eprints.unram.ac.ideprints.unram.ac.id/2505/6/bab iv.docx · web viewdari data kecepatan yang...
TRANSCRIPT
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Kondisi Aliran
Salah satu faktor yang menyebabkan angkutan sedimen dapat
bergerak, bergeser, di sepanjang dasar saluran atau bergerak melayang
pada aliran saluran adalah kondisi aliran saluran tersebut. Kondisi aliran
saluran meliputi kecepatan aliran (V), luas penampang (A), keliling basah
(P),debit (Q) dan jari-jari hidrolis (R). Untuk mencari variabel-variabel
tersebut dilakukan langkah-langkah perhitungan sebagai berikut :
4.1.1 Pengukuran Kecepatan Aliran
Untuk mendapatkan data kecepatan aliran (V), penelitian ini
menggunakan alat current meter. Dikarenakan kedalaman aliran kurang
dari 0,76 m, maka dilakukan pengukuran kecepatan dengan metode satu
titik pada kedalaman 0,6H pada masing-masing pias dari penampang
melintang saluran. Pengukuran kecepatan aliran dengan alat current meter
dapat dilihat pada Gambar 4.1 berikut ini :
45
Gambar 4.1 Pengukuran kecepatan aliran Saluran Primer Bendung
Mencongah
Data hasil pengukuran kecepatan aliran di penampang melintang pada
Saluran Primer dengan menggunakan alat current meterdapat dilihat pada Tabel
4.1 berikut ini :
Tabel4.1 Pengukuran kecepatan aliran saluran primer
No. H (m)Kecepatan pada titik
(m/det)Rata-rata Pias
0,6 H (m/det)
1 0,520,553
0,552 Kanan0,5630,541
2 0,530,555
0,551 Tengah0,5680,530
3 0,490,557
0,547 Kiri0,5640,521
(Sumber: Hasil Pengukuran Lapangan )
Dari data kecepatan yang didapat maka digunakan persamaan rumus kecepatan
dengan metode satutitik berdasarkan Persamaan (2-1).
a. Menghitung kecepatan rata-rata tiap pias
1) Diketahui pada pias kanan data kecepatan sebagai berikut :
46
U 0,6=0,541+0,553+0,563
3=0,552(m /det ),
2) Diketahui pada pias tengah data kecepatan sebagai berikut :
U 0,6=0,530+0,555+0,568
3=0,551(m /det) ,
3) Diketahui pada pias kiri data kecepatan sebagai berikut :
U 0,6=0,521+0,557+0,564
3=0,547(m /det ),
Sehingga diperoleh data kecepatan pada masing masing pias adalah :
U 1 = 0,552 (m/det), U2 = 0,551 (m/det) dan U3 = 0,547 (m/det)
b. Menghitung kecepatan rerata pada penampang
diketahui :
U1 = 0,552 (m/det)
U2 = 0,551 (m/det),
U3 = 0,547 (m/det)
maka
U =U1+U 2+U3
3U=0,552+0,551+0,547
3=0,550 m /det
4.1.2 Perhitungan Luas Penampang (A) dan Keliling Basah Saluran (P)
Untuk memperoleh nilai luas penampang (A) dan keliling basah
sungai (P), pada penelitian ini dilakukan pengukuran lebar penampang
melintang dan kedalaman aliran saluran menggunakan meteran. Proses
pengukuran lebar dan kedalaman aliran sungai dapat dilihat pada Gambar
4.2 berikut ini :
47
Gambar 4.2 Pengukuran lebar dan kedalaman Saluran Primer
Dari data hasil pengukuran di lapangan didapatkan gambar penampang
melintang saluran seperti di bawah ini :
48
Dengan menggunakan programvAutocad, maka luas dan keliling
basah penampang ssaluran dapat dicari. Dari penampang melintang
ssaluran di atas diperoleh hasil sebagai berikut :
Luas (A) = 1,801 m2
Keliling Basah (P) = 4,09 m
4.1.3 Perhitungan Debit Aliran (Q)Rumus perhitungan debit aliran saluran digunakan Persamaan (2-6),
dengan perhitungan debit seperti di bawah ini:
Debit (Qw) = A x v= 1,801 x 0,550= 0,991m3/det
4.1.4 Perhitungan Jari-Jari Hidrolis (R)
Perhitungan jari-jari hidrolis dilakukan setelah didapatkan nilai luas
penampang basah (A) dan keliling basah saluran (P), dimana perhitungan
jari-jari hidrolis digunakan Persamaan (2-5) yakni:
R= AP
R=1,8014,09
=0,440 m
4.1.5 Menentukan sifat aliran
49
Gambar 4.3 Penampang melintang saluran primer
Sebelum menentukan sifat aliran, terlebih dahulu mencari nilai viskositas
kinematik air (v). Dari Tabel 2.1 dapat dicari nilai (v) pada suhu air 27 0C
dengan mengunakan metode interpolasi berikut ini:
v=(27−20 ) x (1,007 x10−6−0,804 x 10−6)
(30−20)+0,804 x 10−6
¿0,946 x10−6 m2/det
Sifat aliran dapat ditentukan dengan mencari angka Renold, dimana
perhitungan angka Reynold digunakan Persamaan (2-11) yakni:
Re=4 ŪR
v
Re=4 x 0,209 x0,440
0,946 x 10−6
¿388837,2093
Karena nilai Re > 12500 maka sifat aliran pada saluran primer Mencongah
adalah aliran turbulen.
