Studi Muatan Sedimen di Muara Sungai Krueng Aceh

(1)

BI

S

DI MU

Diajuk Mem

M

IDANG S

DE

UNIV

STUDI MU

UARA SU

kan untuk M menuhi Syar Sarj D

MUHAMM

0 STUDI TE

EPARTEM

FAKU

VERSITA

UATAN S

UNGAI K

UGAS AKH Melengkapi rat Untuk M jana Teknik

Disusun Oleh

MAD MU

09 0404 12

EKNIK SU

MEN TEK

ULTAS TE

AS SUMAT

2014

SEDIME

KRUENG

HIR Tugas-Tug Memenuhi U k Sipil h :

ULTAZAM

29 UMBER

KNIK SIP

EKNIK

TERA UT

N

ACEH

gas dan Ujian

M

DAYA A

PIL

TARA

AIR

(2)

ABSTRAK

Sungai sebagai salah satu sumber air mempunyai fungsi yang sangat penting bagi kehidupan dan penghidupan masyarakat.Selain berfungsi sebagai aliran drainase

,

sungai juga berfungsi sebagai alat transportasi dan sumber bahan baku tenaga listrik. Sungai merupakan bagian yang penting dari suatu kota. Apabila sungai tersumbat, aliran air yang mengalir didaratan tentunya tidak bisa tersalurkan dengan lancar, hal itu bisa mengakibatkan terjadinya banjir. Ada beberapa penyebab yang mengakibatkan banjir, salah satunya adalah karena pengendapan sedimentasi pada sungai. Sedimentasi menyebabkan pendangkalan sungai, hal itu terjadi karena ketinggian sedimentasi mengurangi kedalaman dari air, kalau pendangkalan melebihi kedalaman sungai, bisa menyumbat aliran sungai dan terjadilah banjir. Pada penelitian ini, lokasi yang diteliti oleh peneliti adalah daerah aliran sungai Krueng Aceh, Kecamatan Lampulo Kota Banda Aceh.

Provinsi Aceh terletak di ujung Barat Laut Sumatera dengan Ibu KotaBanda Aceh, memiliki luas wiayah 56.758,85 km2 atau 5.675.850 Ha (12,26 persen dari luas sumatera), wilayah lautan sejauh 12 mil seluas 7.479.802 Ha dengan garis pantai 2.666,27 Km2. Untuk pengelolaan sungai sebagai sumber daya air ditetapkan 11 wilayah sungai (WS) yang terdapat di Aceh, berdasarka Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No.11A/PRT/M/2006 ada empat klasifikasi Wilayah Sungai (WS) yang ada di Aceh yaitu WS Strategis Nasional yang dikelola Pemerintah Pusat, WS Lintas Propinsi yang dikelola Pemerintah Aceh, WS Lintas Kabupaten/Kota yang dikelola oleh Pemerintah Aceh, WS Dalam Kabupaten/Kota Aceh yang dikelolaoleh Pemerintah Kabupaten Simeulue.

Dalam menghitung besarnya muatan sedimen yang terdapat di sungai krueng aceh digunakan beberapa metode yang berhubungan dengan laju angkutan sedimen. Diantaranya adalah metode Engelund and Hansen, metode Yang’s, metode Shen and Hung, dan metode Laursen. Untuk penggunaan metode tersebut dibutuhkan data-data dalam perhitungannya, data yang diperlukan antara lain data geometri sungai, serta data yang didapat dari hasil analisis lab yang menyangkut tentang karakteristik sedimen.

Dari hasil perhitungan yang dilakukan, didapat hasil muatan sedimen dengan menggunakan metode Engelund and Hansen sebesar 832.089,66 ton, dengan metode Yang’s didapat sebesar 652.263,81 ton, dengan metode Shen and Hung didapat sebesar 2819.915 ton, dan metode Laursen didapat sebesar 815.014,80 ton ( untuk tahun 2007 ). Maka dari hasil analisa dapat disimpulkan bahwa metode yang digunakan untuk perhitungan muatan sedimen adalah metode Engelund and Hansen.

(3)

KATA PENGANTAR

Alhamdulilah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-NYA, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Adapun judul dari tugas akhir ini adalah " Studi Muatan Sedimen Di Muara Sungai Krueng Aceh ”. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universita Sumatera Utara.

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak DR.Ir.Ahmad Perwira Mulia,M.Sc selaku Dosen Pembimbing sekaligus orang tua bagi penulis yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan, serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Muhammad Faisal, ST,MT selaku Dosen Pembimbing 2 yang telah banyak memberikan bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan penulis sehingga penulis bisa menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Ir. Alferido Malik dan Bapak Ivan Indrawan ST, MT, selaku Dosen Pembanding, yang telah memberikan saran dan masukan yang berarti kepada penulis

(4)

dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

6. Ayahanda H. Muchtar Saad dan Ibunda Hj.Srinita serta keluarga besar yang sangat saya cintai dan sangat saya sayangi yang selalu senantiasa mengirim doa dan memberikan semangat serta motivasi yang tidak ada habisnya terhadap saya.

7. Kepada sahabat-sahabatku khususnya sahabat sejatiku Agus Budiman dan Kevin yang selalu ada di saat saya senang maupun susah. Sahabat-sahabat seperjuanganku 2009 yang selalu hadir dalam kegiatan sehari-hariku baik dalam hal akademik maupun non akademik, Aulia Piko, Lanacing Alay, Ridho ST, Khairun Raper, Deko ST, M.Ryan, Irwan Coalnya, Toni, Rahman, Benny Pradana SE, Dewiq Brader, Mia Pimpro, Firda ST, Putri, Evi Pose, Aya, Waida JK, all d’Revo Partners dan temen-temen lainnya yang tidak mungkin disebutkan satu per satu.

8. Kepada Abang-Abang Senior 2006, 2007, 2008 khususnya Bg.Aris Munandar yang sudah banyak memberikan referensi terhadap saya, Bg.Muazzzi, Bg.Denny, Bg.Hafiz, Adek-Adek 2010 khususnya M.Iqbal , 2011, 2012, serta sabahat-sahabat lainnya yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas SumateraUtara.

10. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan selama ini kepada penulis. (KakLince, Kak Dina, KakDewi, Bang Zul, Bang Edi dan Bang Amin).

Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan

(5)

laporan Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, April 2014 Hormat Saya

MUHAMMAD MULTAZAM 09 0404 129

(6)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR... ii

DAFTAR ISI... v

DAFTAR GAMBAR... viii

DAFTAR TABEL... ix

BAB I Pendahuluan 1. 1. Umum...……... 1

1. 2. Latar Belakang...………... 3

1. 3. Tujuan Penulisan...………... 4

1. 4. Pembatasan Masalah…...……….. 4

1. 5. Sistematika Penulisan...………... 5

BAB II Tinjauan Pustaka 2. 1. Umum……….. 7

2. 2. Sifat-sifat sedimen..………. 8

2. 2. 1. Ukuran dan Bentuk……….………. 8

2. 2. 2. Massa Jenis ( Densitas )……….……. 11

2. 3. Sifat-sifat Cairan...………..…….. 13

2. 3. 1. Berat Spesifik Partikel Sedimen………...……….… 13

2. 3. 2. Kekentalan ( Viscosity )...………...……….… 14

2. 3. 3. Kerapatan relatif dalam air-∆ ( tanpa dimensi )...……….… 14

(7)

2. 4. 1. Rumus-rumus Pengangkutan Sedimen……….. 17`

2. 4. 2. Metode Einstein...……….. 20

2. 4. 3. Pengendalian Sedimen...……….. 21

2. 5. Kecepatan Jatuh Partikel….………….……….... 23

2. 5. 1. Hukum Stokes...……….. 23

2. 5. 2. Bottom Withdrawal Tube...……….. 24

2. 6. Morfologi Sungai dan Karaktristiknya….…...…….... 25

2. 6. 1. Daerah Pengaliran...……….. 26

2. 6. 2. Corak dan Karakteristik Daerah Pengaliran... 27

2. 6. 3. Koefisien Yang Memperlihatkan Corak Daerah Pengaliran. . 28

2. 6. 4. Gradien Memanjang Sungai dan Bentuk Penampang Melintang.. 29

BAB III. Metodologi dan Deskripsi Lokasi Penelitian 3. 1. Metodologi Penelitian...……… 30

3. 1.1. Metode Pelaksana………...………... 32

3. 1.2. Pengumpulan Data………...………... 33

3. 1.3. Perhitungan Kemiringan Dasar Sungai..…………... 34

3. 1.4. Perhitungan Kedalaman Sungai...………... 34

3. 1.5. Perhitungan Angkutan Sedimen...………... 36

3. 2. Lokasi Penelitian....……… 47

3. 2.1. Kondisi Topografi dan Bathimetri…..………... 50

3. 2.1.1. Kondisi Topografi ...…..………... 50

3. 2.1.2. Kondisi Klimatologi ...…..………... 51

3. 2.1.3. Gelombang...…..………... 52

3. 2.1.4. Kondisi Hidrologi... ...…..………... 52

3. 2.1.5. Kondisi Pasang Surut... ...…..………... 53 BAB IV Perhitungan Muatan Angkutan Sedimen

(8)

4. 1. Kemiringan Dasar Sungai……...……… 55 4. 2. Perhitungan Pasang Surut...……...……… 62 4. 3. Perhitungan Kedalaman...……...……… 78 4. 4. Perhitungan Muatan Sedimen Sungai Krueng Aceh dengan

Metode Shen and Hung...……...……. 86 4. 5. Perhitungan Muatan Sedimen Sungai Krueng Aceh dengan

Metode Yang’s...……...……. 88 4. 6. Perhitungan Muatan Sedimen Sungai Krueng Aceh dengan

Metode Engelund and Hansen...……...……. 92 4. 7. Perhitungan Muatan Sedimen Sungai Krueng Aceh dengan

Metode Laursen...……...……. 95

BAB V Kesimpulan dan Saran

V.1. Kesimpulan……….. 103

V.2. Saran…….……….……….. 103

Daftar Pustaka Lampiran

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian...31

Gambar 3.2 Pengayakan Sampel Saringan Sedimen...33

Gambar 3.3 Faktor Koreksi Ditribusi Kecepatan...35

Gambar 3.4 Hubungan antara ∗′′ dan

Ѱ

...35

Gambar 3.5 Penampang Sungai...37

Gambar 3.6 Langkah Penyelesaian Metode Shen and Hung...38

Gambar 3.7 Langkah Penyelesaian Metode Yang’s...42

Gambar 3.8 Langkah Penyelesaian Metode Engelund and Hansen...44

Gambar 3.9 Hubungan antara ∗ dan ...46

Gambar 3.10 Langkah Penyelesaian Metode Laursen...47

Gambar 4.1Grafik Kenaikan Muka Air Laut Akibat Pasut... 77

(10)

