Persamaan Saint Venant- Exner Model Parabolik

  

Degradasi dan Agradasi

Degradasi dan Agradasi

  

Dasar Sungai

Dasar Sungai

  Persamaan Saint Venant Persamaan Saint Venant

  Exner Exner

  Model Parabolik Model Parabolik

  Acuan Utama Acuan Utama

  Graf and Altinakar, 1998, Graf and Altinakar, 1998,

  

Fluvial Hydraulics

Fluvial Hydraulics

  : Chapter 6, pp. 358 : Chapter 6, pp. 358

  − −

  370, 370, J. Wiley and Sons, Ltd., Sussex, England.

  J. Wiley and Sons, Ltd., Sussex, England.

  dasar sungai naik

  terjadi deposisi sedimen

  terjadi deposisi sedimen

  sedimen

  sedimen

  debit solid lebih besar daripada kemampuan transpor

  debit solid lebih besar daripada kemampuan transpor

  Agradasi

  ƒ Agradasi

  dasar sungai turun ƒ

  dasar sungai turun

  dasar sungai tererosi

  dasar sungai tererosi

  daripada kemampuan transpor sedimen

  daripada kemampuan transpor sedimen

  

terjadi apabila debit solid yang datang lebih kecil

  terjadi apabila debit solid yang datang lebih kecil

  Degradasi Degradasi

  ƒ ƒ

  

Degradasi dan Agradasi

Degradasi dan Agradasi

  dasar sungai naik

  bertambah

  ƒ ƒ

  Beberapa contoh Beberapa contoh agradasi agradasi

  pasokan sedimen (solid

  pasokan sedimen (solid

  discharge) dari hulu

  discharge) dari hulu

  debit aliran (air)

  bertambah

  di suatu titik di hilir

  debit aliran (air)

  berkurang

  berkurang

  kenaikan dasar sungai

  kenaikan dasar sungai

  di suatu titik di hilir

  penurunan dasar sungai

  penurunan dasar sungai

  discharge) dari hulu

  

Degradasi dan Agradasi

Degradasi dan Agradasi

  ƒ ƒ

  Beberapa contoh Beberapa contoh degradasi degradasi

  pasokan sedimen (solid

  pasokan sedimen (solid

  discharge) dari hulu

  berhenti atau

  bertambah

  berhenti atau

  berkurang

  berkurang

  debit aliran (air)

  debit aliran (air)

  bertambah

  di suatu titik di hilir di suatu titik di hilir

  

Degradasi dan Agradasi

Degradasi dan Agradasi

    • - -

  • - -

  )

  ) ƒ

  ƒ Asumsi untuk penyederhanaan

  Asumsi untuk penyederhanaan

  aliran

  aliran quasi quasi

  uniform uniform

  ,

  ,

  ∂

  /

  ∂ U U

  

/

  ∂

  ∂ x x

  = 0

  = 0

  shg dapat dipakai

  shg dapat dipakai model parabolik model parabolik

  , yang

  , yang

  memungkinkan dilakukannya penyelesaian analitik

  seragam ( nonuniform nonuniform

  seragam (

  ) dan tak

  )

  

Pemahaman

Pemahaman

  

Degradasi dan Agradasi

Degradasi dan Agradasi

  ƒ ƒ

  Proses Proses

  merupakan proses jangka panjang evolusi dasar sungai,

  merupakan proses jangka panjang evolusi dasar sungai, z z

  (

  ( x,t x,t

  )

  aliran sungai pada awal dan akhir proses berupa aliran

  ) dan tak

  aliran sungai pada awal dan akhir proses berupa aliran

  permanen dan seragam (

  permanen dan seragam ( steady and uniform flow steady and uniform flow

  )

  )

  selama proses, aliran sungai berupa aliran permanen

  selama proses, aliran sungai berupa aliran permanen

  semu (

  semu ( quasi quasi

  unsteady unsteady

  memungkinkan dilakukannya penyelesaian analitik

      • – –

    • - -

  steady steady

  yang lama

  waktu t t

  waktu

  yang panjang dan

  yang panjang dan

  tinjauan hanya untuk jarak x x

  tinjauan hanya untuk jarak

  »

