Kajian Laju Angkutan Sedimen pada Sungai Wampu

(1)

KAJIAN LAJU ANGKUTAN SEDIMEN

PADA SUNGAI WAMPU

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian

Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh :

ARTA O. BOANGMANALU

080404038

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2012

(2)

ABSTRAK

Sungai merupakan sarana yang sangat penting dalam proses pengangkutan sedimen. Sungai berfungsi untuk mengalirkan sedimen-sedimen dari hasil erosi yang nantinya akan diteruskan ke laut. Sedimentasi adalah proses pengendapan material yang terangkut oleh aliran dari bagian hulu. Proses sedimentasi meliputi proses erosi, transportasi (angkutan), pengendapan (deposition) dan pemadatan (compaction) dari sedimentasi itu sendiri. Sungai-sungai membawa sedimen dalam setiap alirannya. Sedimen dapat berada di berbagai lokasi dalam aliran, tergantung pada keseimbangan antara kecepatan ke atas pada partikel dan kecepatan pengendapan partikel.

Untuk menghitung laju angkutan sedimen banyak metode yang bisa digunakan. Diantaranya yaitu metode Yang’s, Engelund and Hansen, shen and Hung. Dalam penggunaan metode-metode tersebut diperlukan ukuran kedalaman penampang sungai. Dan untuk menghitung kedalaman sungai digunakan metode pendekatan Einstein.

Dari hasil perhitungan yang dilakukan, dengan metode Yang’s didapat hasil sedimen 2293477 ton, dengan metode Engelund and Hansen didapat hasil sedimen 14359167 ton, dengan metode Shen and Hung didapat hasil sedimen 311639.5 ton (untuk tahun 2008).

Maka dari hasil di atas dapat disimpulkan bahwa metode angkutan sedimen yang dipakai untuk perhitungan muatan sedimen sungai adalah metode Engelund and Hansen karena hasilnya lebih memungkinkan dan jumlah muatan sedimen yang dihasilkan lebih besar daripada metode lainnya. Sehingga metode perhitungan laju angkutan sedimen yang digunakan dapat dijadikan acuan untuk menghitung jumlah muatan sedimen pada sungai Wampu.

(3)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus yang telah melimpahkan berkat dan kasih karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “Kajian Laju Angkutan Sedimen pada Sungai Wampu”. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU.

2. Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU.

3. Bapak Ivan Indrawan, ST selaku dosen pembimbing sekaligus orang tua bagi penulis yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas akhir ini.

4. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc, Bapak Ir. Indra Jaya Pandia, MT, Ibu Emma Patricia Bangun, ST, M.Eng selaku dosen pembanding/penguji yang telah memberikan kritikan dan nasehat yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

(4)

5. Bapak/Ibu Dosen Staf Pengajar Jurusan teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.

6. Ayahanda A. Boangmanalu dan Ibunda R. Berutu yang selalu mendukung saya dalam doa, membimbing, dan memotivasi saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

7. Kepada kakak, abang dan adik-adikku tersayang, yang mendukung penyelesaian Tugas Akhir ini. Kakak Ria Hema, Asni Malini, Ramile, Reyes, abang Amran dan adik-adikku Rohmasta dan Abraham.

8. Semua sahabat-sahabatku khususnya kepada Vivi, Gabe, Novalena dan Winursa yang telah memberikan dukungan dalam pengerjaan tugas akhir ini. 9. Abang Rio Damuri dan kakak Trisna yang telah banyak membantu dalam

pengerjaan tugas akhir ini.

10.Seluruh pegawai administrasi yang telah memberikan bantuan dan kemudahan dalam penyelesaian administrasi, Kak Lince, Bang Zul, dan lain – lain.

Semoga Tuhan Yesus membalas dan melimpahkan berkat dan karunia-Nya kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan penulis ucapkan terima kasih. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Mei 2013 Hormat Saya

(5)

DAFTAR ISI

ABSTRAK

KATA PENGANTAR ……….. i

DAFTAR ISI ……… iii

DAFTAR GAMBAR ……… vii

DAFTAR TABEL ……… viii

DAFTAR NOTASI ……….. ix

DAFTAR LAMPIRAN ………. xi

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang ………... 1

I.2. Perumusan Masalah ……….... 2

I.3. Batasan Masalah ……… 3

I.4. Tujuan ……… 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Uraian ………... 4

II.2. Transportasi Sedimen ………... 6

II.2.1. Erosi dan Sedimentasi ………. 6

(6)

II.2.3. Sedimentasi ………. 8

II.2.4. Angkutan Sedimen ………. 10

II.2.5. Rumus- Rumus Angkutan Sedimen ……… 18

A. Persamaan Yang’s ………. 19

B. Engelund and Hansen ……….. 20

C. Shen and Hung ……….. 20

II.2.6. Metode Einstein ………. 21

II.3. Dampak Erosi dan Sedimentasi ……….. 21

II.3.1. Pengaruh Erosi ………. 21

II.3.2. Pengaruh Sedimentasi ………. 22

II.4. Morfologi Sungai ……… 23

II.5. Geometri dan Geoteknik Sungai ……… 23

BAB III METODOLOGI DAN DESKRIPSI LOKASI PENELITIAN III.1. Metodologi Penelitian ……….. 27

III.1.1. Metode Kerja ……… 29

III.1.2. Pengambilan Sampel Sedimen di Lapangan ………. 29

III.1.3. Perhitungan Kemiringan Dasar Sungai ………. 30

III.1.4. Perhitungan Kedalaman Sungai ……… 31

(7)

A. Metode Yang’s ………. 33

B. Metode Engelund and Hansen ……….. 34

C. Metode Shen and Hunsen ………. 34

III.2. Lokasi Studi penelitian ……….. 35

III.2.1. Batas Wilayah Administrasi ………. 35

III.2.2. Kondisi DAS Wampu ………. 36

III.2.2.1. Kondisi Bio-fisik DAS Wampu ………. 37

BAB IV PERHITUNGAN MUATAN ANGKUTAN SEDIMEN IV.1. Perhitungan Kemiringan Dasar Sungai ………... 39

IV.2. Perhitungan Kedalaman ………. 43

IV.3. Perhitungan Angkutan Sedimen Sungai Wampu dengan Metode Yang’s 50 IV.4. Perhitungan Angkutan Sedimen Sungai Wampu dengan Metode Engelund and Hansen ……….. 54

IV.5. Perhitungan Angkutan Sedimen Sungai Wampu dengan Metode Shen and Hung ………. 56

IV.6. Perbandingan jumlah muatan sedimen antara sungai Wampu dengan sungai Ular ……….. 66

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1. Kesimpulan ……… 68

(8)

DAFTAR PUSTAKA ………. 70 LAMPIRAN

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Uraian

2.1 Gaya yang bekerja pada butiran di dasar sungai 13

2.2 Diagram Shields 16

2.3 Sketsa pengendapan partikel sedimen laying 17

2.4 Grafik hubungan antara � dan d 18

3.1 Diagram Alir Penelitian 28

3.2 Faktor koreksi distribusi kecepatan 31

3.3 Hubungan antara �

�∗" dan � 32

4.1 Grafik hasil muatan sedimen metode Yang’s 63

4.2 Grafik hasil muatan sedimen metode Engelund and Hansen 64

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel Uraian

2.1 Klasifikasi ukuran partikel sedimen 11

2.2 Metode perhitungan dan karakteristiknya 26

3.1 Luas sub DAS di DAS Wampu 36

3.2 Luas sub DAS berdasarkan morfologi hulu tengah dan hilir 37

3.3 Luas sub DAS di DAS berdasarkan kemiringan lereng 38

4.1 Data kemiringan rata-rata sungai Wampu 39

4.2 Kedalaman sungai 46

4.3 Muatan sedimen metode Yang’s 53

4.4 Muatan sedimen metode Engelund and Hansen 56

4.5 Muatan sedimen metode Shen and Hung 59

4.6 Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan

metode Yang’s 60

4.7 Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan

Metode Engelund and Hansen 61

4.8 Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan

(11)

DAFTAR NOTASI

� = kecepatan jatuh

�s = berat jenis sedimen � = berat jenis ar

g = gravitasi

d = diameter sedimen

� = kinematic viscositas

� = psi

�0 = tegangan geser

d35 = diameter sedimen 35% dari material dasar

d50 = diameter sedimen 50% dari material dasar d65 = diameter sedimen 60% dari material dasar

Vcr = kecepatan kritis

V = kecepatan aliran

S = kemiringan sungai

U* = kecepatan geser

Ct = konsentrasi sedimen total

(12)

�H = Beda tinggi

�X = jarak memanjang A = Luas penampang sungai

P = Keliling basah

R = jari-jari hidrolis

Q = debit air

D = kedalaman sungai

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

 Uji laboratorium Mekanika Tanah (analisa ukuran butiran)

 Analisa saringan

 Data debit sungai Wampu 2001-2010

 Peta Daerah Aliran Sungai Wampu

 Peta lokasi penelitian

(14)

ABSTRAK

(15)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sungai merupakan sumber air yang menampung dan mengalirkan air serta material bahan yang dibawanya dari bagian hulu. Aliran sungai mengalir dari daerah tinggi ke daerah yang lebih rendah dan pada akhirnya akan bermuara ke laut.

Daerah tangkapan sungai adalah dimana sungai mendapat air dan merupakan daerah tangkapan hujan. Anak-anak sungai yang ada didalam DAS akan selalu mengikuti aturan yaitu bahwa aliran tersebut akan selalu dihubungkan oleh suatu jaringan. Arah dimana cabang dan arah sungai mengalir ke sungai yang lebih besar akan membentuk suatu pola aturan tertentu.pola yang terbentuk tergantung dengan kondisi topografi, geologi dan iklim yang terdapat di dalam DAS tersebut dan secara keseluruhan akan membentuk karakteristik sungai.

Dengan adanya aliran air di dalam sungai akan mengakibatkan adanya angkutan sedimen, yang berupa angkutan muatan dasar (bed load) dan angkutan muatan layang (suspended load). Sedimentasi tersebut menimbulkan pendangkalan badan perairan seperti sungai, waduk, bendungan atau pintu air dan daerah sepanjang sungai, yang dapat menimbulkan banjir. Oleh karena itu perlunya suatu usaha mengkaji sedimentasi yang dihasilkan oleh aliran sungai pada periode tertentu.