4.1.6 Perhitungan Kemiringan Dasar Saluran (I)
Perhitungan kemiringan dasar saluran pada penelitian ini
menggunakan selang ukur. Adapun data-data yang didapat dari selang
ukur tersebut sebagai berikut :
Tabel 4.2 Rekapitulasi Kemiringan Dasar Saluran
PenampangPanjang Tinggi air selang (m) Kemiringan
(m) Hulu Hilir (I)
1 20 0,68 0,72 0,002
50
2 20 0,66 0,71 0,0025
3 20 0,46 0,52 0,003
(Sumber : Hasil Perhitungan)
Dari perhitungan diatas didapat data kemiringan untuk tiap
penampang adalah penampang 1 ( I = 0,002 ), penampang 2 ( I = 0,0025 ), dan
penampang 3 ( I = 0,003 ). Jadi kemiringan ( I ) rata-rata saluran primer tersebut
adalah I = 0,0025.
4.2 Analisis Sedimen
Selain kondisi aliran, faktor berikutnya yang menyebabkan angkutan
sedimen dapat bergerak, bergeser, di sepanjang dasar saluran dan bendung
atau bergerak melayang pada aliran saluran dan bendung adalah
karakteristik sedimen. Karakteristik sedimen saluran dan bendung meliputi
ukuran (size) dan berat jenis kering (bulk density). Untuk mengetahui
ukuran butiran pada sampel metode analisa saringan. Untuk mencari
parameter-parameter tersebut dilakukan pengujian sebagai berikut.
4.2.1 Ukuran (size)
4.2.1.1 Analisa Saringan Butiran
51
Untuk mendapatkan distribusi ukuran butiran, maka sedimen dasar (bed
load) yang didapatkan dioven sampai dalam kondisi kering dan selanjutnya
dianalisa dengan menggunakan saringan (no. 1 1/4”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, ¼”, 4, 6, 8,
10, 16, 20, 40, 60, 80, 100, 140 dan 200). Proses analisa saringan butiran dapat
dilihat pada Gambar 4.4 berikut ini :
Gambar 4.4 Proses analisa saringan butiran
52
53
54
Tabel 4.5 Klasifikasi distribusi ukuran butiran sedimen menggunakan
pengumpul sedimen Tipe Keranjang pada Saluran Primer Mencongah.
No Diameter Saringan Tertahan Klasifikasi Butiran Kelas Butiran
(mm) (%)
Krikil
3/4" 19 0.00 kerikil berkwarsa1/2" 12.5 0.00 kerikil sedang3/8" 9.5 0.00 kerikil sedang1/4" 6.3 0.00 krikil halus
4 4.75 0.00 krikil halus6 3.35 38.65 krikil sangat halus8 2.36 37.98 krikil sangat halus
Total 76.6310 2 6.56 pasir sangat berkwarsa
Pasir
20 0.85 4.18 pasir berkwarsa40 0.425 4.04 pasir sedang60 0.25 4.32 pasir sedang80 0.18 2.21 pasir halus100 0.15 0.78 pasir halus140 0.106 1.10 pasir sangat halus200 0.075 0.11 pasir sangat halus
Pan 0 0.07 pasir sangat halusTotal 23.37
(Sumber : Hasil Pengujian)
Dari pengamatan hasil analisa saringan butiran yang menggunakan
pengumpul sedimen Tipe Keranjang pada penampang saluran primer, dapat
disimpulkan pada penampang ini sampel material dasar yang diambil merupakan
sedimen dasar (bed load). Jenis sedimen ini dipengaruhi oleh aliran pada saluran
yang akan menggerus butiran-butiran yang memiliki ukuran dan berat jenis kecil,
sehingga akan meninggalkan butiran-buiran sedimen yang memiliki ukuran dan
berat jenis lebih besar. Penampang pada saluran primer Mencongah memiliki
ukuran butiran terbesar dengan diameter 3,35 mm dan ukuran terkecil 0,075 mm.
