pengangkutan dan pengendapan pada sedimen siliciclastic
DESCRIPTION
sedimentologyTRANSCRIPT
3. Pengangkutan dan Pengendapan pada Sedimen
Siliciclastic
3.1 PENGENALAN
Sisa-sisa kerusakan karena hujan dan angin atau, hancuran iklim dan partikel-partikel
pyroclastic yang didiskusikan dalam Bab 2 pada akhirnya dikikiskan dan dihanyutkan
dari dataran tinggi dan diangkut ke lembah sungai yang bersifat endapan, dimana
bahan-bahan tersebut mengalami pengiriman tambahan sebelum pengendapan akhir.
Sedimen adalah bahan lainnya yang dikirim melalui aliran udara, air, atau es melalui
gaya berat yang dikendalikan proses aliran-endapan yang biasanya mencakup
keberadaan air. Selama (keadaan) gaya berat-dengan pengangkutan aliran (tersebut),
bahan-bahan cair dan gas bisa bertindak sebagai sebuah mekanisme pendukung dan
semacam minyak pelumas bagi pergerakan sedimen, dan beberapa aliran gaya berat
sedimen, seperti aliran puing/runtuhan, yang menunjukkan reaksi seperti benda cair
dan gas. Studi mengenai pengangkutan sedimen dengan demikian membutuhkan
beberapa pemahaman dan penggunaan prinsip aliran zat cair dan gas. Hukum atau
aturan fundamental kedinamisan zat cair dan gas bersifat komplek ketika digunakan
untuk aliran zat cair dan gas secara sendiri. Kerumitan ini kebanyakan diperbesar
ketika partikel-partikel ikut dalam aliran, sebagaimana (terjadi) selama pengiriman
endapan. Persoalan memahami pengangkutan endapan melalui aliran zat cair dan gas
lebih lanjutnya diperbesar oleh bukti bahwa para ahli geologi memberi perhatian
terutama dalam memahami kondisi yang terjadi di masa lampau. Mereka harus
berusaha untuk menginterpretasikan kondisi banjir (luapan) purba, yang mendasari
produk-produk pengendapan pada pengangkutan sedimen, lama setelah aliran zat cair
dan gas atau aliran gaya-berat endapan itu sendiri yang telah hilang. Pendeknya,
mereka haruslah mengambil kesimpulan dari karakteristik yang terawetkan pada
sedimen dengan aliran alami yang mengambil tempatnya jutaan tahun yang lalu.
Dengan demikian, para ahli geologi berusaha untuk mendapatkan suatu hubungan
antara kepemilikan secara fisik pada batuan yang mengendap, seperti struktur dan
tekstur endapan, serta parameter aliran zat cair dan gas, seperti kecepatan dan
kedalaman air, yang meminjam pengetahuan (yang dalam) ke dalam mekanisme
pengendapan dan lingkungan. Tugas ini adalah sesuatu hal yang berat dan
membutuhkan penggunaan prinsip-prinsip dan pengetahuan yang diambil dari studi-
studi secara teoretis, riset laboratorium yang bersifat eksperimen, serta studi pada
pengangkutan endapan dan proses-proses pengendapan dalam lingkungan modern.
Dalam bab ini, kita menyelidiki proses pengangkutan sedimen melalui beberapa
pengujian pertama pada bahan-bahan cair dan gas dan konsep-konsep dasar pada
aliran zat cair dan gas. Kita kemudian mempertimbangkan permasalahan yang
dicakup dalam bahan yang dibawa serta pengiriman partikel-partikel melalui aliran-
zat cair dan gas serta proses gaya berat-aliran. Mekanisme zat cair dan gas merupakan
suatu subyek yang khususnya penting bagi perencana (insinyur) dan kebanyakan pada
teori aliran zat cair dan gas telah dikembangkan untuk penggunaan bagi
permasalahan perencanaan/pembangunan. Sayangnya, kebanyakan prinsip-prinsip
kedinamisan zat cair dan gas ini tidaklah dengan mudah dipakai untuk masalah yang
lebih pragmatis dalam memahami pengangkutan sedimen. Sebagai contoh, para
insinyur biasanya tidaklah mengutamakan memberikan perhatian pada semacam
aspek aliran zat cair dan gas, sebagaimana kerusakan yang diakibatkan kecepatan
aliran, yang mana menjadi kepentingan yang spesial bagi para ahli geologi yang
melakukan studi pengendapan sedimen. Tidak dicoba dibuat di sini untuk
memberikan suatu tinjauan menyeluruh (yang meliputi banyak hal) pada mekanisme
zat cair dan gas. Hanyalah konsep-konsep itu pada aliran zat cair dan gas yang
penting untuk memahami pengiriman sedimen dan pengendapan yang didiskusikan,
dan konsep-konsep ini ditampilkan dalam bentuk yang disederhanakan. Pengenalan
pada beberapa terminologi yang ganjil/khas untuk dinamika zat cair dan gas tidak
dapat dihindarkan, tetapi terminologi baru dipakai untuk suatu keadaan minimum.
Penekanan pada bab ini adalah pada pemeriksaan hubungan antara parameter luapan-
zat cair dan gas serta bahan-bahan yang sifatnya fisik pada karang yang mengendap,
walaupun hubungan antara parameter-parameter luapan zat cair dan gas untuk
bentuk-bentuk dasarnya (riak/desir) dan dasar-lintasannya diuji dalam rincian yang
sifatnya moderat. Hubungan antara parameter-parameter aliran dengan bahan-bahan
endapan tidak dapat dikembangkan secara lengkap hingga tekstur dan struktur
sedimen telah didiskusikan. Oleh karena itu, hubungan ini akan didiskusikan lebih
lanjut pada Bab 5 dan bab-bab di bawahnya pada buku ini, secara tepat.
3.2 POKOK-POKOK PADA ALIRAN ZAT CAIR DAN GAS
Zat cair dan gas adalah substansi yang berubah bentuk dengan mudah dan terus-
menerus sebagai kekuatan eksternal yang digunakan. Dengan demikian, zat tersebut
mempunyai kekuatan melawan yang dapat diabaikan untuk memotong kekuatan.
Pemotongan kekuatan membentuk kondisi dengan suatu tubuh yang menciptakan
suatu kecenderungan bagi pemotongan tubuh untuk mendorong melebihi bagian-
bagian lainnya sepanjang suatu rangkaian parallel yang memotong bidang. Zat-zat
cair dan gas alami mencakup minyak mentah, gas alami, udara, dan air, yang
bagaimanapun, udara, air, dan air yang mengandung beragam penghitungan yang
menutup/menghentikan sedimen adalah zat cair dan gas yang merupakan perhatian
utama dalam ilmu geologi. Bahan-bahan fisik dasar pada zat cair dan gas ini adalah
kepadatan dan sifat melekatnya. Perbedaan dalam bahan-bahan ini secara menyolok
sekali berpengaruh pada kesanggupan zat cair dan gas untuk mengikis,
menghanyutkan dan mengangkut sedimen.
Berat jenis zat cair dan gas ( ), didefinisikan sebagai massa per unit volume
zat cair gas, berpengaruh pada pembesaran kekuatan yang bertindak dengan sebuah
zat cair dan gas dan pada dasar sebaik sebagaimana penghitungan yang mana
partikel jatuh atau diturunkan/ditempatkan melalui suatu zat cair dan gas. Berat jenis
secara khusus mempengaruhi pergerakan zat cair dan gas dengan landaian menurun
di bawah pengaruh gravitasi. Kepadatan bertambah dengan pengurangan temperatur
pada zat cair dan gas. Berat jenis pada air (0,998 g/mL pada 20 C) adalah lebih
daripada 700 kali lebih besar daripada yang terdapat di udara. Kepadatan ini secara
berbeda berpengaruh pada kesanggupan relatif pada air dan udara untuk
pengangkutan sedimen. Air dapat mengangkut partikel-partikel yang kebanyakan
berukuran besar daripada yang diangkut oleh angin..
Sifat merekat zat cair dan gas adalah suatu pengukuran pada kesanggupan zat
cair dan gas untuk mengarus. Zat cair dan gas dengan sifat merekat rendah mengalir
dengan mudah. Untuk menilai signifikasi pada sifat merekatnya, bayangkan suatu
eksperimen sederhana yang mana suatu zat cair dan gas dilekuk/diperangkap diantara
dua logam secara parallel. Logam yang lebih rendah tidak bergerak/seimbang, dan
logam yang diatasnya bergerak melampauinya dengan suatu kecepatan yang stabil
(V). Zat cair dan gas dapat dipikirkan sebagai suatu bentuk lempengan berbentuk
parallel diantara logam-logam tersebut. Sebagaimana logam di bagian atas yang
bergerak melampaui yang di bawahnya, zat cair dan gas yang berada diantaranya
terletak dalam keadaan bergerak dengan suatu kecepatan yang berubah secara linear
dari nol pada logam yang lebih rendah untuk kecepatan (V) pada logam yang lebih
diatasnya (Gambar 3.1). Kekuatan memotong per unit wilayah diperlukan untuk
memproduksi suatu nilai yang diberikan pada pemotongan, atau suatu kecepatan
yang diberikan dalam curaman/lerengan yang normal untuk pemotongan bidang,
yang ditentukan melalui sifat merekatnya. Sifat merekat yang dinamis ( ) dengan
demikian mengukur daya tahan pada substansi untuk merubah bentuk dengan
mengambil tempat pada kecepatan yang terbatas selama aliran. Hal tersebut
memperkuat kecepatan menanjak/lerengan per unit dan yang didefinisikan sebagai
rasio pemotongan tekanan ( ) untuk nilai pada perubahan bentuk (du/dy)
ditopang/disokong melewati zat cair/gas:
= ___τ__ (3.1)
du/dy
dan gas lokal u dalam mengarahkan y yang normal untuk memotong permukaan.