Metode untuk menentukan berapa besarnya angkutan sedimen telah banyak, metode-metode ini berdasarkan uji laboratorium dan analisa data lapangan sehingga rumus-rumus ini bersifat lokal sehingga metode ini tidak dapat dipakai pada setiap

(16)

sungai. Oleh karena itu perlu dilakukan kajian beberapa metode untuk mengetahui metode mana saja yang paling sesuai untuk sungai Wampu.

I.2 Perumusan Masalah

Salah satu cara untuk mengetahui pola dan laju perubahan morfologi sungai yang mencakup perubahan kemiringan dasar, elevasi dasar sungai, luas penampang melintang, serta perubahan kapasitas tampung (volume) yang terjadi pada penggal sungai terpilih akibat proses sedimentasi yaitu dengan menggunakan data lapangan di beberapa titik kontrol sungai Wampu. Dari beberapa persamaan angkutan sedimen yang ada, dicoba menjelaskan proses yang terjadi melalui analisis penerapan persamaan transpor sedimen untuk memahami fenomena perubahan morfologi sungai Wampu.

(17)

Untuk mencapai hasil optimal dalam analisis dengan penerapan beberapa persamaan transpor sedimen pada sungai Wampu sehubungan dengan masalah sedimentasi, perlu ditetapkan batasan dan asumsi. Batasan dan asumsi yang digunakan dalam studi ini adalah:

1. Kajian berbasis data pengukuran yang ada, terbatas pada titik/ruas terpilih ataupun lokasi yang ditinjau.

2. Perhitungan angkutan sedimen didasarkan pada data debit harian yang terjadi. 3. Kajian dilakukan dengan mencermati hal-hal dominan yang telah terjadi

dalam kurun waktu pelaksanaan pengukuran.

4. Dalam penelitian ini tidak membahas masalah erosi.

I.4 Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah yang ada, maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan atau mencari persamaan yang dapat dipakai untuk menghitung angkutan sedimen pada sungai Wampu serta menganalisis beberapa faktor/parameter yang tercakup ataupun di luar persamaan angkutan sedimen, yang memberikan pengaruh terhadap besaran angkutan sedimen.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

(18)

Sumber utama dari material yang menjadi endapan fluvial adalah pecahan dari batuan kerak bumi. Batuan hasil pelapukan secara berangsur diangkut ke tempat lain oleh tenaga air, angin dan gletser. Air mengalir dipermukaan tanah atau sungai membawa batuan halus baik terapung, melayang atau digeser di dasar sungai menuju tempat yang lebih rendah. Hembusan angin juga bisa mengangkat debu, pasir, bahkan bahan material yang lebih besar. Makin kuat hembusan itu, makin besar pula daya angkutnya. Peristiwa ini disebut dengan disintegrasi yang prosesnya dapat fisik atau kimia. Sebagai akibat proses tersebut adalah terbentuknya butiran tanah dengan berbagai macam sifat yang berbeda, tergantung dari keadaan iklim, topografi, jenis batuan, waktu dan organisme. Apabila partikel tanah tersebut terkikis dari permukaan bumi atau palung sungai maka material yang dihasilkan akan bergerak atau berpindah menurut arah aliran yang membawanya menjadi angkutan sedimen.

Pengetahuan mengenai angkutan sedimen yang terbawa oleh aliran sungai dalam kaitannya dengan besar aliran sungai akan mempunyai arti penting bagi kegiatan pengembangan dan manajemen sumber daya air, konservasi tanah dan perencanaan bangunan pengamanan sungai. Pengetahuan mengenai sedimen akan memungkinkan untuk dilakukannya pengukuran sedimen yang melayang terbawa aliran ataupun sedimen yang bergerak di dasar sungai. Sedimentasi adalah suatu proses pengendapan material yang ditransport oleh media air, angin, es atau gletser di suatu cekungan. Delta yang terdapat di mulut-mulut sungai adalah hasil dan proses pengendapan material-material yang diangkut oleh air sungai. Proses sedimentasi meliputi proses erosi, transportasi (angkutan), pengendapan (deposition) dan pemadatan (compaction) dari sedimentasi itu sendiri. Proses tersebut berjalan sangat komplek, dimulai dari jatuhnya hujan yang menghasilkan energi kinetik yang

(19)

merupakan permulaan dari proses erosi. Begitu tanah menjadi partikel halus, lalu menggelinding bersama aliran, sebagian akan tertinggal di atas tanah sedangkan bagian lainnya masuk ke sungai terbawa aliran menjadi angkutan sedimen. Bentuk, ukuran dan beratnya partikel tanah tersebut akan menentukan jumlah besarnya angkutan sedimen.

Dasar sungai biasanya tersusun oleh endapan dari material angkutan sedimen yang terbawa oleh aliran sungai, material tersebut dapat terangkut kembali apabila terjadi kenaikan kecepatan aliran cukup tinggi. Besarnya volume angkutan sedimen tergantung dari pada perubahan kecepatan aliran dan adanya kegiatan di palung sungai. Sebagai akibat dari perubahan volume angkutan sedimen adalah terjadinya penggerusan di beberapa tempat serta terjadinya pengendapan di tempat lain pada dasar sungai sehingga dengan demikian bentuk dari dasar sungai akan selalu berubah.

II.2 Transportasi Sedimen

Hasil pelapukan batuan dibawa oleh suatu media ke tempat lain dimana kemudian diendapkan. Pada umumnya pembawa hasil pelapukan ini dilakukan oleh suatu media yang berupa cairan, angin dan es. Sifat-sifat transportasi sedimen berpengaruh terhadap sedimen itu sendiri yaitu mempengaruhi pembentukan struktur

(20)

sedimen yang terbentuk. Hal ini penting untuk diketahui karena sebenarnya struktur sedimen merupakan suatu catatan (record) tentang proses yang terjadi sewaktu sedimen tersebut diendapkan. Umumnya proses itu merupakan hasil langsung dari gerakan media pengangkut. Namun demikian sifat fisik (ragam ukuran, bentuk dan berat jenis) butiran sedimen itu sendiri mempunyai pengaruh pada proses mulai dari erosi, transportasi sampai ke pengendapan.

II.2.1 Erosi dan Sedimentasi

Secara umum dapat dikatakan bahwa erosi dan sedimentasi merupakan proses terlepasnya butiran tanah dari induknya di suatu tempat dan terangkutnya material tersebut oleh gerakan air atau angin kemudian diikuti dengan pengendapan material yang terangkut di tempat lain (Suripin, 2002). Proses erosi dan sedimentasi ini baru mendapat perhatian cukup serius oleh manusia pada sekitar tahun 1940-an, setelah menimbulkan kerugian yang cukup besar, baik berupa merosotnya produktivitas tanah serta yang tidak kalah pentingnya adalah rusaknya bangunan-bangunan keairan serta sedimentasi waduk. Daerah pertanian merupakan lahan yang paling rentan terhadap terjadinya proses erosi. Bahaya erosi banyak terjadi di daerah-daerah lahan kering terutama yang memiliki kemiringan lereng sekitar 15% atau lebih.

II.2.2. Erosi

Erosi tanah adalah suatu proses atau peristiwa hilangnya lapisan permukaan tanah atas, baik disebabkan oleh pergerakan air maupun angin. Proses erosi tanah yang disebabkan oleh air meliputi tiga tahap yang terjadi dalam keadaan normal di lapangan, yaitu tahap pertama pemecahan bongkah-bongkah atau agregat tanah ke dalam bentuk butir-butir kecil atau partikel tanah, tahap kedua pemindahan atau pengangkutan butir-butir yang kecil sampai sangat halus tersebut, dan tahap ketiga

(21)

pengendapan partikel-partikel tersebut di tempat yang lebih rendah atau di dasar sungai (Priyantoro, 1987).

Hujan merupakan salah satu faktor utama penyebab terjadinya erosi tanah. Tetesan air hujan merupakan media utama pelepasan partikel tanah. Pada saat butiran air hujan mengenai permukaan tanah yang gundul, partikel tanah dapat terlepas dan terlempar sampai beberapa centimeter ke udara. Pada lahan datar partikel-partikel tanah tersebar lebih kurang merata ke segala arah, tapi untuk lahan miring terjadi dominasi kearah bawah searah lereng. Partikel-partikel tanah yang terlepas ini akan menyumbat pori-pori tanah sehingga akan menurunkan kapasitas dan laju infiltrasi. Pada kondisi dimana intensitas hujan melebihi laju infiltrasi, maka akan terjadi genangan air di permukaan tanah, yang kemudian akan menjadi aliran permukaan. Aliran permukaan ini menyediakan energi untuk mengangkut partikel-partikel yang terlepas baik oleh tetesan air hujan maupun oleh adanya aliran permukaan itu sendiri. Pada saat aliran permukaan menurun dan tidak mampu lagi mengangkut partikel tanah yag terlepas, maka partikel tanah tersebut akan diendapkan.

Proses pengangkutan partikel-partikel tanah ini akan terhenti baik untuk sementara atau tetap, sebagai pengendapan atau sedimentasi. Proses pengendapan sementara terjadi pada lereng yang bergelombang, yaitu bagian lereng yang cekung akan menampung endapan partikel yang hanyut untuk sementara dan pada hujan berikutnya endapan ini akan terangkat kembali menuju dataran rendah atau sungai. Sedangkan pengendapan akhir atau sedimentasi terjadi pada sungai. Pada daerah aliran sungai partikel dan unsur hara yang larut dalam aliran permukaan akan mengalir ke sungai sehingga terjadi pendangkalan pada tempat tersebut. Keadaan ini akan mengakibatkan daya tampung sungai menjadi turun sehingga timbul bahaya banjir.

(22)

II.2.3. Sedimentasi

Sedimentasi adalah proses pengendapan material yang terangkut oleh aliran dari bagian hulu akibat dari erosi. Sungai-sungai membawa sedimen dalam setiap alirannya. Sedimen dapat berada di berbagai lokasi dalam aliran, tergantung pada keseimbangan antara kecepatan ke atas pada partikel (gaya tarik dan gaya angkat) dan kecepatan pengendapan partikel.