DAFTAR TABEL

Tabe1 2.1 Ukuran Partikel Sedimen Berdasarkan Skala Wentworth ... 9

Tabe1 2.2 Standar Ukuran Saringan ... 9

Tabe1 2.3 Batasan-Batasan Ukuran Butiran Tanah ... 10

Tabe1 2.4 Data Massa Jenis Dari Beberapa Zat ... 12

Tabe1 2.5 Parameter Yang Berpengaruh Pada Pengangkutan Sedimen ... 13

Tabe1 2.6 Koefisien Corak Sungai ... 28

Tabe1 3.1 Wilayah Perairan Sungai Provinsi Aceh ... 49

Tabe1 3.2 Luas Provinsi Aceh Menurut Penggunaan Lahan ... 49

Tabe1 3.3 Komponen Amplitudo Pasut Pengamatan ... 53

Tabe1 3.4 Elevasi Acuan Pasang Surut ... 54

Tabe1 4.1 Data kemiringan rata-rata sungai Krueng Aceh ... 55

Tabe1 4.2 Komponen Amplitudo Pasut Pengamatan ... 62

Tabe1 4.3 Pasang Surut Pada Muara Sungai Krueng Aceh ... 65

Tabe1 4.4 Kedalaman Sungai ... 82

Tabe1 4.5 Muatan metode Shen and Hung ... 88

Tabe1 4.6 Muatan sedimen metode Yang’s ... 91

Tabel 4.7 Muatan sedimen metode Engelund and Hansen ... 94

Tabel 4.8 Muatan sedimen metode Laursen...97

Tabel 4.9 Jumlah muatan sedimen ( ton ) per tahun dihitung dengan metode Shen and Hung ... 98

Tabel 4.10 Jumlah muatan sedimen ( ton ) per tahun dihitung dengan metode Yang’... 99

Tabel 4.11 Jumlah muatan sedimen ( ton ) per tahun dihitung dengan metode Engelund and Hansen... 100

(11)

(12)

DAFTAR NOTASI

ρ = Densitas (gr/cm3) = Berat jenis air

ν = Kekentalan kinematik

g = Gravitasi

d = Diameter Sedimen

= Berat jenis sedimen

V = Kecepatan aliran (m/s)

Ct = Konsentrasi sedimen total = Kecepatan jatuh (m/s)

S = Kemiringan sungai

D = Kedalaman sungai (m)

Qs = Muatan sedimen (kg/s) Vc = Kecepatan kritis (m/s) U* = Kecepatan geser (m/s)

= Bilangan Reynold

= Tegangan geser (kg/m2)

D35 = Diameter sedimen 35% dari material dasar (mm)

D50 = Diameter sedimen 50% dari material dasar (mm)

D65 = Diameter sedimen 65% dari material dasar (mm) A = Luas penampang Sungai

(13)

P = Keliling basah R = Jari-jari hidrolis

= Debit air

W = Lebar sungai

Q = Debit banjir (cfs atau m³/detik)

Ѱ

= Psi

∆

= Beda tinggi

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

 Foto Dokumentasi

 Data debit sungai Krueng Aceh 2007-2012

 Uji Laboratorium Mekanika Tanah ( analisa ukuran butiran )

 Analisa saringan

 Layout Muara Sungai Krueng Aceh

(15)

ABSTRAK

Sungai sebagai salah satu sumber air mempunyai fungsi yang sangat penting bagi kehidupan dan penghidupan masyarakat.Selain berfungsi sebagai aliran drainase

,

(16)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Umum

Sungai sebagai salah satu sumber air mempunyai fungsi yang sangat penting bagi kehidupan dan penghidupan masyarakat. Sungai adalah tempat berkumpulnya sejumlah air yang berasal dari air hujan yang turun ke permukaan bumi ini, mengalir dari tempat tinggi ke tempat yang rendah dan melimpah dalam sebuah aluran sungai, dimana perpaduan antara alur sungai dan aliran air didalamnyalah yang disebut dengan sungai . Sungai merupakan lokasi yang paling baik untuk mengamati pengaruh alamiah dari angkutan sedimen. Sungai memperlihatkan variasi yang besar dalam formologinya dari satu lokasi ke lokasi yang lain. Pada lokasi tertentu, variasi dan komposisi sedimen sepanjang melintang sungai dapat berupa pasir halus, kerikil, maupun batuan. Hal ini menunjukkan bahwa proses angkutan sedimen terdiri dari beberapa faktor seperti diantaranya yaitu variasi bentuk ukuran, kepadatan, dan kebulatan butiran. Ukuran butiran dan variasi gradasi tidak hanya penting bagi perkembangan morfologi sungai secara alamiah, tetapi mempunyai pengaruh yang besar dalam perancangan bangunan sungai. Diantara beberapa sifat sedimen, ukuran sedimen merupakan hal yang paling penting untuk diperhatikan karena ukuran sedimen mempengaruhi mudah tidaknya sedimen transpor dapat berlangsung.

Bantaran sungai berbeda dengan sempadan sungai. Bantaran sungai adalah areal sempadan kiri-kanan sungai yang terkena/terbanjiri luapan air sungai. Fungsi bantaran sungai adalah tempat mengalirnya sebagian debit sungai pada saat banjir (high water channel) (Yodi Isnaini, 2006). Sedangkan Sempadan sungai adalah wilayah yang harus diberikan kepada

(17)

sungai. Sewaktu musim hujan dan debit sungai meningkat, sempadan sungai berfungsi sebagai daerah parkir air sehingga air bisa meresap ke tanah.

Sungai adalah suatu aliran drainase yang terbentuk secara alamiah. Akan tetapi di samping fungsinya sebagai saluran drainase dan dengan adanya air yang mengalir di dalamnya, sungai menggerus tanah dasarnya secara terus-menerus sepanjang masa eksistensinya dan terbentuklah lembah-lembah sungai. Volume sedimen yang sangat besar yang dihasilkan dari reruntuhan tebing sungai di daerah pegunungan dan tertimbun di dasar sungai tersebut, terangkut ke hilir oleh aliran sungai. Karena di daerah pegunungan kemiringan sungainya curam, gaya tarik aliran airnya cukup besar. Tetapi setelah aliran sungai mencapai daratan, maka gaya tariknya sangat menurun. Dengan demikian beban yang terdapat dalam arus sungai berangsur-angsur diendapkan. Karena itu ukuran butiran sedimen yang mengendap di bagian hulu sungai lebih besar daripada di bagian hilirnya.

Di wilayah Aceh terdapat 408 Daerah Aliran Sungai (DAS) besar sampai kecil. Aceh memiliki beberapa danau seperti Danau Laut Tawar di Aceh Tengah dan Danau Aneuk Laot di Sabang, juga memiliki rawa seluas 444.755 ha, yang terdiri dari rawa lebak seluas 366.055 ha dan rawa pantai seluas 78.700 ha.

Untuk pengelolaan sungai sebagai sumberdaya air ditetapkan 11 Wilayah Sungai (WS) yang terdapat di Aceh, berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No.11A/PRT/M/2006 ada empat kalisifikasi Wilayah Sungai (WS) yang ada di Aceh yaitu WS Strategis Nasional (WS Meureudu-Baro, WS Jambo Aye, WS Woyla-Seunagan, WS Tripa-Bateue) yang dikelola Pemerintah Pusat, WS Lintas Provinsi (WS Lawe Alas-Singkil) yang dikelola Pemerintah Aceh, WS Lintas Kabupaten/Kota (WS Krueng Aceh, WS Pase-Peusangan, WS Tamiang-Langsa, WS Teunom-Lambesoi, WS Krueng Baru-Kluet) yang dikelola oleh Pemerintah Aceh, WS Dalam Kabupaten/Kota (WS Pulau Simeulue) yang dikelola oleh Pemerintah Kabupaten Simeulue.

(18)

1.2 Latar Belakang

Sungai berfungsi sebagai alattransportasi, sumber bahan baku tenaga listrik, dan tempat pembuangan akhir. Didaerah perkotaan sungai digunakan sebagai tempat mengalirnya air ketika hujan.Karena itu sungai merupakan bagian yang penting dari suatu kota. Apabila sungaitersumbat, aliran air yang mengalir didaratan tentunya tidak bisa tersalurkan denganlancar, hal itu bisa mengakibatkan terjadinya banjir. Ada beberapa penyebabyang mengakibatkan banjir, salah satunya adalah karena pengendapan sedimentasipada sungai. Sedimentasi menyebabkan pendangkalan sungai, hal itu terjadikarena ketinggian sedimentasi mengurangi kedalaman dari air, kalau pendangkalanmelebihi kedalaman sungai, bisa menyumbat aliran sungai dan terjadilah banjir_.

Aliran sungai pada umumnya memiliki aliran yang bercabang, dengan aliran yang memiliki debit besar sebagai sungai utama dan anak sungai untuk debit yang lebih kecil dari sungai utama. Percabangan sungai juga merupakan salah satu tempat yang rawan mengakibatkan banjir, karena tingkat sedimentasi yang terjadi dalam aliran tersebut dipengaruhi oleh dua aliran dengan tingkat debit aliran yang berbeda. Sehingga tingkat sedimentasi pada percabangan, dimungkinkan lebih banyak dibandingkan dengan tingkat sedimentasi pada aliran yang lain.Hal itu dikarenakan sedimen yang dibawa tidak hanya dari satu arus sungai,tapi bisa lebih dari satu sungai. Dalam aliran sungai yang terdapat sedimentasi,tingkat sedimentasi bisa diakibatkan oleh beberapa faktor alam, dan juga keadaanmorfologi dari sungai tersebut. Tingkat sedimentasi dari segi morfologi memilikibeberapa faktor, salah satunya keadaan dinding sungai, adanya jembatan, danadanya pelengseran pada bagian bagian bawah sungai yang tentu dari keadaanmorfologi tersebut mempengaruhi tingkat sedimentasi. Selain itu, ada juga faktoralam yang mempengaruhi

(19)

dalam proses sedimentasi. Kecepatan aliran sungai, debitaliran, dan juga ketinggian sungai bisa mengakibatkan proses sedimentasi bisasemakin besar terjadi.

1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan

Penelitian pada Tugas Akhir ini bertujuan untuk:

a. Menentukan atau mencari persamaan yang dapat dipakai untuk menghitung angkutan sedimen pada Krueng Aceh.

b. Mengkorelasikan data-data di lapangan dengan rumus-rumus teoritis tentang muatan sedimen di muara sungai Krueng Aceh.

c. Untuk mengetahui jumlah muatan sedimen yang terdapat di Muara Sungai Krueng Aceh dengan maksud untuk menghindari terjadinya pendangkalan sungai yang bisa menyebabkan banjir di daerah perkotaan Banda Aceh, sehingga bisa bermanfaat dalam meminimalisir besarnya debit banjir akibat adanya pengaruh sedimen.

1.4 Pembatasan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini, permasalahan yang akan dibahas dibatasi ruang lingkupnya agar tidak terlalu luas. Permasalahan yang akan dibahas hanya meliputi berapa besar muatan sedimen akibat adanya transpor sedimen di sepanjang kawasan Sungai Krueng Aceh. Pada kasus ini, Sungai Krueng Aceh merupakan daerah sungai yang memiliki kadar lumpur yang cukup besar sehingga sangat cocok sebagai tempat penelitian tugas akhir ini.

Adapun metode penulisan yang dilakukan dalam penyelesaian tugas akhir ini adalah: 1. Studi pustaka / literatur

Studi pustaka dilakukan untuk mengumpulkan data-data dan informasi dari buku, serta jurnal-jurnal yang mempunyai relevansi dengan bahasan dalam tugas akhir ini serta masukan-masukan dari dosen pembimbing.