55
Tabel 4.6 Klasifikasi distribusi ukuran butiran sedimen menggunakan
Ekman Grab pada Saluran Primer Mencongah.
No Diameter Saringan Tertahan Klasifikasi Butiran Kelas Butiran
(mm) (%)
Krikil
3/4" 19 0.00 kerikil berkwarsa1/2" 12.5 0.00 kerikil sedang3/8" 9.5 2.70 kerikil sedang1/4" 6.3 3.17 krikil halus
4 4.75 5.58 krikil halus6 3.35 6.45 krikil sangat halus8 2.36 3.30 krikil sangat halus
Total 21.2010 2 2.86 pasir sangat berkwarsa
Pasir
20 0.85 16.32 pasir berkwarsa40 0.425 30.20 pasir sedang60 0.25 21.20 pasir sedang80 0.18 4.19 pasir halus100 0.15 2.92 pasir halus140 0.106 0.75 pasir sangat halus200 0.075 0.32 pasir sangat halus
Pan 0 0.03 pasir sangat halusTotal 78.79
(Sumber : Hasil Pengujian)
Dari pengamatan hasil analisa saringan butiran yang menggunakan Ekman
Grab pada penampang saluran primer, dapat disimpulkan pada penampang ini
sampel material dasar yang diambil merupakan sedimen dasar (bed load). Jenis
sedimen ini dipengaruhi oleh aliran pada saluran yang akan menggerus butiran-
butiran yang memiliki ukuran dan berat jenis kecil, sehingga akan meninggalkan
butiran-buiran sedimen yang memiliki ukuran dan berat jenis lebih besar.
Penampang pada saluran primer Mencongah memiliki ukuran butiran terbesar
dengan diameter 9,5 mm dan ukuran terkecil 0,075 mm.
56
Pada saluran primer Mencongah sampel material dasar yang diambil
merupakan sedimen yang terendap di sepanjang dasar saluran primer Mencongah.
Dengan terendapnya sedimen yang terbawa oleh aliran pada saluran, butiran
sedimen yang memiliki ukuran dan berat jenis lebih kecil akan lebih cepat
tergerus dan terbawa oleh debit aliran pada saluran tersebut.
4.2.1.2 Menentukan Diameter Butiran
Selain dengan pengamatan secara langsung, untuk mengetahui komposisi
distribusi butiran sedimen pada saluran primer dapat dilihat dari diameter saringan
berdasarkan persentase pada grafik komulatif lolos 20%, 55%, 65% dan 90%
(D20, D55, D65 dan D90). Untuk menentukan nilai D20, D55, D65 dan D90 dari
lokasi penelitian, digunakan metode interpolasi pada data diameter saringan dan
komulatif lolos. Data dari masing-masing lokasi dapat dilihat pada Tabel 4.5
berikut ini :
Tabel 4.7 Data komulatif lolos dan diameter saringan ( Tipe Keranjang )
(Sumber : Hasil Perhitungan)
Contoh perhitungan Data komulatif lolos dan diameter saringan :
A. Perhitungan D35, D55, D65 dan D90
1. D35
Rumus interpolasi
D 35= (35−29,18 ) x (3,35−2,36 )(64,72−29,18 )
+2,36
57
¿2,522 mm
2. D55
Rumus interpolasi
D 55=(55−29,18 ) x (3,35−2,36)
(64,72−29,18)+2,36
¿3,079 mm
3. D65
Rumus interpolasi
D 65=(65−64,72 ) x (4,75−3,35)
(100−64,72)+3,35
¿3,361 mm
4. D90
Rumus interpolasi
D 90=(90−64,72 ) x (4,75−3,35)
(100−64,72)+3,35
¿4,353 mm
Tabel 4.8 Data komulatif lolos dan diameter saringan ( Ekman Grab )
(Sumber : Hasil Perhitungan)
58
Untuk mempermudah pembacaan, hasil perhitungan D35, D55, D65 dan D90 disajikan dalam Tabel 4.9 dan Tabel 4.10 berikut ini:
Tabel 4.9 Hasil perhitungan D35, D55, D65 dan D90 ( Tipe Keranjang )
LokasiKomulatif
Lolos(%)
Diameter Saringan
(mm)Jenis
Bendung Mencongah
D35 2,522 Pasir Berkwarsa s/d Lanau
D55 3,079 Kerikil Halus s/d Lanau
D65 3,361 Kerikil Halus s/d Lanau
D90 4,353 Kerikil Berkwarsa s/d Lanau
(Sumber : Hasil Perhitungan)
Tabel 4.10 Hasil perhitungan D35, D55, D65 dan D90 ( Ekman Grab)
LokasiKomulatif
Lolos(%)
Diameter Saringan
(mm)Jenis
Bendung Mencongah
D35 0,785 Pasir Berkwarsa s/d Lanau
D55 1,230 Kerikil Halus s/d Lanau
D65 5,153 Kerikil Halus s/d Lanau
D90 0,504 Kerikil Berkwarsa s/d Lanau
(Sumber : Hasil Perhitungan)
59
Untuk mempermudah pembacaan hasil analisa saringan menyeluruh juga dapat
diperhatikan pada Gambar 4.5 dan Gambar 4.6 yang menyajikan kurva
komulatif lolos saringan dan garis nilai D35, D55, D65 dan D90 dari lokasi
penelitian.