Berdasarkan tempat dan tenaga yang mengendapkannya, proses sedimentasi dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu :

 Sedimentasi fluvial

Sedimentasi fluvial adalah proses pengendapan materi yang diangkut oleh air sungai dan diendapkan disepanjang sungai atau muara sungai. Bentang alam hasil sedimentasi fluvial antara lain pulau sungai dan delta. Pulau sungai merupakan dataran yang terdapat di tengah-tengah badan sungai. Sedangkan delta adalah bentuk hasil endapan lumpur, tanah, pasir, dan batuan yang terdapat di muara sungai. Pengendapan yang terjadi di sungai disebut sedimen fluvial. Hasil pengendapan ini biasanya berupa batu giling, batu geser, pasir, kerikil dan lumpur yang menutupi dasar sungai. Bahkan endapan sungai ini sangat baik dimanfaatkan untuk bahan bangunan atau pengaspalan jalan.

(23)

Sedimentasi Aeolis atau Aeris, yaitu sedimen yang diendapkan oleh tenaga angin. Contohnya: tanah loss, sand dunes.

 Sedimentasi pantai

Sedimen pantai adalah material sedimen yang diendapkan di pantai. Berdasarkan ukuran butirannya, sedimen panai dapat berkisar dari sedimen berukuran butir lempung sampai gravel. Suplai muatan sedimen yang sangat tinggi yang menyebabkan sedimentasi itu hanya dapat berasal dari daratan yang dibawa ke laut melalui aliran sungai. Pembukaan lahan di daerah aliran sungai yang meningkatkan erosi permukaan merupakan faktor utama yang meningkatkan suplai muatan sedimen ke laut.

Ada 3 (tiga) macam pergerakan angkutan sedimen yaitu:

1. Bed load transport

Partikel kasar yang bergerak di sepanjang dasar sungai secara keseluruhan disebut dengan bed load. Adanya bed load ditunjukkan oleh gerakan partikel di dasar sungai yang ukurannya besar, gerakan itu dapat bergeser, menggelinding atau meloncat-loncat, akan tetapi tidak pernah lepas dari dasar sungai.

2. Was load transport

Wash load adalah angkutan partikel halus yang dapat berupa lempung (silk) dan debu (dust), yang terbawa oleh aliran sungai. Partikel ini akan terbawa aliran sampai ke laut, atau dapat juga mengendap pada aliran yang tenang atau pada air yang tergenang.

(24)

Suspended load adalah material dasar sungai (bed material) yang melayang di dalam aliran dan terutama terdiri dari butir pasir halus yang senantiasa mengambang di atas dasar sungai, karena selalu didorong oleh turbulensi aliran. Suspended load itu sendiri umumnya bergantung pada kecepatan jatuh atau lebih dikenal dengan fall velocity.

Pada kenyataan pada tiap satu satuan waktu pergerakan angkutan sedimen yang dapat diamati hanyalah Bed Load Transport dan Suspended Load Transport.

II.2.4. Angkutan Sedimen

Angkutan sedimen di sungai atau saluran terbuka merupakan suatu proses alami yang terjadi secara berkelanjutan. Sungai disamping berfungsi sebagai media untuk mengalirkan air, juga berfungsi untuk mengangkut material sebagai angkutan sedimen.

Pengertian umum angkutan sedimen adalah sebagai pergerakan butiran-butiran material dasar saluran yang merupakan hasil erosi yang disebabkan oleh gaya dan kecepatan aliran sungai.

Di dalam perhitungan sifat-sifat sedimen yang dipakai adalah: ukuran, kerapatan atau kepadatan, kecepatan jatuh dan porositas. Laju angkutan sedimen, perubahan dasar dan tebing saluran, perubahan morfologi sungai dapat diterangkan jika sifat sedimennya diketahui.

Beberapa faktor yang mempengaruhi angkutan sedimen adalah :

1. Ukuran partikel sedimen

(25)

Klasifikasi Ukuran butiran

Bongkahan

Berangkal (couble) Kerikil (gravel) Pasir (sand) Lanau (silt) Lempung (clay)

> 256 mm 64 – 256 mm

2- 64 mm 62 – 2000 µm

4 -62 µm < 4 µm

Pengukuran ukuran butiran tergantung pada jenis bongkahan, untuk berangkal pengukuran dilakukan secara langsung, untuk kerikil dan pasir dilakukan dengan analisa saringan sedangkan untuk lanau dan lempung dilakukan dengan analisa sedimen.

2. Berat spesifik partikel sedimen

Berat spesifik adalah berat sedimen per satuan volume dari bahan angkutan sedimen. Dirumuskan sebagai berikut :

�

=

��

�� ... (2.1) Dari hasil penelitian, berat spesifik rata-rata sedimen yang ditentukan hampir sama atau mendekati berat spesifik pasir kwarsa yaitu 2,56 gram/cm3.

3. Tegangan geser kritis

Tegangan geser kritis merupakan parameter penting dalam angkutan sedimen. Pergerakan sedimen dipengaruhi oleh tegangan geser, kecepatan kritis dan gaya

(26)

angkat. Partikel sedimen akan terangkat apabila tegangan geser dasar lebih besar dari tegangan geser kritis erosi dan tegangan geser kritis erosi melebihi tegangan geser kritis deposisi.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa tegangan geser kritis sangat bergantung pada riwayat proses pengendapan dan konsolidasi. Untuk itu beberapa penelitian tegangan geser kritis sedimen kohesif biasanya dilakukan dengan menghubungkan antara tegangan geser dan massa jenis sedimen pada berbagai variasi ketinggian sampel.

Sedimen bergerak tergantung dari besarnya gaya seret dan gaya angkat dan dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 2.1. Gaya yang bekerja pada butiran di dasar sungai

Dimana:

f = koefisien gesekan

W’ = (�s - �)*g ��

(27)

FD = 1₂� ∗ �_� ��

4 �∗2 ………. (2.3)

FL = 1

2� ∗ �� 2

4 �∗2 ………. (2.4)

Partikel sedimen akan mulai bergerak pada kondisi kecepatan geser kritis terlampaui, karena gaya dorong lebih besar dari gaya gesek.

�

=

�∗2

( �−1)�∗� ………(2.5)

Persamaan tegangan geser Shield adalah:

�

_∗

=

��

( �_�−�)� ………. (2.6)

Dimana :

�� = � ∗ � ∗ � , sehingga :

�

∗

=

₍_��

�−�)� ……… (2.7) D = kedalaman saluran (m)

S = kemiringan saluran

D = diameter butiran sedimen (mm)

��= tegangan geser kritis

Apabila bilangan Reynold diketahui maka tegangan geser kritis dapat diketahui dengan melihat grafik 2.2 buku Sediment Transport, Chi Ted Yang halaman 22.

(28)

�

=

�_�∗�

……… (2.8) Dimana :

U* = kecepatan geser

d = diameter sedimen

v = viskositas kinematik

�

=

� �

Viskositas kinematik dari air (v) dihubungkan kepada viskositas dinamik (�) oleh berat jenis sebagai berikut = �

� . Sebagian besar buku Mekanika Fluida

mempunyai tabel dan diagram dari viskositas air sebagai fungsi dari temperatur. Misalnya harga yang mewakili v = 1.10-6 m2/s untuk air bersih pada suhu 20oC.

Dengan melihat grafik di bawah ini maka akan didapatkan nilai critical stress.

(29)

Diagram Shields secara empiris menunjukkan bagaimana pendimensian tegangan geser kritis yang diperlukan untuk inisiasi pergerakan yang merupakan fungsi dari bentuk khusus partikel bilangan Reynolds, Rep atau bilangan Reynold yang terkait dengan partikel tersebut. (Chi Ted Yang, 2003).

4. Kecepatan Jatuh (Fall Velocity)

Karakteristik dari sedimen adalah kecepatan jatuhnya atau fall velocity (�), yang mana adalah kecepatan maksimum yang dicapai oleh suatu partikel akibat gaya gravitasi. Ukuran pasir yang tersuspensi dalam suatu sungai akan tergantung kepada nilai fall velocity-nya. Untuk suatu ukuran butiran sedimen yang besar, akan jatuh dengan cepat dan akan lebih sedikit mendapat tahanan dari air dibandingkan dengan butiran sedimen yang lebih halus.

Persamaan umum untuk mencari nilai fall velocity :

�

=

1 18

��−� �

�

�2

� ……….……. (2.9)

Dimana :

� = kecepatan jatuh (m/det)

�� = berat jenis sedimen

(30)

g = gravitasi (m/det2)

d = diameter sedimen (mm)

v = kinematic viscositas (m/det2)

Gambar 2.3. Sketsa pengendapan partikel sedimen layang

Nilai fall velocity (�) dapat diketahui apabila diketahui diameter sedimen (d), temperature air (oC) dan shape factor dari sedimen.

Untuk menentukan fall velocity dapat diperoleh dengan melihat grafik 1.3 buku sediment transport, Chi Ted Yang, halaman 10.

(31)

Gambar 2.4. Grafik hubungan antara � dan d

II.2.5. Rumus-rumus Angkutan Sedimen

Rumus-rumus yang dipakai dalam perhitungan angkutan sedimen adalah persamaan-persamaan Yang’s, Engelund and Hansen, dan Shen and Hung.

A. Persamaan Yang’s (1973)

Yang’s (1973) mengusulkan formula transportasi sedimen berdasarkan konsep unit aliran listrik, yang dapat dimanfaatkan untuk prediksi materi keseluruhan tempat tidur konsentrasi diangkut dalam flumes tempat tidur pasir dan sungai. Yang mendasarkan rumusnya pada konsep bahwa jumlah angkutan sedimen berbanding langsung dengan jumlah energi aliran. Energy per satuan berat air dapat dinyatakan dengan hasil kali kemiringan dasar dan kecepatan aliran. Energy per satuan besar air tersebut oleh Yang disebut sebagai unit stream power dan dianggap sebagai parameter penting dalam menentukan jumlah angkutan sedimen.

