BAB II

SEDIMENTASIOleh; Kartini & Stefanus Barlian. SUmum

Sedimen merupakan masalah yang selalu timbul di beberapa sungai di Indonesia demikian pula halnya sungai yang ada di Kalimantan Barat salah satunya adalah sungai Landak. Menurut Soewarno (2000; 644 ) sedimen adalah hasil proses baik proses erosi permukaan, erosi parit dan jenis erosi tanah lainnya. Sedimen biasanya mengendap dibawah kaki bukit, didaerah genangan banjir, disaluran air, sungai, waduk. Permasalahan di atas seringkali menimbulkan kesulitan dan kerugian bagi masyarakat dan pemerintah seperti: menimbulkan banjir, terganggunya lalu lintas kapal/motor air, pendangkalan sungai ini umumnya terjadi di saat musim kemarau dimana debit sungai kecil, pada saat tersebut daya dorong aliran dari sungai tidak mampu lagi untuk mengangkut sedimen di muara. Sedimentasi dapat berupa beban bilas (wash load), beban layang (suspended load) dan beban alas (bed load).

Sedimentasi

Dasar sungai biasanya tersusun oleh endapan material angkutan sedimen yang terbawa oleh aliran sungai dan material tersebut dapat terangkut kembali apabila kecepatan aliran cukup tinggi. Angkutan sedimen dapat bergerak, bergeser di sepanjang dasar sungai atau bergerak melayang pada aliran sungai, tergantung dari pada komposisi serta kondisi aliran.

Menurut sumber asalnya angkutan sedimen dibedakan menjadi :

1. muatan material dasar (Bed Material Load)2. muatan bilas (Wash Load)Menurut mekanisme pengangkutannya angkutan sedimen dibedakan menjadi :

1. muatan Sedimen Melayang (Suspended Load)

2. muatan Sedimen Dasar (Bed Load)

Secara skematis angkutan sedimen dapat digambarkan sebagai berikut:

Sumber, Soewarno ( 2000 ; 646 )

Gambar 1. Skema Angkutan Sedimen

Menurut, Mardjikoen (1988;24) bahwa angkutan sedimen secara umum terbagi menjadi sedimen dasar (bed load), sedimen layang (suspended load) dan sedimen loncat (saltation load). Sedangkan proses sedimentasi meliputi proses erosi, transportasi, pengendapan (deposition) dan pemadatan (compaction) dari sedimen tersebut. Proses ini berlangsung cukup komplek, dimulai dari proses jatuhnya hujan yang kemudian menghasilkan energi kinetik. Energi ini mampu melakukan pengikisan butiran tanah. Hasilnya sebagian terbawa aliran air masuk ke sungai, sebagian hanya berpindah ke tempat lain. Partikel tanah yang terkikis dari permukaan bumi, ditambah dari tebing dan dasar sungai terangkut aliran air dan menjadi angkutan sedimen. Keadaan bergeraknya sedimen tersebut sangat tergantung kepada ukuran partikel, bentuk dan berat spesifiknya.

Angkutan sedimen (sediment transport) adalah mekanisme pemindahan partikel sedimen dari tempat lepasnya ke tempat barunya akibat aliran air. Laju pengangkutan sedimen tersebut disebut debit sedimen.

Muatan Bilas (Wash Load)

Menurut, Soewarno (2000;646) bahwa muatan bilas (wash load) adalah angkutan partikel-partikel halus berupa lempung (silt) dan debu (dust), yang terbawa oleh aliran sungai. Partikel-partikel ini akan terbawa aliran sungai sampai ke laut, atau dapat juga terendap pada aliran tenang atau pada air yang tergenang.

Ukuran butir muatan bilas adalah paling kecil dari ukuran butir seluruh angkutan sedimen. Sumber utama dari muatan bilas adalah hasil pelapukan lapisan atas batuan atau tanah daerah pengaliran sungai

Muatan Sedimen Melayang (Suspended Load)Menurut, Soewarno (2000;648) bahwa muatan sedimen melayang merupakan material dasar sungai yang melayang di dalam aliran sungai dan terdiri dari butiran-butiran pasir halus yang senantiasa mengambang di atas sungai, karena selalu didorong ke atas oleh turbulensi aliran.

Pada aliran turbulen, partikel sedimen tetap melayang di dalam aliran sungai, tetapi jika aliran sungai itu laminar maka konsentrasi sedimen akan berkurang dan akhirnya mengendap.

Muatan Sedimen Dasar (Bed Load)

Menurut, Soewarno (2000;650) bahwa muatan sedimen dasar merupakan partikel-partikel kasar yang bergerak pada dasar sungai secara keseluruhan. Gerakannya bisa bergeser, menggelinding atau meloncat-loncat, tetapi tidak pernah lepas dari dasar sungai. Gerakan ini kadang-kadang meliputi lapisan dasar ditandai bercampurnya butiran partikel tersebut bersama-sama bergerak ke arah hilir. Pada umumnya alur sungai di bagian hulu angkutan bed load merupakan bagian yang terbesar dari seluruh jumlah sedimen.

