jurnal_wahana

19

KETIDAKSERAGAMAN BUTIRANPADA ANGKUTAN SEDIMEN DASAR

Junaidi

Jurusan Teknik Sipil PolinesJln. Prof. H.Soedarto, S.H. Tembalang, Semarang 50275 Telepon 024 76480569

Email: [email protected]

AbstractRivers are the best sites to observe the natural effects of sediment transport. The effectof nonuniformity of bed material on sediment transport rates can be investigated byvarious representative of bed material sizes.In this paper, the effect of nonuniformityis studied using Engelund and Hansen (1967) and Brownlie (1982) formulas. The bedmaterials are collected from Krasak river in Yogyakarta with three samples whichhave median diameters (d50) 10,2 mm, 0,9 mm, and 0,7 mm respectively. Thenonuniformity of sediment was tested using five nonuniformity coefficients defined asSG,T, SI, SF&W , G, and in the calculation using equivalent representative diameter(de), variable representative diameter (dev) and a size gradation correction factor(Kd). The accuracy of the results are determined using discrepancy ratio (r), which isa ratio of the calculated values to the measured values.The results are analyzed usinga number of percent data as a criteria in the range of 0,25 1,75 of r values for eachcalculations. The results from Engelund and Hansens formula based on deparameter indicated that the best accurate prediction is on G coefficient with 48,28%of data; whereas on Kd factor, G and SG,T coefficient give highest percentage with51,28% of data respectively. The best performance for dev parameter is on SF&Wcoefficient with 62,07% of data, however g coefficient gives poor prediction with48,28% of data. In general, Brownlies formula gives more accurate predictioncompared with the earlier for G nonuniformity coefficient with 82,76% of data.

Kata kunci. nonuniformity, sediment transport, discrepancy ratio

PENDAHULUANSungai merupakan lokasi yang palingbaik untuk mengamati pengaruh alamiahdari angkutan sedimen. Sungaimemperlihatkan variasi yang besar dalammorfologinya dari satu lokasi ke lokasilain. Pada beberapa lokasi, variasikomposisi sedimen sepanjang danmelintang sungai dapat berupa pasirhalus, pasir kasar, kerikil, maupunbatuan. Hal ini menunjukkan bahwaproses angkutan sedimen bergantungpada banyak faktor yang meliputi variasiukuran, kepadatan, bentuk, dan kebulatanbutiran. Ukuran butiran dan variasigradasi tidak hanya penting bagiperkembangan morfologi sungai secaraalamiah, tetapi mempunyai pengaruhyang besar dalam perancangan bangunansungai.

Dasar sungai selalu tersusun daricampuran sedimen tidak seragam dandistribusi ukuran butir sedimen dalamfase terangkut secara umum lebih halusdaripada distribusi material dasar akibatselective transport (Almedeij, 2002). Halini membuat prakiraan angkutan sedimenpada sungai-sungai alamiah menjadisulit. Untuk mempertimbangkanpengaruh ketidakseragaman materialdasar pada angkutan sedimen, berbagaiukuran representatif material dasar telahdigunakan untuk menghitung lajuangkutan sedimen. Ukuran representatifyang sering digunakan adalah berdasarpada 1) diameter median material dasar,d50; 2) diameter material dasar, d35, yangmana 35% adalah lebih halussebagaimana diusulkan Einstein (1944)dan Acker and White (1973); 3) diameterrata-rata yang didefinisikan oleh Meyer-Peter and Muller (1948) sebagai dm =

20 Wahana TEKNIK SIPIL Vol.15 No.1 Juni 2010 20-29

Pbidi, di mana Pbi adalah fraksi darimaterial dasar untuk ukuran fraksi i, dandi adalah diameter representatif darimaterial dasar pada ukuran fraksi i.