Data-data yang dipergunakan dalam pembuatan persamaan Yang’s adalah :

 Data sedimen

 Geometri saluran

 Kecepatan aliran

Analisa perhitungan

Log C1 = 5.435 – 0.286 log

��50

� - 0.457 log �∗

�

+�1.799 – 0.409 log ��_�50

−

0.314 log �_�∗�log��

(32)

Gw = � ∗ � ∗ � ∗ � ……….……….(2.11)

Qs = Ct*Gw ………..………(2.12)

Dimana :

Ct = konsentrasi sedimen total

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

V = kecepatan aliran (m/s)

Vcr = kecepatan kritis (m/s)

S = kemiringan sungai

U* = kecepatan geser (m/s)

W = lebar sungai (m)

D = kedalaman sungai (m)

Qs = muatan sedimen (kg/s)

B. Engelund and Hansen

Engelund and Hansen (1967) persamaan Engelund-Hansen didasarkan pada pendekatan tegangan geser. Persamaan Engelund and Hansen dapat ditulis sebagai berikut :

q

= 0.05

�

�50

�(��

�−1)

�

1/2

�

�0

(�_�−�)�₅₀

�

3/2

(33)

Qs = W * qs ………(2.14)

Dimana : �₀ = � ∗ � ∗ � ……….(2.15)

�0 = tegangan geser (kg/m2)

Qs = muatan sedimen (kg/s)

C. Shen and Hungs

Shen and Hung (1971) diasumsikan bahwa transportasi sedimen adalah begitu kompleks sehingga tidak menggunakan bilangan Reynolds, bilangan Froude, kombinasi ini dapat ditemukan untuk menjelaskan transportasi sedimen dengan semua kondisi. Shen and Hung mencoba untuk menemukan variabel yang dominan yang mendominasi laju transportasi sedimen, mereka merekomendasikan kemunduran persamaan berdasarkan 587 set data laboratorium. Persamaan Shen and Hung dapat ditulis sebagai berikut :

Log Ct = - 107404.459 + 324214.747* Y – 326309.589*Y2 + 109503.872*Y3

Gw = � ∗ � ∗ � ∗ �

Qs = Ct*Gw

Dimana : Y =

�

��0

.57

�0.32

�

0.0075

Ct = konsentrasi sedimen total

V = kecepatan aliran (m/s)

� = kecepatan jatuh (m/s) S = kemiringan sungai

(34)

W = lebar sungai (m)

D = kedalaman sungai (m)

Qs = muatan sedimen (kg/s)

II.2.6. Metode Einstein

Einstein (1950) mengawali pendekatan langsung dalam penentuan beban material dasar dengan menjumlahkan beban dasar dan beban melayang. Ia juga termasuk salah satu orang pertama yang memperkenalkan ide dari tegangan geser efektip. Tegangan geser total dipertimbangkan terdiri dari dua bagian: tegangan geser yang berkaitan kekasaran butiran �’ dan tegangan geser yang berhubungan dengan tegangan geser akibat pembentukan dasar saluran (form shear stress) �”.

� = �’+�”

Tegangan geser butiran adalah efektip untuk membawa sedimen merupakan tegangan geser yang menghasilkan kecepatan rata-rata bila semua perlawanan (resistances) disebabkan kekasaran geseran. Dengan harga-harga yang diketahui dari kecepatan dan radius hidraulik (atau kedalaman pada kasus ratio lebar-kedalaman yang besar), tegangan geser efektip 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 dan kecepatan. Metode Einstein masih dipandang sebagai petunjuk dari segi pandangan teoritis. Metode ini memperkenalkan beberapa konsep dasar dalam transportasi sedimen yang keudian dimodifikasi atau disederhanakan oleh lainnya untuk perhitungan transportasi sedimen walaupun

(35)

prosedur dasar difusinya kompleks serta beberapa ketidakpastian dalam penentuan koefisien (Julien, 1995; Yang, 1996).

II.3. Dampak Erosi dan Sedimentasi

II.3.1. Pengaruh Erosi

Seperti yang telah diuraikan, erosi dan sedimentasi yang diakibatkan oleh pergerakan air (daerah dengan curah hujan tinggi) meliputi beberapa proses. Terutama meliputi proses pelepasan, penghanyutan/pengangkutan dan pengendapan daripada partikel-partikel tanah yang terjadi akibat tumbukan percikan air hujan dan aliran permukaan.

Air hanya akan mengalir dipermukaan tanah apabila jumlah air hujan lebih besar daripada kemampuan tanah untuk menginfiltrasi air ke lapisan yang lebih dalam. Dengan menurunnya porositas tanah, karena sebagian pori-pori tertutup oleh partikel tanah yang halus, maka laju infiltrasi akan semakin berkurang, akibatnya aliran air dipermukaan akan semakin bertambah banyak. Aliran air di permukaan mempunyai peranan yang penting. Lebih banyak air yang mengalir di permukaan tanah maka lebih banyak tanah yang terkikis dan terangkut banjir yang dilanjutkan terus ke sungai untuk akhirnya diendapkan. Lebih lanjut tetesan air hujan ini dapat menimbulkan pembentukan lapisan tanah keras pada lapisan permukaan. Akibatnya dapat menyetop sama sekali laju infiltrasi sehingga aliran permukaan semakin berlimpah.

Dari uraian ini jelas bahwa pengaruh erosi ini dapat menimbulkan kemerosotan kesuburan fisik dari tanah.

(36)

Erosi tidak hanya berpengaruh negative pada lahan dimana terjadi erosi, tetapi juga di daerah hilirnya dimana material sedimen diendapkan. Banyak bangunan-bangunan sipil di daerah hilir akan terganggu, saluran-saluran, jalur navigasi air akan mengalami pengendapan sedimen. Disamping itu kandungan sedimen yang tinggi pada air sungai juga akan merugikan pada penyediaan air bersih. Salah satu keuntungan yang dapat diperoleh dari pengendapan sedimen barangkali adalah penyuburan tanah jika sumber sedimen berasal dari tanah yang subur.

II.4. Morfologi Sungai

Morfologi sungai adalah ilmu yang mempelajari sifat, jenis dan perilaku sungai dengan semua aspek perubahannya dalam dimensi ruang dan waktu. Gejala morfologi yang mempengaruhi sungai adalah :

1. Keadaan daerah aliran sungai, yang meliputi unsure topografi, vegetasi, geologi tanah dan penggunaan tanah yang berpengaruh terhadap koefisien rembesan pengaliran, sifat curah hujan serta keadaan hidrologi.

2. Hidrologi di palung sungai.

3. Material dasar saluran, tebing serta berubahnya alur aliran. 4. Aktivitas manusia diantaranya:

 Dibangunnya prasarana air

 Pengambilan material dasar sungai, tebing sungai dan bantaran sungai.

 Pembuangan material dan sampah ke sungai. II.5. Geometri dan Geoteknik Sungai

(37)

1. Topografi sungai meliputi bagian hulu dan hilir sungai dan sungai transisi. Parameter yang menentukan adalah kemiringan dasar saluran, yang dipengaruhi oleh jenis butiran material dasar dan kekasaran dasar sungai.

2. Lapisan dasar sungai yang meliputi :

a. Sungai dengan dasar yang mudah tergerus. b. Sungai dengan dasar yang tidak mudah tergerus.

c. Sungai dengan dasar yang mudah tergerus tetapi terlindung oleh material sungai lain yang mudah bergerak.

d. Sungai dengan lapisan dasar mudah tergerus dan di atasnya terdiri dari perpaduan antara material itu sendiri dengan muatan dasar lepas.

e. Sungai dengan dasar saliran terdiri dari lapisan alluvial tergerus dengan kedalaman cukup besar.

3. Jenis sungai dengan dasar batuan gelinding, berpasir, berlempung dan lain-lainnya.

4. Kemiringan dasar saluran yang meliputi sungai dengan kemiringan curam, landai dan bertangga.

5. Bentuk melintang sungai. 6. Pembentukan dasar sungai.

7. Jenis angkutan sedimen dan angkutan materialnya. 8. Pola aliran sungai yang meliputi :

a. Dendritik

Pola ini terjadi pada daerah berbatuan sejenis dengan penyebaran yang luas. Misalnya suatu daerah yang ditutupi oleh endapan sedimen yang meliputi daerah yang luas dan umumnya endapan itu terletak pada suatu bidang horizontal.

(38)

b. Radial

Biasanya pola radial dijumpai pada lereng gunung api daerah topografi berbentuk kubah.

c. Rectangular

Terdapat di daerah yang batuannya mengalami retakan-retakan. Misalnya batuan jenis limestone.

9. Tinjauan daerah aliran sungai yang meliputi : a. Sungai lurus

Terjadi bukan karena alam tetapi dikarenakan ole perbaikan aliran sungai oleh manusia dan disengaja dibuat lurus.

b. Sungai berliku

Terjadi secara alamiah, sangat sering ditemui dan mempunyai cirri dengan arus yang berupa kurva yang dihubungkan dengan bagian alur sungai yang lurus.

c. Sungai berjalin

Terjadi karena fenomena sungai, sungai ini terdiri dari alur yang dipisahkan oleh pulau ataupun tebing kemudian bersatu kembali di bagian hilirnya.

Topografi sungai termasuk diantaranya adalah kemiringan dasar sungai, alur sungai, geometri permukaan, daya erosi sungai, dan kesemuanya berpengaruh terhadap laju debit sungai dan angkutan sedimen. Hal ini dapat merubah bentuk alur sungai dan kemiringan dasar sungai. Geometri permukaan mempengaruhi alur sungai, kedalaman sungai dan angkutan sedimen sungai.

(39)

METODE PARAMETER PERHITUNGAN

Yang’s - Temperatur air

- Kecepatan jatuh sedimen - � adalah fall velocity - Konsentrasi sedimen

METODE PARAMETER PERHITUNGAN

Engelund and Hansen - Koefisien 0.05 - Parameter qs

- Tegangan geser (�₀) - Lebar sungai

METODE PARAMETER PERHITUNGAN

She and Hung’s - Parameter Y

- � adalah fall velocity - Konsentrasi sedimen

(40)

BAB III

METODOLOGI DAN DESKRIPSI LOKASI PENELITIAN

III.1. Metodologi Penelitian

Ruang lingkup pekerjaan yang dilakukan, meliputi:

 Inventarisasi data penampang memanjang sungai pada daerah yang disurvey.

 Inventarisasi data penampang melintang sungai pada daerah yang disurvey.

 Melakukan survey ke lapangan untuk mengambil sampel sedimen yang dibutuhkan.

 Perhitungan kemiringan dasar sungai.

 Perhitungan kedalaman sungai.

 Perhitungan transportasi sedimen.

 Perhitungan muatan sedimen yang dihasilkan.

Mulai

(41)

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

III.1.1. Metode Kerja

a. Inventarisasi data penampang memanjang dan melintang sungai.

• Data penampang yang diperoleh terdiri dari beberapa section.