0.00 0.01 0.10 1.00 10.00 100.000
20
40
60
80
100
120
Diameter Saringan (mm)
Kom
ulati
f Lol
os (%
) Kurva Komulatif Lolos Saringan Saluran Primer
Gambar 4.5 Kurva komulatif distribusi ukuran butiran Saluran Primer
( Tipe Keranjang ).
Dengan data D55, sedimen dari masing-masing lokasi dapat diartikan
bahwa pada saluran primer Bendung Mencongah menunjukan 55 persen dari berat
partikel butiran memiliki diameter kurang dari 3,079 mm yang termasuk dalam
kerikil halus hingga lanau.
0.00 0.01 0.10 1.00 10.00 100.000
20
40
60
80
100
120
Diameter Saringan (mm)
Kom
ulati
f Lol
os (%
) Kurva Komulatif Lolos Saringan Saluran Primer
Gambar 4.6 Kurva komulatif distribusi ukuran butiran Saluran Primer
( Ekman Grab ).60
Dengan data D55, sedimen dari masing-masing lokasi dapat diartikan
bahwa pada saluran primer Bendung Mencongah menunjukan 55 persen dari berat
partikel butiran memiliki diameter kurang dari 0,785 mm yang termasuk dalam
kerikil halus hingga lanau.
4.2.1.3 Kontrol Stabilitas Butiran
Untuk mengetahui meterial bed load dalam keadaan diam atau bergerak
maka diperlukan kontrol butiran. Dalam penelitian ini menggunakan grafik
Shields untuk mengetahui nilai kecepatan geser kritisnya.
Dari perhitungan sebelumnya dapat diketahui data-data ( Tipe Keranjang )
pada saluran primer Bendung Mencongah sebagai berikut:
V* = √ g. R . I
=√9 ,81.0 , 180 .0 ,0025= 0,066 m/dt
D35 = 2,522 mm
D55 = 3,079 mm
D65 = 3,361 mm
D90 = 4,353 mm
Untuk mendapatakan nilai V*cr (kecepatan geser kritis) Tipe Keranjang, dapat
dilihat pada Grafik Shields berikut :
61
Gambar 4.7 Grafik Shields untuk kontrol stabilitas butiran pada saluran primer
( D35 )
Dari grafik Shields, dapat dicari besarnya nilai V*cr dengan mengetahui besarnya
D35 terlebih dahulu, dimana D35 = 2,522 mm sehingga V*cr = 0,041 m/dt.
Karena nilai V* = 0,066 , maka V* > V*cr, sehingga butiran termasuk butiran
bergerak.
62
0,041
2,522
Gambar 4.8 Grafik Shields untuk kontrol stabilitas butiran pada saluran primer
( D55 )
Dari grafik Shields, dapat dicari besarnya nilai V*cr dengan mengetahui besarnya
D55 terlebih dahulu, dimana D55 = 3,079 mm sehingga V*cr = 0,05 m/dt. Karena
nilai V* = 0,066 , maka V* > V*cr, sehingga butiran termasuk butiran bergerak.
63
0,05
3,079
Gambar 4.9 Grafik Shields untuk kontrol stabilitas butiran pada saluran primer
( D65 )
Dari grafik Shields, dapat dicari besarnya nilai V*cr dengan mengetahui besarnya
D65 terlebih dahulu, dimana D65 = 3,361 mm sehingga V*cr = 0,051 m/dt.
Karena nilai V* = 0,066 , maka V* > V*cr, sehingga butiran termasuk butiran
bergerak.
64
0,051
3,361
Gambar 4.10 Grafik Shields untuk kontrol stabilitas butiran pada saluran
primer D90
Dari grafik Shields, dapat dicari besarnya nilai V*cr dengan mengetahui besarnya
D90 terlebih dahulu, dimana D90 = 4,353 mm sehingga V*cr = 0,061 m/dt.
Karena nilai V* = 0,066 , maka V* > V*cr, sehingga butiran termasuk butiran
bergerak.