Penggunaan ukuran tunggal tertentuseperti d50 atau d35 untukmenggambarkan berbagai ukuran fraksiyang ada pada campuran sedimen bolehjadi tidak memadai lagi. White and Day(1982) mengungkapkan kurva gradasidengan bentuk berbeda secara pasti akanmemiliki diameter efektif yang berbeda.Kondolf and Wolman (1993) dan Bunteand Abt (2001) juga mengungkapkanbahwa ukuran butir median, d50, bukanmerupakan parameter yang paling sesuaiuntuk menggambarkan distribusi ukuranbutir untuk beberapa material dasarkerikil karena distribusi ukuran butirnyatidak mengikuti log normal, tetapi lebihcenderung ke partikel yang lebih halus(skew negative). Pfannkuch and Paulson(2007) mengungkapkan kekuranganpenggunaan d50 adalah parameter d50tidak dipengaruhi oleh ekstrimitas darikurva, sehingga tidak menggambarkankeseluruhan ukuran sedimen secara baik(khususnya kurva yang menceng). Untuksedimen bimodal, penggunaan d50 adalahtidak ada gunanya dan tidak disarankan.

Brownlie (1982) dan lecture notes dariMIT OCW (2007) mengungkapkanbahwa dalam angkutan sedimen ada tigaparameter yang menjadi ciri karakteristikbutirannya, yaitu ukuran mediannya (d50)kerapatannya (s), serta deviasi standar() yang menunjukkan ketidakseragamanbutiran. Molinas and Wu menawarkankonsep diameter representatif ekivalen(de), diameter representatif variabel(dev), serta faktor ukuran gradasi Kdsebagai koreksi terhadap diameter butirandalam perhitungan angkutan sedimen.Molinas and Wu (2004) mengembangkanpersamaan diameter representatifekuivalen (de) untuk material sedimendasar pasir dengan d50 < 2 mm

Dalam tulisan ini, dipelajari pengaruhketidakseragaman butiran pada angkutansedimen dasar sungai alamiah. Variasiyang ditinjau adalah meliputi parameter

diameter butiran (d50), ketidakseragamanbutiran (), debit aliran (Q), sertabesarnya kemiringan dasar saluran (So).Penelitian ini diharapkan memberikanhasil tentang angkutan sedimen akandapat memproyeksikan perilaku alirandan angkutan sedimennya.

Nilai ketidakseragaman butiran dihitungberdasarkan data parameter distribusifrekuensi ukuran butir. Beberapaparameter ketidakseragaman yang seringdigunakan untuk menilaiketidakseragaman butiran ada beberapametode (Wilcock, 2006), yaitu Trask(1932) : ; Inman (1952) :

; Folk & Ward (1957) :; Shen and

Rao (1991) : ;

Simon and Senturk (1992) : ;di = ukuran butiran (saringan) dimana i% dari berat sampel lolos saringan; i =ukuran butiran (saringan), di mana i %dari berat sampel lolos saringan dalam sistem dengan = log 2 di. Parameterdistribusi ukuran butir material sedimendasar diekspresikan dalam satuan mmmaupun . Hitungan untuk konversisatuan dari mm ke adalah

, sedangkan untuk konversi dari satuan ke mm dihitung dengan(Wilcock, 2006). Misalnya untuk D = 64mm maka -3,3219.log(64) = -3,3219.1,8062 = 6,0.

Parameter ketidakseragaman butiranditunjukkan dengan kriteria-kriteria : g> 1 (butiran tidak seragam); G > 1,2(butiran tidak seragam); SG,T = 1 (butiranseragam, material sedimen alami SG,Tantara 2 sampai 4,5); SF&W > 1 (butirantidak seragam); SI > 0,5 (butiran tidakseragam), SI 0,5 (butiran seragam).

Perhitungan angkutan sedimen dasardilakukan dengan menggunakanpersamaan dari Engelund and Hansen

Analisis Ketidakseragaman Butiran....(Junaidi) 21

(1967). Persamaan Engelund and Hansen(1967) dikembangkan berdasarkan pada116 data flume dari Guy et al. (1966).Data flume ini meliputi sedimen dengandiameter 0,19; 0,27; 0,45; dan 0,93 mm

dengan kedalaman aliran hingga 0,34 m(Molinas and Wu, 2001). Engelund andHansen (1967) mengemukakan formulaangkutan sedimen seperti dalampersamaan (1) berikut.

