Mekanisme Perilaku Gerusan Lokal Pada Pilar Segiempat Dengan Variasi Debit
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Sungai adalah alur air yang terbentuk secara alami di muka bumi yang
mengalir dari mata air ke daerah alirannya menurut kondisi permukaan bumi
yang akhirnya menuju ke daerah terendah. Air yang mengalir terus menerus di
dalam sungai akan mengakibatkan penggerusan tanah dasarnya, penggerusan
yang terus menerus membentuk lubang-lubang gerusan di dasar sungai.
Gerusan yang terjadi akibat adanya suatu bangunan dinamakan sebagai
gerusan lokal (local scouring), yang dapat didefinisikan sebagai penurunan
tiba-tiba elevasi dasar di dekat pilar karena erosi dari material dasar sungai
yang disebabkan rintangan yang dialami oleh aliran. Adanya gerusan lokal
(local scouring) yang terjadi di sekitar pilar jembatan yang berada pada dasar
sungai yang bersifat granuler atau pasir, dapat menyebabkan terjadinya
penurunan konstruksi. Bersama dengan pengaruh liquifaction akibat getaran
dari kendaraan yang lewat, gerusan lokal dapat menyebabkan kerusakan dan
keruntuhan konstruksi.
Proses gerusan ini bisa menyebabkan erosi dan degradasi disekitar
bukaan jalan air suatu jembatan. Degradasi ini berlangsung secara terus
menerus hingga dicapai keseimbangan antara suplai dan angkutan sedimen
yang saling memperbaiki. Apabila suplai sedimen dari hulu berkurang atau
jumlah angkutan sedimen lebih besar daripada suplai sedimen, maka bisa
menyebabkan terjadinya kesenjangan yang begitu menyolok antara degradasi
dan agradasi di lokasi dasar jalan air jembatan. Sehingga lubang gerusan
Universitas Sumatera Utara
(scour hole) pada abutmen jembatan akan lebih dalam bila tidak terdapat atau
kurangnya suplai sedimen. Demikian juga apabila tidak terdapat bangunan
pengendali gerusan di sekitar abutmen ataupun pilar, maka dalamnya gerusan
tidak bisa direduksi, sehingga kedalaman gerusan bisa mencapai maksimum.
Hal ini bisa menyebabkan rusaknya abutmen jembatan. Untuk itu, maka
perlu adanya kajian laboratorium mengenai gerusan lokal yang terjadi di
sekitar abutmen jembatan pada saluran lurus seperti keadaan sungai di
lapangan. Sehingga selanjutnya dapat dicari upaya pengendalian dan
pencegahan pada abutmen agar kerusakan dan keruntuhan konstruksi dapat
dihindari.
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah dalam mempelajari gerusan lokal disekitar pilar dengan variasi
debit adalah :
Bagaimana pola gerusan lokal disekitar pilar tunggal berbentuk segiempat
dengan variasi debit?
Bagaimana hubungan antara kedalaman gerusan disekitar pilar dengan
variasi debit?
Bagaimana hubungan antara kedalaman gerusan disekitar pilar terhadap
waktu?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang akan dicapai dalam penelitian ini :
Mengetahui pengaruh debit aliran terhadap gerusan lokal di sekitar pilar
tunggal bentuk segiempat.
Universitas Sumatera Utara
Mengetahui karakteristik gerusan dan kedalaman gerusan yang terjadi
disekitar pilar segiempat akibat pengaruh perbedaan debit aliran.
Memperoleh gambaran proses perkembangan gerusan terhadap waktu.
1.4 Batasan Penelitian
Penelitian ini mempunyai batasan sebagai berikut:
Perilaku gerusan yang ditinjau adalah yang disekitar pilar
Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir yang sebelumnya
sudah disaring dan lolos ayakan no.10 dan tertahan di ayakan no.200. Hal
ini dimaksudkan agar material yang dipakai tidak mengandung banyak
lumpur, karena material yang lolos ayakan 200 adalah clay, sehingga
kondisi aliran mudah diamati.