Tekanan pemotongan adalah penguatan potongan per unit wilayah (contoh,
dynes/cm2) yang digunakan/didesak melintasi potongan permukaan pada beberapa
titik dalam suatu zat cair dan gas. Hal tersebut berlaku pada zat cair dan gas yang
yang parallel untuk permukaan tubuh zat cair dan gas. Tekanan pemotongan
dihasilkan pada ikatan dua zat cair dan gas yang bergerak, dan hal tersebut
merupakan fungsi perluasan untuk mana suatu pergerakan yang lebih lamban pada
massa suatu pergerakan yang lebih cepat. Dengan demikian, suatu lapisan yang
bergerak lebih cepat bergerak melampaui suatu gerakan yang lebih lamban, tekanan
potongan adalah penguatan yang memproduksi suatu perubahan dalam kecepatan
(du) secara relatif untuk tinggi (dy) (Gambar 3.1). Lebih besar sifat merekatnya,
lebih besar lagi tekanan potongan harus memproduksi nilai perubahan bentuk yang
sama. Tekanan potongan pada dasarnya adalah suatu fungsi pada kecepatan
pemotongan (U*), yang mana adalah sama untuk
. Kecepatan pemotongan, diekspresikan dalam kecepatan unit-unit semacam
cm/s, yang merupakan faktor yang sangat penting dalam pengangkutan sedimen. Ia
memainkan suatu peranan kritis dalam erosion atau turut diangkut pada suatu aliran
dasar atau lantai lautan dan dalam pengangkutan dengan arus menurun yang
dikombinasikan pada sedimen.
Pengurangan sifat merekat dengan suhu; dengan demikian, aliran zat cair dan gas
yang diberikan pada temperatur yang lebih tinggi. Karena baik berat jenis dan sifat
melekat dinamis yang kuat mempengaruhi tingkah laku zat cair dan gas, sifat
dinamis zat cair dan gas yang biasanya mengkombinasikan keduanya ke dalam suatu
parameter tunggal yang disebut sifat melekat secara kinematic (v), yang mana adalah
rasio pada sifat merekat yang dinamis untuk kepadatan/berat jenis:
V = (3.2)
Sifat merekat secara kinematic adalah suatu faktor yang penting dalam menentukan
luasnya aliran zat cair dan gas yang ditunjukkan pergolakannya.
Jenis-jenis Zat Cair dan Gas
Udara dan air hanya merupakan zat cair dan gas yang penting dalam pengangkutan
sedimen, tetapi air dapat menunjukkan beragam bahan-bahan/unsur sebagaimana
suatu medium zat cair dan gas apabila ia mengandung konsentrasi-konsentrasi
bersifat mendasar pada sedimen atau dibekukan menjadi es. Karena zat cair dan gas
ini adalah bahan-bahan yang mempengaruhi cara zat cair dan gas mengalirkan dan
mengangkut sedimen, ia menjadi penting untuk memahami tingkah laku beragam
jenis zat cair dan gas. Bergantung pada luasnya kedinamisan perubahan sifat
merekatnya ( ) dengan nilai (perubahan bentuk) potongan atau penyaringannya,
tiga jenis zat cair dan gas umum yang dapat dibuat/didefinisikan. Zat-zat cair dan gas
bersifat Newtonian tidaklah mempunyai penguatan dan tidaklah melalui suatu
perubahan dalam sifat merekatnya sebagaimana penambahan nilai potongan. Dengan
demikian, air biasa yang mana tidaklah merubah sifat merekatnya sebagaimana
stirred atau yang diagitasi adalah suatu zat cair dan gas Newtonian. Resistensi
tambahan untuk aliran yang muncul selama pergolakan zat cair dan gas yang
diperlihatkan untuk pergerakan pada pusaran arusnya yang mana menyerap energi.
Resistensi ini disebut sifat merekat pusaran arus, tetapi hal tersebut tidaklah
menggambarkan suatu perubahan dalam sifat merekat yang dinamis. Zat-zat cair dan
gas non Newtonian tidaklah mempunyai kekuatan untuk menunjukkan beragam sifat
merekatnya ( ) dengan perubahan dalam nilai pemotongan dan penyaringannya. Air
yang mengandung sifat menyebar pada pasir dalam konsentrasi yang lebih besar
daripada 30 persen melalui volumenya-atau kadang-kadang konsentrasi yang lebih
rendah pada tanah liat yang sifatnya menyatu-menunjukkan reaksi sebagaimana
suatu zat cair dan gas Non Newtonian. Oleh karena itu, air-yang dipenuhi dengan
tinggi, lumpur tidak padat yang menunjukkan perilaku Non-Newtonian. Sejenis
lumpur dapat mengalir sangat lembam pada aliran dengan sifat merekat yang lamban,
tetapi mereka memperlihatkan kebanyakan lebih sedikit liat/melekat yang mengalir
pada kecepatan yang lebih tinggi.
Beberapa penyebaran/pembubaran yang dikonsentrasikan dengan ekstrem
pada sedimen boleh menunjukkan reaksi sebagaimana substansi plastik, yang mana
mempunyai penguatan awal yang harus menjadi usaha mengatasi sebelum mencapai
hasilnya. Apabila bahan plastik menunjukkan reaksi sebagaimana suatu substansi
dengan sifat merekat yang stabil setelah penguatan hasil adalah lebih, ia disebut
plastik Bingham. Aliran-aliran yang runtuh, yang mana(batu) cobbles besar atau
batu besar (yang dimakan oleh arus) yang didukung dalam suatu matriks pada zat cair
dan gas interstitial (dibentuk/tejadi pada interstices) dan sedimen yang baik adalah
contoh substansi alami yang menunjukkan reaksi sebagaimana plastik-plastik
Bingham. Air dengan sedimen/endapan yang dibubarkan dan bahan-bahan plastik
lainnya (seperti es), yang mana menunjukkan reaksi sebagai substansi dengan
beragam sifat merekat setelah hasilnya diperkuat secara dilebihkan dan mereka mulai
mengalir, yang disebut pseudoplastic. Substansi thixotropic, suatu jenis yang spesial
pada pseudoplastic, mempunyai kekuatan hingga dipotong. Pemotongan merusak
kekuatannya; substansi menunjukkan reaksi seperti suatu zat cair dan gas (biasanya
non-Newtonian) hingga dibolehkan untuk beristirahat pada suatu saat yang pendek,
setelah mana penguatannya adalah diambil kembali. Lumpur yang dideposit dengan
segar dan baru biasanya memperlihatkan perilaku thixotropic. Pemotongan
menghasilkan gempa gempa, sebagai contoh, dan menyebabkan bagian yang mencair
(cawan) dan kesalahan pada semacam lumpur. Semacam bagian yang mencair
sebentar dapat dihasilkan dalam pergerakan dengan landaian menurun pada sedimen
yang sebaliknya tidak akan menjalankan pengangkutan. Ia akan juga membawa pada
formasi jenis-jenis struktur yang merusak bentuk tertentu. Perbedaan dalam perilaku
pada zat cair dan gas Newtonian, zat-zat cair dan gas non-Newtonian, serta substansi
plastik dalam menanggapi tekanan pemotongan yang diilustrasikan pada Gambar
3.2.
Laminar vs Aliran yang Bergolak
Zat-zat cair dan gas yang bergerak memperlihatkan dua mode aliran yang bergantung
pada kecepatan sifat merekat zat-zat cair dan gas tersebut. Eksperimen-eksperimen
dengan celupan menunjukkan bahwa suatu arus mencelup yang disuntikkan ke
dalam suatu pergerakan yang lamban, zat cair dan gas unidirectional yang akan
berlangsung lama sebagai suatu yang lurus, arus koheren pada lebar/keluasan yang
hampir konstan. Pergerakan semacam ini disebut aliran laminar. Ia boleh jadi
divisualisasikan sebagai suatu rangkaian pada sheet atau kawat pijar yang parallel
melalui mana pergerakan terjadi pada suatu skala molekular memperlihatkan untuk
vibrasi yang konstan dan penerjemahan pada molekul-molekul zat cair dan gas
(Gambar 3.3A dan B). Apabila kecepatan pada aliran ditambahnkan atau sifat merekat
pada zat cair dan gas dikurangi, arus celupan tidaklah dipelihara lebih lama lagi
sebagai suatu arus yang koheren tetapi pecah dan menjadi terdistorsi dengan tinggi. Ia
bergerak sebagai suatu rangkaian perubahan yang konstan dan merusak bentuk
massa yang mana terdapat pengangkutan yang terukur pada zat cair dan gas garis
tegak lurus untuk titik pertengahan yang langsung pada aliran (Gambar 3.3C). Jenis
aliran ini disebut aliran bergolak karena garis melintang/potong pergerakan pada
massa zat cair dan gas ini. Bergolak dengan demikian adalah sesuatu yang tidak
beraturan atau komponen acak pada pergerakan zat cair dan gas. Pergolakan massa
air yang tinggi lebih menunjukkan pusaran/kisaran arus. Kebanyakan aliran air dan
udara di bawah kondisi-kondisi alami adalah berifat bergolak, walaupun aliran pada
es dan pada lumpur-yang didukung reruntuhan/puing (zat-zat cair dan gas non-
Newtonian) adalah laminar (sejenis lapisan/laminate) yang amat penting.