(1)

Cc adalah konsentrasi sedimen terangkut(ppm); V adalah kecepatan aliran (m/s);So adalah kemiringan dasar saluran; gadalah percepatan grafitasi (m/s2); Rbadalah jari-jari hidraulik (m); d50 adalahdiameter median (m); s adalahkerapatan sedimen (kg/m3); dan adalahkerapatan air (kg/m3).

Persamaan Engelund and Hansen (1967)digunakan sebagai alat analisa hitunganmelalui variasi penggunaan diameterbutirannya. Di samping menggunakand50, parameter diameter butiran dalampersamaan tersebut juga akan dicobadisubstitusi dengan parameter diameterrepresentatif ekivalen (de) dan diameterrepresentatif variabel (dev) serta hasilhitungan angkutan menggunakan d50akan dikoreksi dengan mengalikannyadengan faktor ukuran gradasi Kd.Parameter diameter representatif ekivalen(de) dihitung menggunakan persamaan(2) berikut ini.

(2)

dimana v* = kecepatan geser (m/s), =koefisien ketidakseragaman dari materialdasar, dan 50 = kecepatan jatuh (fallvelocity) (m/s) sedimen untuk ukuranpartikel d50. Besarnya nilai fall velocity(50) dihitung berdasarkan pendekatandari Rubey (1933).

Diameter representatif variabel (dev)ditunjukkan oleh persamaan (3) berikutini.

(3)

Faktor koreksi ukuran gradasi (Kd)ditunjukkan seperti persamaan (4) berikutini.

(4)

Faktor koreksi ukuran gradasi dihitungdengan nilai b diambil sebesar 1,2 (Wuand Molinas, 2004). Faktor koreksiukuran gradasi Kd diterapkan untuksedimen tidak seragam. Dalam penelitianini, koefisien ketidakseragaman material() dalam parameter de, dev dan faktorKd dicoba dengan menggunakan kelimametode SF&W ; SI ; SG,T ; g ; dan G diatas.

Sebagai pembanding terhadap hasilperhitungan menggunakan persamaanEngelund and Hansen (1967), makadigunakan persamaan Brownlie (1982)yang di dalamnya telah memuatparameter ketidakseragaman () sepertipersamaan (5) berikut.

(5)

dimana cf = 1 untuk data laboratoriumdan cf = 1,268 untuk data lapangan.Bilangan Froude butiran (Fg) :

; bilangan Froude

butiran kritis (Fgo) :;


; dimana :

; bilangan Reynolds

butiran (Rg) : .Analisis hitungan dengan menggunakanpersamaan Brownlie (1982) dilakukandengan memvariasikan faktorketidakseragaman butiran ()menggunakan ke lima koefisienketidakseragaman SF&W, SI, SG,T, g, danG. Faktor koreksi angkutan sedimen darikonsentrasi terangkut (ppm) ke satuandalam debit berat terangkut (kg/s) adalah

, di mana qc adalahdebit sedimen terangkut (kg/s), Cc adalahkonsentrasi sedimen terangkut (ppm), Qadalah debit aliran (m3/s), dan s adalahrapat massa sedimen (kg/m3).

METODE PENELITIANPenelitian dilakukan denganmemanfaatkan peralatan sedimenttransport flume yang ada diLaboratorium Hidraulika dan HidrologiPusat Studi Ilmu Teknik (PSIT)Universitas Gadjah Mada. Alat tersebutmemiliki panjang 10 m dan lebar 0,6 m.Pengujian dilakukan melalui pengaturankemiringan dasar saluran, kecepatan , dandebit aliran, yang diatur secara elektronissesuai dengan keperluan percobaan.

Pengujian dilakukan dengan menggu-nakan material sedimen alami yangdiambil dari sungai Krasak bagian huludan tengah. Material tersebut berupasedimen non kohesif yang terdiri darimaterial dasar I, material dasar II danmaterial dasar III. Ketiga jenis materialdasar tersebut menggambarkan kondisimaterial berbutir tidak seragam darikondisi kasar sampai halus.