Perhitungan Muatan Sedimen

• Mendapatkan karakteristik butiran sedimen

• Kecepatan jatuh (�) Perhitungan Kedalaman rerata ruas sungai

Uji Laboratorium

Perhitungan Kemiringan Dasar Sungai

• Sampel Sedimen

• Survey Lokasi

• Peta topografi

• Data penampang memanjang & melintang sungai

Tujuan

Mengetahui jumlah muatan sedimen yang terjadi dengan persamaan angkutan sedimen

Pengambilan data

Kesimpulan & Saran

(42)

• Data penampang yang diperoleh memiliki panjang 1 km.

b. Mengadakan survey/penelitian langsung di lapangan untuk mengambil sampel sedimen dengan menggunakan alat pengambil sampel sedimen (Van Veen Grab) yang berasal dari Laboratorium Bapedaldasu.

c. Menghitung kemiringan dasar sungai berdasarkan data penampang memanjang dan melintang yang didapat.

III.1.2. Pengambilan Sampel Sedimen di Lapangan

Pengambilan sampel sedimen berlokasi di bagian hulu dari jembatan sungai Wampu. Pengambilan sampel dilakukan di lima titik pada satu bentang sungai. Adapun alasan mengapa dilakukan hanya pada satu bentang yaitu karena kondisi medan yang sulit ditambah dengan kondisi cuaca yang tidak mendukung pada saat itu. Pengambilan sampel dilakukan denganmenggunakan alat Bottom Grab, biasa disebut dengan Van Veen Grab milik Laboratorium Bapedaldasu.

Prinsip kerjanya adalah apabila alat ini diturunkan sampai dasar sungai maka alat keruk sampel (grab) kedua-duanya terbuka kemudian kabel penggantung dikendurkan dan sambil alat ini diangkat alat keruk sampel tertutup. Dapat dioperasikan secara manual dengan menggunakan berbagai alat penggantung, akan tetapi alat ini mempunyai kelemahan apabila material dasarnya terdiri dari kerikil sehingga pada saat alat diangkat, grab akan terbuka dan sampel material dasarnya akan lepas.

Alat Van Veen Grab ada dua jenis. Pertama adalah yang ukuran kecil, dengan berat 2,4 kg yang dapat memuat sampel sebanyak 0,5 dm3. Yang kedua adalah ukuran medium dengan berat 5,25 kg dan ukuran ekstra medium dengan berat 11 kg yang

(43)

dapat memuat sampel sebanyak 2 dm3. Untuk tugas akhir ini digunakan Van Veen Grab yang berukuran kecil untuk mengambil sampel sedimen. Sampel yang telah diambil langsung dilakukan uji laboratorium untuk mendapatkan data-data karakteristik butiran sedimen.

III.1.3. Perhitungan Kemiringan Dasar Sungai

Rumus yang dipakai untuk menghitung kemiringan dasar sungai adalah :

S =

∆�

………..………..……(3.1)

Dimana : S = Kemiringan dasar sungai

∆� = Beda tinggi

∆� = Jarak memanjang

III.1.4. Perhitungan Kedalaman Sungai

Untuk menghitung kedalaman rerata ruas sungai digunakan pendekatan Einstein.

Pendekatan Einstein

(44)

1. Asumsikan harga R’

2. Untuk menentukan harga V digunakan gambar 3.9 buku Sediment Transport, Chih Ted Yang, halaman 71.

V = 5.75*U*log

(

12.27�

′

��∗ �

)

...(3.2)

Hubungan antara x dan ks/δ’ (Einstein 1950)

3. Hitung � dan hubungan antara V / U* dengan menggunakan gambar.

�

=

��−�

�

∗

�35

(45)

4. Hitung

�

_∗"

= (

�

�∗"

)

*

V

...(3.4)

R

”

=

(�∗ "₎2

��

...(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 sama maka asumsikan kembali harga R’ sampai harga Q hasil hitungan dan harga Q awal sama.

III.1.5. Perhitungan Transportasi Sedimen

Untuk menghitung transportasi sedimen maka jenis angkutan sedimen yang digunakan adalah bed load transport .

Perhitungan transportasi sedimen dengan menggunakan persamaan:

(46)

b. Metode Engelund and Hansen c. Metode Shen and Hungs

Pemilihan ketiga metode tersebut berdasarkan lokasi penelitian, karena lokasi yang ditinjau adalah Sungai. Pada umumnya ketiga metode tersebut yang cocok digunakan di sungai.

A. 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 (B)

• Debit sungai (Q)

• Berat jenis sedimen (�_�)

• Berat jenis air (�)

• Gravitasi (g)

• Kecepatan jatuh (�)

Langkah-langkah perhitungan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Menghitung luas penampang (A) 2. Menghitung kecepatan rata-rata (V) 3. Menghitung kecepatan geser (U*)

4. Menghitung nilai Bilangan Reynold (Re)

5. Menghitung harga parameter kecepatan kritis (Vcr)

(47)

7. Menghitung volume air berat (Gw)

8. Menghitung muatan sedimen ((Qs)

B. 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 (B)

• Debit sungai (Q)

• Berat jenis sedimen (�_�)

• Berat jenis air (�)

Langkah-langkah perhitungan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Menghitung luas penampang (A) 2. Menghitung kecepatan rata-rata (V)

3. Menghitung harga qs dengan terlebih dahulu mencari nilai tegangan geser

�0 = �*D*S ………...(3.6)

4. Menghitung muatan sedimen (Qs)

C. Metode Shen and Hungs

Dalam metode Einstein diperlukan data-data sebagai berikut :

• Ukuran diameter sedimen (d50) • Kemiringan dasar sungai (S)

• Lebar dasar sungai (S)

(48)

• Berat jenis sedimen (�_�)

• Berat jenis air (�)

• Gravitasi (g)

Langkah-langkah perhitungan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Menghitung luas penampang (A) 2. Menghitung kecepatan rata-rata (V) 3. Menghitung konsentrasi sedimen

4. Menghitung konsentrasi sedimen total (Ct) 5. Menghitung volume air berat (Gw)

6. Menghitung muatan sedimen (Qs)

III.2. Lokasi Studi Penelitian

Daerah Aliran Sungai Wampu merupakan daerah aliran sungai di provinsi Sumatera Utara dengan luas 416.175,19 Ha. Secara geografis DAS Wampu terletak antara 02o 58’51” – 04o 36’00” LU dan 97o 48’03” – 98o 38’50” BT, dengan sungai utama yang melaluinya adalah sungai Wampu. Sungai Wampu ini mengalir dari daerah hulu yang terletak di sebagian kecil Kabupaten Karo dan Kabupaten Deli Serdang, hingga bermuara pada daerah hilir di sebagian besar Kabupaten Langkat dan kemudian terus mengalir sampai ke selat Malaka (Pantai Timur Sumatera Utara).

III.2.1. Batas Wilayah Administrasi

Secara administratif wilayah DAS Ular berbatasan dengan :

• Sebelah Utara : Daerah Aliran Sungai Batang Serangan

• Sebelah Selatan : Daerah Aliran Sungai Singkil

(49)

• Sebelah Timur : Daerah Aliran sungai Batang Serangan dan Singkil III.2.2. Kondisi DAS Wampu

Berdasarkan hasil analisa Sistem Informasi Geografis dan Check Lapangan maka DAS wampum terbagi atas 13 (tiga belas) Sub DAS yaitu sebagai berikut:

Tabel 3.1 Luas Sub DAS di DAS Wampu

No Sub DAS Luas (Ha)

1 Lau Bekulap 12.833,94

2 Lau Berkali 29.223,29

3 Lau Biang 22.102,19

4 Lau Biang Hulu 97.945,46

5 Lau Meriah 10.508.25

6 Salapian 14.986,50

7 Lau Tebah 25.994,63

8 Sei Bingei 33.800,84

9 Sei Mencirim 11.064,08

10 Ketekukan 33.415,73

11 Tembo 32.923,40

12 Wampu Hilir 39.723,07

13 Wampu Hulu 51.653,41

Sumber : BWS Sumatera II

III.2.2.1. Kondisi Bio-fisik DAS Wampu

a. Morfologi

Keberadaan Sub-Sub DAS di DAS Wampu berdasarkan morfologi yang terbagi atas Hulu, Tengah dan Hilir beserta luasannya disajikan pada tabel berikut:

(50)

Tabel 3.2 Luas Sub DAS di DAS Wampu Berdasarkan Morfologi Hulu, Tengah dan Hilir

Sub DAS Morfologi Luas (Ha)

Hulu (Ha) Tengah (Ha) Hilir (Ha)

Bekulap 5,114.26 7,718.01 1.67 12,833.94

Berkali 27,748.60 1,475.06 29,223.29

Lau Biang 19,698.84 1,872.19 531.17 22,102.19

Lau Biang Hulu 24,726.85 72,285.56 933.05 97,945.46

Lau Meriah 7,330.51 3,177.75 10,508.25

Salapan 3,438.41 11,548.08 14,986.50

Lau Tebah 25,441.41 553.22 25,994.63

Sei Bingei 20,072.80 10,920.13 2,807.92 33,800.84

Sei Mencirim 79.17 10,820.40 164.51 11,064.08

Ketekunan 25,241.72 8,174.01 33,415.73

Tembo 9,914.35 20,958.57 2,050.48 32,923.40

Wampu Hilir 1,584.06 38,139.01 39,723.07

Wampu Hulu 21,986.33 26,624.33 3,042.76 51,563.41 Total DAS Wampu 190,793.25 177,711.37 47,670.57 416,175.19 Sumber: BWS Sumatera II

b. Kemiringan Lereng

Kemiringan lereng Sub-Sub DAS di DAS Wampu diklasifikasikan menjadi 5 kelas yaitu kelas I (datar), kelas II (landai), kelas III (agak curam), kelas IV (curam), dan V (sangat curam), disajikan pada tabel dibawah ini:

Tabel 3.3 Luas Sub DAS di DAS Wampu Berdasarkan Kemiringan Lereng

Sub DAS Kelas Kemiringan Lereng Luas (Ha)

I II III IV V

Bekulap 7,565.68 1,233.13 1,402.18 1,196.13 1,436.81 12,833.94 Berkali 1,759.86 446.04 313.52 26,703.80 29,223.29 Lau Biang 479.81 1.05 728.24 5,722.62 15,170.47 22,102.19 Lau Biang Hulu 44,820.34 21,209.08 8,652.13 10,901.41 12,362.50 97,945.46 Lau Meriah 1,980.39 139.35 1,541.45 1,510.63 5,336.43 10,508.25 Salapian 8,036.38 3,254.41 1,380.56 1,405.48 909.66 14,986.50

(51)

Lau Tebah 11.60 208.48 2,676.35 23,098.20 25,994.63 Sei Bingei 12,871.86 4,772.85 2,595.86 3,614.19 9,946.08 33,800.84