Dari perhitungan sebelumnya dapat diketahui data-data ( Ekman Grab ) pada
saluran primer Bendung Mencongah sebagai berikut:
V* = √ g. R . I
=√9 ,81.0 , 180 .0 ,0025= 0,066 m/dt
D35 = 0,504 mm
D55 = 0,785 mm
D65 = 1,230 mm
65
0,061
4,353
D90 = 5,153 mm
Untuk mendapatakan nilai V*cr (kecepatan geser kritis) Tipe Keranjang, dapat
dilihat pada Grafik Shields berikut :
Gambar 4.11 Grafik Shields untuk kontrol stabilitas butiran pada saluran
primer ( D35 )
Dari grafik Shields, dapat dicari besarnya nilai V*cr dengan mengetahui besarnya
D35 terlebih dahulu, dimana D35 = 0,504 mm sehingga V*cr = 0,018 m/dt.
Karena nilai V* = 0,066 , maka V* > V*cr, sehingga butiran termasuk butiran
bergerak.
66
0,018
0,504
Gambar 4.12 Grafik Shields untuk kontrol stabilitas butiran pada saluran
primer ( D55 )
Dari grafik Shields, dapat dicari besarnya nilai V*cr dengan mengetahui besarnya
D55 terlebih dahulu, dimana D55 = 0,785 mm sehingga V*cr = 0,02 m/dt. Karena
nilai V* = 0,066 , maka V* > V*cr, sehingga butiran termasuk butiran bergerak.
67
0,02
0,785
Gambar 4.13 Grafik Shields untuk kontrol stabilitas butiran pada saluran
primer ( D65 )
Dari grafik Shields, dapat dicari besarnya nilai V*cr dengan mengetahui besarnya
D65 terlebih dahulu, dimana D65 = 1,230 mm sehingga V*cr = 0,023 m/dt.
Karena nilai V* = 0,066 , maka V* > V*cr, sehingga butiran termasuk butiran
bergerak.
68
0,023
1,230
Gambar 4.14 Grafik Shields untuk kontrol stabilitas butiran pada saluran
primer D90
Dari grafik Shields, dapat dicari besarnya nilai V*cr dengan mengetahui besarnya
D90 terlebih dahulu, dimana D90 = 5,153 mm sehingga V*cr = 0,07 m/dt. Karena
nilai V* = 0,066 , maka V* < V*cr, sehingga butiran termasuk butiran tidak
bergerak.
4.2.2 Berat Jenis ( Specific Gravity)
Untuk mencari besarnya berat jenis angkutan sedimen dasar (bed
load) digunakan 2 (dua) pengujian berat jenis dari masing-masing sampel
yang ada dengan alat gelas ukur, kemudian dicari rata-ratanya. Pengujian
berat jenis dari masing-masing sampel dilakukan di Laboratorium Geologi
Teknik dan Geodesi Fakultas Teknik Universitas Mataram.Proses
pengujian berat jenis dengan gelas ukur dapat dilihat pada Gambar 4.15
berikut ini :
69
0,07
5,153
Gambar 4.15 Proses pengujian berat jenis dengan gelas ukur
Dengan contoh data untuk Berat jenis Saluran Primer Bendung Mencongah pada
titik pengambilan penampang saluran sebagai berikut :
Penampang 1:
Gelas ukur 1 ( Kiri )
1) Berat gelas ukur (W1) = 382,51 gr
2) Berat gelas ukur + sampel (W2) = 422,68 gr
3) Berat gelas ukur + sampel + air (W3) = 788,26 gr
4) Berat gelas ukur + air (W4) = 766,95 gr
5) Temperatur = 27 °C
6) Faktor koreksi temperatur ( k ) = 0,9995
Untuk mengetahui besarnya berat jenis sedimen bed load digunakan Persamaan
(2-11), yaitu :
Sebelum mendapatkan nilai berat jenis, terlebih dahulu dicari berat gelas ukur
+ air terkoreksi (W5) sesuai dengan Persamaan (2-12)
W5 = W4 . k70
Gs=(W 2−W 1 )
(W 5−W 1)−(W 3−W 2)
= 766,95 . 0,9995
= 766,57
Sehingga berat jenisnya, yaitu :
Gs 1= (422,68 – 382,51)(766,57−382,51 )−(788,26−422,68)
¿2,174
Gelas ukur 1 ( Tengah )
1) Berat gelas ukur (W1) = 420,65 gr
2) Berat gelas ukur + sampel (W2) = 469,79 gr
3) Berat gelas ukur + sampel + air (W3) = 776,52 gr
4) Berat gelas ukur + air (W4) = 750.85 gr
5) Temperatur = 27 °C
6) Faktor koreksi temperatur ( k ) = 0,9995
Untuk mengetahui besarnya berat jenis sedimen bed load digunakan Persamaan
(2-11) yaitu :
Sebelum mendapatkan nilai berat jenis, terlebih dahulu dicari berat gelas ukur +
air terkoreksi (W5) sesuai dengan Persamaan (2-12)