Dalam percobaan ini digunakan delapanvariasi kemiringan untuk mendapatkandata jumlah sedimen yang terangkutselama waktu pengaliran. Pengukurandilakukan sebanyak 44 kali runninguntuk ketiga jenis material dasar.

Di samping menggunakan data primerhasil pengujian langsung di laboratorium,

penelitian ini juga menggunakan data-data sekunder dari hasil penelitianterdahulu yang diperoleh dari berbagailiteratur.

HASIL DAN PEMBAHASANHasil analisis parameter ketidakseraga-man butiran untuk material dasardicantumkan pada Tabel 1. Berdasarkandata pada tabel tersebut dapatdisimpulkan bahwa material Krasak I,Krasak II, dan Krasak III termasukbutiran tidak seragam (SF&W < SI < SG,T 0,5; butir tidak seragamSI 0,5; butiran seragam

2,92 2,03 1,55

Folk & Ward (1957) SF&W > 0,5; butir tidak seragamSF&W 0,5 , butiran seragam

2,55 1,81 1,48

Shen and Rao (1991) G > 1,2; butir tidak seragam 9,63 5,05 3,07Simon and Senturk(1992)

g > 1, butir tidak seragam 7,56 4,07 2,93

Tabel 2. Nilai Discrepancy ratio (r) dan Jumlah Persen Data yang Beradadalam Range Nilai R yang Diberikan untuk Perhitungan Menggunakan d50

Diamtr Discrepancy ratio (r) Jml data dalam range r (%) Jumlah

Btrn Max Mean Min0,75-1,25

0,5-1,50

0,25-1,75

0,5-2,0 data

d50 2,596 0,614 0,0391 13,79 27,59 48,28 31,03 29

Perbandingan Angkutan SedimenTerukur dan TerhitungBerdasarkan d50 pada persamaanEngelund and Hansen (1967), Gambar 1merupakan gambar perbandinganangkutan material dasar terukur (qm) danmaterial dasar terhitung (qc) berdasarkand50 dan Tabel 2 merupakan nilaidiscrepancy ratio dan jumlah persen datayang berada dalam range nilai r untukperhitungan menggunakan d50.

Berdasarkan data pada Tabel 2, nilai-nilaibanding yang ditunjukkan oleh nilai rmemiliki nilai minimal 0,039 danmaksimal 2,596, sedangkan rata-ratanya0,614 yang berarti bahwa sebagian besardata hasil hitungan berada di bawah nilaihasil pengukuran. Penyebaran grafik inimenggambarkan besaran jumlah persendata yang berada dalam range nilai ryang diberikan. Tampak bahwa jumlahpersen data terbesar adalah 48,28% padarange nilai r antara 0,25 1,75,sedangkan pada ketiga nilai range yanglain, jumlah persen datanya lebih kecil.

Gambar 1. Perbandingan q TerhitungTerhadap q Terukur Menggunakan d50

Pengaruh Ketidakseragaman ButiranBerdasarkan perbandingan angkutansedimen terukur dan terhitung, Gambar 2merupakan gambar perbandinganangkutan material dasar terhitung (qc)dan material dasar terukur (qm) terhadapkoefisien ketidakseragaman berdasarkandiameter ekivalen de, diameter variabeldev, dan faktor koreksi Kd. Data dalam


Tabel 3 adalah rangkuman perbandinganakurasi hitungan yang digunakan untukanalisis. Nilai discrepancy ratio, r, danrata-rata discrepancy ratio, , antaraangkutan sedimen hasil hitungan danhasil pengukuran digunakan untukmenunjukkan keakuratan masing-masinghasil hitungan.

Tabel 3 untuk faktor de menunjukkanbahwa koefisien G dan g memberikanrata-rata discrepancy ratio masing-masing 4,227 dan 2,203. Hal inimemberikan gambaran bahwa keduametode, pada reratanya, memprakirakanlaju angkutan sedimen secara berlebih(overestimate). Rata-rata discrepancyratio untuk koefisien SF&W dan SI adalah0,405 dan 0,492. Hal ini menunjukkanbahwa hitungan dengan koefisien SF&Wdan SI memprakirakan lebih rendah(underpredict) laju angkutan sedimen.Rata-rata discrepancy ratio padakoefisien SG,T adalah 1,187. Nilai inimemberikan prakiraan yang paling baguskarena berarti akurasi angkutan hasilhitungan mendekati angkutan hasilpengukuran.