Sei Mencirim 10,670.95 393.13 11,064.08

Ketekukan 3,403.83 3,509.72 3,557.46 3,887.53 19,057.19 33,415.73 Tembo 22,925.18 6,011.20 3,440.20 501.20 45.62 32,923.40

Wampum Hilir 39,723.07 39,723.07

Wampu Hulu 28,656.29 1,742.73 205.32 166.68 20,882.40 51,653.42 Total DAS

Wampu

182,905.23 42,712.69 23,711.87 31,895.74 134,949.66 416,175.19

(52)

BAB IV

PERHITUNGAN MUATAN ANGKUTAN SEDIMEN

IV.1 Perhitungan Kemiringan Dasar Sungai

Berdasarkan data yang diperoleh dari standard cross section, diketahui :

Tabel 4.1. Data Kemiringan Rata-rata sungai Wampu

Lokal Beda tinggi (�H)

Jarak memanjang (�x)

Kemiringan

1 0.018 100 m 0.00018

2 0.014 100 m 0.00014

3 0.100 100 m 0.0010

4 0.024 100 m 0.00024

5 0.027 100 m 0.00027

Kemiringan rata-rata 0.000366

Jadi, diperoleh hasil kemiringan dasar sungai wampum (S) pada lokasi yang ditinjau senilai 0.000366

Dari hasil uji laboratorium diperoleh nilai : D35 = 0.27 mm

D50 = 0.38 mm

D65 = 0.55 mm

(53)

Uji Laboratorium

(Kecepatan Jatuh)

Prosedur Percobaan :

1. Isilah tabung dengan zat cair yang bersih.

2. Sediakan butiran-butiran pasir dari 5 sampel yang ada.

3. Jatuhkan sampel I dari atas tabung sampai mencapai dasar tabung.

4. Dengan stopwatch, hitung dan catatlah waktu yang ditempuh sampel tersebut mulai dari tanda start sampai ke tanda lintasan 30 cm.

5. Kosongkan kembali isi tabung

6. Ulangi percobaan di atas untuk sampel II-V

Data Hasil Percobaan :

Sampel I

Percobaan 1 2 3 4 5

Tinggi (m) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

Waktu (s) 1.89 2.20 2.34 1.80 1.71

Kecepatan (m/s) 0.159 0.136 0.128 0.167 0.175

Kecepatan rata-rata = 0.159+0.136+0.128+0.167+0.175

(54)

Sampel II

Percobaan 1 2 3 4 5

Tinggi (m) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

Waktu (s) 1.53 1.39 1.48 1.57 1.57

Kecepatan (/s) 0.196 0.216 0.203 0.191 0.191

Kecepatan rata-rata = 0.196+0.216+0.203+0.191+0.191

5 = 0.199

Sampel III

Percobaan 1 2 3 4 5

Tinggi (m) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

Waktu (s) 1.84 1.44 2.11 2.34 2.65

Kecepatan (m/s) 0.163 0.208 0.142 0.128 0.113

Kecepatan rata-rata = 0.163+0.208+0.142+0.128+0.113

5 = 0.1508 m/s

Sampel IV

Percobaan 1 2 3 4 5

Tinggi (m) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

Waktu (s) 2.74 2.74 3.6 3.33 3.42

Kecepatan (m/s) 0.109 0.109 0.083 0.09 0.088

Kecepatan rata-rata = 0.109+0.109+0.083+0.09+0.088

(55)

Sampel V

Percobaan 1 2 3 4 5

Tinggi (m) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

Waktu (s) 3.82 3.46 4.18 3.46 3.46

Kecepatan (m/s) 0.078 0.087 0.072 0.087 0.087

Kecepatan rata-rata = 0.078+0.087+0.072+0.087+0.087

5 = 0.0822 m/s

Maka,

Kecepatan jatuh (�) = �.��+�.��+�.��+�.��+�.��

� = 0.136 m/s

(56)

IV.2. Perhitungan Kedalaman

Digunakan pendekatan Einstein untuk menghitung kedalaman rerata ruas sungai, seperti yang telah disebutkan pada bab sebelumnya.

Pendekatan Einstein

Langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Dari hasil uji laboratorium diketahui data-data sebagai berikut :

• Viskositas kinematik = 0.0000016

• Berat jenis sedimen (�s) = 2642.8 kg/m3 • D65 = 0.55 mm

• D35 = 0.27 mm

2. Diketahui debit per hari pada bulan januari tahun 2001 (Q) = 216 m3/detik dan dasumsikan R’ = 0.459 m

3. Menghitung (�_∗′) �_∗′ = (gR’S)1/2

= (9.81*0.459*0.000366)1/2 = 0.040596 m/s

4. Menghitung (δ)

δ =

11.6� �∗′

= 11.6∗0.0000016 0.040596

(57)

Maka :

�� =

�65

�

= 0.00055 4.57�10−4

=

1.203001 5. Menentukan nilai x

Dari grafik III.1 didapat nilai x = 1.6 6. Menghitung (V)

V = 5.75�_∗′log(12.27 _��′�)

= 5.75 (0.040596) log (12.27 0.459 0.00055 1.6)

= 0.983754 m/s 7. Menghitung (�′) �′ = ��−�

� �35 ��′ =2642.8−999.14

999.14

0.00027

0.000366∗0.459

= 2.643965 8. Menentukan nilai �

�∗"

Dari grafik III.2 didapat nilai �

�∗" = 15

9. Menghitung �_∗"

�∗" = (_�� ∗")

−1_�

= (15)-1 * 0.983754

(58)

10. Menghitung R”

R” = (�∗

"₎2

��

= (0.065584)2 9.81∗0.000366

= 1.197955 m

11. Menghitung nilai R

R = R’ + R”

= 0.459 + 1.197955

= 1.656955 m

12. Dicoba nilai kedalaman D = 1.7115 m, maka:

Luas penampang (A) = 125 D + 2 D2

= 125 (1.7115) + 2 (1.7115)2

= 219.796 m2

Keliling basah (P) = 125 + 4.47 D = 125 + 4.47 (1.7115) = 132.6504 m

Check nilai R :

=

� �

=

219.796

132.6504

(59)

Maka nilai Q = A*V

= 219.796 * 0.983754

= 216.22 = 216 m3/detik ……….(OK)

Jadi nilai D yang didapat adalah 1.7115 m.

Untuk hasil perhitungan kedalaman untuk tahun-tahun berikutnya dapat dilihat dalam tabel berikut :

Tabel 4.2. Kedalaman sungai

Tahun Bulan Debit per hari

(m3/s)

Kedalaman (m)

2001 Januari 216 1.7115

Februari 288 2.2181

Maret 221 1.7125

April 278 2.1447

Mei 285 2.1963

Juni 227 1.7405

Juli 111 1.1421

Agustus 97.4 1.0025

September 214 1.6281

Oktober 233 1.7909

November 350 2.6398

Desember 235 1.8076

Tahun Bulan Debit per hari

(m3/s)

Kedalaman (m)

2002 Januari 233 1.7958

Februari 175 1.445

Maret 165 1.345

April 219 1.7118

Mei 221 1.7125

(60)

Juli 165 1.345

Agustus 329 2.5025

September 461 3.2865

Oktober 320 2.442

November 368 2.753

Desember 190 1.5114

Tahun Bulan Debit per hari

(m3/s)

Kedalaman (m)

2003 Januari 0 -

Februari 0 -

Maret 0 -

April 0 -

Mei 0 -

Juni 25.53 0.6427

Juli 123.61 1.1953

Agustus 0 -

September 138.91 1.1995

Oktober 157.29 1.2689

November 318.06 2.4293

Desember 164.21 1.3441

Tahun Bulan Debit per hari

(m3/s)

Kedalaman (m)

2004 Januari 177 1.4454

Februari 287 2.2108

Maret 134 1.1972

April 164 1.3441

Mei 190 1.5114

Juni 163 1.3431

Juli 111 1.1421

Agustus 98.8 1.005

(61)

Oktober 144 1.2011

November 177 1.4454

Desember 418 3.0495

Tahun Bulan Debit per hari

(m3/s)

Kedalaman (m)

2005 Januari 298.85 2.2959

Februari 165.26 1.3452

Maret 170.95 1.4211

April 192.38 1.5124

Mei 246.79 1.9037

Juni 188.39 1.3929

Juli 202.3 1.5231

Agustus 224.69 1.7208

September 246.25 1.8994

Oktober 0 -

November 0 -

Desember 419.33 3.0571

Tahun Bulan Debit per hari

(m3/s)

Kedalaman (m)

2006 Januari 147 1.2024

Februari 90.9 1.0021

Maret 85 1.1498

April 52.8 0.918

Mei 51.6 0.9007

Juni 64.1 0.9415

Juli 99.7 1.008

Agustus 139 1.1985

September 101 1.1155

Oktober 155 1.2671

November 204 1.5386

(62)

Tahun Bulan Debit per hari

(m3/s)

Kedalaman (m)

2007 Januari 340.56 2.5789

Februari 0 -

Maret 151.86 1.2611

April 171.86 1.4215

Mei 341.15 2.5828

Juni 183.81 1.3487

Juli 218.72 1.6694

Agustus 306.58 2.3502

September 393.72 2.9086

Oktober 321.71 2.454

November 389.19 2.8817

Desember 419.22 3.0564

Tahun Bulan Debit per hari

(m3/s)

Kedalaman (m)

2008 Januari 93.67 1.0035

Februari 71.8541 0.9812

Maret 352.59 2.6563

April 544.25 3.7071

Mei 552.14 3.7447

Juni 507.1 3.525

Juli 508.37 3.5313

Agustus 420.48 3.0636

September 555.46 3.7605

Oktober 842.91 4.9388

November 1280.5 6.3045

Desember 1476.9 6.8178

Tahun Bulan Debit per hari

(m3/s)

Kedalaman (m)

2009 Januari 360.27 2.7048

(63)

Maret 289.57 2.229

April 242.11 1.8659

Mei 171.28 1.224

Juni 124.16 1.1953

Juli 106.88 1.1163

Agustus 147.58 1.2028

September 269.91 2.084

Oktober 620.53 4.057

November 287.49 2.2144

Desember 171.05 1.2216

Tahun Bulan Debit per hari

(m3/s)

Kedalaman (m)

2010 Januari 139.52 1.1987

Februari 148.7 1.2043

Maret 292.63 2.2515

April 103.1 1.1215

Mei 142.27 1.1995

Juni 143.42 1.1996

Juli 236.74 1.8219

Agustus 212.82 1.7025

September 264.04 2.0392

Oktober 164.23 1.3441

November 298.82 2.2957

Desember 376.53 2.8054

Keterangan :

Dari data sekunder pada tahun 2003 (Januari - Mei) debit harian nol (0), sehingga kedalaman tidak dapat diketahui.