W5 = W4 . k
= 750,85 . 0,9995
= 750,47
Sehingga berat jenisnya, yaitu :
Gs 2= (469,79 – 420,65)(750,47−420,65 )−(776,52−469,79)
71
Gs=(W 2−W 1 )
(W 5−W 1)−(W 3−W 2)
¿2,128
Gelas ukur 1 ( Kanan )
7) Berat gelas ukur (W1) = 338,46 gr
8) Berat gelas ukur + sampel (W2) = 391,34 gr
9) Berat gelas ukur + sampel + air (W3) = 711,51 gr
10) Berat gelas ukur + air (W4) = 683,75 gr
11) Temperatur = 27 °C
12) Faktor koreksi temperatur ( k ) = 0,9995
Untuk mengetahui besarnya berat jenis sedimen bed load digunakan
Persamaan(2-11) yaitu :
Sebelum mendapatkan nilai berat jenis, terlebih dahulu dicari berat gelas ukur +
air terkoreksi (W5) sesuai dengan Persamaan (2-12)
W5 = W4 . k
= 683,75 . 0,9995
= 683,41
Sehingga berat jenisnya, yaitu :
Gs 3= (391,34 – 338,46)(683,41−338,46 )−(711,51−391,34)
¿2,145
Rata-rata berat jenis
Gs=G s1+Gs 2+Gs 3
3
¿ 2,174+2,128+2,1343
¿2,145
72
Gs=(W 2−W 1 )
(W 5−W 1)−(W 3−W 2)
Pada pemeriksaan berat jenis sedimen bed load Saluran Primer Bendung
Mencongah pada titik pengambilan 1 ( Ekman Grab ) : pada Gelas ukur 1 (kiri)
memperoleh berat jenis sebesar 2,174gram/cm3, Gelas ukur 1 (tengah)
memperoleh berat jenis sebesar 2,128gram/cm3 dan pada Gelas ukur 1 (kanan)
memperoleh berat jenis sebesar 2,134gram/cm3. Maka rata-rata dari ketiga berat
jenis tersebut adalah 2,145 gram/cm3.
Dengan mengambil nilai rerata berat jenis seluruh sampel yang di uji dari
setiap titik pengambilan di lokasi penelitian, diperoleh nilai berat jenis yang
mewakili lokasi penelitian.
Data berat jenis dari masing-masing lokasi dapat dilihat pada Tabel 4.11
sebagai berikut :
Tabel 4.11 Berat jenis sedimen saluran primer pada pias penampang 1
Titik Pengambilan Sampel Berat Jenis Rata-rataBerat Jenis/pias
Titik 1 Pias Kiri 2,1742,145Titik 1 Pias Tengah 2,128
Titik 1 Pias Kanan 2,134(Sumber : Hasil Perhitungan)
Dari tabel di atas maka didapatkan berat jenis untuk sedimen saat
menggunakan Ekman Grab di saluran primer Bendung Mencongah ialah 2,145.
Untuk hasil perhitungan berat jenis pada masing-masing lokasi penelitian,
selengkapnya dapat dilihat pada lampiran.
4.2.3 Angkutan Sedimen Melayang (Suspended Load)
Untuk mengetahui besarnya angkutan sedimen suspended load di
Saluran Primer Bendung Mencongah. Langkah pertama yaitu dengan
menyaring sampel suspended load dengan kertas saring dan ditiriskan,
maka sampel yang sudah diambil dari lokasi dioven bseserta kertas
saringnya dan menggunakan wadah cawan. Setelah dioven maka berat
butiran yang tersisa dari sampel ditimbang. Kemudian dari hasil
73
timbangan dilakukan perbandingan dengan volume air yang ada saat
sampel diambil. Untuk pengukuran volume air, pada penelitian ini
menggunakan alat bantu berupa gelas ukur. Sampel sedimen suspended
load dapat dilihat pada Gambar 4.11 dan 4.12, sebagai berikut :
Gambar 4.16 Contoh sampel suspended load dari lokasi penelitian
Gambar 4.17 Sampel Suspended Load sebelum dioven
Berikut adalah contoh perhitungan pada sampel sedimen melayang Saluran
Primer yang diambil pada titik pengambilan 1 :
1. Berat cawan (W1) = 9,06 gr
2. Berat gelas ukur + sampel (W2) = 9,07 gr
3. Berat sampel (W3 = w2-w1) = 0,01 gr
4. Jumlah air pada sampel (W4) = 1,07945 lt
74
Sehingga untuk mendapatkan konsentrasi sedimen, maka dilakukan perbandingan
antara berat sampel dan jumlah air pada sampel sebagai berikut :
C=w 3w 4
= 0,01 gr1,07945<¿=0,009 gr / liter ¿
Sampel sedimen melayang diambil pada 5 titik pengambilan dan setiap
titik terdiri dari 3 pias. Berikut adalah konsentrasi sedimen pada setiap titik yang
kemudian diambil nilai rata-ratanya :