  »

  uniform uniform

  aliran quasi quasi

  aliran

  »

  »

  aliran quasi quasi

  aliran

  »

  »

  

aliran dengan Angka Froude kecil, Fr < 0,6

  aliran dengan Angka Froude kecil, Fr < 0,6

  »

  »

  Exner, dengan beberapa penyederhanaan Exner, dengan beberapa penyederhanaan

  Venant Venant

  didasarkan pada persamaan Saint didasarkan pada persamaan Saint

  Model parabolik Model parabolik

  ƒ ƒ

  

Degradasi dan Agradasi

Degradasi dan Agradasi

  

Metode Analisis

Metode Analisis

  • - -

  yang lama Persamaan Saint Persamaan Saint

  Venant Venant

  • – –

  Exner Exner

  S

  o

    • – –

  • aliran permanen tak aliran permanen tak - - seragam seragam
    • ∂ ∂
    • ∂ ∂

    • ∂ ∂
    • ∂ ∂
    • ∂ ∂

  ( ) U h f f S e

  ) )

  , untuk dasar mobil ( , untuk dasar mobil ( mobile bed mobile bed

  , ditetapkan , ditetapkan berdasarkan aliran seragam dan koefisien berdasarkan aliran seragam dan koefisien kekasaran, kekasaran, f f

  S S e e

  kemiringan garis energi, kemiringan garis energi,

  pers. momentum pers. momentum

  − = ∂ ∂

  U U t U

  S g

x

z

g x h g x

  = konstan e

  B B = konstan

  pers. kontinuitas pers. kontinuitas untuk untuk

  U h t h

  x h U x

  = ∂ ∂

  ) )

  dasar tetap ( dasar tetap ( fixed bed fixed bed

  kemiringan dasar kecil kemiringan dasar kecil

  saluran prismatik saluran prismatik

  Venant

  Venant

  Persamaan Saint

  Persamaan Saint

  ƒ

  ƒ

  Exner Exner

  Venant Venant

  Persamaan Saint Persamaan Saint

  , , =

    • – –
      • dasar dasar saluran saluran bergerak bergerak ( (

    • ∂ ∂
    • ∂ ∂ −

  x q p t z

  ⎢⎣ ⎡ ∂ ∂

  ∂ −

  1 = ∂

  1

  1 1 ~

  ( ) ( )

  ) )

  yang dapat dituliskan dalam bentuk persamaan kontinuitas aliran yang dapat dituliskan dalam bentuk persamaan kontinuitas aliran partikel solid ( partikel solid ( solid phase solid phase

  = koefisien erosi

  E E = koefisien erosi

  − = ∂ ∂ a a

  E ∂ ∂

  

variasi dasar saluran dinyatakan dengan persamaan berikut

variasi dasar saluran dinyatakan dengan persamaan berikut

x U a t z

  

mobile bed

mobile bed ) )

  Persamaan Exner

  Persamaan Exner

  ƒ

  ƒ

  Exner Exner

  Venant Venant

  Persamaan Saint Persamaan Saint

  Uh C x C h t p t z s s s

  • ∂ ∂ ≅ ⎥⎦ ⎤

  • – –

  ) »

  s

  , sedimen , h U f q

  ( )

  , menurut suatu hubungan tertentu menurut suatu hubungan tertentu

  , umumnya dianggap merupakan fungsi debit air, , umumnya dianggap merupakan fungsi debit air, q q ,

  debit solid, debit solid, q q s s

  = debit solid per satuan lebar = debit solid per satuan lebar

  » q q s s

  ) dengan ) dengan volume total campuran ( volume total campuran (

mixture mixture )

  = konsentrasi, rasio antara volume bagian padat ( = konsentrasi, rasio antara volume bagian padat ( solid solid

  C C s s

  » »

  = porositas, rasio antara volume rongga udara yang terisi air = porositas, rasio antara volume rongga udara yang terisi air dengan volume total dengan volume total

  » » p p

  dalam persamaan tersebut: dalam persamaan tersebut:

  Exner Exner

  Venant Venant

  Persamaan Saint Persamaan Saint

  =

    • – –

  • ∂ ∂
  • ∂ ∂

  • ∂ ∂
  • ∂ ∂
  • ∂ ∂

  • ∂ ∂

  1

  t t

  = waktu = waktu

  = ∂ ∂

  x h U x

  U h t h e

  S g x z g x h g x

  U U t U

  − = ∂ ∂

  ( )

  , sedimen , h

  U f q s

  =

  −

  1 = ∂ ∂

  x x

  x q p t z s

  ( ) U h f f S e

  , , = 1.