Tabel 3 untuk jumlah persen data yangberada pada range nilai r yang diberikanmenunjukkan bahwa hitungan denganmenggunakan koefisien G memberikanjumlah data yang terbesar pada range rantara 0,25 1,75 sebesar 48,28%,diikuti masing-masing oleh koefisienSG,T, g, SF&W, dan SI sebesar 44,83%;44,83%; 31,03%; dan 27,59% pada ranger yang sama. Hasil statistik inimenjelaskan bahwa hitungan denganmenggunakan parameter de dengankoefisien ketidakseragaman Gmemberikan prediksi yang paling baik,sementara koefisien SI memberikanprediksi paling buruk. Dari hasil ini jugatampak bahwa perhitungan angkutansedimen menggunakan persamaanEngelund and Hansen (1967) dengandiameter de tidak memberikan prediksiyang lebih baik dibanding perhitunganmenggunakan d50 (akurasi 48,28%).

Gambar 2 dan Tabel 3 untuk faktor Kdmenunjukkan bahwa koefisien G, g dan

SG,T memberikan rata-rata discrepancyratio masing-masing 3,858; 2,670 dan2,028. Hal ini menggambarkan bahwaketiga metode memprakirakan lajuangkutan sedimen secara berlebih(overestimate). Rata-rata discrepancyratio untuk koefisien SF&W dan SI adalah1,209 dan 1,375. Kedua nilai ini cukupmoderate, mendekati 1, yang berartibahwa akurasi angkutan sedimen hasilhitungan cukup bagus, mendekatiangkutan hasil pengukuran.

Tabel 3 parameter Kd untuk jumlahpersen data yang berada pada range nilair yang diberikan menunjukkan bahwahitungan dengan menggunakan koefisienG dan SG,T memberikan jumlah data yangterbesar pada range r antara 0,25 1,75masing-masing sebesar 51,72%, diikutioleh koefisien SG,T; g, dan G masing-masing sebesar 48,28% pada range ryang sama. Hasil statistik inimenjelaskan bahwa hitungan denganmenggunakan faktor koreksi Kd dengankedua koefisien ketidakseragaman G danSG,T memberikan prediksi yang lebih baikdibanding hitungan menggunakan d50,sementara koefisien lainnya memberikanprediksi yang besarnya sama denganmenggunakan d50.

Tabel 3 untuk parameter devmemperlihatkan bahwa nilai padakoefisien G dan g memberikan rata-ratadiscrepancy ratio masing-masing 2,948dan 1,743. Hal ini menunjukkan bahwaperhitungan yang menggunakan keduametode memprakirakan laju angkutansedimen secara berlebih (overestimate).

Rata-rata discrepancy ratio untuk efisienSG,T; SF&W dan SI adalah 1,027, 0,640 dan0,710. Hal ini menunjukkan bahwahitungan dengan koefisien SF&W dan SImemprakirakan lebih rendah(underpredict) laju angkutan sedimen.Rata-rata discrepancy ratio padakoefisien SG,T sebesar 1,027 memberikanprakiraan yang paling bagus karenaberarti akurasi angkutan hasil hitunganmendekati angkutan hasil pengukuran.