Tabel 4.12 Nilai konsentrasi sedimen
Titik Pengambilan I II III IV V
Berat Cawan (gram) 9,06 9,27 9,05 9,07 9,12
Cawan + Sampel (gram) 9,07 9,27 9,06 9,09 9,12
Berat Sampel (gram) 0,01 0,0 0,01 0,02 0,00
Jumlah air (Liter) 1,07945 1,04931 0,978 1,06301 0,862
Konsentrasi Sedimen (gram/Liter) 0,009 0,00,010
2 0,0188 0,0
Konsentrasi Sedimen rata-rata(gram/Liter) 0,0076
Perhitungan angkuatn sedimen diperlukan untuk menghitung jumlah sedimen
yang terangkut pada aliran. Dari hasil pengujian, dapat dilihat bahwa konsentrasi
sedimen melayang rata-rata setiap penampang adalah penampang 1 sebesar 0,009
mg/lt, penampang 2 sebesar 0,0 mg/lt, penampang 3 sebesar 0,0102 mg/lt,
penampang 4 sebesar 0,0188 mg/lt, dan penampang 5 sebesar 0,0 mg/lt. Dari tabel
di atas dapat diketahui konsentrasi sedimen melayang rata-rata dari semua
penampang pada saluran primer Bendung Mencongah adalah sebesar 7,6 mg/liter.
4.2.4 Angkutan Sedimen Dasar (Bed Load)
Pada penelitian ini angkutan sedimen bed load yang akan
diperhitungkan adalah sedimen pada saluran primer Bendung Mencongah,
karena sedimen yang telah mengendap di saluran merupakan sedimen
yang berasal dari sungai. Selanjutya akan dicari angkutan sedimennya
menggunakan 2 metode yaitu :
75
4.2.4.1 Metode Meyer-Peter-Muller
Diketahui data :
a. Debit aliran (Q) = 0,991 m3/dt
b. Kecepatan rata-rata (U) = 0,550 m/dt
c. Jari-jari hidrolis (R) = 0,440 m
d. Keliling basah (P) = 4,09 m
e. Kemiringan dasar saluran (I) = 0,0025
f. Berat jenis sedimen (γs) = 2145kg/m3
g. Berat jenis air (γw) = 1000 kg/m3
h. Δ = (γs - γw) / γw = 1,145
i. Diameter butiran (D90) = 0,004353 m
j. Diameter butiran (D65) = 0,003361 m
k. Diameter butiran (D55) = 0,003079 m
l. Diameter butiran (D35) = 0,002522 m
M.P.M melakukan beberapa kali percobaan data flume dengan coarse-sand
dan menghasilkan hubungan empiris anatara intensitas angkutan (ϕ) dan intensitas
pengaliran efektif (Ψ’), sehingga menghasilkan persamaan angkutan sedimen.
Langkah pertama adalah menghitung nilai ripple factor (μ). Namun sebelumnya
mencari nilai friction factor angkutan dengan Persamaan (2-16) yaitu :
C= U√R . I
¿ 0,550√0,440 .0,0025
¿16,583
Kemudian dengan Persamaan (2-17), di dapat friction factor intensifnya, yaitu :
C '=18 log 12 RD 90
C '=18 log 12 .0,4400,004353
¿55,509
76
Sehingga dapat dihitung ripple factor nya sebagai berikut :
μ=( CC ' )
3/2
μ=( 16,58355,509 )
3 /2
¿0,163
Kemudian menghitung nilai intensitas pengaliran efektif dengan Persamaan (2-15)
yaitu :
Ψ '= μ . R . I( Δ . D55 )
¿ 0,163 x 0,440 x 0,00251,145 x 0,003079
¿0,051
Selanjutnya menghitung intensitas angkutan sedimen (ϕ) yang dihitung dengan
Persamaan (2-13) yaitu :
ϕ=(4 Ψ '−0,188 )3 /2
¿ (4 x 0,051−0,188 )3/2
¿0,002
Dengan demikian jumlah sedimen yang terangkut paermeter persatuan waktu
dapat dihitung dengan Persamaan (2-14) yaitu :
S=(Φ ( g . Δ. D553 )1 /2 )
¿ (0,002 x (9,81 x 1,145 x 0,0030793 )1 /2 )¿1,145 x10−6 m3/dt
Kemudian menghitung jumlah angkutan sedimen dalam sehari yaitu :
S/ hari = S . 24 . 3600
= 1,145 x 10-6. 24 . 3600
= 0,099 m3/hari
77
Tabel 4.13 Perhitungan M.P.M Angkutan Sedimen Dasar ( Bed Load )
No C C' μ Ψ' Φ qb Qb
1 16.583 55.509 0.163 0.051 0.002 0.0000011 0.099
2 16.583 55.509 0.163 0.052 0.003 0.0000016 0.136
3 16.583 55.509 0.163 0.053 0.004 0.0000020 0.171
Qb Rata-rata (m3/hari) 0.135
( Sumber : Hasil Perhitungan )
Dari data perhitungan angkutan sedimen dasar ( Bed Load ) tiap
penampang diatas. Di dapatkan perhitungan rata-rata jumlah sedimen yang masuk
pada saluran primer Bendung Mencongah adalah 0,135 m3/hari.