  1.

  2.

  2.

  3.

  3.

  4.

  4.

  5.

  = jarak, posisi = jarak, posisi

  Independent variables

  Independent variables

  h h

  Persamaan Saint Persamaan Saint

  Venant Venant

  Exner Exner

  ƒ

  ƒ

  Unknowns:

  Unknowns:

  U U (

  ( x,t x,t

  ) = kecepatan rata ) = kecepatan rata

  rata rata aliran campuran aliran campuran air+sedimen air+sedimen

  ( ( x,t x,t

  ) = kedalaman aliran ) = kedalaman aliran campuran air+sedimen campuran air+sedimen

  z z

  ( ( x,t x,t

  ) = elevasi dasar sungai ) = elevasi dasar sungai

  S S e e

  = kemiringan garis energi = kemiringan garis energi

  → → persamaan empirik persamaan empirik

  q q s s

  = debit bagian padat = debit bagian padat

  → → persamaan empirik persamaan empirik

  ƒ

  ƒ

  5.

  • – –

  → → untuk mendapatkan kecepatan dan kedalaman untuk mendapatkan kecepatan dan kedalaman aliran, aliran, U U dan dan h h

  Pers. 1, 2 Pers. 1, 2

  Prosedur penyelesaian

  Prosedur penyelesaian

  ƒ

  ƒ

  empirik) empirik)

  (persamaan semi (persamaan semi

  Coupling Coupling → → secara secara

implicit

implicit

melalui persamaan 3 dan 5 melalui persamaan 3 dan 5

  Pers. 4, 5 Pers. 4, 5

  → → transpor sedimen (erosi dan deposisi) transpor sedimen (erosi dan deposisi)

  → → aliran air (+sedimen) melalui dasar mobil aliran air (+sedimen) melalui dasar mobil

  Pers. 1, 2, 3 Pers. 1, 2, 3

  Kaitan antara bagian cair dan bagian padat

  Kaitan antara bagian cair dan bagian padat

  ƒ

  ƒ

  Exner Exner

  Venant Venant

  Persamaan Saint Persamaan Saint

  Pers. 4 Pers. 4 → → untuk mendapatkan variasi dasar sungai, untuk mendapatkan variasi dasar sungai, z z

    • – –

  • -

    • – –

  Exner dengan

  ƒ

  ƒ

  Persamaan

  Persamaan

  persamaan Saint

  persamaan Saint

  Venant

  Venant

  Exner dengan

  demikian dapat diselesaikan secara simultan karena

  ∂

  demikian dapat diselesaikan secara simultan karena z z

  muncul dalam persamaan bagian cair maupun bagian padat

  muncul dalam persamaan bagian cair maupun bagian padat

  ƒ

  ƒ

  Metode penyelesaian

  Metode penyelesaian

  cara analitik cara analitik

  → →

untuk kasus sederhana

untuk kasus sederhana

  cara numerik cara numerik → →

untuk kasus kompleks

untuk kasus kompleks

1a.

  Uh x t z t h

  ∂

  1a.

  Venant

  Persamaan Saint Persamaan Saint

  Venant Venant

  Exner Exner

  ƒ

  ƒ

  Persamaan

  Persamaan

  persamaan Saint

  persamaan Saint

  Venant

  ∂

  Exner dapat

  Exner dapat

  dikaitkan secara langsung (

  dikaitkan secara langsung ( explicit coupling explicit coupling

  ) apabila

  ) apabila

  persamaan kontinuitas bagian cair (Pers. 1) dituliskan

  persamaan kontinuitas bagian cair (Pers. 1) dituliskan dalam bentuk sbb. dalam bentuk sbb.