(64)

Diketahui data sebagai berikut :

- Ukuran diameter sedimen (d50) = 0.00038

- Kemiringan sungai (S) = 0.000366 - Lebar dasar sungai (W) = 125 m

- Berat jenis sedimen (�_�) = 2642.8 kg/m3 - Berat jenis air (�) = 999.14 kg/m3 - Gravitasi (g) = 9.81 m2/s

- Kecepatan jatuh (�) = 0.136 m/s

Diasumsikan nilai debit harian dalam 1 bulan sama setiap harinya, dengan mengambil nilai rata-rata debit per bulan sebagai debit dalam 1 hari.

Perhitungan untuk 1 hari dalam bulan Januari pada tahun 2001 dengan debit Q = 216 m3/s

Langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai berikut :

1. Hitung luas penampang (A) A = B*D + 2 D2

= 125*1.7115 + 2 (1.7115)2 = 219.796 m2

2. Hitung kecepatan rata-rata (V) V =�

� = 216

219.796

= 0.98273 m/s 3. Hitung kecepatan geser

(65)

= (9.81*1.656957*0.000366)0.5 = 0.077131 m/s

4. Hitung nilai bilangan Reynold Re = �∗�50

�

=

0.077131∗0.00038 0.0000016

= 18.31868

5. Hitung harga parameter kecepatan kritis

Vcr =

2.5

log��∗�50_� �−0.06 + 0.66

= 2.5

log(18.31868)−0.06 + 0.66

= 2.738321 m/s 6. Konsentrasi sedimen total

Log Ct = 5.435 – 0.286 log ��50

� - 0.457 log �∗

�

+

�

1.799 − 0.409 log��50

� – 0.314log �∗

�

log� ��

�

−

�� = 5.435 – 0.286 log (0.136∗0.00038

0.0000016 ) – 0.457 log

0.077131

0.136

+ �1.799 – 0.409 log �0.136_0.0000016∗0.00038�– 0.314 log 0.077131_0.136 � Log �0.98273∗0.000366

0.136

−

2.738321∗0.000366

0.136 �

= 1.861226 Ct = 72.64834 ppm 7. Hitung

Gw = � ∗ � ∗ � ∗ �

(66)

= 210061.9 kg/s 8. Muatan sedimen

Qs = Ct*Gw

= (72.64834/1000000)*210061.9 = 15.26065 kg/s

= 1318.52 ton/hari

Maka, muatan sedimen untuk bulan Januari adalah = 1318.52 x 31 hari

= 40874.12 ton

Dengan cara yang sama, jumlah muatan sedimen untuk bulan Februari – Desember pada tahun 2001 dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 4.3 Muatan Sedimen Metode Yang

Bulan Qs (ton)

Januari 40874.12

Februari 54282.86

Maret 43057.03

April 54024.62

Mei 57497.92

Juni 43538.26

Juli 14325.04

Agustus 12324.5

September 41261.06

Oktober 46365.95

November 71669.03

Desember 46861.23

Total 526081.6

Jadi, jumlah muatan sedimen pada tahun 2001 adalah : Qs = 526081.6 ton/tahun

(67)

IV.4. Perhitungan Angkutan Sedimen Sungai Wampu Dengan Metode Engelund and Hansen

Diketahui data sebagai berikut :

- Ukuran diameter sedimen (d50) = 0.38 mm

- Kemiringan sungai (S) = 0.000366 - Lebar dasar sungai (W) = 125 m

- Berat jenis sedimen (�_�) = 2642.8 kg/m3 - Berat jenis air (�) = 999.14 kg/m3 - Gravitasi (g) = 9.81 m2/s

- Kecepatan jatuh (�) = 0.136 m/s

Perhitungan untuk 1 hari dalam bulan Januari pada tahun 2001 dengan debit Q = 216 m3/s

Langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai berikut :

1. Hitung luas penampang (A) A = B*D + 2 D2

= 125*1.7115 + 2 (1.7115)2 = 219.796 m2

2. Hitung kecepatan rata-rata (V)

V =� � = 216

219.796

= 0.98273 m/s 3. Hitung

(68)

= 999.14*1.7115*0.000366 = 0.62587 kg/m2

qs = 0.05

�

�50 ��_�−1�

�

1/2

�

�0

(�_�−�)�₅₀

�

3/2

=

0.05*2642.8*(0.98273)2

�

0.00038 9.81�2642₉₉₉_.₁₄.8−1�

�

1/2

�

₍₂₆₄₂_.₈₋₉₉₉0.62587_.₁₄₎₀_.₀₀₀₃₈

�

3/2

= 0.621155 (kg/s)/m

4. Hitung muatan sedimen Qs = W*qs

= 125*0.621155 = 77.64437 kg/s = 6708.474 ton/hari

Maka, muatan sedimen untuk bulan Januari : Qs = 6708.474 x 31 hari

= 207962.7 ton

Dengan cara yang sama, jumlah muatan sedimen untuk bulan Februari - Desember pada tahun 2001 dapat dilihat pada tabel berikut :

(69)

Bulan Qs (ton)

Januari 207962.7

Februari 288756.1

Maret 217631.7

April 293827.2

Mei 314830.7

Juni 220215.8

Juli 68437.93

Agustus 56491.89

September 203068.2

Oktober 235976.7

November 413437

Desember 238809.7

Total 2759446

Jadi, jumlah muatan sedimen pada tahun 2001 adalah : Qs = 207962.7 ton

IV.5. Perhitungan Angkutan Sedimen Sungai Wampu Dengan Metode Shen and

Hung

Diketahui data sebagai berikut :

- Ukuran diameter sedimen (d50) = 0.38 mm

- Kemiringan sungai (S) = 0.000366 - Lebar dasar sungai (W) = 125 m

- Berat jenis sedimen (�_�) = 2642.8 kg/m3 - Berat jenis air (�) = 999.14 kg/m3 - Gravitasi (g) = 9.81 m2/s

(70)

Perhitungan untuk 1 hari dalam bulan Januari pada tahun 2001 dengan debit Q = 216 m3/s

Langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai berikut :

1. Hitung luas penampang (A) A = B*D + 2 D2

= 125*1.7115 + 2 (1.7115)2 = 219.796 m2

2. Hitung kecepatan rata-rata (V) V =�

� = 216

219.796

= 0.98273 m/s

3. Hitung konsentrasi sedimen total

Log Ct = -107404.459 + 324214.747*Y – 326309.589*Y2 + 109503.872*Y3

Dimana:

Y =

�

�� 0.57

�0.32

�

0.0075

�

0.98273∗0.000366 0.57

0.1360.32

�

0.0075

(71)

Maka :

Log Ct = -107404.459 + 324214.747*Y – 326309.589*Y2 + 109503.872*Y3

= -107404.459 + 324214.747*0.971251 – 326309.589*0.9712512 + 109503.872*0.9712513

= 0.707675 Ct = 5.101231 ppm

4. Hitung volume air berat Gw = � ∗ � ∗ � ∗ �

= 999.14*125*1.7115*0.98273 = 210061.9 kg/s

5. Muatan sedimen Qs = Ct*Gw

= (5.101231/1000000)* 210061.9 = 1.071574 kg/s

= 92.58402 ton/hari

Maka, muatan sedimen untuk bulan Januari : Qs = 92.58402 x 31 hari

= 2870.105 ton

Dengan cara yang sama, jumlah muatan sedimen untuk bulan Februari – Desember pada tahun 2001 dapat dilihat pada tabel berikut :

(72)

Tabel 4.5. muatan Sedimen Metode Shen and Hung

Bulan Qs (ton)

Januari 2870.105

Februari 3876.657

Maret 3231.705

April 3874.234

Mei 4110.092

Juni 3359.96

Juli 486.6387

Agustus 423.1336

September 3311.484

Oktober 3527.061

November 5189.373

Desember 3548.692

Total 37818.13

Jadi, jumlah sedimen pada tahun 2001 adalah: Qs = 37818.13 ton

Dengan metode dan langkah-langkah yang sama seperti di atas, dihitung muatan-muatan sedimen untuk tahun-tahun berikutnya ditampilkan dalam tabel-tabel berikut ini :

(73)

Tabel 4.6. Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan metode Yang

Tahun Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nov Des TOTAL

2001 40874.12 54282.86 43057.03 54024.62 57497.92 43538.26 14325.04 12324.5 41261.06 46365.95 71669.03 46861.23 526081.6 2002 46404.7 31166.82 29626.99 42750.09 43659.74 31672.45 29744.07 69274.11 107201.2 67099.88 79924.06 36030.43 614554.5 2003 0 0 0 0 0 951.6357 1870.81 0 23537.77 29328.65 68355.81 30341.88 154386.6 2004 32350.66 59239.99 21333.69 29646.95 36242.14 29319.22 14696.33 13057.84 31765.25 25220.73 32666.85 95573.52 421113.2 2005 63627.1 30844.36 31313.45 38158.06 51511.7 40069.16 42541.44 46939.89 51586.43 0 0 98386.09 494977.7 2006 27170.77 11141.23 8194.626 3553.688 3425.962 5377.215 13745.45 24160.04 12647.09 29117.56 43545.07 34786.26 216865 2007 76404.94 0 28098.6 32496.97 76852.29 40291.94 46814.54 67650.02 92564.91 71829.14 91354.57 100767 725124.9 2008 12197.06 6812.974 80907.54 144129.9 147170 130998.9 131571.5 102003.1 148940 269952 499882.4 618911.3 2293477 2009 83976.81 41949.7 64488.34 52929.39 39258 19375.96 14880.44 28592.53 59817.14 176139.8 64398.37 39475.19 685281.7 2010 25387.6 29232.13 6638.4 13755.27 26619.3 27134.66 52464.7 44622.06 59054.25 32553.07 68167.1 90769.9 476398.4

(74)

Tabel 4.7. Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan metode Engelund and Hansen

Tahun Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agust Sept Okt nov Des Total