(20)

2. Studi lapangan

a. Pengambilan data sekunder

Dilakukan pengumpulan data-data sekunder di daerah Sungai Krueng Aceh. b. Pengambilan data primer, yakni: data ukuran butiran sedimen

Data ini diperoleh dengan mengadakan survey di lapangan. 3. Pengolahan Data

Data yang diperoleh dari lapangan dan kepustakaan yang bersesuaian dengan pokok bahasan, disusun secara sitematis dan logis dan dilakukan korelasi sehingga diperoleh suatu gambaran umum yang akan dibahas dalam tugas akhirini. Metode penelitian yang digunakan adalah metode Yang’s , metode Engelund and Hansen, metode Laursen dan metode Metode Shen and Hungs.

4. Analisa Data

Dari hasil pengolahan data akan didapat besarnya muatan sedimen di kawasan Sungai Krueng Aceh, Banda Aceh.

5. Penulisan laporan tugas akhir

Seluruh data dan hasil pengolahannya akan disajikan dalam satu laporan yang telah disusun sedemikian rupa hingga berbentuk sebuah laporan tugas akhir.

1.5 Sistematika Penulisan

Bab I Pendahuluan

Bab ini berisi penjelasan tentang hal yang umum mengenai sungai dan sedimen, terutama menyangkut Sungai Krueng Aceh dan memberikan gambaran umum tentang muatan sedimen di muara sungai tersebut serta tujuan, ruang lingkup dan metodologi dalam penulisan tugas akhir ini.

(21)

Bab II Tinjauan Pustaka

Bab ini mencakup segala hal yang dapat dijadikan sebagai dasar bagi pengambilan tema penelitian, penentuan langkah pelaksanaan dan metode penganalisaan yang diambil dari beberapa pustaka yang ada yang memiliki tema sesuai dengan tema penelitian ini.

Bab III Metodologi dan Informasi Lokasi Studi

Bab ini menyajikan gambaran lokasi studi tugas akhir yang menjelaskan kondisi daerah Sungai Krueng Aceh serta metode yang akan digunakan. Metode yang dipakai adalah metode Yang’s, metode Engelund and Hansen, metode Laursen, dan metode Metode Shen and Hungs.

Bab IV Analisa Data

Bab ini berisi hasil dan pembahasan dari data-data yang diperoleh di lapangan serta mengkorelasikannya dengan rumus-rumus teoritis tentang berapa besar muatan sedimenyang ada di muara sungai.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Pada bab ini berisikan kesimpulan yang dirangkum dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan saran-saran untuk penelitian yang lebih lanjut.

(22)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Erosi dan pengangkutan sedimen yang dilakukan oleh air merupakan suatu proses penting dalam pembentukan suatu daerah aliran sungai dan mempunyai konsekuensi ekonomi serta lingkungan yang penting. Ada beberapa pengertian dari sedimentasi atau yang biasa juga disebut proses pengendapan. Menurut Krumbein dan Sloss (1971) sedimentasi berdasarkan ilmu geologi dan sratigrafi adalah proses-proses yang berperan atas terbentuknya batuan sedimen.Selanjutnya disebutkan bahwa urutan proses sedimentasi adalah meliputi proses : pelapukan, perpindahan, deposisi (sedimentasi), serta lithifikasi (pembatuan).

Sedimen merupakan hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaan, erosi parit atau jenis erosi tanah lainnya. Karena adanya transpor sedimen dari tempat yang lebih tinggi (hulu) ke daerah hilir sehingga dapat menyebabkan pendangkalan waduk, sungai, saluran irigasi dan terbentuknya tanah baru di daerah pinggiran dan di delta-delta sungai. Dengan demikian proses sedimentasi dapat memberikan dampak yang menguntungkan dan merugikan. Menguntungkan karena pada tingkat tertentu adanya aliran sedimen ke daerah hilir dapat menambah kesuburan tanah serta terbentuknya tanah garapan baru di daerah hilir, dan pada saat yang bersamaan aliran sedimen juga dapat menurunkan kualitas perairan dan pendangkalan badan perairan. Hasil sedimen biasanya diperoleh dari pengukuran sedimen layang dalam sungai (suspended sediment) atau dengan pengukuran langsung di dalam waduk. Batuan sedimen dibentuk dari batuan yang telah ada oleh kekuatan luar (gaya)dalam geologi, oleh pelapukan, gaya-gaya air, pengikisan angin maka batuan-batuanyang telah ada

(23)

seperti batuan beku dihancurkan, diangkut dan kemudian diendapkan ditempat-tempat yang rendah letaknya, misalnya di laut, samudra atau danau (Kaliti,1963).

Kebanyakan sumber dari material sedimen adalah daratan, dimana erosi danpelapukan sangat nyata terhadap pengikisan daratan dan dipindahkan ke laut. Pelapukanadalah aksi dari tumbuhan dan bakteri, juga proses kimia, termasuk juga penghancuranbatuan secara mekanik (Drake 1978).

2.2 Sifat-sifat sedimen

Sifat-sifat sedimen adalah sangat penting di dalam mempelajari proses erosidan sedimentasi. Sifat sedimen yang paling mendasar adalah ukuran dan bentuknya,setelah itu densitas, kecepatan jatuh ,dan lain-lain.

2.2.1 Ukuran dan Bentuk

Sedimen dapat diklasifikasikan berdasarkan ukuran butir menjadi lempung, lumpur, pasir, kerikil, koral (pebble), dan batu. Salah satu klasifikasi yang terkenal adalah skala Wenworth yang mengklasifikasikan sedimen berdasarkan ukuran (dalam millimeter) seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.1.

Dalam skala Wenworth tersebut partikel yang berukuran diantara 0,0625 dan2 millimeter dianggap sebagai pasir. Material yang lebih halus dianggap sebagai lumpur (silt)dan lempung (clay). Sedangkan material yang lebih besar dari pasir disebut koral (pebbles) dan brangkal (cobbles). Pada kebanyakan lokasi, brangkal (cobbles) adalah material utama yang membentuk pantai, seperti di sepanjang Chesil Beach (England).

(24)

Tabel 2.1 Ukuran Partikel Sedimen Berdasarkan Skala Wentworth

Nama Partikel Ukuran Batu Bongkah >256

Krakal 64-256 Kerikil 4-64 Butiran 2-4 Pasir Pasir sangat kasar 1-2

Pasir kasar ½-1 Pasir sedang ¼-1 Pasir halus 1/8-1/4 Pasir sangat halus 1/16-1/8

Lanau Lanau kasar 1/16-1/32

Lanau sedang 1/64-1/32 Lanau halus 1/128-1/64 Lanau sangat halus 1/256-1/128 Lempung Lempung kasar 1/640-1/256

Lempung sedang 1/1024-1/640 Lempung halus 1/2360-1/1024 Lempung sangat halus 1/4096-1/2360

Untuk beberapa studi kasus analisa ayakan menggunakan SNI 03-6388-2000 dan SNI 03-6408-2000 seperti pada Tabel 2.2 dan Tabel 2.3.

Tabel 2.2 Standar ukuran saringan

Standar Ukuran (mm) Alternatif saringan

75 3 inchi

50 2 inchi

25 1 inchi

9,25 3/8 inchi

4,75 No. 4

2,00 No.10 0,425 No.40

(25)

Tabel 2.3 Batasan-batasan ukuran butiran tanah

Jenis butiran Ukuran butiran

Pasir kasar 2.0 mm – 0,42 mm Pasir Halus 0,42 mm – 0,075 mm

Lanau 0,075 mm – 0,002 mm Lempung 0,002 mm – 0,001 mm

Kolloida < 0,001 mm

Untuk menentukan batasan dari ukuran dalam suatu sample pasir, harus dilakukan analisis ukuran. Mengayak pasir adalah dimaksudkan untuk menemukanbatasan dari ukuran dalam sampel. Biasanya ayakan berupa pan dengan saringan kawat sebagai suatu standar diberikan di dasarnya dan diklasifikasikan seperti yang dapat dilihat dalam Tabel 2.2. Ayakan disusun dalam suatu tumpukan di mana untuk ayakan yang lebih besar ditaruh pada bagian atas dan ayakan yang lebih halus berada di bawah daripada ayakan yang lebih besar.

Kinerja daripada pengayakan ini dimulai dengan sampel diletakkan pada ayakan yang paling atas dan ayakan digetarkan sehingga pasir jatuh sejauh mungkin menembus tumpukan ayakan yang berada dibawahnya. Ukuran fraksi yang berbeda kemudian akan terjebak dalam ayakan dengan ukuran variasi yang berbeda, lalu berat pasir yang tertangkap dalam setiap ayakan ditimbang dan kemudian didapatlah persentase dari berat total sampel yang melewati ayakan tersebut.

Bentuk dari sedimen alam beraneka ragam dan tidak terbatas. Di samping ukuran butir, bentuk partikel juga penting, karena ukuran partikel sedimen itu sendiri belum cukup untuk menjelaskan karakteristik butir-butir sedimen. Suatu partikel yang pipih mempunyai

(26)

harga kecepatan endap yang lebih kecil dan akan lebih sulit untuk terangkut dibandingkan dengan suatu partikel yang bulat seperti muatan dasar.

Sifat-sifat yang paling penting dan berhubungan dengan angkutan sedimen adalah bentuk dan kebulatan butir (berdasarkan pengamatan H. Wadell). Bentuk butiran dinyatakan dalam kebulatannya yang didefinisikan sebagai perbandingan daerah permukaan partikel. Daerah permukaan sulit ditentukan dan isi butiran relatif kecil,sehingga Wadell mengambil pendekatan untuk menyatakan kebulatan.

Kebulatan dinyatakan sebagai perbandingan diameter suatu lingkaran dengan daerah yang sama terhadap proyeksi butiran dalam keadaan diam pada ruang terhadap bidang yang paling besar terhadap diameter yang paling kecil atau dengan kata lain kebulatan digambarkan sebagai perbandingan radius rata-rata kelengkungan ujung setiap butir terhadap radius lingkaran yang paling besar (daerah proyeksi atau bagian butir melintang).

2.2.2 Massa Jenis (Densitas)

Densiti dari kebanyakan sedimen yang lebih kecil dari 4 mm adalah 2.650 kg/m3(graviti spesifik, s = 2.65). densiti darimineral lempung (clay) berkisar dari 2.500 sampai 2.700 kg/m3.

Densitas merupakan perbandingan massa terhadap suatu volume zat. Densitaspada dasarnya merupakan fungsi langsung dari kedalaman sungai, serta dipengaruhi juga oleh salinitas, temperatur dan tekanan. Secara matematis dituliskan dalam Persamaan 2.1.

ρ

=

...

( 2.1 )

dimana:

(27)

m = massa (gr) v = volume (cm3)

Besarnya ρa tidak tetap, tergantung pada suhu, tekanan dan larutan. Pada air tawar memiliki nilai ρa = 1000 kg/m3, dan air laut memiliki nilai ρa = 1030 kg/m3. Pada perhitungan angkutan sedimen, pengaruh perbedaan kerapatan pada umumnya diabaikan. Data massa jenis dari beberapa zat dapat dilihat dalam Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Data Massa Jenis Dari Beberapa Zat.

