KAJIAN LAJU ANGKUTAN SEDIMEN PADA SUNGAI WAMPU

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

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.

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.

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 Arta O. Boangmanalu

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 II.2.2. Erosi ……………………………………………………………… 7

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.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

III.1.5. Perhitungan Transportasi Sedimen ……………………………… 32

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 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 V.2. Saran ……………………………………………………………………. 69

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………. 70 LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

3.2 Faktor koreksi distribusi kecepatan

4.3 Grafik hasil muatan sedimen metode Shen and Hansen

4.2 Grafik hasil muatan sedimen metode Engelund and Hansen 64

4.1 Grafik hasil muatan sedimen metode Yang’s

dan

∗ "

3.3 Hubungan antara

Gambar Uraian

3.1 Diagram Alir Penelitian

2.4 Grafik hubungan antara dan d

2.3 Sketsa pengendapan partikel sedimen laying

2.2 Diagram Shields

2.1 Gaya yang bekerja pada butiran di dasar sungai

DAFTAR TABEL

4.8 Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan Metode Shen and Hung

4.7 Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan Metode Engelund and Hansen

4.6 Jumlah muatan sedimen (ton) per tahun dihitung dengan metode Yang’s

4.5 Muatan sedimen metode Shen and Hung

4.4 Muatan sedimen metode Engelund and Hansen

4.3 Muatan sedimen metode Yang’s

4.2 Kedalaman sungai

Tabel Uraian

4.1 Data kemiringan rata-rata sungai Wampu

3.3 Luas sub DAS di DAS berdasarkan kemiringan lereng

3.2 Luas sub DAS berdasarkan morfologi hulu tengah dan hilir 37

3.1 Luas sub DAS di DAS Wampu

2.2 Metode perhitungan dan karakteristiknya

2.1 Klasifikasi ukuran partikel sedimen

DAFTAR NOTASI

= kecepatan jatuh

s = berat jenis sedimen

= berat jenis ar

g = gravitasi d = diameter sedimen

= kinematic viscositas = psi

= tegangan geser d = diameter sedimen 35% dari material dasar

35 d 50 = diameter sedimen 50% dari material dasar

d = diameter sedimen 60% dari material dasar

65 V cr = kecepatan kritis

V = kecepatan aliran S = kemiringan sungai U = kecepatan geser *

= konsentrasi sedimen total

C t

Re = bilangan Reynold

H = Beda tinggi

X = jarak memanjang

A = Luas penampang sungai P = Keliling basah R = jari-jari hidrolis

Q = debit air D = kedalaman sungai

W = lebar sungai

KAJIAN LAJU ANGKUTAN SEDIMEN PADA SUNGAI WAMPU