4.2.4.2 Metode Einstein
Diketahui data :
a. Debit aliran (Q) = 0,991 m3/dt
b. Kecepatan rata-rata (U) = 0,550 m/dt
c. Jari-jari hidrolis (R) = 0,440 m
d. Keliling basah (P) = 4,09 m
e. Kemiringan dasar saluran (I) = 0,0025
f. Berat jenis sedimen (γs) = 2145 kg/m3
g. Berat jenis air (γw) = 1000 kg/m3
h. Δ = (γs - γw) / γw = 1,145
i. Diameter butiran (D90) = 0,004353 m
j. Diameter butiran (D65) = 0,003361 m
k. Diameter butiran (D55) = 0,003079 m
l. Diameter butiran (D35) = 0,002522 m
Einstein menetapkan persamaan Bed load sebagai persamaan yang
menghubungkan gerak material dasar dengan pengaliran setempat. Persamaan itu 78
menggambarkan keadaan kesetimbangan pertukaran butiran dasar antara lapisan
dasar (bed-layer) dan dasarnya. Einstein menggunakan D = D35 untuk parameter
angkutan, sedangkan untuk kekasaran menggunakan D = D65. Langkah pertama
adalah menghitung nilai ripple factor (μ). Namun sebelumya mencari nilai friction
factor angkutan dengan Persamaan (2-21) yaitu :
C= U√R . I
¿ 0,550√0,440 .0,0025
¿16,583
Kemudian dengan Persamaan (2-17), di dapat friction factor intensifnya, yaitu :
C '=18 log 12 RD 65
C '=18 log 12 .0,4400,003361
¿57,531
Sehingga dapat dihitung ripple factor nya sebagai berikut :
μ=( CC ' )
3/2
μ=( 16,58357,531 )
3 /2
¿0,155
Kemudian menghitung nilai intensitas pengaliran efektif dengan Persamaan (2-15)
yaitu :
Ψ '= μ . R . I( Δ . D35 )
¿ 0,155 x 0,440 x 0,00251,145 x0,002522
¿0,059
Selanjutnya menghitung intensitas angkutan sedimen (ϕ) yang dihitung dengan
Persamaan (2-13) yaitu :
79
ϕ=(4 Ψ '−0,188 )3 /2
¿ (4 x 0,059−0,188 )3 /2
¿0,011
Dengan demikian jumlah sedimen yang terangkut paermeter persatuan waktu
dapat dihitung dengan Persamaan (2-14) yaitu :
S=(Φ ( g . Δ. D353 )1 /2 )
¿ (0,010 x (9,81 x1,145 x0,0025223 )1 /2 )¿4,457 x 10−6 m3/dt
Kemudian menghitung jumlah angkutan sedimen dalam sehari yaitu :
S/ hari = S . 24 . 3600
= 4,457 x 10-6. 24 . 3600
= 0,383 m3/hari
Tabel 4.14 Perhitungan Einstein Angkutan Sedimen Dasar ( Bed Load )
No C C' μ Ψ' Φ qb Qb
1 16.583 57.531 0.155 0.059 0.010 0.000004
4 0.383
2 16.583 57.531 0.155 0.060 0.012 0.000005
0 0.436
3 16.583 57.531 0.155 0.051 0.013 0.000005
6 0.482
Qb Rata-rata (m3/hari) 0.434
( Sumber : Hasil Perhitungan )
Dari data perhitungan angkutan sedimen dasar ( Bed Load ) tiap
penampang diatas. Di dapatkan perhitungan rata-rata jumlah sedimen yang masuk
pada saluran primer Bendung Mencongah adalah 0,434 m3/hari. Jadi bila
dibandingkan hasil dari kedua Metode. Metode M.P.M. dengan Metode Einstein
maka hasilnya Metode M.P.M < Metode Einstein yaitu 0,135 m3/hari < 0,434
m3/hari. Dari hasil tersebut di dapatkan selisih 0,299 m3/hari.
80
81