Zat Kerapatan (kg/m3)

Zat cair

Air 1,00 x

Air laut 1,03 x

Darah 1,06 x

Bensin 0,68 x

Air raksa 13,6 x

Zat padat

Es 0,92 x

Alumunium 2,70 x

Besi & baja 7,8x

Emas 19,3 x

Gelas 2,4 – 2,8 x

Kayu 0,3 – 0,9 x

Tembaga 8,9 x

Timah 11,3 x

Tulang 1,7 – 2,0 x

Zat gas

(28)

Helium 0,1786 Hidrogen 0,08994

Uap air

100° C 0,6

2.3 Sifat-sifat Cairan

Angkutan sedimen di sungai pada umumnya digerakkkan oleh aliran air yang berada dalam sungai tersebut, oleh sebab itu sangatlah penting untuk mengetahui sifat-sifat daripada alirannya terutama aliran pada saluran yang terbuka. Beberapa sifat dan parameter yang saling berkaitan dan berpengaruh pada pengangkutan sedimen dapat dilihat pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5 Parameter yang berpengaruh pada pengangkutan sedimen

BESARAN SIMBOL SATUAN/DIMENSI KETERANGAN

Rapat massa /

kerapatan air Kg. -

Rapat massa /

kerapatan sedimen Kg. -

Kerapatan relatif

dalam air ∆ -

∆=

Viskositas dinamatik H Kg. . -

Viskositas kinematik N / det -

Tegangan permukaan ∑ Kg. -

2.3.1 Berat Spesifik Partikel Sedimen

(29)

Besarnya harga γ tergantung pada tempat di bumi (g), pada garis katulistiwa harga g = 9,78 m/det2, sedangkan di daerah kutub harga g = 9,832 m/det2 . Dengan demikian pada umumnya diambil harga rata-rata g = 9,8 m/det2.

2.3.2 Kekentalan (viscocity)

Kekentalan (viscocity) merupakan sifat zat cair untuk melawan tegangan geser atau perubahan sudut, terbagi dua macam :

1. Kekentalan kinematik (ν)

Kekentalan kinematik sangat dipengaruhi suhu :

V =

. ... ( 2.3 )

2. Kekentalan dinamik (η)

Kekentalan dinamik dipengaruhi partikel sedimen.

Untuk larutan yang dicairkan (c < 0.1) – Einstein (1906), mendapat :

, ... ( 2.4 )

dimana ηm adalah koefisien kekentalan dinamik – campuran/larutan sedimen; η adalah

koefisien kekentalan dinamik air bersih; dan c merupakan konsentrasi sedimen.

2.3.3 Kerapatan relatif dalam air - Δ(tanpa dimensi)

Kerapatan relatif dalam air adalah perbandingan selisih kerapatan suatu zat/sedimen dan air terhadap kerapatan air.

(30)

∆

...

( 2.5 )

2.4 Pengangkutan Sedimen

Sedimentasi adalah proses pengendapan material yang terangkut oleh aliran dari bagian hulu menuju bagian hilir akibat dari terjadinya erosi. Sungai-sungai membawa sedimen dalam setiap alirannya. Sedimen dapat berada di berbagai lokasi dalam aliran, tergantung pada keseimbangan antara kecepatan ke alas pada partikel (gaya tarik dan gaya angkat) dan kecepatan pengendapan partikel. Sedimen dapat diangkut dengan tiga cara : • Suspension; umumnya terjadi pada sedimen-sedimen yang ukurannya sangat kecil (seperti lempung) sehingga mampu diangkut oleh aliran air atau angin yang ada.

• Bedload; terjadi pada sedimen yang relatif ukurannya lebih lebih besar (seperti pasir, kerikil, kerakal, bongkahan) sehingga gaya yang ada pada suatu aliran yang bergerak dapat berfungsi dan memindahkan partikel-partikel yang besar di dasar. Pergerakan dari butiran pasir dimulai pada saat kekuatan gaya aliran melebihi kekuatan inersia butiran pasir tersebut pada saat diam. Gerakan-gerakan tersebut bisa menggeser, menggelinding, atau bahkan bisa mendorong antara sesama sedimen yang lainnya.

• Saltation; umumnya terjadi pada sedimen yang berukuran seperti pasir, dimana aliran fluida yang ada mampu menghisap dan mengangkut sedimen pasir sampai akhirnya karena gaya gravitasi yang sedang bekerja kemudian mampu mengembalikan sedimen pasir tersebut ke dasar.

Sedangkan berdasarkan asalnya material angkutan dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu (Yiniarti, 1997) :

• Muatan material dasar (bed material transport), yang berasal dari dasar, berarti bahwa angkutan ini ditentukan oleh keadaan dasar dan aliran (dapatterdiri dari sedimen dasar dan sedimen melayang).

(31)

• Muatan cuci (wash load), yang berasal dari hasil erosi daerah aliran sungai dan tidak berhubungan dengan kondisi hidrolik aliran setempat. Angkutan ini terdiri dari butiran yang sangat halus dengan diameter < 50μm (terdiri darilempung dan lanau) yang hanya dapat bergerak dengan cara melayang dan tidak berada pada dasar sungai. Beban ini terdiri atas partikel-partikel yang sangat halus dan koloid, yang mengendap sangat lamban meskipun dalam air tenang sekalipun. Jenis bahan ini didapatkan dari bahan alas ( bed material ) dalam jumlah yang sangat sedikit, jadi jumlahnya sangat terbatas. Aliran turbulen yang biasa saja di alur sungai sudah mempunyai kemampuan besar untuk mengangkut beban bilas, sehingga banyaknya beban bilas yang diangkut hanya merupakan fungsi penyediaan material yang terdapat di alas sungai.

Jumlah beban layang dan bilas lebih mudah untuk diukur karena partikel-partikel sedimen tersebut bergerak secepat aliran, maka konsentrasi sedimen jika dikombinasikan dengan pengukuran debit menghasilkan besarnya pengangkutan sedimen. Laju pengangkutan sedimen adalah merupakan besarnya sedimen yang diukur sesaat. Jika debitnya tidak berubah secara cepat, maka satu kali pengukuran laju pengangkutan sedimen saja sudah cukup untuk menentukan laju rata-rata dalam satu hari. Tetapi jika debitnya berubah secara cepat dan laju pengangkutan sedimennya tinggi, maka diperlukan beberapa pengukuran untuk menentukan laju harian rata-rata secara lebih teliti. Pada umumnya dalam kondisi seperti ini penggunaan cara depth integrating akan terlalu banyak memakan waktu, sehingga hanya cukup diambil satu atau dua buah contoh air pada titik-titik yang ditetapkan dalam sungai. Suatu korelasi antara konsentrasi-konsentrasi yang diukur pada pada titik-titik yang telah ditetapkan dengan konsentrasi keseluruhan dapat dihitung dari pengukuran-pengukuran terdahulu yang lebih lengkap. Konsentrasi rata-ratanya untuk seluruh penampang melintang pada titik-titik yang

(32)

ditetapkan kemudian dapat diperoleh dari korelasi tersebut. Prosedur ini digunakan dalam program pengambilan sampel sedimen di kanada dengan maksud untuk penghematan biaya. Sekali laju rata-rata pengangkutan sedimen diketahui, hasil musiman atau tahunan dalam daerah pengaliran dapat diperoleh dengan menjumlahkan laju harian. Hasil sedimen tahunan ini kerap kali berkorelasi secara baik dengan debit rata-rata tahunan. Jika demikian halnya, maka apabila terdapat variasi yang jauh dari korelasi, maka merupakan indikasi yang mengundang penilaian terhadapa perubahan situasi dalam daerah pengalirannya. Hasil sedimen musiman atau tahunan dapat juga ditentukan dari pengukuran terhadap perubahan dasar waduk yang dilewati oleh sungai tersebut.

Pengukuran secara periodik pada penampang-penampang melintang waduk yang telah ditetapkan, dibarengi dengan pengamatan berat jenis dari dari bahan endapan akan merupakan perkiraan banyaknya endapan sedimen di waduk. Bahan endapan tersebut hanya merupakan sebagian dari besarnya pengangkutan total sedimen tahunan, karena sebagian lain dari sedimen terangkut oleh aliran keluar dari waduk. Besarnya pengangkutan sedimen yang keluar dari waduk tergantung dari ukuran butirannya dan luas waduk tersebut, besarnya aliran keluar dari waduk, sifat-sifat bahan sedimen dan sifat-sifat outlet waduk. Dua buah faktor pertama tersebut diatas mempengaruhi waktu penampungan, yakni waktu selama mana pengendapan dapat terjadi dalam waduk. Waktu penampungan dalam hubungannya dengan kecepatan mengendap dari butiran-butiran sedimen, merupakan faktor utama yang mempengaruhi aliran keluar sedimen. Letak outlet pada bendungan dapat juga mempengaruhi lebih-lebih jika letaknya pada berada pada elevasi rendah, sehingga aliran sedimen dapat terjadi pada zona dimana terdapat konsentrasi sedimen yang lebih tinggi.

2.4.1 Rumus-Rumus Pengangkutan Sedimen A. Shen dan Hungs

(33)

Shen dan Hungs mengasumsikan bahwa transportasi sedimen ialah kondisi yang kompleks sehingga tidak menggunakan bilangan Froude, bilangan Reynolds, dimana kombinasi ini didapati untuk menjelaskan semua kondisi transportasi sedimen. Sheng dan Hungs mencoba menemukan variabel dominan yang mendominasi laju transportasi sedimen. Persamaan Sheng dan Hungs dinyatakan sebagai berikut :

log , , . , . _{+ 109503,872.} _{… … ….}_{( 2.6 )}

Gw = ∗ ∗ ∗ ...( 2.7 ) Qs = Ct * Gw ... ( 2.8 )

Y =

_,, , ... ( 2.9 ) di mana :

Ct = kosentrasi sedimen total,

V = kecepatan aliran (m/s), = kecepatan jatuh (m/s),

S = kemiringan sungai,

W = lebar sungai (m),

D = kedalaman sungai (m), Qs = muatan sedimen (kg/s)

B. Persamaan Yang’s

Yang’s (1973) memberikan formula transportasi sedimen berdasarkan konsep unit aliran listrik, dimana bisa dimanfaatkan untuk untuk memprediksi keseluruhan konsentrasi yang diangkut dalam dasar flumes.

Persamaan Yang’s dinyatakan sebagai berikut :

(34)

( 1,799

–

0,409 log

0,314 log

∗

) log (

–

)...

( 2.10 )

Gw =

∗

∗ ∗

...

( 2.11 )

Qs = Ct * Gw ...

( 2.12 )

di mana :

Ct = konsentrasi sedimen total,

d50 = diameter sedimen 50% dari material dasar (mm),

ω = kecepatan jatuh (m/s),

v = viskositas kinematik (m2/s),

V = kecepatan aliran (m/s),

Vcr = kecepatan kritis (m/s),

S = kemiringan sungai,

U* = kecepatan geser (m/s),

W = lebar dasar sungai (m),

D = kedalaman sungai (m),

Qs = muatan sedimen (kg/s).

C. Persamaan England and Hansen

England dan Hansen didasarkan pada pendekatan tegangan geser.Persamaan England dan Hansen dinyatakan sebagai berikut :

= 0,05

[

...

( 2.13 )

Qs = W *

...

( 2.14 ) di mana :

(35)

Qs = muatan sedimen (kg/s).

D. Persamaan Laursen

Berdasarkan data hasil eksperimen, Laursen ( 1958 ) mengusulkan sebuah persamaan transport sedimen dari hubungan antara kondisi aliran dan hasil debit sedimennya.