    • -

      • – –

  ( )

  = ∂

  • – –

  variasi aliran (debit) variasi aliran (debit)

  aliran permanen ( aliran permanen ( quasi quasi

  steady steady

  

)

)

  ƒ

  ƒ

  Justifikasi:

  Justifikasi:

  → → fenomena jangka pendek fenomena jangka pendek

  persamaan tsb perlu disederhanakan

  variasi dasar sungai variasi dasar sungai → → fenomena jangka panjang fenomena jangka panjang

  shg dalam tinjauan variasi dasar sungai, shg dalam tinjauan variasi dasar sungai,

  ∂ ∂ z z

  / /

  ∂ ∂ t t

  , aliran dapat , aliran dapat dianggap konstan ( dianggap konstan ( ∂ ∂

  Uh Uh

  / / ∂ ∂ t t

  aliran dengan Angka Froude kecil aliran dengan Angka Froude kecil

  persamaan tsb perlu disederhanakan

  = 0) = 0)

  hyperbolik hyperbolik

  Penyelesaian Analitik:

Penyelesaian Analitik:

  

Model Parabolik

Model Parabolik

  ƒ ƒ

  Persamaan Saint Persamaan Saint

  Venant Venant

  Exner

  Exner

  non non

  →

  linear linear

  ƒ

  ƒ

  Dalam bentuk aslinya, penyelesaian anatilik persamaan tsb

  Dalam bentuk aslinya, penyelesaian anatilik persamaan tsb

  sulit dilakukan

  sulit dilakukan

  →

    • - -

  

Model Parabolik

Model Parabolik

  • - quasi steady

  ƒ Dengan asumsi aliran quasi steady , didapat persamaan:

  ƒ

  • -

    Dengan asumsi aliran , didapat persamaan:

  ∂ U hz

  6. ⎛ − U g g = − g S

  • 6.

  ⎜ ⎟ ex Ux ⎝ ⎠ ∂ zqU

  4a.

  − p =

  • s 4a.

  1 t U x

  ( )

  ∂ ∂ ∂ ƒ Kedua persamaan di atas:

  ƒ Kedua persamaan di atas:

  • tak tak linear linear • • -
    • shg tidak dapat dilakukan penyelesaian secara analitik
    • shg tidak dapat dilakukan penyelesaian secara analitik

  ƒ Perlu penyederhanaan lebih lanjut

  ƒ Perlu penyederhanaan lebih lanjut

  • linearisasi linearisasi •

  

Model Parabolik

Model Parabolik

  • -

    -

  • - -

  ƒ

  ƒ

  Dengan asumsi aliran

  Dengan asumsi aliran quasi quasi

  steady steady

  dan

  dan quasi quasi

  uniform uniform

  , dari

  , dari

Pers. 6. didapat:

  C q U g C h

  U C q U g x z g

  8.

  3 8.

  3

  2

  2

  2

  2

  2

  ∂ ∂

  ∂ − =

  − = ∂

  ∂ ∂

  C h U g x

  U S g g x z g e

  menghasilkan: x U

  menghasilkan:

  Diferensiasi persamaan di atas thd x x

  Diferensiasi persamaan di atas thd

  ƒ

  Pers. 6. didapat:

  7.

  − = − = − = ∂ ∂ 7.

  2

  2

  3

  2

  ƒ

  

Model Parabolik

Model Parabolik

  /

  ƒ

  Persamaan di atas merupakan

  Persamaan di atas merupakan model parabolik model parabolik

  , yang

  , yang

  berlaku untuk nilai

  berlaku untuk nilai x x

  dan

  dan t t

  yang besar,

  yang besar, x x

  > 3

  > 3 R R h h

  / S S e e

  10.

  dan

  dan t t

  > (40/30)

  > (40/30) .

  .

  {

  { R R h h

  2

  2

  /(

  /( S S e e .

  . q q s s

  )}

  ƒ

  ∂ = 10.

  ƒ

  9.

  ƒ

  Substitusi

  Substitusi ∂ ∂ U U

  /

  / ∂ ∂ x x

  dari Pers. 8 kedalam Pers. 4, diperoleh:

  dari Pers. 8 kedalam Pers. 4, diperoleh: ( )

  2

  2

  = ∂ ∂

  − ∂

  ∂

  x z K t t z 9.