Pola aliran yang diamati adalah pola kontur tiga dimensi dengan
pengukuran kedalaman arah x,y dan z.
Aliran yang digunakan adalah aliran tanpa adanya kandungan sedimen
(clear water scour).
Pengaruh dinding batas flume terhadap gerusan yang terjadi tidak
diperhitungkan.
Menggunakan Flume dengan panjang 8 m, tinggi 0,3 m dan lebar 0,076 m.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
Bagi penulis: menambah wawasan dan ilmu pengetahuan bagi penulis.
Bagi akademik: sebagai mutu pembelajaran bagi pihak-pihak yang
membutuhkan.
Universitas Sumatera Utara
Bagi masyarakat: dengan adanya penelitian ini diharapkan
dapat membantu dalam perawatan pilar segiempat dengan melihat pola
gerusan yang terjadi di sekitar pilar .
1.6 Sistematika Penulisan
Penelitian ini disusun dalam lima Bab dengan sistematika penulisan sebagai
berikut:
BAB I Pendahuluan
Pendahuluan menerangkan tentang latar belakang permasalahan,
perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitiaan, manfaat penelitian dan
sistematika penelitian.
BAB II Tinjauan Pustaka
Bab ini memaparkan pokok-pokok kajian tentang definisi sungai,
gerusan, mekanisme gerusan, transpor sedimen, pola aliran, awal gerak butiran,
faktor yang mempengaruhi gerusan disekitar pilar, persamaan gerusan untuk aliran
beraturan.
BAB III Metodelogi Penelitian
Bab ini membahas mengenai metode pengumpulan data dan langkahlangkah penelitian.
BAB IV Hasil Penelitian dan Pembahasan
Bab ini menguraikan data-data hasil penelitian dan pembahasan.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Bab yang berisi kesimpulan dan saran yang berhubungan dengan
penelitian pengaruh variasi debit terhadap gerusan lokal disekitar pilar.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Sungai adalah alur air yang terbentuk secara alami di muka bumi yang
mengalir dari mata air ke daerah alirannya menurut kondisi permukaan bumi
yang akhirnya menuju ke daerah terendah. Air yang mengalir terus menerus di
dalam sungai akan mengakibatkan penggerusan tanah dasarnya, penggerusan
yang terus menerus membentuk lubang-lubang gerusan di dasar sungai.
Gerusan yang terjadi akibat adanya suatu bangunan dinamakan sebagai
gerusan lokal (local scouring), yang dapat didefinisikan sebagai penurunan
tiba-tiba elevasi dasar di dekat pilar karena erosi dari material dasar sungai
yang disebabkan rintangan yang dialami oleh aliran. Adanya gerusan lokal
(local scouring) yang terjadi di sekitar pilar jembatan yang berada pada dasar
sungai yang bersifat granuler atau pasir, dapat menyebabkan terjadinya
penurunan konstruksi. Bersama dengan pengaruh liquifaction akibat getaran
dari kendaraan yang lewat, gerusan lokal dapat menyebabkan kerusakan dan
keruntuhan konstruksi.
Proses gerusan ini bisa menyebabkan erosi dan degradasi disekitar
bukaan jalan air suatu jembatan. Degradasi ini berlangsung secara terus
menerus hingga dicapai keseimbangan antara suplai dan angkutan sedimen
yang saling memperbaiki. Apabila suplai sedimen dari hulu berkurang atau
jumlah angkutan sedimen lebih besar daripada suplai sedimen, maka bisa
menyebabkan terjadinya kesenjangan yang begitu menyolok antara degradasi
dan agradasi di lokasi dasar jalan air jembatan. Sehingga lubang gerusan
Universitas Sumatera Utara
(scour hole) pada abutmen jembatan akan lebih dalam bila tidak terdapat atau
kurangnya suplai sedimen. Demikian juga apabila tidak terdapat bangunan
pengendali gerusan di sekitar abutmen ataupun pilar, maka dalamnya gerusan
tidak bisa direduksi, sehingga kedalaman gerusan bisa mencapai maksimum.