Persamaan Laursen dinyatakan sebagai berikut :

Ct = 0.01

)

∗

... ( 2.15 )

∗ _/

... ( 2.16 )

Qs = Q*Ct

... ( 2.17 )

di mana :

Ct = konsentrasi sedimen total,

d50 = diameter sedimen 50% dari material dasar (mm), ω = kecepatan jatuh (m/s),

= tegangan geser (kg/m2) U* = kecepatan geser (m/s),

Qs = muatan sedimen (kg/s).

2.4.2 Metode Einstein

Dalam penentuan beban material dasar dengan menjumlahkan beban melayang dan beban dasar digunakan metode Einsten (1950). Ia adalah orang pertama yang memperkenalkan ide daripada tegangan geser efektif. Tegangan geser total dipertimbangkan terdiri dari dua bagian yaitu tegangan geser yang berkaitan kekasaran butiran , dan tegangan

(36)

geser yang berhubungan dengan tegangan geser akibat pembentukan dasar saluran ( form shear stress ) .

, _{... ( 2.18 )} Tegangan geser butiran adalah tegangan efektif untuk membawa sedimen merupakan tegangan geser yang menghasilkan kecepatan rata-rata bila semua perlawanan disebabkan kekasaran geseran. Dengan harga-harga yang diketahui dari kecepatan dan radius hidraulik, tegangan geser efektif dapat dihitung langsung dari persamaan kecepatan yang dipilih dan parameter geseran butiran. Ide ini telah dipakai dari awalnya pada hampir semua hubungan transport sedimen, kecuali untuk metode yang langsung didasarkan pada kecepatan atau kedalaman. Metode Einstein ini memperkenalkan beberapa konsep dasar dalam transportasi sedimen yang kemudian dimodifikasi oleh lainnya untuk perhitungan transportasi sedimen walaupun prosedur dasar difusinya kompleks serta beberapa ketidakpastian dalam penentuan koefisien.

2.4.3 Pengendalian Sedimen

Cara pengendalian sedimen yang terbaik adalah pengendalian sedimen yang dimulai dari sumbernya, yang berarti dalam hal ini dimaksudkan merupakan pengendalian erosi. Sekali sedimen itu dihasilkan, maka harus ada tindakan lain yang dapat diambil untuk memperkecil akibat-akibatnya. Tindakan-tindakan yang dimaksud antara lain berupa :

1. Pengendalian sungai ( river training )

Dalam hal ini terdiri atas pembuatan tanggul-tanggul, krib, bendung pembimbing ( Inggris : guiding dam , Belanda : strekdam ).

(37)

Bangunan inlet harus diletakkan sedemikian rupa sehingga laju masuknya sedimen ke saluran harus seminimal mungkin. Untuk memperkecil masuknya sedimen ke saluran adalah dengan membuat pembilas ( excluder ) atau saluran pengendap ( setling basin ), sebelum air dimasukkan dalam saluran.

3. Pemilihan lokasi waduk yang benar

Pemilihan lokasi bendungan untuk waduk harus dipilih di hulu anak sungai yang banyak mengangkut sedimen, agar tidak masuk ke dalam waduk, sejauh pemilihan lokasi lain masih dimungkinkan.

4. Pembangunan checkdam di hulu waduk

Checkdam-checkdam tersebut berfungsi untuk mengumpulkan sedimen. Bila checkdam-checkdam tersebut tidak dibangun, maka sedimen akan masuk ke dalam waduk, sehingga akan memperpendek umur dari pada waduk tersebut.

5. Membuat alur pintas atau sudetan ( by pass channel )

Alur pintas atau sudetan tersebut dimaksudkan untuk mengelakkan aliran yang mengandung sedimen agar tidak masuk ke dalam waduk. Kesulitan yang akan dihadapi oleh pemecahan persoalan dengan cara ini ialah karena jumlah sedimen terbesar terjadi pada waktu banjir, sedangkan waduk harus menampung air banjir tersebut untuk maksud pengendalian banjir atau untuk maksud konservasi air permukaaan.

6. Perencanaan outlet waduk yang baik

Pembuatan bangunan outlet yang dekat dengan dasar sungai akan akan memberikan kemungkinan membilas endapan yang terdiri atas material halus.

7. Perencanaan bangunan-bangunan ( structures ) yang baik

Perencanaan ini harus sedemikian baiknya sehingga dapat dihindarkan pengendapan sedimen di depan bukaan ( opening ), atau ruang di mana ambang-ambang, pintu-pintu dan katub-katub berada dan bergerak.

(38)

2.5 Kecepatan Jatuh partikel 2.5.1 Hukum Stokes

Kecepatan jatuh sebuah partikel merupakan parameter yang sangat penting untukmempelajari sedimentasi di sungai dan juga proses pengendapan lain yang berlangsung serta untuk menentukangerak sedimen dalam suspensi maupun dasar saluran. Kecepatan jatuh butiran ditentukan dengan persamaan hambatan aliran:

( ) g = ... ( 2.19 )

... ( 2.20)

∆

... ( 2.21 )

w

∆ ………... ( 2.22 ) dimana :

w = kecepatan jatuh sedimen (mm/s)

g = kecepatan gravitasi (m/det2)

D = diameter butiran sedimen (mm)

CD = koefisien hambatan Δ= (ρs - ρa) / ρa

ρa = rapat massa air (1025 kg/m3) ρs = rapat massa sedimen (kg/m3)

Harga besaran CD tergantung dari bilangan Reynold dan bentuk dari partikel.

Re =

...

( 2.23 ) Untuk

(39)

V = kecepatan arus (mm/s) ν= viskositas kinematik

Untuk partikel berbentuk bola dan bilangan Reynold rendah (Re < 1) (koefisien hambatan di daerah Stokes adalah CD = 24/Re), rumus di atas menjadi :

w =

g

∆

...

( 2.24 ) atau untuk mencari fall velocity dari suatu sedimen bisa juga digunakan persamaan umum seperti berikut :

w =

(

) ...

( 2.25 )

2.5.2 Bottom Withdrawal Tube

Metode ini menggunakan alat yang dinamakan bottom withdrawal tube seperti yang dilampirkan pada Gambar 2.3. Awalnya sedimen yang diuji diambil dengan alat tersebut secara melintang dengan dua sisi terbuka pada kedalaman 1 meter. Kemudian sedimen yang diambil tersebut diangkat secara vertikal dengan bagian bawahnya yang telah ditutup, lalu dibawa ke permukaan untuk kemudian dimasukkan dalam sebuah wadah dengan pengendapan dalam perhitungan waktu 3’, 6’, 10’,15’, 25’, 40’, 60’. Dengan demikian, ada tujuh sampel sedimen yang telah diambil untuk dihitung konsentrasinya dengan metode gravimetri.

Konsentrasi sedimen didapati dari hasil laboratorium kimia analitik. Dengan mengambil contoh sedimen sebanyak 50 ml dan kemudian ditaruh pada sebuah kertas saring dandi-oven agar sampel tersebut kering sempurna. Kemudian setelah itu ditimbang berat kertas saring dan sedimen diatasnya. Dengan perhitungan sebagai berikut:

(40)

Dimana :

C = konsentrasi sedimen (kg/m3) a = massa kertas saring + sedimen b = massa awal kertas saring

Untuk analisa data kecepatan jatuh sedimen, nilai konsentrasi yang dipakai dalambentuk persentase (%) dengan tujuh perhitungan sesuai sampel.

∑ x 100% ; ∑ x 100% ; dst... ( 2.27 )

Perhitungan untuk kecepatan jatuhnya sendiri dengan:

W =

( mm/s ) ...

( 2.28 )

2.6 Morfologi Sungai dan Karakteristiknya

Morfologi sungai adalah ilmu yang mempelajari jenis, sifat, serta perilaku sungai dengan mencakup seluruh aspek perubahannya dalam dimensi ruang dan waktu. Sungai mempunyai fungsi mengumpulkan curah hujan dalam suatu daerah tertentu dan mengalirkannya ke laut. Sungai itu dapat digunakan juga untuk berjenis-jenis aspek seperti pembangkit tenaga listrik, pelayaran, pariwisata, perikanan dan lain-lain. Dalam bidang pertanian sungai itu berfungsi sebagai sumber air yang penting untuk irigasi. Sungai merupakan tempat mengalirnya air. Sungai berfungsi sebagai alat transportasi, sumber bahan baku tenaga listrik, dan tempat pembuangan akhir. Didaerah perkotaan sungai digunakan sebagai tempat mengalirnya air ketika hujan.Karena itu sungai merupakan bagian yang penting dari suatu kota. Apabila sungai tersumbat, aliran air yang mengalir didaratan tentunya tidak bisa tersalurkan dengan lancar, hal itu bisa mengakibatkan terjadinya banjir. Ada beberapa penyebab yang mengakibatkan banjir, salah satunya adalah karena pengendapan sedimentasi pada sungai. Sedimentasi menyebabkan pendangkalan sungai, hal itu terjadi karena ketinggian sedimentasi mengurangi kedalaman dari air, kalau pendangkalan melebihi

(41)

kedalaman sungai, bisa menyumbat aliran sungai dan terjadilah banjir. Selain itu pendangkalan sungai juga bisa mengakibatkan meluapnya air sungai,jika terdapat debit air yang banyak yang melebihi kemampuan daya tampung aliransungai. Sehingga diperlukan beberapa analisis yang detail guna mengatasi seberapajauh sedimentasi sungai yang mempengaruhi terjadinya banjir.

Aliran sungai pada umumnya memiliki aliran yang bercabang, denganaliran yang memiliki debit besar sebagai sungai utama dan anak sungai untuk debit yang lebih kecil dari sungai utama. Pecabangan sungai juga merupakan salah satu tempat yang rawan mengakibatkan banjir, karena tingkat sedimentasi yang terjadi dalam aliran tersebut dipengaruhi oleh dua aliran dengan tingkat debit aliran yang berbeda. Sehingga tingkat sedimentasi pada percabangan, dimungkinkan lebih banyak dibandingkan dengan tingkat sedimentasi pada aliran yang lain. Hal itu dikarenakan sedimen yang dibawa tidak hanya dari satu arus sungai,tapi bisa lebih dari satu sungai. Dalam aliran sungai yang terdapat sedimentasi, tingkat sedimentasi bisa diakibatkan oleh beberapa faktor alam, dan juga keadaan morfologi dari sungai tersebut. Tingkat sedimentasi dari segi morfologi memiliki beberapa faktor, salah satunya keadaan dinding sungai, adanya jembatan, dan adanya pelengseran pada bagian bagian bawah sungai yang tentu dari keadaan morfologi tersebut mempengaruhi tingkat sedimentasi. Selain itu, ada juga faktor alam yang mempengaruhi dalam proses sedimentasi. Kecepatan aliran sungai, debit aliran, dan juga ketinggian sungai bisa mengakibatkan proses sedimentasi bisa semakin besar terjadi. Karena itu bisa dimungkinkan kalau faktor-faktor tersebut tidak terprediksi, banjir bisa terjadi kapan saja.

2.6.1 Daerah Pengaliran

Daerah pengaliran sebuah sungai adalah daerah tempat presipitasi itu mengkonsentrasi ke sungai. Garis batas daerah-daerah aliran yang berdampingan disebut batas daerah pengaliran. Luas daerah pengaliran diperkirakan dengan pengukuran daerah itu

(42)

pada peta topografi. Daerah pengaliran, topografi, tumbuh-tumbuhan dan geologi mempunyai pengaruh terhadap debit banjir, corak banjir, debit pengaliran dasar dan seterusnya.