  ƒ

  1 − ∂

  ƒ

  dimana

  dimana K K

  (

  ( t t

  ) adalah koefisien (difusi) yang merupakan

  ) adalah koefisien (difusi) yang merupakan fungsi waktu dan yang didefinisikan sbb. fungsi waktu dan yang didefinisikan sbb.

  ( ) U C h

  U p q K s

  2

  1

  1

  3

  )}

  

Model Parabolik

Model Parabolik

  1

  ≅

  ≅ U U o o

  ), didapat:

  ), didapat: ( ) eo o s o

  S U U p q

  K K − ∂ ∂

  = ≡

  1

  3

  dengan linearisasi (untuk

  1 10b.

  10b.

  ƒ

  ƒ

  dimana index

  dimana index o o

  menunjuk pada aliran seragam (

  menunjuk pada aliran seragam ( uniform uniform ).

  dengan linearisasi (untuk U U

  ƒ

  ƒ

  1

  ƒ

  Persamaan koefisien difusi,

  Persamaan koefisien difusi, K K

  , dapat dituliskan pula dalam

  , dapat dituliskan pula dalam

  bentuk:

  bentuk: ( )

  2

  1

  ƒ

  3

  1 ⎟ ⎠ ⎞

  ⎜ ⎝ ⎛

  − ∂ ∂

  =

  U U S U U p q

  K o eo s 10a.

  10a.

  ).

  

Model Parabolik

Model Parabolik

  ƒ

  1 − ≡ 10c.

  3

  1

  1

  

1

  S p K q b

  maka ( )

eo

s s

  maka

  ƒ

  = konstanta

  ƒ

  = konstanta

  = koefisien, b b s s

  = koefisien,

  U a q = a a s s

  , yaitu: s b s s

  , yaitu:

  Apabila debit bagian padat dihitung dengan persamaan power law power law

  Apabila debit bagian padat dihitung dengan persamaan

  ƒ

  10c.

  )} )}

  S S e e

  Syarat model parabolik dapat dipakai:

  aliran quasi aliran quasi

  uniform uniform

  Fr < 0,6 Fr < 0,6

  x x

  > 3 > 3 h h

  / /

  t t

  ƒ

  > (40/30) > (40/30) .

  .

  { {

  R R h h

  2

  2 /(

  /( S S e e .

  . q q s s

  Syarat model parabolik dapat dipakai:

  ƒ

  

Model Parabolik

Model Parabolik

  ∂

  ƒ

  ƒ

  Persamaan model parabolik variasi dasar sungai:

  Persamaan model parabolik variasi dasar sungai: ( )

  2

  2

  = ∂ ∂

  − ∂

  x z K t t z 9.

  10c.

  9.

  ( ) eo s s

  S p K q b

  1

  1

  1

  3

  1 − ≡ 10c.

  • aliran quasi aliran quasi - - steady steady

  

Model Degradasi Dasar Sungai

Model Degradasi Dasar Sungai

  ƒ ƒ Penurunan muka air di titik kontrol hilir (reservoir) sebesar ∆ ∆ h Penurunan muka air di titik kontrol hilir (reservoir) sebesar h w w

  • dasar sungai di titik kontrol tsb turun sebesar dasar sungai di titik kontrol tsb turun sebesar h h ∆ ∆
  • dalam jangka panjang, dasar dan muka air sungai di sepanjang sun gai
  • dalam jangka panjang, dasar dan muka air sungai di sepanjang sun gai

  akan turun akan turun o o

  • model parabolik dapat dipakai model parabolik dapat dipakai

  Diskripsi matematis

  ( ) ( ) ( ) , lim ; , ; ,

  Syarat awal dan syarat batas Syarat awal dan syarat batas

  S S o o

  : variasi dasar sungai relatif terhadap kemiringan dasar : variasi dasar sungai relatif terhadap kemiringan dasar sungai awal, sungai awal,

  Sumbu Sumbu z z

  x x : sepanjang dasar sungai awal, positif ke arah hulu : sepanjang dasar sungai awal, positif ke arah hulu

  Diskripsi matematis

  ƒ

  ƒ

  K K konstan konstan

  karena debit konstan, maka koefisien karena debit konstan, maka koefisien

  Aliran dianggap permanen dan seragam

  Aliran dianggap permanen dan seragam

  ƒ

  ƒ

  

