedalaman gerusan minimum dari semua pilar
silinder terjadi pada titik 1. Kedalaman gerusan yang terjadi semakin bertambah seiring dengan bertambahnya atau peningkatan debit aliran. Nilai kedalaman
gerusan maksimum terhadap debit pada pilar silinder dengan debit 1,0 litdet, 1,5 litdet, dan 2,0 litdet secara berturut-turut adalah 25 mm, 51 mm, dan 96 mm.
Pola gerusan disekitar pilar silinder dengan berbagai variasi debit menunjukkan adanya pendangkalan kedalaman gerusan seiring dengan
peningkatan debit aliran pada pilar silinder, dimana pada bagian belakang pilar terlihat penumpukan material dasar sedimen yang diakibatkan adanya proses
transpor sedimen. Dari Gambar 4.13 di atas ternyata terjadi perbedaan pola kedalaman gerusan yang disebabkan oleh perbedaan debit. Hal ini dikarenakan
sudut pilar mempengaruhi besarnya kedalaman proses penggerusan.
4.4. Perhitungan empiris kedalaman gerusan lokal
Perhitungan empiris kedalaman gerusan dilakukan untuk dibandingkan dengan hasil uji laboratorium. Perhitungan dilakukan dengan dua metode yaitu
metode menurut Raudkivi dan menurut Melville dan Satherland.
4.4.1. Karakteristik Aliran a. Karakteristik Aliran 1
Aliran 1 memiliki karakteristik sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Lebar saluran, B = 0.076 m Kedalaman Aliran, h = 0.14 m
Debit, Q = 1.0 ls Median sedimen pasir, d
50
= 0.68 mm Berat jenis pasir, Gs = 2.68
Menghitung kecepatan: U
=
=
=
. .
.
=
0.094 ms Menghitung angka Reynold:
Re =
=
. .
=
13160 Re 1000 disebut aliran turbulen
Menghitung angka Froude: Fr =
=
. .
.
= 0.0802 Fr 1 disebut aliran sub kritis
Menghitung jari-jari hidraulis: A = B h, P = B + 2h
R
= =
=
. .
. .
= 0.0299 m Menghitung koefisien Manning:
n = =
.
= 0.0141 Menghitung kemiringan saluran:
U =
S = =
. .
.
=
0.00019
Universitas Sumatera Utara
Menghitung selisih massa relatif:
=
Gs -1 = 2680 – 1000 = 1680 Menghitung tegangan geser :
1000 x 9.81 x 0.14 x 0.00019 = 0.261 Nm
2
Menghitung kecepatan geser :
.
=
. .
= 0.0162 ms Berdasarkan grafik Shield Gambar 2.6 untuk d
50
= 0.68 dan u = 0.0162
didapat koefisien Shield = 0.023
Persamaan Shield:
=
Menghitung tegangan geser kritik = 0.023 x 9.81 x 1680 x 0.00068 = 0.258 Nm
2
Menghitung kecepatan geser kritik =
0.023 9.81 1680 0.00068 = 0.507 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 + 6 = 0.507 5,75
. .
+ 6 = 8.909 ms
Dari hasil tersebut diatas bahwa U
c
= 8.909 ms dan U = 0.094 ms sehingga
Universitas Sumatera Utara
U
c
U untuk UU
c
= 0.010 1.0 yang berarti proses transportasi sedimen belum terjadi.
Menghitung standar deviasi geometrik:
.
=
. .
.
= 2.27 Dari Gambar 2.10 hubungan diameter ukuran butiran material dasar dengan
koefisien simpangan baku K fungsi standar deviasi geometri ukuran butir pada d
50
0.7 mm di dapat nilai K = 0.55 Koefisien bentuk pilar K
s
dapat dicari dari Tabel 2. Untuk pilar silinder Ks = 1.0
Untuk koefisien arah sudut aliran K pada pilar silinder adalah 1.0 Nilai
=
.
= 44.118 Dari nilai dapat dicari koefisien ukuran butiran K
dt
= 0.95 pada Gambar 2.12. Dari nilai
=
= 9.33 dapat dicari koefisien kedalaman aliran Kd = 1.0 pada Gambar 2.13.
b. Karakteristik Aliran 2