2.6.2 Corak dan Karakteristik Daerah Pengaliran

1. Daerah Pengaliran Berbentuk Bulu Burung

Jalur daerah di kiri kanan sungai utama di mana anak-anak sungai mengalir ke sungai utama disebut daerah pengaliran bulu burung. Daerah pengaliran sedemikian mempunyai debit banjir yang kecil, oleh karena waktu tiba banjir dari anak-anak sungai itu berbeda-beda. Sebaliknya banjirnya berlangsung agak lama.

2. Daerah Pengaliran Radial

Daerah pengaliran yang berbentuk kipas atau lingkaran dan di mana anak-anak sungainya mengkonsentrasi ke suatu titik secara radial disebut daerah pengaliran radial. Daerah pengaliran dengan corak sedemikian mempunyai banjir yang besar di dekat titik pertemuan anak-anak sungai.

3. Daerah Pengaliran Paralel

Bentuk ini mempunyai corak dimana dua jalur daerah pengaliran yang bersatu di bagian pengaliran yang bersatu dengan bagian hilir. Banjir itu terjadi di sebelah hilir titik pertemuan sungai-sungai.

4. Daerah Pengaliran Yang Kompleks

Hanya beberapa buah daerah aliran yang mempunyai bentuk-bentuk ini dan disebut daerah pengaliran yang kompleks.

(43)

2.6.3 Koefisien Yang Memperlihatkan Corak Daerah Pengaliran

1. Koefisien Corak/bentuk

Koefisien ini memperlihatkan perbandingan antara luas daerah pengaliran itu denngan panjang sungainya.

...

( 2.29 ) dimana :

F = koefisien corak

A = luas derah pengaliran ( L = panjang sungai utama ( km )

Koefisien daripada corak sungai dapat dilihat pada Tabel 2.6. Tabel 2.6 Koefisien Corak Sungai

Nama Sungai Daerah Pengaliran (1000

Panjang Sungai

Utama ( km ) F

Amazon 7.050 6.200 1.840

Missisipi 3.250 6.500 0.077

Yangtze 1.780 5.200 0.066

Donau 820 2.900 0.097

Kiso (3 sungai) 9.1 229 0.175

2. Kerapatan Sungai

Kerapatan Sungai adalah suatu indeks yang menunjukkan banyaknya anak sungai dalam suatu daerah pengaliran.

Kerapatan Sungai = ... ( 2.30 )

Biasanya harga ini adalah kira-kira 0,30 ampai 0,50 dan dianggap sebagai indeks yang menunjukkan keadaan topografi dan geologi dalam daerah pengaliran. Kerapatan sungai itu adalah kecil di geologi yang permeabel, di pegunungan-pegunungan dan di lereng-lereng, tetapi besar untuk daerah-daerah yang banyak curah hujannya.

(44)

2.6.4 Gradien Memanjang Sungai dan Bentuk Penampang Melintang

Kurva yang memperlihatkan hubungan antara jarak dan permukaan dasar sungai yang diukur sepanjang sungai mulai dari estuari, disebut profil sungai. Profil ini tahap demi tahap berubah menjadi profil yang stabil sesudah terjadi erosi dan sedimentasi sesuai pengaruh aliran itu. Profil yang telah menjadi stabil sedemikian disebut profil seimbang. Bentuk penampang melintang sungai berubah-ubah sesuai dengan karakteristik bahan dasar sungai, kecepatan aliran dan seterusnya.

Pada bagian hulu daerah-daerah pegunungan biasa dasar sungai itu sangat besar, dan penampang melintangnya menjadi lembah yang berbentuk V. Pada bagian pertengahan penampang lembah itu berbentuk U. Di zone alluvial bagian hilir sungai, penampang melintangnya menjadi trapezoid pada bagian yang lurus dan berbentuk segitiga pada bagian tikungan. Umumnya bentuk penampang melintang sungai adalah antara bentuk persegi panjang dan segitiga. Umpamanya luas penampang melintang A, lebar b dan dalam air maksimum h max maka :

A = c x b x h max ... ( 2.31 ) Dimana c disebut dengan koefisien bentuk penampang melintang.

Untuk bentuk persegi panjang c = 1, untuk segitiga c = ½ dan untuk parabola c = 2/3, Biasanya pada sungai-sungai, koefisien ini adalah kira-kira 0,60.

(45)

BAB III

METODOLOGI DAN DESKRIPSI LOKASI PENELITIAN

3.1 Metodologi Penelitian

Aspek yang akan dibahas dalam analisa tugas akhir ini, antara lain meliputi:

 Mengerjakan survei kelapangan untuk mengambil data-data primer yang dibutuhkan.

 Melakukan analisis laboratorium untuk mendapatkan nilai diameter butiran sedimen dan nilai parameter lainnya yang diperlukan dalam rumusan teoritis.

 Perhitungan kemiringan dasar sungai.

 Perhitungan angkutan sedimen yang terjadi pada muara sungai.

 Perhitungan kedalaman sungai.

 Perhitungan kecepatan jatuh sedimen yang menjadi salah satu faktor pengaruh besarnya muatan sedimen.

 Perhitungan muatan sedimen total yang dihasilkan.

(46)

MM

Gambar 3.1: Diagram Alur Penelitian Mulai

Perumusan Masalah

Tujuan

Mengetahui jumlah sedimen yang terjadi dengan persamaan angkutan

Pengambilan Data

Prime Sekunde

1. Sampel sedimen 2. Survey Lokasi

Uji laboratorium

1. Mendapatkan karakteristik butiran sedimen.

2. Kecepatan jatuh

Perhitungan muatan sedimen

Kesimpulan & Saran

1. Peta topografi 2. Data penampang

memanjang & melintang sungai

Perhitungan kemiringan dasar sungai

Perhitungan kedalaman rerata ruas sungai

(47)

3.1.1 Metode Pelaksanaan

Pelaksanaan yang akan dikerjakan yaitu mengambil langsung sampel sedimen dilapangan dengan menggunakan alat Van Veen Grab, dimana prinsip kerjanya alat diturunkan sampai dasar sungai dengan grab keduanya dalam keadaan terbuka, kemudian kabel penggantung dikendurkan sambil alat ini diangkat ke permukaan untuk memperoleh sampel sedimen yang diperlukan. Kemudian setelah sampel sedimen diperoleh akan dilakukan analisa saringan terhadap sampel tersebut.Sedimen yang ukuran butirannya terbagi rata antara yang besar sampai yang kecil disebut bergradasi baik ( well graded ). Apabila besaran butirannya hampir sama seluruhnya maka sedimen tersebut bergradasi seragam ( uniformally graded ). Bilamana terdapat kekurangan atau kelebihan salah satu ukuran butiran tertentu maka sedimen tersebut bisa dikatakan bergradasi buruk ( poorly graded ).

Metode pelaksanaan dalam analisa saringan (sieve analysis) antara lain sebagai berikut : 1. Sedimen dibiarkan mengering diudara terbuka lalu dibiarkan sampai keadaan rapuh, setiap gumpalan butiran dipecah hingga merata.

2. Setelah sampel mengering, hancurkan gumpalan-gumpalan pasir tersebut dengan menggunakan kedua tangan sampai menjadi butiran asli, usahakan agar tidak sampai menghancurkan butiran sedimen yang asli.

3. Setiap contoh sampel ditimbang beratnya ± 500 gr.

4. Contoh sampel tersebut langsung disaring dengan menggunakan saringan ukuran no. 10, no. 20, no.40, no.60, no. 80, no. 100, no. 200, dan pan. Ayakan disusun dalam suatu tumpukan di mana untuk ayakan yang lebih besar pada bagian atas dan ayakan yang lebih halus berada di bawahnya. Sampel diletakkan pada ayakan yang paling atas dan ayakan digetarkan sehingga pasir jatuh sejauh mungkin menembus tumpukan ayakan.

(48)

5. Peny selama

6. Tana

3.1.2 P

Data- d a. Obse Data ya sungai y

yaringan di ± 10 menit

ah yang terta

Pengump

data yang dip ervasi lapang ang didapat

yang diteliti

lakukan de agar penya

ahan pada m

Gambar 3

pulan Dat

peroleh mel gan tkan adalah i. engan meng aringan berla masing-masi 3.2: Pengay

ta

liputi:

h data kedal

ggunakan m angsung sec ing saringan yakan Saring laman sung mesin penga cara sempur n ditimbang gan Sampel

gai, lebar da

ayak, setiap rna.

g dan dicata

l Sedimen

asar sungai,

p sampel d

at beratnya.

, debit dari

dibiarkan

(49)

b. Eksperimen Laboratorium

Sedimen yang diambil dari lapangan kemudian di uji di lab. Hasil dari teslaboratorium berupa analisa ayakan, data hydrometer, berat jenis dari sedimen, serta kecepatan jatuhnya.

c. Studi Pustaka

Dari literatur yang berhubungan dengan tugas akhir ini data yang diperoleh berupa nilai dari gravitasi bumi, berat jenis air sungai, dan faktor bentuk darisedimen.

3.1.3 Perhitungan Kemiringan Dasar Sungai

Perhitungan yang digunakan untuk mencari kemiringan sungai adalah sebagai berikut:

∆

∆ ... ( 3.1 ) Di mana :

S = kemiringan dasar sungai ΔH = beda tinggi

∆ = jarak memanjang

3.1.4 Perhitungan Kedalaman Sungai

Langkah-langkah perhitungannya sebagai berikut :

(50)

2. Untu

V = 5.7

3. Hitun

Ѱ

uk menentuk

75* _∗ log (

ng Ѱ dan hu

*

kan harga V

12.27 * X

Gam ubungan ant

...

Gam V digunakan ) ...

mbar 3.3 : Hu

tara V/ _∗de

...

mbar 3.4 : H

n Gambar 3.

... Hubungan an engan meng

...

Hubungan an .3 ...

ntara x dan K

ggunakan G

...

ntara ∗ da

...

Ks/ ′

ambar 3.4.

...

Ѱ

...

.. ( 3.2 )

(51)

4. Hitung _∗′′ = (

∗ )*V... ( 3.4 )

R’’ = ∗ ... ( 3.5 )

5. Hitung R = R’ + R’’

6. Hitung Q = V*A, jika Q hasil hitungan sama dengan harga Q awal maka perhitungan sudah benar, jika belum maka terus dicoba sampai sama.

3.1.5 Perhitungan Angkutan Sedimen

Perhitungan Angkutan Sedimen dapat dicari dengan menggunakan metode sebagai berikut: a. Metode Shen and Hungs

b. Metode Yang’s

c. Metode Engelund and Hansen d. Metode Laursen

A. Metode Shen and Hungs

Dalam metode Shen and Hungs diperlukan data-data sebagai berikut:

 Ukuran diametersedimen (d50)  Kemiringan dasar sungai (S)  Lebar dasar sungai (W)  Kedalaman sungai (D)  Debit sungai (Q)

 Massa jenis sedimen (γs)  Massa jenis air (γ)

(52)



Langka

1. Meng

Dengan

2. Meng

V

=

3. Meng

log

Dimana

Gravitasi (

ah-langkah p

ghitung luas

. .

n asumsi pen

ghitung kec ... ghitung kon a (g) perhitungan s penampan ... nampang sun cepatan rata ... nsentrasi sed ,

n yang akan

ng (A)

...

ngai seperti p

Gambar 3.