Model Degradasi Dasar Sungai

Model Degradasi Dasar Sungai

  • Sumbu Sumbu

  = ∆ = = ∞ → t x z h t z x z x

  

Model Degradasi Dasar Sungai

Model Degradasi Dasar Sungai

  ƒ

  tabel matematik, dan tersedia pula dalam MS Excel

  ) dapat dihitung dengan bantuan

  ) dapat dihitung dengan bantuan

  erfc (dan erf: error function error function

  erfc (dan erf:

  ƒ

  Υ − = Υ erf 1 erfc ƒ

  erfc ( ) ( )

  erfc

  ƒ Complementary error function, Complementary error function,

  e

  ƒ

  = Υ d 2 erfc 2

  ξ π

  ξ −

  ∫ ∞ Υ

  2 , erfc ( )

  ∆ = K t x h t x z

  ⎜ ⎜ ⎝ ⎛

  ⎟ ⎟ ⎠ ⎞

  Penyelesaian analitik ( )

  Penyelesaian analitik

  ƒ

  tabel matematik, dan tersedia pula dalam MS Excel

  

Model Degradasi Dasar Sungai

Model Degradasi Dasar Sungai

  ƒ Contoh permasalahan

  ƒ Contoh permasalahan

  • ingin diketahui, kapan dan dimana, elevasi dasar sungai telah tu

  run

  • ingin diketahui, kapan dan dimana, elevasi dasar sungai telah tu run

  menjadi separuh dari elevasi dasar sungai semula: menjadi separuh dari elevasi dasar sungai semula: turun separuh: / ∆ = 50% = ½ kapan, turun separuh: z z / ∆ h h = 50% = ½ kapan, t t

  50% 50% dimana, x dimana, x

  50% 50% ⎛ ⎞ z x t x

  ,

  1 ( )

  50 % ⎜ ⎟ = = = Υ erfc erfc

  ( ) ⎜ ⎟ ∆ h

  2

50 %

  ⎝ ⎠ dari Tabel ataupun dengan MS Excel, didapat Υ ≈ 0,48

  • dari Tabel ataupun dengan MS Excel, didapat Υ ≈
  • sehingga didapat hubungan sbb. • • sehingga didapat hubungan sbb.

  0,48

  2

  2 x K t t x K

  = ,

  48 2 dimana ≈ ,

  96

  ( ) 50 % ( 50 % ) 50 % 50 %

  

Model Agradasi Dasar Sungai

Model Agradasi Dasar Sungai

  ƒ ƒ

  Kenaikan debit solid di titik kontrol hulu (akibat tanah longsor Kenaikan debit solid di titik kontrol hulu (akibat tanah longsor ) sebesar ) sebesar ∆ ∆ q q s s

  dasar sungai di titik kontrol tsb naik sebesar dasar sungai di titik kontrol tsb naik sebesar

  ∆ ∆ h h

  dalam jangka panjang, dasar dan muka air sungai di sepanjang sun dalam jangka panjang, dasar dan muka air sungai di sepanjang sun gai akan naik gai akan naik o o

  ( ) ( ) ⎟ ⎟ ⎠ ⎞

  ⎜ ⎜ ⎝ ⎛

  ∆ = K t x t h t x z

  2 , erfc

  ƒ

  

( ) ( ) ( ) ( )

, lim ; , ; ,

  Syarat awal dan syarat batas Syarat awal dan syarat batas

  : variasi dasar sungai relatif terhadap kemiringan dasar : variasi dasar sungai relatif terhadap kemiringan dasar sungai awal, sungai awal, S S o o

  Sumbu Sumbu z z

  Diskripsi matematis

  Diskripsi matematis

  ƒ

  K K konstan konstan

  karena debit konstan, maka koefisien karena debit konstan, maka koefisien

  model parabolik dapat dipakai model parabolik dapat dipakai

  Aliran dianggap permanen dan seragam

  Aliran dianggap permanen dan seragam

  ƒ

  ƒ

  

Model Agradasi Dasar Sungai

Model Agradasi Dasar Sungai

  • Sumbu Sumbu x x : sepanjang dasar sungai awal, positif ke arah hilir : sepanjang dasar sungai awal, positif ke arah hilir

