Profil vertikal dari konsentrasi sedimen Flokulasi

31

2.5 Sedimen Kohesif

Sedimen kohesif sering menimbulkan masalah pada beberapa bangunan air, misalnya pengendapan di pelabuhan, waduk, penurunan kualitas air dan sebagainya. Studi tentang sifat dan dinamika sedimen kohesif diperlukan untuk menanggulangi masalah tersebut. Berbeda dengan sedimen non kohesif, sifat-sifat sedimen kohesif sangat kompleks. Sifat-sifat tersebut dipengaruhi oleh asal sedimen, sifat air dan terutama keadaan konsolidasi dari sedimen. Sifat sedimen yang berasal dari suatu daerah estuari, sungai, pantai dan sebagainya berbeda dengan sedimen dari daerah lain. Di dalam air asin kecepatan endap akan lebih besar karena adanya proses flokulasi, demikian juga dengan tegangan kritik erosi dan endapan. Proses konsolidasi yang berjalan dengan waktu akan memperbesar tegangan kritik erosi. Karena banyaknya faktor yang berpengaruh, sampai saat ini sifat-sifat dan dinamika transpor sedimen kohesif masih belum diketahui dengan baik Triatmodjo, 1987.

2.5.1 Profil vertikal dari konsentrasi sedimen

Jumlah dari arus dan gelombang untuk sedimen transport yang melayang dikendalikan oleh banyak jumlah energi yang tersedia di dalam air. Sedimen melayang selalu tidak tercampur dengan baik di dalam air dan strarifikasi terjadi karena adanya pengendapan yang menghasilkan konsentrasi sedimen yang sangat tinggi di dasar. Gambar 2.3 adalah sketsa profil vertikal dari konsentrasi sedimen kohesif Sʐ dan kecepatan arus uʐ, yang menunjukkan bahwa sedimen kohesif memiliki 3 wilayah : Universitas Sumatera Utara 32 a. Daerah paling atas adalah lapisan campuran dan memiliki konsentrasi sedimen yang relatif rendah. b. Lapisan lumpur yang tipis dibedakan dari lapisan campuran dengan istilah gradien konsentrasi “lutocline” Parker dan Kirby, 1982. c. Daerah bawah yang merupakan daerah berlumpur. Dalam lapisan campuran arah vertikal dipisahkan oleh guncangan yang kuat dan konsentrasi sedimen relatif tercampur dengan baik. Lutocline adalah bagian utama dari profil vertikal sedimen kohesif dan dikategorikan oleh gradien konsentrasi. Konsentrasi sedimen dapat diatur dari magnitude tertinggi dekat dasar dibandingkan pada permukaan air. Di bawah Lutocline, ada lapisan berlumpur dari konsentrasi sedimen. Lapisan berlumpur ditahan oleh guncangan energi dari arus, ketika ada suatu kesamaan antara flux deposisi dan guncangan vertikal flux transport. Lapisan berlumpur biasanya tipis dan oleh karena itu frekuensinya tidak diketahui. Gambar 2.2 Profil vertikal dari sedimen kohesif dan kecepatan jatuh Ji, 2008 Universitas Sumatera Utara 33

2.5.2 Flokulasi

Flokulasi adalah proses di mana partikel yang melayang baik terkait menjadi kelompok yang besar flocs. Flocs adalah kumpulan dari partikel yang kecil menjadi besar, lebih mudah mengendap partikel melalui proses kimia, fisika danatau biologi. Sedimen kohesif jarang mengendap dengan partikel tunggal di alam. Sedimen kohesif cendrung untuk tetap bersama ketika mereka sudah cukup dekat dengan kuatnya sedimen untuk mengatasi aliran geser dan gravitasi yang membuat mereka tetap berpisah. Flokulasi melibatkan dua aspek dari partikel yakni kohesi dan kolisi. Proses tabrakan partikel kolisi dan kohesi juga diistilahkan sebagai agregat dan koagulasi. Flocs lebih besar daripada butiran tunggal dan biasanya jatuh lebih cepat daripada partikel yang menyatu. Karena terperangkap di dalam air, kepadatan dari flocs lebih kecil dibandingkan dengan partikel yang menyatu. Kecepatan jatuh dari sebuah flocs merupakan fungsi dari ukurannya, bentuk, dan kepadatan relatif. Bentuk dari floc adalah tipe yang bebas dan konsentrasi dari partikel melayang, karakteristik ionik dari lingkungan, dan tegangan geser cairan dan intensitas aliran turbulensi di lingkungan. Kohesi tarikan partikel diatur oleh elektrokimia dari mineral sedimen dan air. Partikel kohesi tergantung pada komposisi minerallogikal, ukuran partikel, tergantung perubahan kapasitas dari sedimen. Parameter lain yang mempengaruhi kohesi termasuk keasaman, pH, dan temperatur dari air. Batasan dari sedimen kohesif dan tidak kohesif tidak jelas dibatasi. Ini bisa dinyatakan bagaimanapun, seiring meningkatnya kohesi dengan penurunan ukuran partikel untuk jenis material yang sama. Kolisi antara partikel kohesi yang kecil menjadi flokulasi dan bentuk floc. Frekuensi kolisi sering meningkat dengan konsentrasi sedimen dan gradien kecepatan. Universitas Sumatera Utara 34 Bagaimanapun, selagi gradien kecepatan meningkat menjadi besar, floc akan mudah pecah, terurai, dan pada akhirnya membentuk floc yang baru. Flokulasi yang berkelanjutan menghasilkan agregat yang lebih besar floc yang bisa dikarakteristikkan dengan porositas tinggi, meningkat secara teratur dan rapuh, dan kecepatan rata-rata yang tinggi. 2.5.3 Kecepatan jatuh partikel 2.5.3.1 Hukum Stokes