Pergerakan ke atas pada partikel-partikel air dalam massa air yang bergolak
memperlambat jatuhnya penempatan partikel dan dengan demikian mengurangi
penempatan kecepatan. Juga, pergolakan zat cair dan gas berkecenderungan untuk
menambah keefektifan massa zat cair dan gas dalam pengikiran serta penghanyutan
dan mengangkut serta membawa partikel dari suatu dasar sedimen. Karena pada
signifikasi pergolakan dalam pengangkutan sedimen, ia menjadi penting untuk
mengembangkan suatu pemahaman yang lebih penuh pada bahan-bahan ini.
Kecepatan diukur melebihi suatu periode waktu pada suatu titik yang khusus dalam
aliran bergolak yang berkecenderungan terhadap suatu nilai rata-rata ketika diukur
melampaui periode waktu tertentu, tetapi ia berubah dari instan ke instan di sekitar
nilai rat-rata ini. Sebagaimana akan kita lihat, suatu variabel yang dihitung disebut
jumlah Reynolds yang dapat digunakan untuk memprediksi batas kondisi-kondisi
yang memisahkan laminar dan aliran yang bergolak. Aliran bergolak (turbulent)
menahan/melawan distorsi/penyimpangan untuk suatu tingkat yang lebih tinggi
daripada aliran laminar. Dengan demikian, suatu zat cair dan gas melalui aliran
bergolak melalui aliran yang nampak hingga mempunyai sifat merekat yang lebih
tinggi daripada zat cair dan gas sama yang melalui aliran laminar. Sebagaimana
dicatat, hal ini jelas kelihatan daya merekatnya, yang mana berubah dengan karakter
pada gerakan putarannya (pergolakannya), yang disebut sifat merekat pusaran arus.
Sifat merekat pusaran arus menghasilkan dari pemindaham momentum pergolakan,
dan hal tersebut dihitung pada pertukaran massa zat cair dan gas diantara tubuh air
yang berdekatan. Ia diperlukan supaya bergandengan dengan zat-zat cair dan gas
yang melalui pergolakan untuk menuliskan kembali persamaan bagi pemotongan
yang mencakup suatu istilah bagi sifat merekat pusaran arus. Dengan demikian, bagi
aliran laminar, potongan menekan diberikan melalui hubungan:
Tetapi untuk aliran yang bergolak
Dimana adalah sifat merekat pusaran arus, yang mana biasanya beberapa
diantaranya diminta pada pembesaran yang lebih tinggi daripada sifat merekat yang
dinamis.
Bilangan Reynold
Perbedaan yang fundamental dalam aliran laminar dan aliran yang bergolak muncul
dari rasio pada kekuatan inertial (kelembaman) yang berkecenderungan untuk
menyebabkan pergolakan zat cair dan gas dan kuat melekat yang berkecenderungan
untuk menekan pergolakan. Penguatan kelembaman dihubungkan dengan skala dan
kecepatan pada pergeraakan zat cair dan gas. Kekentalan yang kuat muncul dari sifat
merekat pada zat cair dan gas, dan kekuatan ini melawan perubahan bentuk pada zat
cair dan gas. Hubungan pada kelembaman untuk kuatnya kekentalan dapat
ditunjukkan secara matematis melalui nilai yang tidak bersifat dimensional yang
disebut bilangan Reynold (Re), yang mana dinyatakan sebagai
Dimana U adalah diartikan kecepatan pada aliran, L adalah beberapa panjang
(biasanya kedalaman air) yang mengkarakterisasi skala aliran, dan v adalah sifat
merekat kinematic. Ketika penguatan kekentalan/kerekatan bersifat mendominasi,
sebagaimana dalam aliran lumpur yang konsentrasinya tinggi, bilangan Reynold
adalah kecil dan mengalir adalah laminar. Aliran kecepatan yang sangat rendah atau
kedalaman bagian yang dangkal pada air juga memproduksi bilangan Reynold yang
rendah dan aliran laminar. Ketikan kelembaman yang kuat mendominasi dan
kecepatan aliran bertambah, sebagaimana dalam atmosfir dan kebanyakan aliran
sungai, bilangan Reynold adalah besar dan alirannya bergolak. Dengan demikian,
kebanyakan aliran di bawah kondisi-kondisi alami adalah bergolak. Catat dari
persamaan 3,5 bahwa suatu penambahan dalam sifat merekat akan mempunyai
pengaruh yang sama sebagaimana suatu pengurangan dalam kecepatan aliran atau
kedalaman aliran. Transisi dari aliran laminar hingga aliran yang bergolak mengambil
tempat di atas suatu nilai yang dikritisi pada bilangan Reynold, yang mana biasanya
terletak antara 500 dan 2000 serta yang mana bergantung pada kondisi batas-
batasnya, bilangan Reynold dapat digunakan untuk memperkirakan manakala aliran
akan menjadi laminar atau bergolak dan untuk mengambil beberapa gagasan pada
pembesaran pergolakan. Karena bilangan Reynold tidak bersifat dimensi, ia
merupakan nilai khusus ketika digunakan untuk membandingkan model skala-rendah
pada sistem aliran untuk sistem aliran alami. Apabila nilai panjang pada persamaan
3,5 ditempatkan kembali melalui kesatuan berat diameter, bilangan Reynold menjadi
suatu parameter yang penting dalam melakukan evaluasi erosi pada endapan dan
mengangkutnya dari bagian dasar, suatu subyek yang didiskusikan dalam bab berikut
ini.
Profil Kecepatan dan Kekasaran/Kekesatan Bed (Bagian Dasarnya)
Karena pada penekanan potongan lebih besar dibutuhkan untuk memelihara suatu
kecepatan khusus pada ketinggian dalam aliran yang bergolak, baik pada profil
kecepatan vertikal di atas dasarnya dan profil kecepatan dalam suatu aliran saluran,
sebagaimana diamati dari atas, yang mempunyai suatu bentuk berbeda daripada
profil kecepatan aliran-laminar (Gambar 3.4). Penerimaan/memperlihatkan untuk
variasi dalam kecepatan aliran selama aliran yang bergolak, bentuk profil vertikal
pada aliran-yang bergolak ditentukan melalui nilai rata-rata waktu pada kecepatan.
Di bawah kondisi-kondisi pada aliran-yang bergolak, aliran laminar atau yang
mendekati-laminar terjadi hanya sangat dekat pada dasar. Bentuk yang tepat pada
profil bergolaknya bergantung pada kealamian dasar yang melampaui penempatan
aliran. Bagi dasar yang halus, terdapat suatu lapisan halus tertutup bagi batas dasar
dimana molekular melekat yang kuat mendominasi. Adhesi/pelekaatan molekular
menyebabkan zat cair dan gas dengan segera tiba pada batas untuk menyisakan sifat
yang tidak berimbang/tidak berubah. Terlalu berlapis yang berhasil pada peluncuran
zat cair dan gas secara relatif untuk berada di bawah pada nilai yang bergantung sifat
merekat zat cair dan gas (gambar 3.1). Aliran dengan lapisan batas yang tipis ini
berkecenderungan terhadap laminar, walaupun ia dikarakterisasi melalui lapisan pada
pergerakan zat cair dan gas yang lebih cepat dan lebih lambat dan bukalah benar-
benar laminar. Lapisan ini adalah sublapisan yang kental/melekat, atau sublapisan
laminar (berlapis-lapis). Melampaui sesuatu yang sangat kasar atau dasar yang tidak
beraturan seperti pasir kuarsa atau tanah liat, sublapisan yang melekat/kental ini
dirusak melalui ketidakberaturan ini, yang mana perluasannya melalui lapisan ke
dalam aliran yang bergolak. Aliran pada zat cair dan gas melampaui suatu batas yang
dengan demikian dipengaruhi oleh kekasaran batasnya. Penghambat pada dasar
menghasilkan kisaran arus pada batas suatu aliran; lebih besar dan penghambat yang
berlebihan, lebih bergolak yang dihasilkannya. Kehadiran atau
ketiadaan/ketidakhadiran suatu sublapisan boleh jadi merupakan suatu faktor yang
penting dalam memulai pergerakan.
Batas Tekanan pada Potongan
Sebagaimana suatu zat cair dan gas melintang/melintas pada dasarnya, suatu tekanan
yang menentang gerakan pada zat cair dan gas eksis pada permukaan dasarnya.
Tekanan ini disebut batas tekanan pada pemotongan ( ) untuk membedakannya
dari tekanan pada pemotongan zat cair dan gas ( ), yang didefinisikan sebagai
kekuatan per unit wilayah yang parallel pada dasarnya, yang adalah kekuatan per unit
wilayah bersifat garis singgung pada permukaannya. Hal tersebut merupakan suatu
fungsi pada kepadatan/berat jenis, melandai pada dasarnya, dan kedalaman air.
Tekanan pada pemotongan batas dinyataakan sebagai
Dimana adalah berat jenis pada zat cair dan gas, R adalah radius hidrolik (area
dengan pembagian menyilang yang dibagi melalui perimeter yang dihangatkan), dan
S adalah landaian (tinggi/curam tanjakan). Tekanan pada pemotongan batas adalah
juga suatu fungsi pada kecepatan aliran, suatu hubungan matematis yang kompleks
tidaklah ditunjukkan di sini. Hal tersebut berkecenderungan untuk bertambah
sebagaimana penambahan kecepatan, sungguhpun bukan dalam suatu cara yang
langsung.