  = ∆ = = ∞ → t x z t h t z x z x

  (kenaikan debit (kenaikan debit solid di titik kontrol hulu) solid di titik kontrol hulu)

  Penyelesaian tsb serupa dengan penyelesaian pada permasalahan Penyelesaian tsb serupa dengan penyelesaian pada permasalahan degradasi dasar sungai, hanya saja degradasi dasar sungai, hanya saja ∆

  ∆ q q s s

  , jadi tanpa memperhitungkan ∆

  K K , jadi tanpa memperhitungkan

  K K pada pada saat awal, saat awal,

  K K dalam penyelesaian tsb merupakan nilai dalam penyelesaian tsb merupakan nilai

  Koefisien difusi Koefisien difusi

  ∆ h h ( ( t t ) merupakan fungsi waktu ) merupakan fungsi waktu

  2 , erfc

  

Model Agradasi Dasar Sungai

Model Agradasi Dasar Sungai

  ∆ = K t x t h t x z

  ⎜ ⎜ ⎝ ⎛

  ⎟ ⎟ ⎠ ⎞

  Penyelesaian analitik ( ) ( )

  Penyelesaian analitik

  ƒ

  ƒ

  = ≈

  Υ Υ

  a

  65 , L 3 t K x

  1

  % 1 %

  1,80) 1,80)

  ≈ ≈

  = 0,01 ( = 0,01 (

  

Model Agradasi Dasar Sungai

Model Agradasi Dasar Sungai

  ∆ ∆ h h

  / /

  ditetapkan sbg panjang ruas sungai dari titik kontrol hulu sampa ditetapkan sbg panjang ruas sungai dari titik kontrol hulu sampa i i titik di mana deposisi mencapai titik di mana deposisi mencapai z z

  Panjang ruas sungai yang mengalami agradasi, L L a a

  Panjang ruas sungai yang mengalami agradasi,

  ƒ

  ƒ

  • dihitung dengan persamaan berikut dihitung dengan persamaan berikut

  · ·

  d

  L s x z p t q

  − = ∆ ⋅ ∆ a

  ( ) ∫

  dengan demikian didapat hubungan sbb.

  L L a a

  ∆ ∆ t t

  ∆ ∆ q q s s

  , volume debit solid adalah , volume debit solid adalah

  ∆ ∆ t t

  selama waktu tertentu, selama waktu tertentu,

  Volume pasokan debit solid, ∆ ∆ q q s s

  Volume pasokan debit solid,

  ƒ

  ƒ

  

Model Agradasi Dasar Sungai

Model Agradasi Dasar Sungai

  • jumlah tsb terdistribusi di dasar sungai sepanjang jumlah tsb terdistribusi di dasar sungai sepanjang
  • dengan demikian didapat hubungan sbb.

  1

  • dari panjang ruas sungai yang mengalami degradasi, dari panjang ruas sungai yang mengalami degradasi,
  • dapat dihitung tebal agradasi, dapat dihitung tebal agradasi, ∆

  1

  ∆ ∆ h h

  Catatan: Catatan: tampak bahwa tinggi tampak bahwa tinggi agradasi, agradasi,

  Tinggi agradasi, ∆ ∆ h h

  Tinggi agradasi,

  ƒ

  1 ƒ

  1 13 ,

  = ∆

  ∆ − ∆ ⋅ ∆

  K t p t q t h s

  dan ( ) ( )

  = ≈ dan

  a

  65 ,

  % 1 %

  

Model Agradasi Dasar Sungai

Model Agradasi Dasar Sungai

  1

  d

  L s x z p t q

  − = ∆ ⋅ ∆ a

  ( ) ∫

  ∆ h h

  · · ∆ ∆ t t

  dari volume debit solid adalah dari volume debit solid adalah ∆ ∆ q q s s

  , dan , dan

  L L a a

  Tinggi (tebal) agradasi, ∆ ∆ h h

  Tinggi (tebal) agradasi,

  ƒ

  ƒ

  , , merupakan fungsi merupakan fungsi waktu waktu

  

Model Agradasi Dasar Sungai

Model Agradasi Dasar Sungai

o o

  ( ) ( ) ⎟ ⎟ ⎠ ⎞

  ⎜ ⎜ ⎝ ⎛

  ∆ = K t x t h t x z

  2 , erfc

  16

  6 ) )

  16

  • ε ε

  MS Excel

  .