Hal ini bisa menyebabkan rusaknya abutmen jembatan. Untuk itu, maka
perlu adanya kajian laboratorium mengenai gerusan lokal yang terjadi di
sekitar abutmen jembatan pada saluran lurus seperti keadaan sungai di
lapangan. Sehingga selanjutnya dapat dicari upaya pengendalian dan
pencegahan pada abutmen agar kerusakan dan keruntuhan konstruksi dapat
dihindari.
1.2 Perumusan Masalah
Rumusan masalah dalam mempelajari gerusan lokal disekitar pilar dengan variasi
debit adalah :
Bagaimana pola gerusan lokal disekitar pilar tunggal berbentuk segiempat
dengan variasi debit?
Bagaimana hubungan antara kedalaman gerusan disekitar pilar dengan
variasi debit?
Bagaimana hubungan antara kedalaman gerusan disekitar pilar terhadap
waktu?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang akan dicapai dalam penelitian ini :
Mengetahui pengaruh debit aliran terhadap gerusan lokal di sekitar pilar
tunggal bentuk segiempat.
Universitas Sumatera Utara
Mengetahui karakteristik gerusan dan kedalaman gerusan yang terjadi
disekitar pilar segiempat akibat pengaruh perbedaan debit aliran.
Memperoleh gambaran proses perkembangan gerusan terhadap waktu.
1.4 Batasan Penelitian
Penelitian ini mempunyai batasan sebagai berikut:
Perilaku gerusan yang ditinjau adalah yang disekitar pilar
Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir yang sebelumnya
sudah disaring dan lolos ayakan no.10 dan tertahan di ayakan no.200. Hal
ini dimaksudkan agar material yang dipakai tidak mengandung banyak
lumpur, karena material yang lolos ayakan 200 adalah clay, sehingga
kondisi aliran mudah diamati.
Pola aliran yang diamati adalah pola kontur tiga dimensi dengan
pengukuran kedalaman arah x,y dan z.
Aliran yang digunakan adalah aliran tanpa adanya kandungan sedimen
(clear water scour).
Pengaruh dinding batas flume terhadap gerusan yang terjadi tidak
diperhitungkan.
Menggunakan Flume dengan panjang 8 m, tinggi 0,3 m dan lebar 0,076 m.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
Bagi penulis: menambah wawasan dan ilmu pengetahuan bagi penulis.
Bagi akademik: sebagai mutu pembelajaran bagi pihak-pihak yang
membutuhkan.
Universitas Sumatera Utara
Bagi masyarakat: dengan adanya penelitian ini diharapkan
dapat membantu dalam perawatan pilar segiempat dengan melihat pola
gerusan yang terjadi di sekitar pilar .
1.6 Sistematika Penulisan
Penelitian ini disusun dalam lima Bab dengan sistematika penulisan sebagai
berikut:
BAB I Pendahuluan
Pendahuluan menerangkan tentang latar belakang permasalahan,
perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitiaan, manfaat penelitian dan
sistematika penelitian.
BAB II Tinjauan Pustaka
Bab ini memaparkan pokok-pokok kajian tentang definisi sungai,
gerusan, mekanisme gerusan, transpor sedimen, pola aliran, awal gerak butiran,
faktor yang mempengaruhi gerusan disekitar pilar, persamaan gerusan untuk aliran
beraturan.
BAB III Metodelogi Penelitian
Bab ini membahas mengenai metode pengumpulan data dan langkahlangkah penelitian.
BAB IV Hasil Penelitian dan Pembahasan
Bab ini menguraikan data-data hasil penelitian dan pembahasan.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Bab yang berisi kesimpulan dan saran yang berhubungan dengan
penelitian pengaruh variasi debit terhadap gerusan lokal disekitar pilar.
Universitas Sumatera Utara