-rata (V)

... dimen total , .

Y =

dikerjakan ... pada Gamba

.5 : Penamp

... (Ct) .

=

_,, adalah seba ... ar 3.5. ang Sungai ... , . ₊ , _.... agai berikut ... ... + 109503,87 ... t: ... ... ( 72. ... ...

. ( 3.6 )

3.7 )

( 3.8 )

(53)

4. Menghitung volume berat air (Gw)

Gw = ∗ ∗ ∗ ... ( 3.10 )

5. Menghitung muatan sedimen (Qs)

Qs = Ct * Gw ... ( 3.11 )

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam Gambar 3.6.

Menghitung Luas Penampang ( A )

Menghitung Kecepatan Rata-Rata ( V )

Menghitung Konsentrasi Sedimen Total ( Ct )

(54)

Gambar 3.6 : Langkah Penyelesaian Metode Shen and Hungs

B. Metode Yang’s

Dalam metode Yang’s diperlukan data-data sebagai berikut:

 Ukuran diameter sedimen (d50)  Kemiringan dasar sungai (S)  Kedalaman sungai (D)  Lebar dasar sungai (W)  Debit sungai (Q)

 Massa jenis sedimen (γs)  Massa jenis air (γ)  Gravitasi (g)

 Kecepatan jatuh (ω)

Langkah-langkah perhitungan yang akan dikerjakan adalah sebagai berikut :

1. Menghitung luas penampang (A)

2. Menghitung kecepatan rata-rata (V)

3. Menghitung keliling basah (P)

(55)

√ . ... ( 3.13 )

4. Menghitung jari-jari hidrolik (R)

... ( 3.14 )

5. Menghitung kecepatan geser (U*)

U = ( g.R.S*

, ... ( 3.15 )

6. Menghitung nilai bilangan Reynold (Re)

Re =

∗

... ( 3.16 )

7. Menghitung harga parameter kecepatan kritis (Vcr)

Vcr = ,

(56)

8. Menghitung konsentrasi sedimen total (Ct)

log

,

∗

+

( 1,799

–

0,409 log

0,314 log

∗

) log (

–

)

... ( 3.18 )

9. Menghitung volume berat air (Gw)

10. Menghitung muatan sedimen (Qs)

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam Gambar 3.7 :

Menghitung Luas Penampang ( A )

Menghitung Kecepatan Rata-Rata ( V )

Menghitung Keliling Basah ( P )

(57)

Gambar 3.7 : Langkah Penyelesaian Metode Yang’s

Menghitung Volume Berat Air ( Gw ) Menghitung Kecepatan Geser ( U* )

Menghitung Bilangan Reynolds ( Re )

Menghitung Kecepatan Kritis ( Vcr )

Menghitung Konsentrasi Sedimen Total ( Ct )

(58)

C. Metode Engelund and Hansen

Dalam metode Engelund and Hansen diperlukan data-data sebagai berikut:

Ukuran diameter sedimen (d50) Kemiringan dasar saluran (S) Lebar dasar saluran (W) Kedalaman sungai (D) Debit sungai (Q)

Massa jenis sedimen (γs) Massa jenis air (γ)

Langkah-langkah perhitungan yang akan dikerjakan adalah sebagai berikut :

1. Menghitung luas penampang (A)

2. Menghitung kecepatan rata-rata (V)

3. Menghitung harga qs

= 0,05

[

/ ...( 3.19 )

dimana nilai tegangan gesernya adalah sebagai berikut :

(59)

4. Menghitung muatan sedimen (Qs)

Qs = W *

... ( 3.21 )

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam Gambar 3.8.

Gambar 3.8 : Langkah Penyelesaian Metode Engelund and Hansen

Menghitung Luas Penampang ( A )

Menghitung Kecepatan Rata-Rata ( V )

Menghitung Tegangan Geser )

Menghitung Nilai qs

(60)

D. Metode Laursen

Dalam metode Laursen diperlukan data-data sebagai berikut:

Ukuran diameter sedimen (d50) Kecepatan jatuh( )

Kedalaman sungai (D) Debit sungai (Q) Massa jenis air (γ)

Langkah-langkah perhitungan yang akan dikerjakan adalah sebagai berikut :

1. Menghitung luas penampang (A)

2. Menghitung kecepatan rata-rata (V)

3. Menghitung kecepatan geser (U*)

4. Menghitung

∗ _/

...( 3.22 )

5. Menghitung

(61)

6. Meng

7. Meng

Ct = 0

8. Meng

Qs = Q

Untuk l

ghitung nila

ghitung kon

.01

ghitung mu

Q *

...

lebih jelasny

ai f dan hub

nsentrasi sed

atan sedime

...

ya dapat dil

bungan anta

ambar 3.9 : H

dimen total(

)

∗

en (Qs)

...

lihat dalam

ara U*/ de

Hubungan a (Ct) ∗ ... ... Gambar 3.1 engan meng

antara ∗ da

... ... 10. ggunakan G an ... ... Gambar 3.9. ... ( ... ( 3.24 )

(62)

Gambar 3.10 : Langkah Penyelesaian Metode Laursen

3.2. Lokasi Penelitian

Provinsi Aceh terletak di ujung Barat Laut Sumatera (2o00’00”- 6o04’30” Lintang Utara dan 94o58’34”-98o15’03” Bujur Timur) dengan Ibukota Banda Aceh, memiliki luas wilayah 56.758,85 km2 atau 5.675.850 Ha (12,26 persen dari luas pulau Sumatera), wilayah lautan sejauh 12 mil seluas 7.479.802 Ha dengan garis pantai 2.666,27 km2. Secara administratif pada tahun 2009, Provinsi Aceh memiliki 23 kabupaten/kota yang terdiri dari 18 kabupaten dan 5 kota, 276 kecamatan, 755 mukim dan 6.423 gampong atau desa.

Menghitung Luas Penampang ( A )

Menghitung Kecepatan Rata-Rata ( V )

Menghitung Tegangan Geser )

Menghitung Konsentrasi Sedimen Total ( Ct )

(63)

Provinsi Aceh memiliki posisi strategis sebagai pintu gerbang lalu lintas perdagangan Nasional dan Internasional yang menghubungkan belahan dunia timur dan barat dengan batas wilayahnya : sebelah Utara berbatasan dengan Selat Malaka dan Teluk Benggala, sebelah Selatan berbatasan dengan Provinsi Sumatera Utara dan Samudera Hindia, sebelah Barat berbatasan dengan Samudera Hindia dan sebelah Timur berbatasan dengan Selat Malaka dan Provinsi Sumatera Utara.

(64)

2.291.0 mempu Pen 1. 2. 3. 4. 5. Luas prov 080 ha, diik unyai luas te

T nggunaan L Perkampu Industri Pertamban Persawaha Pertanian Kering Sem Tabel 3

vinsi Aceh 5 kuti lahan p

erkecil yaitu

Tabel 3.2 Lu

Lahan ungan ngan an Tanah musim .1 Wilayah 5.677.081 ha erkebunan u 3.928 ha. U

uas Provinsi

Perairan Su

a, dengan h rakyat selu Untuk lebih

i Aceh Men

Luas ( Ha

125 439 3 928 206 409 314 991 139 049 ungai Provin hutan sebaga uas 800.401

h jelasnya da

nurut Pengg

)

nsi Aceh

ai lahan terl ha. Sedang apat dilihat

gunaan Laha

luas yang m gkan lahan dalam Tab an Persentase 2,21 0,07 3,63 5,55 2,45 mencapai industri el 3.2.

(65)

6. Kebun 305 624 5,38

7. Perkebunan

- Perkebunan Besar

- Perkebunan Rakyat

200 680 800 401

3,53 14,10

8. Padang 232 023 4,09

9. Hutan 2 291 080 40,36

10.Perairan Darat 206 741 3,64

11.Tanah Terbuka 44 439 0,78

12.Lainnya 806 637 14,21

Jumlah 5 677 081 100,00

Sumber : Kantor Wilayah Badan Pertanahan Nasional Provinsi Aceh

3.2.1. Kondisi Topografi dan Bethimetri

3.2.1.1. Kondisi Topografi

Provinsi Aceh memiliki topografi datar hingga bergunung. Wilayah dengan topografi daerah datar dan landai sekitar 32 persen dari luas wilayah, sedangkan berbukit hingga bergunung mencapai sekitar 68 persen dari luas wilayah. Daerah dengan topografi bergunung terdapat dibagian tengah Aceh yang merupakan gugusan pegunungan bukit barisan dan daerah dengan topografi berbukit dan landai terdapat dibagian utara dan timur Aceh. Berdasarkan kelas topografi wilayah, Provinsi Aceh yang memiliki topografi datar (0 - 2%) tersebar di sepanjang pantai barat – selatan dan pantai utara – timur sebesar 24.83 persen dari total wilayah; landai (2 – 15%) tersebar di antara pegunungan Seulawah dengan Sungai Krueng Aceh, di bagian pantai barat – selatan dan pantai utara – timur sebesar 11,29 persen dari total wilayah; agak curam (15 -40%) sebesar 25,82 persen dan sangat curam (> 40%)

(66)

yang merupakan punggung pegunungan Seulawah, gunung Leuser, dan bahu dari sungai-sungai yang ada sebesar 38,06 persen dari total wilayah.

Provinsi Aceh memiliki ketinggian rata-rata 125 m diatas permukaan laut. Persentase wilayah berdasarkan ketinggiannya yaitu: (1) Daerah berketinggian 0-25 m dpl merupakan 22,62 persen luas wilayah (1,283,877.27 ha), (2) Daerah berketinggian 25-1.000 m dpl sebesar 54,22 persen luas wilayah (3,077,445.87 ha), dan (3) Daerah berketinggian di atas 1.000 m dpl sebesar 23,16 persen luas wilayah (1,314,526.86 ha).

3.2.1.2 Kondisi Klimatologi

Rata-rata tekanan udara terendah terjadi pada tanggal 18 September 2010 yang bernilai 1011,0 mb sedangkan rata-rata tekanan udara tertinggi tercatat 06,27 mb dan 28 September sebesar 1012,9 mb. Untuk jumlah penguapan di stasiun klimitologi indrapuri, September 2010 tercatat jumlah penguapan terendah terjadi pada tanggal 29 September 2010 dengan nilai penguapan sebesar 0.3 mm,sedangkan jumlah penguapan tertinggi terjadi pada tanggal 10 September 2010 dengan jumlah penguapan 7,0 mm. Sementara persentase kecepatan angin terbanyak pada kecepatan Calm (0 Knot) sebesar 57,4 persen dan persentase kecepatan angin terendah yaitu pada kecepatan 11-17 Knot sebesar 1,3 persen. Sedangkan persentase arah angina terbanyak pada bulan Agustus 2010 didominasi arah dari Barat Laut sebanyak 8% dan arah angin terendah dari Timur Laut dengan persentase sebesar < 1.4%.

(67)

3.2.1.3 Gelombang

Gelombang dibentuk oleh angin karena adanya suatu proses pengalihan energi dari angin ke badan laut melalui permukaannya. Karena sifat daripada air yang tidak bisa menyerap energi, maka energi akan diubah kedalam bentuk gelombang yang akan dibawa ke pantai. Di pantai energi ini dilepaskan dengan pecahnya gelombang. Gelombang yang dibangkitkan dengan angin adalah sumber kekuatan utama dalam pemasukan energi kearah pesisir dan merupakan sebab utama dalam proses perubahan bentuk garis pantai.