Bilangan Froude
Dalam menambahkan untuk pengaruh pada sifat merekat zat cair dan gas dan
kekuatan inertial, penguatan gravitasi juga memainkan suatu peranan penting dalam
aliran zat cair dan gas karena gravitasi mempengaruhi cara yang mana suatu
pengiriman zat cair dan gas gelombang permukaan. Kecepatan dengan mana
gelombang kecil gravitasi bergerak dalam bagian yang dangkal pada air yang
diberikan oleh pernyatan, yang mana g adalah akselerasi bersifat gravitasi dan L
adalah kedalaman air. Rasio antara kelembaman dan penguatan gravitasi adalah
bilangan Froude (F ), yang mana dinyatakan sebagai
Dimana U adalah lagi-lagi pengertian kecepatan pada aliran dan L adalah kedalaman
air, dalam kasus air yang mengalir dalam suatu saluran yang terbuka. Bilangan
Froude, seperti bilangan Reynolds, adalah suatu nilai yang tidak berdimensi.
Ketika bilangan Froude lebih sedikit daripada 1, kecepatan pada mana
gelombang bergerak adalah lebih besar daripada kecepatan aliran, dan gelombang
dapat terjadi dalam perjalanan ke hulu. Dengan begitu, gelombang dalam suatu arus
bergerak ke hulu dalam bertentangan secara langsung pada aliran arus. Aliran di
bawah kondisi ini disebut sifat tenang, mengarus, atau subkritis. Apabila bilangan
Froude lebih besar daripada 1, gelombang tidak dapat disebarkan arus menaik, dan
aliran dikatakan menjadi cepat, menembak, atau superkritis. Dengan demikian,
bilangan Froude dapat digunakan untuk mendefinisikan kecepatan kritis pada air
(tetapi bukan udara) yang mana aliran pada suatu perubahan mendalam yang
diberikan dari tenang hingga deras/laju atau sebaliknya. Bilangan Froude juga
mempunyai suatu hubungan untuk regim aliran, yang mana adalah didefinisikan
melalui karakteristik bentuk-bentuk dasar seperti riak-riak, yang berkembang selama
aliran zat cair dan gas melebihi suatu dasar sedimen. Hubungan ini didiskusikan lebih
lanjut dalam bagian berikut.
3.3 PENGANGKUTAN PARTIKEL MELALUI ZAT CAIR DAN GAS
____________________________________________________________________
Tidaklah dapat dipungkiri bahwa beberapa sifat fundamental pada perilaku zat cair
dan gas selama aliran zat-zat cair dan gas secara sendiri-sendiri, kita berada sekarang
pada suatu titik dimana kita dapat mempertimbangkan lebih rumit proses pada
pengangkutan sedimen melalui aliran zat cair dan gas. Pengangkutan pada sedimen
melalui zat cair dan gas mencakup dua tahap yang fundamental: (1) erosi dan
pengangkutan sedimen dari bagian dasar dan (2) yang berikutnya, ditopang gerakan
arus menurun atau tiupan angin menurun pada sedimen sepanjang atau di atas bagian
dasar. Masa pengangkutan ditujukan bagi proses yang dicakup penaikan partikel
padat resting dari bagian dasar atau sebaliknya meletakkannya dalam gerakan. Lebih
banyak energi biasanya dibutuhkan untuk memulai pergerakan partikel daripada
untuk mengembil partikel-partikel yang bergerak setelah pengangkutan. Dengan
demikian, suatu kesepakatan besar pada kerja secara eksperimen dan teoretis telah
dibuat terhadap studi pada kondisi-kondisi yang diperlukan bagi pengangkutan
partikel. Sekali saja partikel diangkat dari dasar sedimen ke dalam yang terlalu air
atau kolom udara, nilai jatuhnya kembali ke dasar-penurunan/penetapan kecepatan
adalah suatu faktor penting dalam menentukan seberapa jauh partikel-partikel
mengikuti arus menurun sebelum mereka datang lagi untuk beristirahat pada dasar
sedimen. Seperti pengangkutan sedimen, menyelesaikan kecepatan pada partikel-
partikel telah dilakukan studi secara ekstensif. Sekarang kita akan menguji beberapa
aspek yang fundamental ini pada pengangkutan artikel melalui zat-zat cair dan gas,
dimulai dengan suatu pengamatan pada faktor-faktor yang dicakup dalam
pengangkutan pada sedimen melalui suatu pergerakan pada badan/tubuh zat cair dan
gas.
Pengangkutan Partikel
Pengangkutan melalui Arus-arus. Sebagaimana kecepatan dan tekanan pada
pemotongan pada suatu zat cair dan gas bergerak melampaui suatu penambahan dasar
sedimen, suatu titik yang kritis yang dicapai pada grain yang mulai untuk bergerak
dengan arus menurun. Biasanya partikel padat yang paling kecil dan paling berkilau
yang bergerak pertama. Sebagaimana penambahan tekanan pemotongan, benda padat
yang lebih besar diletakkan ke dalam gerakan hingga akhirnya partikel padat biasanya
berada dimanapaun pada bagian dasar. Permulaan/ambang yang dikritisi ini bagi
pergerakan partikel padat bergerak dalam beberapa variabel, termasuk tekanan
pemotongan yang berbetasan; sifat merekat zat cair dan gas: dan ukuran partikel,
bentuk dan berat jenis. Secara tidak langsung, hal tersebut juga adalah suatu fungsi
pada kecepatan aliran, yang mana berubah sebagaimana logaritma pada jarak di atas
dasarnya.
Untuk memahami permasalahan-permasalahan yang dicakup dalam
pengangkitan partikel-partikel dari bagian dasar dan memprakarsai gerakannya,
marilah kita mempertimbangkan menentang kekuatan yang datang ke dalam
permainan sebagaimana suatu pergerakan zat cair dan gas melintasi bagian dasarnya.
Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 3.5A, penguatan yang diperlihatkan untuk
gravitasi bertindak yang menurun untuk menentang pergerakan dan
menegndalikan/memegang partikel terhadap bagian dasarnya. Kekuatan gravitasi
dihasilkan dari berat pada partikel dan ditambahkan dalam menentang pergerakan
partikel padat melalui resistensi bersifat friksi diantara partikel-partikel. Sebaiknya,
partikel-partikel ukuran tanah liat/lempung telah menambahkan resistensi/perlawanan
untuk pergerakannya yang memperlihatkan sifat kohesif yang timbul dari ikatan-
ikatan elektrokimia diantara partikel-partikel padat yang keci ini. Motif penguatan
yang harus dihasilkan melalui aliran zat cair dan gas untuk menanggulangi
perlawanan/daya tahan bagi pergerakan yang ditentukan (kondisinya) melalui
pelambatan faktor-faktor ini termasuk suatu penarikan kekuatan yang bertindak
secara parallel bagi bagian dasar dan dihubungkan dengan tekanan pemotongan pada
batasnya dan suatu kekuatan mengangkat yang seharusnya untuk efek Bernoulli pada
aliran zat cair dangas melampaui pemeroyeksian partikel-partikel padat. Kekuatan
tarikan (F ) bergantung pada tekanan pemotongan pada batas ( ) dan tarikan/isapan
yang digunakan/didesak pada setiap partikel padat yang ditunjukkan untuk tekanan
ini. Dengan demikian,
Dimana N adalah bilangan yang ditunjukkan partikel padat per unit wilayah.
Kekuatan mengangkat secara hidrolik dikenal sebagai efek Bernoulli disebabkan oleh
bersatu di suatu tempat yang mempersingkat zat cair dan gas melampaui suatu
pemeroyeksian partikel padat. Efek Bernoulli dihasilkan dari suatu penambahan
dalam kecepatan aliran dalam zona dimana usaha mempersingkat pertemuan
melampaui partikel padat. Tekanan hidrostatis dari bawah kemudian
berkecenderungan untuk menekan partikel padat naik hingga bagian dasar ke dalam
zona dengan tekanan-yang rendah (Gambar 3.5B). Penguatan tarikan dan penguatan
mengangkat dikombinasikan untuk memproduksi penguatan zat cair dan gas secara
total, yang digambarkan melalui verkot penguatan zat cair dan gas dalam Gambar
3.5A. Untuk pergeraakan partikel padat yang terjadi, pengauatan zat cair dan gas
haruslah menjadi cukup besar untuk menanggulangi gravitasi dan pergesekan yang
kuat.
Diskusi yang terdahulu secara garis besar disederhanakan dan
digeneralisasikan, dan suatu bilangan pada faktor-faktor yang dikalkulasi secara
compliance pada ambang yang dikritisi pada pergerakan partikel padat di bawah
kondisi-kondisi alami. Faktor-faktor ini termasuk variasi dalam bentuk, ukuran, dan
sorting pada partikel-partikel padat; kekasaran bagian dasarnya, yang mana
mengontrol keberadaan atau ketidakhadiran sublapisan yang liat/melekat; dan kohesi
pada partikel-partikel yang kecil. Karena faktor-faktor yang rumit ini, kondisi-kondisi
yang dikritisi untuk partikel yang diangkut haruslah ditentukan melalui eksperimen.
Dua (bagian) terbuka yang digunakan pada bidang tanah yang menunjukkan
diperoleh secara eksperimen grafik permulaan bagi permulaan pada pergerakan
partikel padat adalah diagram Hjulstrom dan Shields.