2001 207962.7 288756.1 217631.7 293827.2 314830.7 220215.8 68437.93 56491.89 203068.2 235976.7 413437 238809.9 2759446 2002 235618.6 149803.2 138466.6 213758.8 217631.7 151463 138466.6 389346.8 651258.6 373566.4 460875.4 172303.8 3292560 2003 0 0 0 0 0 4902.789 82822.05 0 104396.7 129856.2 370158.8 137193.6 829330.1 2004 153223.7 318073.5 97247.3 136842.9 172303.8 135233.8 68437.93 58168.21 145027.8 112107.2 153223.7 559875.5 2109765 2005 337541.4 138892.1 144254.5 176583.6 255874 177109.8 194511.9 224358.7 255077.8 0 0 562612.8 2466817 2006 116759.1 49213.93 39987.53 17394.56 16780.82 25295.95 59019.45 104578.9 57381.79 126199.2 196700.7 156658.7 965970.6 2007 409997.9 0 121448.6 145772.1 411059.7 171580.7 216188.6 350513.4 510805.1 376505.1 501855.3 562394 3778121 2008 52220.26 31097.54 431996.9 843844.8 863136.8 755410.2 758376.4 564990.4 871295.3 1690145 3316593 4180060 14359167 2009 446294.5 177509.2 322289.6 249035.7 157003.2 83560.72 64232.91 117661.2 290891.6 1037594 318865.5 156747.4 3421686 2010 105353.4 119373.8 327260.9 59621.36 109508.2 111280.7 241298.9 202474.1 281808.7 137227 337490.4 477194.7 2509892

(75)

Tabel 4.8. Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan metode Shen and Hung

Tahun Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nov Des Total

2001 2870.105 3876.657 3231.705 3874.234 4110.92 3359.96 486.6387 432.1336 3311.484 3527.061 5189.373 3548.692 37818.96 2002 3499.459 2021.786 2032.976 3131.221 3280.125 2085.495 2040.992 4967.853 8564.636 4798.917 5855.376 2584.602 44863.44 2003 0 0 0 0 0 0.816283 737.4281 0 1376.19 2078.566 4822.605 2031.136 11046.74 2004 2197.184 4289.901 1150.882 2027.205 2632.598 1972.973 505.5206 483.7379 2347.516 1680.086 2218.348 7399.955 28905.91 2005 4538.759 2125.327 1998.327 2833.524 3817.005 3621.874 3575.593 3644.7 3825.55 0 0 7532.34 37513 2006 1894.994 308.2293 102.0295 16.4457 15.75416 50.92239 511.115 1437.115 338.1545 2009.252 3632.573 2408.298 12724.88 2007 5503.694 0 1851.549 2105.427 5537.064 3748.967 3698.692 4824.998 6921.506 5135.93 6804.419 7714.06 53846.31 2008 372.7243 85.42038 5866.539 12621.6 13002.68 11004.78 11069.15 7817.703 13207.28 32364.72 85068.94 119158 311639.5 2009 6118.85 3783.687 4610.331 3952.617 4018.57 812.323 483.0505 2015.408 4315.814 16794.94 4603.434 4049.423 55558.45 2010 1526.624 2098.934 4714.609 387.4215 1695.363 1770.423 3958.442 3054.888 4282.162 2207.019 4861.924 6691.16 37248.97

(76)

Gambar 4.1 Grafik hasil perhitungan angkutan sedimen dengan metode Yang’s 0 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000

Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nov Des TOTAL

jum la h se di m e n ( to n)

grafik sebaran angkutan sedimen metode Yang's

Thn 2010 Thn 2009 Thn 2008 Thn 2007 Thn 2006 Thn 2005 Thn 2004 Thn 2003 Thn 2002 Thn 2001

(77)

Gambar 4.2 Grafik hasil perhitungan angkutan sedimen dengan metode Engelund and Hansen

0 5000000 10000000 15000000 20000000 25000000 30000000 35000000 40000000

Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agust Sept Okt nov Des Total

Ju m la h Sed im en ( to n )

Grafik Engelund and Hansen

Thn 2010 Thn 2009 Thn 2008 Thn 2007 Thn 2006 Thn 2005 Thn 2004 Thn 2003 Thn 2002 Thn 2001

(78)

Gambar 4.3 Grafik hasil perhitungan angkutan sedimen dengan metode Shen and Hung 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000

jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nov Des Total

Ju m la h Sed im en ( to n )

Grafik Shen and Hung

Thn 2010 Thn 2009 Thn 2008 Thn 2007 Thn 2006 Thn 2005 Thn 2004 Thn 2003 Thn 2002 Thn 2001

(79)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian “Kajian Laju Angkutan Sedimen Pada Sungai Wampu” adalah :

1. Dari penelitian untuk sungai Wampu didapat hasil muatan sedimen yang paling tinggi berada pada tahun 2008 yaitu 14.359.167 ton (metode Engelund and Hansen), ini disebabkan karena debit sungai pada tahun 2008 adalah yang paling besar diantara tahun-tahun lainnya.

2. Dari hasil analisa dapat disimpulkan bahwa metode yang digunakan untuk perhitungan muatan sedimen sungai adalah metode Engelund and Hansen. 3. Berdasarkan hasil analisa yang menyebabkan metode Engelund and Hansen

lebih baik dari metode lainnya dipengaruhi oleh beberapa faktor. Salah satu faktor yang membedakan perhitungan metode Engelund and Hansen dengan metode lainnya adalah bahwa dalam perhitungannya metode Engelund and Hansen menggunakan tegangan geser �0 dan parameter qs, yaitu muatan

sedimen per meter lebar sungai (Parameter dan Karakteristik perhitungan dapat dilihat pada BAB II).

4. Banyak faktor yang menyebabkan laju angkutan sedimen tiap tahunnya tidak stabil (mengalami kenaikan dan penurunan), salah satu faktor yang paling mempengaruhi adalah debit sungai. Debit air yang mengalir di sungai tidak

(80)

tetap, melainkan selalu berubah sesuai fungsi waktu. Jadi aliran sungai adalah tidak permanen (non steady flow), intensitas sedimen juga akan berubah-ubah sesuai berubahnya debit, sehingga besarnya angkutan sedimen total adalah integrasi dari angkutan sedimen sepanjang waktu tertentu.

V.2. Saran

Berdasarkan hasil penelitian di atas disarankan beberapa hal sebagai berikut :

1. Pada penelitian ini hanya digunakan 1 (satu) data sungai di Sumatera Utara yaitu sungai Wampu, untuk penelitian lebih lanjut disarankan untuk menambah data sungai lain yang ada sehingga variasi data lebih banyak dan akan didapat hasil yang lebih baik.

2. Dalam penelitian ini hanya menggunakan 3 metode perhitungan angkutan sedimen, untuk penelitian lebih lanjut disarankan menambah metode lain, sehingga dengan penambahan metode dapat dilihat perbandingan hasil perhitungan.

(81)

DAFTAR PUSTAKA

Antonius, Drs. 2004. Petunjuk Praktis Menyusun Karya Tulis Ilmiah. Penerbit Yrama Widya. Bandung

Asdak, Chay. 2004. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Hossain, M. Monowar dan M. Lutfor Rahman. 1998. Sediment Transport and Their Evaluation. IAHS Publishing. Vienna.

Kodoatie, J. Rober dan Ir. Sugiyanto. 2002. Banjir Beberapa Penyebab dan Metode Pengendaliannya dalam Perspektif Lingkungan. Pustaka Pelajar. Yogyakarta. Loebis, Joesron. 1993. Hidrologi Sungai. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta. M. Das, Braja. 1988. Mekanika Tanah Jilid I. Erlangga. Jakarta.

Rahim, Supli Effendi, 2000. Pengendalian Erosi Tanah. Penerbit Bumi Aksara. Jakarta

Soemarto, C. D. 1995. Hidrologi Teknik. Erlangga. Jakarta.

(1)

Gambar 4.1 Grafik hasil perhitungan angkutan sedimen dengan metode Yang’s

0 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000

Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nov Des TOTAL

jum

h se

n (

grafik sebaran angkutan sedimen metode Yang's

Thn 2010 Thn 2009 Thn 2008 Thn 2007 Thn 2006 Thn 2005 Thn 2004 Thn 2003 Thn 2002 Thn 2001

(2)

Gambar 4.2 Grafik hasil perhitungan angkutan sedimen dengan metode Engelund and Hansen

0 5000000 10000000 15000000 20000000 25000000 30000000 35000000 40000000

Jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agust Sept Okt nov Des Total

Sed

(

)

Grafik Engelund and Hansen

Thn 2010 Thn 2009 Thn 2008 Thn 2007 Thn 2006 Thn 2005 Thn 2004 Thn 2003 Thn 2002 Thn 2001

(3)

Gambar 4.3 Grafik hasil perhitungan angkutan sedimen dengan metode Shen and Hung

0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000

jan Feb Maret April Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nov Des Total

Sed

(

)

Grafik Shen and Hung

Thn 2010 Thn 2009 Thn 2008 Thn 2007 Thn 2006 Thn 2005 Thn 2004 Thn 2003 Thn 2002 Thn 2001

(4)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian “Kajian Laju Angkutan Sedimen Pada Sungai Wampu” adalah :

sedimen per meter lebar sungai (Parameter dan Karakteristik perhitungan dapat dilihat pada BAB II).

(5)

V.2. Saran

Berdasarkan hasil penelitian di atas disarankan beberapa hal sebagai berikut :

(6)

DAFTAR PUSTAKA

Antonius, Drs. 2004. Petunjuk Praktis Menyusun Karya Tulis Ilmiah. Penerbit Yrama Widya. Bandung

Asdak, Chay. 2004. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Hossain, M. Monowar dan M. Lutfor Rahman. 1998. Sediment Transport and Their Evaluation. IAHS Publishing. Vienna.

Kodoatie, J. Rober dan Ir. Sugiyanto. 2002. Banjir Beberapa Penyebab dan Metode Pengendaliannya dalam Perspektif Lingkungan. Pustaka Pelajar. Yogyakarta.

Loebis, Joesron. 1993. Hidrologi Sungai. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta.

M. Das, Braja. 1988. Mekanika Tanah Jilid I. Erlangga. Jakarta.

Rahim, Supli Effendi, 2000. Pengendalian Erosi Tanah. Penerbit Bumi Aksara. Jakarta

Soemarto, C. D. 1995. Hidrologi Teknik. Erlangga. Jakarta.

Yang, Chi Ted. 2003. Sediment Transport. Krieger Publishing Company. Florida.