Tabel 3 untuk dev pada jumlah persendata yang berada pada range nilai r yangdiberikan menunjukkan bahwa hitungan

Gambar 2. Hubungan Discrepancy Ratio (R) dan Koefisien Ketidakseragaman untukParameter De, Dev dan Faktor Kd


Tabel 3. Nilai Discrepancy Ratio (R) dan Jumlah Persen Data yang Berada padaRange Nilai R

Metode Prmtr Ktdk Discrepancy ratio (r) Jmlh data dalam range r (%) Jumlahhitungan Diameter srgmn Max Mean Min

0,75-1,25 0,5-1,50

0,25-1,75 0,5-2,0

data

Enge

lund

and

Han

sen

(1967

)

De

r g 13,397 2,203 0,054 3,448 17,241 44,828 17,241 29

r G 19,165 4,227 0,056 3,448 20,690 48,276 20,690 29

r SG,T 5,733 1,187 0,042 0,000 6,897 44,828 17,241 29r

SF&W 1,963 0,405 0,024 13,793 24,138 31,034 27,586 29

r SI 2,350 0,492 0,024 17,241 24,138 27,586 27,586 29

Kd

r g 13,319 2,670 0,080 3,448 27,586 48,276 27,586 29

r G 18,633 3,858 0,132 34,483 41,379 51,724 41,379 29

r SG,T 9,180 2,028 0,099 13,793 41,379 51,724 41,379 29rSF&W 5,393 1,209 0,063 3,448 20,690 48,276 31,034 29

r SI 6,251 1,375 0,066 3,448 17,241 48,276 24,138 29

Dev

r g 10,027 1,743 0,071 3,448 17,241 48,276 17,241 29

r G 13,110 2,948 0,073 3,448 20,690 48,276 20,690 29

r SG,T 5,047 1,027 0,056 6,897 17,241 51,724 27,586 29rSF&W 3,243 0,640 0,043 17,241 24,138 62,069 27,586 29

r SI 3,581 0,710 0,044 13,793 20,690 58,621 27,586 29

dengan menggunakan koefisien SF&Wmemberikan jumlah data yang terbesarsejumlah 62,07% pada range r antara0,25 1,75, diikuti masing-masing olehkoefisien SI, SG,T, g, dan G sebesar58,62%; 51,72; 48,28%; dan 48,28%pada range r yang sama. Hasil statistikini menjelaskan bahwa hitungan denganmenggunakan parameter dev dengankoefisien ketidakseragaman SF&Wmemberikan prediksi yang paling baik,

sementara koefisien g memberikanprediksi paling buruk. Dari hasil ini jugatampak bahwa perhitungan angkutansedimen menggunakan persamaanEngelund and Hansen (1967) dengandiameter dev untuk ketiga koefisienketidakseragaman (SF&W, SI, dan SG,T)memberikan prediksi yang lebih baikdibanding perhitungan menggunakandiameter d50.

Tabel 4. Nilai Discrepancy Ratio (r) dan Jumlah Persen Data yang Berada padaRange Nilai r

Ktdk Discrepancy ratio (r) Jml data dalam range r (%) Jumlahsrgmn Max Mean Min

0,75-1,25

0,5-1,50

0,25-1,75

0,5-2,0 data

r G 2,500 0,719 0,1752 20,69 51,72 82,76 55,17 29

Pengaruh Ketidakseragaman

Berdasarkan angkutan sedimen dasarMenurut Brownlie (1982), Gambar 3merupakan gambar rasio q terhitung danq terukur terhadap koefisienketidakseragaman G.


Pemaparan Gambar 3 didukung dengandata-data hasil perhitungan nilaidiscrepancy ratio dan jumlah persen datayang berada pada range nilai r yangdiberikan seperti pada Tabel 4.

Gambar 3. Hubungan qc/qm TerhadapKetidakseragaman G

Berdasarkan data dalam Tabel 4 tampakbahwa nilai rata-rata discrepancy ratioadalah 0,719. Hasil ini memprakirakanlebih rendah (underpredict) laju angkutansedimen. Berdasarkan jumlah persen datayang berada pada range nilai r yangdiberikan, parameter ketidakseragaman Gmemberikan hasil 82,76% data padarentang nilai r antara 0,25 1,75. Secaraumum, penyebaran titik-titik databerdasarkan perhitungan denganpersamaan Brownlie (1982) memberikanhasil lebih baik dibanding denganperhitungan menggunakan persamaanEngelund & Hansen (1967).