Dalam diagram Hjulstrom (gambar 3.6), kecepatan mana pergerakan partikel
padat mulai sebagai kecepatan aliran yang bertambah di atas bagian dasarnya diplot
terhadap ukuran partikel padat (diameter partikel padat). Diagram ini menunjukkan
kecepatan yang dikritisi bagi pergerakan pada partikel-partikel padat kuarsa pada
suatu dasar bidang dalam kedalaman air 1 m. Kurva memisahkan grafik ke dalam
dua bidang. Titik-titik di atas pada grafik mengindikasikan kondisi-kondisi di bawah
yang mana partikel padat bergerak, dan titik-titik dibawah menunjukkan tidak adanya
pergerakan. Catat dari gambar ini bahwa kecepatan pengangkutan yang dikritisi bagi
partikel-partikel padat lebih besar daripada kira-kira 0,5 mm penambahan secara
berkala dengan penambahan titik pertengahan antara ujung-ujung yang ekstrem pada
ukuran partikel padat, ketika kecepatan pengangkutan bagi partikel padat lebih kecil
daripada 0,05 penambahan dengan pengurangan ukuran partikel padat. Hal ini
dirasakan merupakan perilaku yang menyimpang dari biasa pada ukuran partikel
padat yang lebih kecil yang seharusnya rupanya terutama untuk menambah kohesi
pada partikel-partikel dengan ukuran yang lebih baik, membuatnya lebih sukar untuk
mengikis dan menghanyutkan yang lebih besar, partikel-partikel nonkohesif. Juga,
partikel-partikel padat yang ekstrem bisa terletak dengan sublapisan yang melekat,
dimana pergerakan partikel padat yang kecil ditempatkan.
Diagram Shield (Gambar 3.7) secara luas digunakan oleh para ahli ilmu
sedimen dan dengan baik dibuat melalui kerja eksperimen; yang bagaimanapun
adalah lebih kompleks dan sukar untuk memahaminya daripada diagram Hjulstrom
karena ia mencakup dua hubungan yang tidak bersifat dimensi. Pada gambar 3.7,
tekanan pada pemotongan yang tidak berdimensi ( ) (disebut oleh beberapa
pekerja) digunakan malahan pada kecepatan aliran sebagai suatu pengukuran pada
pemotongan yang dikritisi, dan mean parameter ukuran-partikel padat yang
digunakan dalam diagram Hjulstrom ditempatkan kembali melalui bilangan
Reynolds partikel padat (R ), kuantitas yang tidak berdimensi lainnya. Tekanan
pada pemotongan bagian dasar yang tidak berdimensi ( ) diberikan melalui
Dimana adalah tekanan pemotongan pada batas, adalah berat jenis pada zat cair
dan gas, g adalah akselerasi yang bersifat gravitasi, dan D dalah diameter partikel.
Nilai penambahan tekanan pemotongan tidak berdimensi dengan penambahan
tekanan pemotongan pada bagian dasar dan penambahan kecepatan, dan hal tersebut
dikurangi dengan penambahan berat jenis dan ukuran pada partikel. Tidak seperti
pemisahan kecepatan dan parameter ukuran partikel padat dalam diagram Hjustrom,
tekanan pemotongan tidak berdimensi dengan demikian
Bilangan Reynolds partikel padat secara terbuka bukanlah sesuatu yang sama
sebagaimana mean ukuran partikel padat; yang bagaimanapun hal tersebut dapat
dilihat dari Gambar 3.7 bahwa penambahan bilangan Reynolds partikel padat dengan
penambahan ukuran partikel padat apabila pergeseran/pergesekan kecepatan dan sisa
sifat merekat kinematic bersifat konstan. Dengan demikian, suatu penambahan dalam
bilangan Reynolds partikel padat berarti suatu penambahan dalam ukuran partikel
padat, suatu penambahan dalam pergeseran kecepatan dan pergolakan, atau suatu
pengurangan dan sifat merekat kinematic.
Diagram Shields adalah lebih sukar untuk menginterpretasikan daripada diagram
Hjulstrom, tetapi sebagaimana dalam diagram Hjulstrom, titik-titiknya di atas kurva
mengindikasikan bahwa partikel-partikel padat nonkohesif pada bagian dasar
sepenuhnya bergerak dan titik-titik di bawah mengindikasikan tidak terdapatnya
gerakan. Dimulainya pergerakan ditentukan melalui tekanan pemotongan tanpa
dimensi, yang mana bertambah dengan penambahan tekanan pemotongan di bagian
bawah suatu bentuk yang diberikan pada kondisi untuk berat jenis partikel padat,
berat jenis zat cair dan gas, dan ukuran partikel padat. Tekanan pada pemotongan
tidak berdimensi yang dikritisi untuk memulai pergerakan partikel padat dengan
demikian bergantung pada bilangan Reynolds partikel padat, yang mana kembali lagi
adalah suatu fungsi pada ukuran partikel padat, kepadatan kinematic dan
pergolakannya. Catatlah dari diagram Shields dalam Gambar 33.7 bahwa
penambahan dengan sedikit tekanan pemotongan bagian dasar yang tidak
berdimensi dengan penambahan bilangan Reynolds partikel padat di atas berkisar 5
hingga 10, sungguhpun ia terutama tersisa antara 0,03 dan 0,05. Pada bilangan
Reynolds yang lebih rendah, nilai penambahan yang terus-menerus naik hingga suatu
nilai pada 0,1 atau lebih tinggi. Nilai yang lebih besar pada penambahan suatu
bilangan Reynolds yang lebih rendah dihubungkan dengan kehadiran sublapisan
yang melekat/kental. Ketika bagian dasar terdiri dari partikel-partikel kecil kira-
kira/kurang lebih pada pasir yang baik atau lebih kecil, dimana aliran secara esensi
tidak bergolak dan variasi kecepatan instan lebih sedikit daripada di bagian yang
lebih rendah pada terlalu membatasi lapisan yang bergolak. Untuk partikel-partikel
lebih kasar, sublapisan yang melekat yang begitu tipis bahwa partikel-pertikel padat
diproyeksikan melalui lapisan ke dalam aliran yang bergolak.
Alasan bahwa banyak ahli sedimentology menggunakan diagram Shields dalam
preferensi untuk diagram Hjulstrom yang lebih sederhana ialah bahwa hal tersebut
mempunyai sifat penggunaan yang lebih umum. Sebagai contoh, hal itu dapat
digunakan untuk angin sebaik sebagaimana untuk air dan bagi suatu keragaman
kondisi pada air. Sebagai perbandingan, diagram Hjulstrom bersifat valid hanya
pada air yang mana berat jenis zat cair dan gas serta partikel padat dan sifat merekat
dinamisnya bersifat konstan, sebagaimana dalam arus-arus air segar yang diberikan
musim selama aliran rata-rata.
Beberapa faktor yang memperumit tidaklah dicakup dalam diagram Hjulstrom
dan Shields yang membuat prediksi pada permulaan pergerakan partikel padat yang
sukar. Fluktuasi-fluktuasi bersifat instan dalam tekanan pemotongan batas bisa
muncul dari pusaran arus lokal atau dari laku gelombang dilapiskan ke atas pada
aliran arus, dan fluktuasi-fluktuasi ini bisa menyebabkan beberapa partikel bergerak
sebelum permulaan (secara) umum pada pergerakan partikel padat. Lumpur dan
(endapan) lumpur yang baik bisa jadi mengikis dan menghanyutkan untuk
memberikan/memperlihatkan hasil partikel-partikel padat secara individual untuk
kecenderungan pada semacam bahan-bahan kohesif untuk bergerak kembali
sebagaimana bongkahan/potongan atau mencapai jumlah partikel-partikel padat.
Pengangkutan partikel-partikel padat melalui perilaku angin dapat dengan kuat
dipengaruhi melalui dampak pergerakan partikel padat yang membentur bagian
dasar. Pada suatu nilai pada kecepatan angin di bawah kecepatan yang dikritisi, yang
diperlukan untuk memulai pergerakan partikel-partikel padat, gerakan partikel padat
dapat dimulai dan angin menurun diperbanyak/disebarkan melalui terlemparnya
partikel-partikel padat ke dalam bagian dasarnya, suatu proses yang mengarah pada
penyemaian. Ambang yang lebih rendah bagi pergerakan partikel padat disebut
dampak permulaan.
Kebanyakan proses yang dicakup dalam pengangkutan sedimen dapat secara
efektif dibuat modelnya melalui simulasi komputer. Suatu buku baru yang sangat
baik mengenai subyek ini, Simulating Clastic Sedimentation (Tetzlaff dan Harbaugh,
1989) mengambil para pembaca melalui penghitungan-penghitungan dan
mempertimbangkan erosi, transportasi, dan deposisi pada sedimen clastic. Buku itu
lebih lanjut memberikan instruksi-instruksi yang rinci pada teknik-teknik dan
program komputer yang digunakan untuk merangsang sedimentasi clastic.