  1

  a a

  7

  7

  10

  10

  3 3 .

  = 0,0705230784 a a

  ⏐ ≤ ≤

  Υ ) ) ⏐

  ⏐ε ( ( Υ

  ) )

  ( ( Υ Υ

  … …

  1 = 0,0705230784

  2

  MS Excel

  5 = 0,0002765672

  ƒ

  ƒ

  = 0,0000430638

  6 = 0,0000430638

  6

  = 0,0002765672 a a

  5

  2 = 0,0422820123

  = 0,0001520143 a a

  4 = 0,0001520143

  4

  = 0,0092705272 a a

  3 = 0,0092705272

  3

  erfc( erfc(

  = 0,0422820123 a a

  6 Υ Υ

  6

  ƒ

  a a

  1 Υ Υ

  1

  ) = 1/(1 + ) = 1/(1 + a a

  erfc( erfc( Υ Υ

  Persamaan aproximatif

  Persamaan aproximatif

  ƒ

  6

  Tabel matematik

  Tabel matematik

  ƒ

  ƒ

  ) )

  Υ Υ

  erfc( erfc(

  2

  2 Υ Υ

  2

  2

  a a

  5

  5

  5 Υ Υ

  5

  a a

  4

  4

  4 Υ Υ

  4

  a a

  3

  3

  3 Υ Υ

  3

  a a

  • – –
    • ⏐ε

  ) )

  • q

      • Peter, et al.

  

Debit solid dihitung dengan persamaan empirik,

Debit solid dihitung dengan persamaan empirik,

misal: misal:

  )

  kadang

  kadang

  kadang hanya ditinjau bed load,

  

kadang hanya ditinjau bed load, q

q sb sb

  ƒ ƒ

  Schoklitsch

  (+ q q sw sw

  Schoklitsch

  Meyer

  Meyer

  Peter, et al.

  Einstein

  Einstein

  Graf

  )

  (+

  

Debit Solid

Debit Solid

  ,

  

(Transpor Sedimen)

(Transpor Sedimen)

  ƒ ƒ

  Debit solid, Debit solid, q q s s

  adalah transpor sedimen total, terdiri dari bed load,

  adalah transpor sedimen total, terdiri dari bed load, q q sb sb

  ,

  suspended load,

  q ss ss

  suspended load, q q ss ss

  , (dan wash load,

  , (dan wash load, q q sw sw

  )

  ) q q s s

  =

  = q q sb sb

  Graf

  Debit Solid Debit Solid

  (Transpor Sedimen) (Transpor Sedimen)

  ƒ Schoklitch ( bed load ) ƒ Schoklitch ( bed load ) q = debit air+sedimen q = debit air+sedimen

  2 ,

  5

  3

  2 q S q q

  = − ( ) sb e cr q = debit kritik, menunjukkan q = debit kritik, menunjukkan cr cr s s awal gerak butir sedimen awal gerak butir sedimen

  5

  3

  3

  2

  7

  6 q = ,

  26 s − 1 d S

  ( ) cr s e

  40

  

Debit Solid

Debit Solid

  

(Transpor Sedimen)

(Transpor Sedimen)

  ƒ Meyer Peter, et al. ( bed load - )

  ƒ - Meyer Peter, et al. ( bed load )

  3

  2 ⎛

  ⎞ 1 g ρ R ξ S − , 047 g ρ − ρ d ( ) hb M e s

  50 q = sb

  1

  3 ⎜⎜

  ⎟⎟ g

  ρ − ρ , 25 ρ ( ) s

  ⎝ ⎠

  R = radius hidraulik dasar sungai R = radius hidraulik dasar sungai hb hb

  ξ = parameter kekasaran ξ = parameter kekasaran

  M M ξ →

  M M

  • = 1 tanpa bed forms tanpa bed forms • ξ = 1 →

  ′ ξ = K K

  ( ) M s s

  

M

M