Pengaruh ketidakseragaman butiranberdasarkan data-data sekunder dari 20peneliti dengan 823 data (Brownlie,1982) adalah seperti pada Gambar 4,Gambar 5 dan Tabel 5. Parameterketidakseragaman yang digunakan adalahG dimana . Pada

range nilai r antara 0,25-1,75; rumusEngelund and Hansen (1967)memberikan nilai-nilai persentase databerturut-turut pada = 1,00-1,50 sebesar59,66%; = 1,51-2,00 sebesar 52,08%; = 2,01-2,50 sebesar 46,03%; = 2,51-3,00 sebesar 76,19%; dan = 3,01-4,00sebesar 0,00%.

Pada range nilai r yang sama, rumusBrownlie (1982) memberikan nilaipersentase data berturut-turut pada =1,00-1,50 sebesar 71,70%; = 1,51-2,00sebesar 55,56%; = 2,01-2,50 sebesar30,16%; = 2,51-3,00 sebesar 79,37%;dan = 3,01-4,00 sebesar 0,00%. Hasilini memberikan tren yang tidak konsistenpada nilai = 2,51 3,00. Secara umumrumus Brownlie (1982) memberikanhasil prakiraan yang lebih baikdibandingkan dengan rumus Engelundand Hansen (1967).

Gambar 4. Hubungan antara r dan Guntuk persamaan Engelund & Hansen

(1967)

Gambar 5. Hubungan antara r dan Guntuk Persamaan Brownlie (1982)


Tabel 5. Perbandingan Persen Datadalam Range r untuk Kedua Persamaan

Range Jml data dlmrange r (%) Jumlah

0,25-1,75 totalE-A B data

= 1,00-1,50 59,66 71,70 523 = 1,51-2,00 52,08 55,56 144 = 2,01-2,50 46,03 30,16 63 = 2,51-3,00 76,19 79,37 63 = 3,01-4,00 0,00 0,00 9

Keterangan : E-A = Engelund andHansen B = Brownlie

SIMPULANBerdasarkan hasil analisis data danpembahasan yang telah dilakukan, makadapat ditarik beberapa kesimpulan bahwadari hasil analisa parameterketidakseragaman butiran (g, G, SG,T, SI,dan SF&W) untuk material dasar, materialKrasak I, Krasak II, dan Krasak IIItermasuk butiran tidak seragam, di manaSF&W < SI < SG,T < g < G.

Berdasarkan persamaan Engelund andHansen (1967), akurasi hitunganangkutan sedimen dengan menggunakandiameter representatif ekquivalen (de)pada koefisien ketidakseragaman Gadalah paling bagus dibandingkandengan keempat hitungan yangmenggunakan diameter representatifekuivalen (de) dengan koefisienketidakseragaman SF&W , SI, g dan SG,T. Nilai r yang terbaik sejumlah 48,28%data, sama dengan hasil perhitunganmenggunakan d50. Pada perhitunganangkutan sedimen dengan menggunakanfaktor koreksi ukuran gradasi Kd, akurasipaling baik adalah pada koefisienketidakseragaman G dan SG,T dengannilai r pada range 0,25-1,75 sejumlah51,28% data.

Perhitungan menggunakan diameter devuntuk tiga koefisien ketidakseragaman(SF&W, SI, SG,T) memberikan prediksi

yang lebih baik dibanding perhitunganmenggunakan diameter d50 (akurasi48,28%). Perhitungan denganmenggunakan koefisien SF&Wmemberikan jumlah data 62,07% padarange r antara 0,25 1,75, diikutimasing-masing oleh koefisien SI, SG,T,g, dan G sebesar 58,62%; 51,724%;48,28%; dan 48,28% pada range r yangsama. Hasi statistik ini menjelaskanbahwa hitungan dengan koefisienketidakseragaman SF&W memberikanprediksi yang paling baik, sementarakoefisien g memberikan prediksi palingburuk.

Secara umum, perhitungan denganpersamaan Brownlie (1982) memberikanhasil lebih baik dibanding denganperhitungan menggunakan persamaanEngelund & Hansen (1967). Jumlahpersen data yang berada pada range nilair antara 0,25 1,75 untuk koefisienketidakseragaman G adalah sejumlah82,76%.