Peranan pada Penetapan/Menurunkan Kecepatan dalam
Pengangkutan Partikel Padat
Segera sebagaimana setelah diangkat di atas bagian dasar selama proses
pengangkutan, mereka mulai untuk jatuh kembali ke bagian dasarnya. Jarak yang
mereka jalani pada arus menurun sebelum datang lagi untuk terletak/istirahat pada
bagian dasar bergantung pada kekuatan tarikan yang didesakkan/digunakan melalui
arus dan menetapkan/menurunkan kecepatan pada partikel-partikel. Sebuah partikel
yang akselerasi pada awalnya sebagaimana ia jatuh melalui suatu zat cair dan gas,
tetapi akselerasi secara berangsur-angsur dikurangi hingga suatu nilai yang tetap
pada kejatuhannya, yang disebut terminal kecepatan kejatuhan, diterima. Bagi
partikel-partikel yang kecil, terminal kecepatan kejatuhan dicapai sangat cepat. Nilai
yang mana partikel-partikel diatur/ditentukan setelah mencapai kecepatan kejatuhan
adalah suatu fungsi pada keadaan merekat pada zat cair dan gas serta ukuran,
bentuk dan berat jenis pada partikel-partikel. Nilai yang ditentukan melalui interaksi
pada penguatan yang dilakukan secara menaik-memperlihatkan bouyancy pada zat
cair dan gas dan perlawanan yang melekat/kental (tarikan) untuk jatuh pada partikel-
partikel melalui zat cair dan gas-dan bersifat menurun yang dilakukan penguatannya
yang muncul dari gravitasi. Penguatan tarikan yang didesak/digunakan melalui zat
cair dan gas pada suatu partikel padat yang jatuh berbentuk bulat/bola bersifat
proporsional untuk berat jenis pada zat cair dan gas ( ), diameter (d) pada partikel-
partikel padat, dan kecepatan jatuhnya (V) sebagaimana diberikan melalui hubungan
Dimana C adalah suatu koefisien penahan yang bergantung pada bilangan
Reynolds partikel padat dan bentuk partikelnya. Penguatan menaikke atas yang
dihasilkan dari buoyancy pada zat cair dan gas yang diberikan melalui
Dimana adalah berat jenis zat cair dan gas dan g adalah akselerasi bersifat
gravitasi. (Catat:4/3 (d/2) adalah volume pada bola/bulatan.) Kekuatan menurun
memperlihatkan gravitasi yang diberikan melalui
Dimana adalah berat jenis partikel. Sebagaimana partikel menghentikan akselerasi
dan menerima jatuhnya kecepatan, penguatan tarikan pada zat cair dan gas pada
kejatuhan partikel adalah sama terhadap penguatan menurun yang seharusnya untuk
gravitasi minus penguatan menaik yang dihasilkan dari bouyancy pada zat cair dan
gas. Dengan demikian,
Dengan menyusun kembali hubungan-hubunga itu, kita dapat menyatakan hubungan
pada kejatuhan yang cepat (V) sebagai
Bagi aliran laminar yang lambat pada suatu konsentrasi partikel yang lambat dan
bilangan-bilangan Reynolds dengan partikel padat yang lambat (R ), C telah
ditentukan untuk sama 24/R (Rouse dan Howe, 1953, hal. 182). Penggantian ini
bernilai (24/U*d/ / ) bagi C yang menghasilkan
Yang mana penyelesaian Aturan/Hukum Stoke, dengan ukuran partikel yang
dinyatakan sebagai diameter dalam sentimeter. Hukum ini, diformulasikan oleh Stoke
pada tahun 1845, yang seringkali disederhanakan untuk
Dimana C adalah persamaan konstan ( - ) g/18 dan D adalah diameter pada
partikel-partikel (bulatan/bola) yang dinyatakan dalam sentimeter. Nilai-nilai pada C
telah dihitung bagi suatu jarak temperatur laboratorium yang biasa (contohnya,
Galehouse, 1971); yang dengan demikian menurunkan kecepatan (V) yang dapat
ditentukan dengan cepat bagi sejumlah nilai pada diameter partikel (D). Catat bahwa
bilangan Reynolds adalah suatu faktor yang berbeda dalam memperlakukan
penyelesaian/penurunan partikel padat sebagaimana dalam aliran laminar dan yang
bergolak.
Penentuan secara eksperimen pada kecepatan jatuh partikel menunjukkan
bahwa Hukum Stoke secara akurat memprediksi penurunan kecepatan pada partikel-
partikel dalam air hanya untuk partikel-partikel yang lebih sedikit daripada sekitar
0,1 hingga 0,2 mm dalam diameter. Partikel-partikel yang lebih besar mempunyai
kejatuhan kecepatan yang lebih lambat daripada yang diperkirakan Hukum Stoke,
yang rupanya memperlihatkan pengaruh kelembaman (pergolakan) yang disebabkan
oleh penambahan nilai pada partikel-partikel padat yang lebih besar ini. Dengan
demikian, Persamaan Stoke tidak dapat digunakan untuk menentukan penurunan
kecepatan pada pasir, suatu komponen yang sangat penting pada kebanyakan
sedimen. Penurunan kecepatan juga dikurangi oleh pengurangan dalam temperatur
(yang mana menambah sifat merekatnya), pengurangan dalam berat jenis partikel,
dan pengurangan dalam sphericity (tingkat untuk mana bentuk pertikel mendekati
bentuk bulat/bola) pada partikel-partikel. Kebanyakan partikel-partikel yang alami
tidaklah berbentuk bulat, dan bermula dari pengurangan penurunan kecepatan bentuk
yang sifatnya bulat. Penurunan kecepatan adalah juga dikurangi melalui penambahan
konsentrasi pada penundan/penangguhan sedimen pada zat cair dan gas, yang mana
menambah sifat merekat yang kelihatan/yang jelas dan berat jenis pada zat cair dan
gas.
Hubungan pada Aliran Arus dengan Penggabungan langsung bagi
Bentuk-bentuk Bagian Dasar
Siapapun yang telah menguji bagian dasar pasir pada sesuatu yang nyata, arus
dangkal mempunyai catatan tertentu bahwa bagian dasar adalah jarang rata dan datar
yang sempurna. Disamping itu, hal tersebut biasanya ditandai oleh riak-riak daan
bentuk dasar yang serupa pada beragam ukuran. Sejenis bentuk-bentuk bagian dasar
juga terjadi dalam lingkungan eolian dan maritim yang mana mereka mempunyai
jarak renggang dalam ukuran dari desir/riak kecil suatu beberapa sentimeter dalam
panjang dan suatu golongan pada suatu sentimeter dalam panjang dan beberapa meter
untuk beberapa puluh meter dalam tinggi. Apabila kita secara hati-hati
membedah/memotong suatu riak yang ditunjukkan pada bagian dasar yang kering
pada suatu arus untuk struktur internal yang diperlihatkannya, kita hampir tanpa
kecuali mendapatkan skala yang baik-secara internal (di bagian dalam) lapisan-
melintang yang masuk ke dalam suatu cara yang arusnya menurun. Secara nyata,
terdapat suatu hubungan genetis antara mekanisme aliran-zat cair dan gas, bentuk
dasar arus, dan pelapisan-melintang.
Penempatan kembali secara potensial pada riak-riak secara relatif lambat;
mereka oleh karena itu tidaklah merupakan penggambaran yang biasanya ekstrem
pada bidang pembuatan bagian dasar pada karang-kaarang sedimen purba. Pada satu
sisi, bagian-bagaian dasar-yang melintang sangat biasa dalam banyak rangkaian batu
pasir purba. Dalam usaha untuk memahami dengan lebih baik asal mula bentuk-
bentuk dasar dan stratifikasi melintang, banyak penyelidik telah kembali pada studi
pengangkutan sedimen dalam saluran air. Saluran airnya panjang, lerengan/landaian
ramping yang dicocokkan dengan palung/lembang diantara gelombang-gelombang,
dengan bagian (sisi) gelas/kaca untuk membolehkan observasi. Pasir atau sedimen
lainnya ditempatkan pada lantai saluran air, dan air didesak untuk aliran yang
melampaui lantai pada beragam kedalaman dan sifat merekatnya.
Eksperimen-eksperimen dengan banyak jurang sempit yang dilalui air/saluran air
telah dibuat yang alirannya secara tidak langsung berada di bawah, riak-riak kecil
mulai berkembang dalam sedimen berpasir segera setelah kecepatan pengangkutan
dikritisi supaya sedimen dapat dicapai. Rangkaian yang tepat pada jenis-jenis lainnya
pada bentuk-bentuk bagian dasar yang berkembang dengan penambahan kecepatan
bergantung pada ukuran partikel padat pada material. Apabila aliran melampaui
suatu bagian dasar pada sedimen yang mempunyai jarak renggang dalam ukuran
dari sekitar 0,25 hingga 0,7 mm (menengah hingga pasir kuarsa), sebagai contoh,
suksesi pada bentuk-bantuk bagian dasar diilustrasikan pada Gambar 3.8 dihasilkan,
yang dimulai dengan riak-riak. Hubungan antara jenis bentuk bagian dasar,
kedalaman air, ukuran partikel padat, dan kecepatan aliran lebih lanjut diilustrasikan
pada Gambar 3.12.
Bentuk pada riak-riak dan terminologi yang digunakan untuk
menggambarkan riak-riak bentuk-bentuk dasar diilustrasikan pada Gambar 3.9.