3.2.1.4 Kondisi Hidrologi

Arah dan pola aliran sungai yang terdapat dan melintasi wilayah Provinsi Aceh dapat dikelompokkan atas dua pola utama yaitu yang pertama adalah sungai-sungai yang mengalir ke Samudera India atau ke arah barat dan kedua yaitu sungai-sungai yang mengalir ke Selat Malaka atau ke arah timur. Beberapa daerah aliran sungai dikelompokkan menjadi satu wilayah sungai berdasarkan wilayah strategis nasional dan lintas kabupaten.

Tabel yang terlampir berikut akan memberikan informasi bahwa beberapa daerah aliran sungai yang memiliki luas dan rata-rata debit yang cukup besar antara lain: DAS Kr. Aceh dengan debit rata-rata 19,10 m3/detik dengan luas 1.780 km2, DAS Kr. Pase dengan debit rata 91,12 m3/detik dengan luas 2.272 km2, DAS Kr. Peusangan dengan debit rata-rata 88,90 m3/detik dengan luas 1.907,95 km2, DAS Kr. Peudada dengan debit rata-rata-rata-rata 21,98 m3/detik dengan luas 1.560 km2, DAS Kr. Tamiang dengan debit rata-rata 296,64 m3/detik dengan luas 4.683,60 km2, DAS Kr. Teunom dengan debit rata-rata 192,91 m3/detik dengan luas 2.413 km2 dan DAS Kr. Kluet dengan debit rata-rata 248,25 m3/detik dengan luas 2.326 km2.

(68)

3.2.1.5 Kondisi Pasang Surut

Pasang surut adalah fluktuasi muka air laut karena adanya gaya tarik benda-benda di langit, terutama bulan dan matahari terhadap massa air laut di bumi. Meski massa bulan jauh lebih kecil daripada matahari, tetapi karena jaraknya terhadap bumi jauh lebih dekat, maka pengaruh gaya tarik bulan terhadap bumi lebih besar daripada pengaruh gaya tarik matahari. Gaya tarik bulan yang mempengaruhi pasang surut adalah 2,2 kali lebih besar daripada gaya tarik matahari.

Berdasarkan hasil pengamatan sebelumnya diperoleh hasil penguraian pasang surut Muara Sungai Krueng Aceh berupa parameter amplitudo dari masing-masing komponen pasang surut seperti yang terlihat dalam Tabel 3.3

Tabel 3.3 Komponen Amplitudo Pasut Hasil Pengamatan

Karakteristik Pasang Surut

Amplitudo pasang surut ( cm )

AM2 33,9 AS2 32,3 AN2 9,3 AK1 6,27 AO1 6,66 AM4 2,0 AP1 3,0

Bilangan Formzal ( F )

F = 0,195

(69)

Dari tabel diatas kita dapat nilai F atau Bilangan Formzal dari Muara Sungai Krueng Aceh sebesar 0,195, dimana nilai ini menunjukkan tipe pasut muara Sungai Krueng Aceh merupakan tipe Campuran Harian Ganda.

Elevasi muka air acuan di daerah Muara Sungai Krueng Aceh berdasarkan hasil pengamatan sebelumnya ditunjukkan dalam Tabel 3.4.

Tabel 3.4 Elevasi Acuan Pasang Surut

Uraian Notasi Ukuran ( m )

Highest High Water Springs HHWS 2,3

Mean High Water Springs MHWS 1,75

Mean High Water Neaps MHWN 1,47

Mean Sea Level MSL 1,13

Mean Low Water Neaps MLWN 0,79

Mean Low Water Springs MLWS 0,53

(1)

Tabel 4.11. Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan metode Engelund and Hansen

Tahun 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Januari 72924.80 64843.65 65706.75 65211.64 59186.28 61668.79 Februari 56149.27 52056.91 56039.11 57162.96 59424.29 58711.68 Maret 61586.79 49898.44 58057.01 60325.46 61779.03 60235.4

April 62158.74 56215.3 66786.81 65107.08 65667.08 59756.44 Mei 65854.36 65132.6 65314.59 67730.37 68447.57 68089.16 Juni 65276.44 57358.94 64639.66 72030.15 66223.66 65009.67 Juli 59847.35 56464.09 64905.88 67283.62 61779.03 62684.23 Agustus 62601.25 61365.77 61990.85 67504.67 63094.27 57972.35 September 74292.01 60301.1 71436.58 68505.56 67965.24 69982.94 Oktober 82497.86 58948.74 68235.13 68413.35 73064.83 68061.57 November 84789.17 53760.66 74328.04 88782.38 83772.58 73022.21 Desember 84111.62 61874.1 67509.6 87560.11 85791.59 69174.16 TOTAL 832089.66 698220.3 784950 835617.4 816195.4 774368.6 Sumber : Hasil Analisis Perhitungan

(2)

101

Tabel 4.12. Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan metode Laursen

Tahun 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Januari 66162.78 93512.42 79071.19 78178.16 81533.8 86722.72 Februari 68990.70 74755.03 67842.12 69895.53 74088.59 72758.46 Maret 69429.73 75159.89 64804.07 67305.25 69755.47 99714.67 April 71463.58 62555.03 69548.76 65730.31 78999.5 68565.87 Mei 71471.83 78035.9 66045.21 59608.31 70859.92 27410.52 Juni 70531.95 64476.15 77150.69 76502.23 80007.13 66788.03 Juli 72564.96 75967.94 66627.95 81937.81 72080.65 88875.74 Agustus 72228.98 86083.66 72452.12 82342.36 74397.44 65514.53 September 65493.37 83850.78 75557.47 70950.1 70111.35 73260.36

Oktober 63012.84 81042.92 70529.9 60513.42 78158.4 70260.64 November 62301.85 86865.16 68539.18 60396.07 70940.67 66738.74 Desember 61361.98 107275.6 59316.71 58393.27 64240.43 61527.02 TOTAL 815014.80 969580.5 837485.4 831752.8 885173.4 848137.3 Sumber : Hasil Analisis Perhitungan

(3)

Gambar 4.2 : Grafik Gabungan Beberapa Metode Perhitungan Muatan Sedimen

Dari grafik dapat dilihat bahwa muatan sedimen terbesar terjadi pada tahun 2008 yaitu sekitar 969580.5 ton dengan menggunakan metode Laursen, sedangkan muatan sedimen terkecil terjadi pada tahun 2008 yaitu sebesar 2307.095 dengan menggunakan metode Shen Hung. Grafik diatas juga menunjukkan bahwa setiap metode yang digunakan mengalami kenaikan dan penurunan nilai muatan sedimen, hal ini menunjukkan bahwasanya laju angkutan sedimen tidak konstan.

0 200,000 400,000 600,000 800,000 1,000,000 1,200,000

Thn 2007 Thn 2008 Thn 2009 Thn 2010 Thn 2011 Thn 2012

Metode Shen and Hung Metode Yang

Metode Engelund and Hansen Metode Laursen

(4)

103

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian “ Studi Muatan Sedimen Di Muara Sungai Krueng Aceh” adalah :

1. Dari hasil perhitungan yang dilakukan pada tahun 2007 didapat besarnya muatan sedimen dengan menggunakan metode shen hung adalah sebesar 2819.915 ton, dengan menggunakan metode Yang didapat muatan sedimen sebesar 652263.81 ton , dengan menngunakan metode Engelund and Hansen didapat muatan sedimen sebesar 832089.66 ton, dengan menggunakan metode Laursen didapat muatan sedimen sebesar 815014.80 ton.

2. Dari hasil peneniltian untuk muara sungai Krueng Aceh didapat hasil muatan sedimen yang paling tinggi berada pada tahun 2008 yaitu 969580.5 ton ( metode Laursen ), ini disebabkan karena nilai konsentrasi sedimen ( Ct ) yang tinggi pada tahun tersebut. 3. Dari hasil analisa dapat disimpulkan bahwa metode yang digunakan untuk

perhitungan muatan sedimen adalah metode Engelund and Hansen, karena dalam metode ini digunakan parameter qs, dimana dipengaruhi oleh lebar sungai dan faktor tegangan geser, karena pergerakan sedimen sangat dipengaruhi oleh tegangan geser, kecepatan kritis dan gaya angkat.

5.2 Saran

1. Dalam penelitian ini digunakan hanya 4 metode perhitungan angkutan sedimen, untuk penelitian lebih lanjut disarankan menambah metode lainnya sehingga lebih banyak variasi perbandingan hasil yang diperhitungkan.

(5)

2. Untuk mencegah lebih banyak sedimen yang terjadi, sebaiknya dinas terkait melakukan pengawasan serta pemeliharaan lingkungan di lokasi sungai yang diamati, sehingga besarnya muatan sedimen yang terjadi pada sungai dapat diminimalisir dengan baik.

3. Dalam penelitian ini hanya menggunakan satu data sungai di Aceh yaitu sungai Krueng Aceh, untuk penelitian selanjutnya disarankan untuk menambah data sungai lain agar variasi data lebih banyak dan akan didapat hasil perhitungan yang lebih baik.

(6)

105

DAFTAR PUSTAKA

_________, (2012). Aceh Dalam Angka. Badan Pusat Statistik Provinsi Aceh, Banda Aceh.

Sosrodarsono, Suyono.1985. Perbaikan Dan Pengaturan Sungai. PT PRADNYA PARAMITA. Jakarta. Soemarto, CD. 1986. Hidrologi Teknik. Usaha Nasional. Surabaya.

Anasiru, Triyanti. 2006. Angkutan Sedimen Pada Muara Sungai Palu. Jurnal SMARTek, No. 1 Volume 4. Universitas Tadulako Palu.

Ratih dkk. 2012. Laporan Praktikum Hidrolika. Laboratorium Hidrolika, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik. Universitas Sumatera Utara.

Tobing, Ade Khairani (2011). Tugas Akhir Studi Kecepatan Jatuh di Pantai Berlumpur.. Universitas Sumatera Utara, Medan.

Ronggodigdo, Subhan (2011). Tugas Akhir Kajian Sedimentasi Serta Hubungannya Terhadap

Pendangkalan Di Muara Sungai Belawan. Universitas Sumatera Utara, Medan.

Isma, Faiz (2010). Tugas Akhir Studi Karakteristik Muara Sungai Belawan. Universitas Sumatera Utara, Medan.

Triatmodjo, Bambang. 1999. Teknik Pantai. Yogyakarta : Beta Offset

Yang, C.T, (2003). Sediment Transport. Krienger Poblishing Company, Florida.

Boangmanalu, Arta (2013). Tugas Akhir Kajian Laju Angkutan Sedimen Pada Sugai Wampu. Universitas Sumatera Utara, Medan.

Kodoatie, Robert J. 2013. Rekayasa Dan Manajemen Banjir Kota. Yogyakarta : ANDI Offset. Mawardi, Muhjidin. 2012. Rekayasa Konservasi Tanah Dan Air. Yogyakarta : Bursa Ilmu.

Widyanto, Andi. 2007. Penyusunan Master Plan dan Detail Desain Pengembangan Pelabuhan

Perikanan Samudera Lampulo Banda Aceh. Jurnal Tugas Akhir. Universitas Syiah Kuala,

Banda Aceh.