UCAPAN TERIMA KASIHTulisan ini disarikan dari sebagianlaporan tesis penulis di Jurusan TeknikSipil dan Lingkungan Fakultas TeknikUGM. Penulis mengucapkan terima kasihyang sebesar-besarnya kepada bapak Dr.Ir. Bambang Agus Kironoto dan bapakDr. Ir. Bambang Yulistiyanto yang telahmemberikan bimbingan, saran danmasukan untuk perbaikan tulisan ini.Penulis juga mengucapkan terima kasihkepada seluruh staf di LaboratoriumHidraulika dan Hidrologi Pusat StudiIlmu Teknik (PSIT) UGM yang telahmemberi kesempatan kepada penulisuntuk melakukan penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKAAlmedeij, J.H., 2002. Bedload Transport

in Gravel Bed-Stream Under aWide Range of Shields Stress.Dissertation, VirginiaPolytechnic Institute and StateUniversity, Blacksburg, Virginia

Brownlie, W.R., 1982. Prediction ofFlow Depth and SedimentDischarge in Open Channels.PhD Thesis, California Institute


of Technology, Pasadena,California

Bunte, K., and S. R. Abt., 2001.Sampling Surface andSubsurface Particle-SizeDistributions in Wadable Graveland Cobble-Bed Streams forAnalyses in Sediment Transport,Hydraulics, and StreambedMonitoring Technical Rep.RMRS-GTR-74, 482 pp.,U.S.D.A. Forest Service, RockyMountain Research Station

Engelund, F., and Hansen, E., 1967. AMonograph on SedimentTransport in Alluvial Streams.Teknisk Vorlag, Copenhagen,Denmark

Guy, H. P., Simons, D. B., andRichardson, E. V., 1966.Summary of Alluvial ChannelData from Flume Experiments,19561961, U.S. GeologicalSurvey Professional Paper 462-I.U.S. Geological Survey,Washington, D.C.

Kondolf, G. M., and M. G. Wolman,1993. The Sizes of SalmonidSpawning Gravels, WaterResour. Res., 29(7), 2275-2285

MIT, Open Course Ware, 2006. SpecialTopics : An Introduction to FluidMotions, Sediment Transport andCurrent-generated SedimentaryStrucures, Earth, Atmospheric,and Planetary Sciences, Fall2006

Molinas, A., Wu, B., 2001.Transport ofSediment in Large Sand-bedRivers. Journal of HydraulicResearch. Vol. 39, 2001, No.2

Pfannkuch, H.O., Paulson, R., 2007,Grain Size Distribution and

Hydraulic Properties. LectureNotes

Rubey,W. W., 1933. Settling Velocitiesof Gravel, Sand, and SiltParticles. Amer. J. of Science.Vol. 25, No. 148, pp. 325-338.

Shen., H.W. and Rao., C.X., 1991,Transport Sediment of Uniformand Nonuniform Sediment Sizes,Federal InteragencySedimentation Conferences, 5thFISC, Las Vegas, Nevada

White, W. R., and T. J. Day, 1982,Transport of Graded Gravel BedMaterial, in Gravel-Bed Rivers:Fluvial processes, Engineering,and Management, edited by R.D. Hey, J. C. Bathurst, and C. R.Thorne, pp. 181-213, JohnWiley, New York

Wilcock, P.R., 2006. Particle Analysis inGravel-Bed Rivers, Pre-Conference Workshop, TheNational Center for Earth-Surface Dynamics, October 2,2006, John Hopkins University,Baltimore, Maryland

Wu, B., Molinas, A., Julien, P.Y., 2004.Bed-Material LoadComputations for NonuniformSediments. Journal ofHydraulics Engineering, ASCE,Vol. 130, No. 10, Oktober 1.

Yang, C.T., 2006. Erosion andSedimentation Manual, Chapter3 : Noncohesive SedimentTransport. Colorado: Biro ofReclamations Sedimentationand River Hydraulics Group,Denver,

jurnal_wahana

Documents