Riak-riak adalah bentuk dasar yang paling kecil berjarak renggang panjangnya dari
sekitar 5 hingga 20 cm dan tingginya dari sekitar 0,5 hingga 3 cm. dengan demikian,
mereka mempunyai suatu indeks riak (rasio pada panjang riak/tinggi riak) yang
berjarak dari sekitar 8 untuk pasir kuarsa hingga 20 bagi pasir yang baik. Keduanya
membentuk sedimen yang berjarak renggang dalam ukuran dari silt (0,06 mm),
untuk pasir hingga 20 kuarsa sebagai 0,7 mm. Sebelumnya hingga tahun 1980-an,
bentuk-bentuk bagian dasar yang serupa pada ukuran yang lebih besar
berkenaan/berhubungan sebagaimana gelombang dan bukit pada pasir, dan para
pekerja lebih awal memperlihatkan perbedaan antara gelombang dan bukit pasir pada
dasar panjang dan tinggi gelombang. Kerja yang dilakukan akhir-akhir ini
menunjukkan, bagaimanapun, bahwa bentuk-bentuk dasar yang besar ini merupakan
suatu rangkaian kesatuan dengan membuat ruang, atau panjang gelombang, yang
berjarak dari di bawah 1 m hingga lebih daripada 1000 m. Suatu panel yang dirapati
untuk menguji nomenclarute bentuk bagian dasar (Ashley, 1990) direkomendasikan
bahwa suatu nama yang tunggal, bukit pasir, digunakan untuk keseluruhan bentuk-
bentuk bagian dasar yang besar (lebih besar daripada riak-riak). Bukit pasir adalah
serupa dalam penampilan secara umum untuk riak-riak kecuali bagi ukurannya. Ia
membentuk suatu kecepatan mengalir yang lebih tinggi dalam sedimen yang berjarak
renggang dalam ukuran partikel padat dari pasir yang baik hingga tanah liat. Indeks
riak pada bukit pasir berjarak renggang dari sekitar 5 pada pasir yang baik hingga 50
dalam sedimen yang lebih kasar. Pada bagian yang lebih rendah pada bukit pasir yang
membuat stabil bidang, riak-riak boleh jadi dilapiskan ke atas pada bagian belakang
bukit pasir.
Karakteristik pada bentuk-bentuk dasar yang berkembang di bawah aliran
unidirectional (yang bergerak hanya sekali secara langsung) yang diringkaskan pada
Tabel 3.1. Dalam tabel ini, 2D dan 3D berkenaan untuk yang berdimensi-2 dan
berdimensi-3. Bukit pasir yang berdimensi-2 secara umum bukit pasir yang
puncaknya-lurus yang mana bentuknya cukup dapat digambarkan dalam bidang dua-
dimensi yang diorientasikan secara parallel untuk aliran secara langsung (lihat
Gambar 5.13). Bukit pasir yang berdimensi-tiga dikarakterisasikan melalui
permukaan kurva dan menggosok lubang/terowongan/biji dan bentuk-bentuknya
haruslah digambarkan dalam tiga dimensi (lihat Gambar 5.14).
Selama pembentukan riak-riak dan bukit pasir, permukaan air lainnya
menunjukkan sedikit gangguan, atau gelombang air berada di luar tahapan dengan
bentuk-bentuk bagian dasar (Gambar 3.8). Keluar dari tahapan gelombang bisa
menunjukkan gangguan yang enteng pada permukaan air melampaui riak berskala
besar dan putaran angin besar atau “didihan” yang muncul hingga permukaan.
Kondisi-kondisi hidrolis yang menghasilkan bentuk-bentuk dasar ini dan perbedaan
keluar-pada-tahapan gelombang permukaan disebut aliran regime yang lebih rendah
(Simons dan Richardson, 1961). Riak-riak dan bukit pasir dihasilkan dalam aliran
regime-lebih rendah yang arusnya menurun karena sedimen mengikis dan
menghanyutkan stoss sisi (permukaan arus) pada bentuk-bentuk bagian dasar ini dan
mengangkat hingga puncak dimana ia melongsor menuruni landaian di bawah angin
(Gambar 3.9). Tanah/batu longsor/longsoran membawa pembentukan laminatian
(lapisan)-melintang yang dip arus menurun pada sudut yang menaik hingga sekitar
30 . Sebagai tambahan untuk studi yang bersifat eksperimen pada bentuk-bentuk
bagian dasar, saluran air-yang dihasilkan telah juga secara berhasil dibuatkan
modelnya melalui simulasi komputer pada suatu jumlah yang berbeda pada aliran
dan ukuran regime-partikel padat (contohnya, Gambar 3.10).
Dengan penambahan lebih lanjut pada kecepatan aliran, bukit pasir dirusak
dan memberikan cara untuk suatu tahapan regime aliran menaik pada aliran. Seperti
alas, aliran yang cepat pada air yang mana menghasilkan gelombang air dengan
permukaan-bersifat simetris yang bertahap dengan bentuk-bentuk bagian dasar
membedakan regime (jalan/rangkaian perawatan) aliran-yang menaik. Penerimaan
yang sangat cepat pada aliran air, pengangkutan sedimen yang terus-meneus
mengambil tempat melampaui suatu flat bagian dasar yang secara relatif dimuali
yang lebih ditujukan sebagai tahapan bagian dasar-bidang pada aliran. Aliran bagian
dasar-bidang memberikan timbulnya lapisan planar bagian dalam yang mana secara
individual laminae (lapisan) jarak renggang dalam bagian yang tidak tebal dari
beberapa milimeter hingga beberapa sentimeter. Pemeliharaan yang potensial pada
laminae bagian dasar-bidang ini terlihat menjadi rendah; meskipun begitu, regime
aliran yang menaik, laminae bagian dasar-bidang telah dilaporkan dalam deposit
batu pasir purba. Lingkungan yang sangat penting dimana bagian dasar-bagian dasar
pada bidang kemungkinan ditempatkan dalam saluran arus, pada pantai-pantai dan
wilayah tepi pantai dimana beting dengan gelombang yang kuat berlaku, dan di
bawah kecepatan yang tinggi kekeruhan arusnya (Harms, dkk., 1982).
Pada sifat merekat aliran yang masih lebih tinggi, bagian dasar pada bidang
memberikan cara untuk antidunes, yang mana adalah rendah, berombak-ombak
bentuk-bentuk dasar naik hingga 5 m panjannya dengan indeks riak berjarak
renggang dari sekitar 7 hingga 100+. Bentuk antidunes dalam sifatnya sangat cepat,
aliran-aliran dangkal pada bilangan Froude lebih besar daripada sekitar 0,8. Mereka
berpindah tempat pada arus menaik selama aliran, memberikan munculnya sudut
yang lambat (<10 ) bidang melintang yang dilakukan arus menaik. Antidunes
mempunyai potensi pemeliharaan yang lambat, dan antidunes bidang-melintang
kemungkinan jarang dipelihara; bagaimanapun, antidunes memberi pondokan/alas
menyilang telah dilaporkan pada dasar beberapa unit-unit aliran yang keruh.
Ketika kecepatan aliran bertambah di atas tahapan antidune, salah satu jenis
akhir bentuk alas, meluncur di tempat peluncuran dan struktur genangan,
berkembang pada kecepatan-kecepatan aliran yang sangat tinggi (Gambar 3.8).
Bentuk-bentuk alas ini berkembang dimana (bagian yang) dangkal, aliran yang cepat
(superkritis) membentuk luncuran ditempat peluncurannya yang berakhir dengan
kasar dalam suatu kolam yang lebih dalam dimana aliran menjadi tenang.
Akumulasi-akumulasi sedimen terjadi dalam region kolam yang tenang dimana
lapisan arus balik menurun yang curam berkembang (Leeder, 1982).
Penjagaan/pemeliharaanpotensial pada luncuran dan struktur kolam lebihburuk, dan
bentuk alas ini jarang ditemukan secara alami.
Pengaruh-pengaruh pada Ukuran Partikel Padat dan Kedalaman Air. Studi-
studi eksperimental menunjukkan bahwa ssuksesi pada bentuk-bentuk dasar yang
berkembang paada suatu kedalaman air yang diberikan selama aliran bergantung
bukan hanya pada kecepatan aliran tetapi juga pada ukuran partikel padat; oleh
karena itu, suksesi pada bentuk-bentuk alas ditunjukkan pada gambar 3.8 tidaklah
terjadi dalam sedimen pada keseluruhan ukuran-ukuran partikel. Gambar 3.11
menunjukkan hubungan pada bentuk-bentuk dasar hingga kecepatan aliran dan
ukuran partikel padat pada suatu kedalaman air yang berjarak renggang dari 0,25
hingga 0,40 m. Apabila sedimen ditempatkan melampaui sedimen lebi kasar, lebih
daripada kira-kira 0,9 mm, sebagai contoh, tahapan riak tidaklah berkembang.
Disamping itu, suatu tahapan bidang alas terjadi sebelumnya untuk pembentukan
pada bukit pasir. Catatlah juga dari gambar 3.11 bahwa di bawah suatu ukuran
partikel padat kira-kira 0,15 mm, bukit pasir tidaklah ditemukan. Tahap riakan diganti
secara kasar melalui tahap bidang alas menaik. Hubungan-hubungannya ditunjukkan
pada gambar 3.11 yang diringkaskan dalam bentuk tabular dalam gambar 3.12. Bagi
aliran pada partikel-partikel padat yang ukurannya diberikan pada air yang dangkal,
penambahan dalam kedalaman air telah secara umum mempengaruhi penambahan
kecepatan yang mana berubah dari salah satu tahapan bentuk alas hingga
penempatan lainnya. Gambar 3.13 menunjukkan hubungan ini bagi pasir yang baik,
menengah, dan kuarsa. Plot-plot bersifat eksperimen telah juga dikonstruksikan yang
menggambarkan bentuk alas bidang sebagai suatu fungsi pada tekanan pemotongan
dasar dan ukuran sedimen. Untuk rincian-rincian pada plot-plot ini sebaik
sebagaimana data lainnya pada konfigurasi alas, lihatlah Southard dan Boguchwal
(1990) dan Boguchwal dan Southard (1990).