Gambar 2. Klasifikasi Angkutan Sedimen

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Angkutan Sedimen

Sedimen yang terangkut oleh air dipengaruhi oleh :

Ukuran Partikel Sedimen

Menurut besarnya ukuran sedimen dapat digolongkan seperti tabel berikut ini: Tabel 1. Klasifikasi Ukuran ButirSumber : Pengkajian Sedimentasi Waduk, Ir. Kartini, MT

Ackers-White dan Yalin mendefinisikan parameter butir adalah :

a. Diameter partikel :

.................................................................(1)

Dimana

D50=Diameter median dari material dasar

S=kerapatan jenis

v=Koefisien kekentalan kinematik

b. Transport Stage Parameter

.................................................................(2.)

Dimana

U*=(g0,5 / C). U

C=Koefisien Chezy

u=Kecepatan rata-rata

Bentuk Partikel

Bentuk partikel juga berpengaruh pada perhitungan angkutan sedimen, yaitu pada kecepatan angkutan butir. NC Nown da Malaika dan Alberton mempelajari bentuk partikel dan memberikan suatu definisi yang dapat digunakan secara praktis dan menghasilkan hasil yang cukup baik. Faktor bentuk tersebut dinyatakan dalam :

SF = c / ( a . b )0,5.................................................................(3.)

Dimana

SF=faktor bentuk dari Corey (tak berdimensi)

a=penampang terpanjang dari partikel (mm)

b=penampang dari partikel (mm)

c=penampang terpendek dari partikel (mm)

Berat Spesifik Partikel Sedimen

Definisi Berat Spesifik (Spesific Weight) ialah berat persatuan volume dari bahan angkutan sedimen.

Berat sedimen

(4.) Volume sedimen Untuk menghitung kecepatan angkut partikel diasumsikan bahwa :

a. Partikel adalah Sperical (bulat)

b. Gaya percepatan fluida orde dua.

Distribusi kecepatan vertikal digunakan rumus :

(5)dimana :u*= kecepatan geser dasar

z= 0,05 h

k= konstanta Von Karman = (0,4)

zo= 0,11 (v/u* + 0,03 ks)

ks= kekasaran nikuradse

Rumus-rumus perhitungan angkutan sedimen baik mengenai Bed Load, maupun suspended Load yang diperoleh dari beberapa bentuk model fisik untuk meramalkan hubungan antara parameter-parameter yang mempengaruhi angkutan sedimen. Analisa Angkutan Sedimen Suspensi dengan Metode Sesaat Berdasarkan angkutan sedimen yang terjadi, maka debit angkutan sedimen layang dihitung dengan rumus :Qs=0,0864.C.Qw

(6.)Dimana :Qs= debit angkutan sedimen (ton/hari)

C= konsentrasi sedimen (mg/ltr)

Qw= debit sungai (m3/det)

Apabila dalam periode 1 hari dilaksanakan pengukuran aliran maka besar aliran rata-rata pada hari itu dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

(7.)dimana :

= besar aliran harian rata-rata (m3/det)

Q1 = besar aliran yang terukur pada saat sub I (m3/det)

(ti = interval waktu pengukuran aliran (jam)

n = jumlah pengukuran aliran

Sedang rata-rata konsentrasi sedimen harian dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

(8.)dimana : = konsentrasi rata-rata sedimen harian (mg/l)

ci = konsentrasi sedimen pada saat ti (mg/l)

(ti = interval waktu pengukuran (jam)

n = jumlah pengukuran

Oleh karena Qi dan Ci, kedua-duanya tidak tetap selama periode waktu 24 jam, maka besarnya rata-rata debit sedimen hariannya dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

(9.)dimana : Qs = rata-rata debit sedimen harian (ton/hari)

ci = konsentrasi sedimen pada saat ti (mg/l)

Qwi= besar aliran pada saat ti (m3/det)

(ti = interval waktu pengukuran (jam)

n = jumlah pengukuran Hasil akhir dari persamaan di atas akan berbeda dengan nilai debit sedimen yang dihitung dengan persamaan : Qs = 0,0864. C . Qw Analisa Angkutan Sedimen dengan Metode L.C. Van Rijn

Muatan sedimen layang bergerak bersama dengan aliran air sungai, terdiri dari pasir halus yang senantiasa didukung oleh air, dan hanya sedikit sekali berinteraksi dengan dasar sungai karena sudah didorong ke atas oleh turbulensi aliran. Disamping itu dalam sedimen layang juga terdapat sedimen bilas (wash load) yang berukuran sangat kecil (