Kebanyakan studi mengenai bentuk-bentuk alas telah dilakukan di
laboratorium saluran air atau di bawah kondisi-kondisi air-yang dangkal dalam
lingkungan yang alami. Oleh karena itu kebanyakan data ukuran/kecepatan sedimen
yang tersedia menyinggung pembentukan bentuk-bentuk alas di bawah kondisi-
kondisi air-dangkal (biasanya lebih sedikit daripada sekitar 1 m). Kebanyakan yang
lebih sedikit diketahui kira-kira berkembang pada bentuk-bentuk bagian dasar
dibawah kondisi-kondisi air-yang lebih dalam. Berdasarkan informasi yang tersedia,
yang dibatasi, Harms, dkk. (1982) membuatkan kesan bahwa kealamian riak-riak
kecil secara tepat sama dalam aliran air-yang dalam sebagaimana aliran air-yang
dangkal; yang bagaimanapun, bentuk-bentuk alas yang lebih besar (bukit pasir) dapat
tumbuh lebih besar dalam aliran air-yang dalam. Hubungan-hubungan secara hidrolis
dalam air dalam adalah sama sebagaimana bagi air dangkal; bahwa, bentuk bukit
pasir pada kecepatan yang lebih tinggi daripada riak-riak dan pada kecepatan yang
lebih rendah daripada bidang alas dan antidune. Hubungan yang tepat antara ukuran
partikel padat, kecepatan aliran, dan tahapan bentuk alas tidaklah dengan baik
didokumentasikan bagi air yang lebih dalam, tetapi suatu hubungan yang
digeneralisasikan ditunjukkan pada Gambar 3.14. catatlah dari gambar 3.14 bahwa
kecepatan tinggi yang berlebihan dibutuhkan untuk memperoduksi antidune pada
suatu kedalaman air yang lebih besar daripada beberapa meter. Oleh karena itu, ia
kelihatan bahwa antidune tidak mungkin terjadi di bawah kondisi-kondisi alami pada
air yang dalam.
Mekanisme pada pengangkutan sedimen yang adalah tanggungjawab bagi
pembentukan bentuk-bentuk alas yang berbeda bersifat sangat rumit. Secara umum,
pembentukan pada bentuk alas garis melintang dihubungkan dengan suatu fenomena
yang disebut pemisahan aliran. Sedimen diangkut dalam suspensi atau melalui
pengangkat dengan sisi stoss pada bentuk alas untuk brink atau puncaknya. Pada
brink, aliran terpisah dari alas untuk membentuk suatu zona sirkulasi kebalikan atau
aliran ke belakang, yang memproduksi suatu pemisahan pusaran arus (Gambar 3.9).
Suatu zona difusi ditampilkan diantara zona pada aliran belakang dan aliran utama
diatas yang tampak bagi percampuran pergolakan dengan aliran utama. Arus
menurun dari titik pemisahan suatu jarak beberapa saat tingginya pada bentuk alas,
aliran menjadi melekat kembali ke dasarnya. Pemisahan aliran menyebabkan
pemisahan pada sedimen yang diangkut ke dalam muatan alas dan ditutup pecahan
muatan. Pecahan muatan alas berakumulasi pada puncak riakan hingga di bawah
angin lerengan/landaian melebihi sudut pada letak/tempat istirahat dan longsoran
ditempatkan. Fraksi muatan tutupan diangkut arus menurun dimana partikel-partikel
yang lebih kasar dalam muatan yang ditutup diatur melalui zona pada difusi ke
dalam zona aliran belakang dan didepositkan dalam riak di bawah angin. Hal inilah
proses yang menyebabkan perkembangan dan pergerakan pada bentuk-bentuk alas.
Bentuk-bentuk alas yang digambarkan di atas berkembang dalam menanggapi
aliran unidirectional pada arus-arus air. Mereka bersifat asimetris dalam bentuknya,
dengan kecuraman atau sisi bawah angin/tempat teduh yang menampakkan aliran
menurun dalam aliran arus yang sedang berlangsung. Riak-riak asimetris dibentuk
dalam pertunjukan ini yang disebut riak-riak arus. Di bawah kondisi-kondisi alami
mereka dibentuk melalui sungai dan aliran arus, gelombang surut yang disebabkan
putaran air pada pantai-pantai, arus-arus pelabuhan, arus-arus yang disebabkan
pasang naik dan pasang surut, dan arus-arus dasar lautan yang dalam. Dalam
meninjau perencanaan, puncak-puncak pada riak-riak arus dan bukit pasir telah
mempunyai keragaman pada bentuk-bentuknya: lurus, berkelok-kelok, catenary,
linguoid, dan bentuk bulan sabit (Gambar 3.15). Tinjauan-perencanaan bentuk pada
riak-riak dan bukit pasir secara jelas dihubungkan dengan kedalaman air dan
kecepatannya (Allen, 1968); yang bagaimanapun, faktor-faktor yang mengontrol
pembentukannya tidaklah dengan baik dipahami. Hal tersebut telah diamati di bawah
kondisi-kondisi alami yang bentuk lebih kompleksnya berkecenderungan untuk
berkembang dalam air yang lebih dangkal dan pada kecepatan-kecepatan yang lebih
tinggi daripada yang lebih sedikit kompleks bentuknya dan bahwa
permintaan/keadaan yang mana suksesi pada bentuk-bentuk alas berkembang dengan
pengurangan kedalaman air dan kecepatannya adalah lurus dengan keadaan
berkelok-kelok bagi linguoid simetris hingga linguoid asimetris bagi riak-riak dan
lurus untuk sinuous hingga catenari hingga yang berbentuk bulan sabit untuk bukit
pasir.
Pengangkutan Angin dan Pengembangan Bed/Bentuk Alas
Prinsip-prinsip fundamental pada pengangkutan sedimen melalui angin dibentuk
seterusnya oleh Bagnold pada tahun 1941 dalam tulisan klasiknya, The Physics of
Blown Sand and Desert Dunes (lihat juga Pye dan Tsoar, 1990, bab 4; dan Barndoff-
Nielsen dan Willets, 1991). Kekuatan yang dicakup dalam pengangkutan pada
partikel-partikel padat melalui angin adalah serupa untuk digunakan pada partikel-
partikel padat melalui aliran air (gambar 3.5A). Pengangkutan pada partikel-partikel
padat melalui angin dimulai ketika angin yang kuat timbul untuk permulaan zat cair
dan gas dan juga ketika angin bertiup pada bagian yang lebih besar daripada ambang
kecepatan melampaui suatu permukaan yang tidak berobah-robah yang bertemu
dengan tepi pada suatu deposit yang lepas,material yang tidak bergerak.
Pengeluaran/pencabutan secara langsung melalui angin juga memainkan suatu
peranan dalam mengangkut partikel padat (anderson, Sorenson, dan Willets, 1991).
Gerakan partikel padat tampak mengalir secara cepat sebagaimana partikel-partikel
padat tersebut sangat mudah kena (rentan) untuk langsung mengeluarkan tubrukan
(angin menurun) dengan dan gangguan lebih sedikit partikel-partikel padat yang
rentan. Kecepatan pada pengeluaran bergantung pada ukuran partikel padat, bentuk,
penyortiran dan pembalutannya. Pada lokasi-lokasi yang tersebar, hampir acak,
pergolakan yang mendekati alasnya karena aliran angin menjadi yang telah
ditempatkan pada tempat tertentu dalam urutan dengan energi-rendah yang
disuntikkan partikel padat. Kebanyakan partikel-partikel padat ini menerjemahkan
angin menurun pada pada suatu jarak mengenai kecepatannya, diletakkan partikel-
partikel padat lainnya sebagimana mereka pergi/berjalan. Suatu hujan/salju tiba2
yang tunggal, oleh karena itu, berkecenderungan untuk memberikan timbulnya suatu
penerjemahan dan rangkaian pembubaran pada pengeluarannya/pencabutan. Pada
suatu lokalitas khusus melalui aliran angin permulaan kebanyakan semacam
rangkaian pengeluaran boleh jadi dilapiskan ke atas untuk memproduksi keseluruhan
pengangkutannya.
Bentuk-bentuk dasar yang berkembang selama pangangkutan angin tersusun
dari yang sekecil 0,01 m panjang dan beberapa milimeter dalam tinggi hingga bukit
pasir 500 hingga 600 m panjangnya dan 100 m tingginya. Lebih sedikit biasa,
bentuk-bentuk dasar raksasa disebut draas yang boleh jadi mempunyai panjang
gelombang yang diukur dalam kilometer (hingga 5,5 km) dan tingginya hingga 400
m yang boleh jadi juga dibentuk oleh pengangkutan angin (Wilson, 1972; McKee,
1982). Panjang gelombang pada bentuk-bentuk bagian dasar yang diangkut angin
bertambah dengan penembahan kecepatan angin, dan tinggi gelombang cenderung
untuk bertambah dengan penambahan ukuran partikel padat. Wilsan (1972),
memberikan kesan, bahwa bagaimanapun, dibawah suatu kondisi yang diberikan
pada ukuran partikel padat dan kecepatan angin, riak-riak, bukit pasir dan draas dapat
coeksis. Dengan demikian, bukit-bukit pasir pada bagian belakang draas, dan riak-
riak dapat diciptakan pada bagian belakang bukit pasir. Bagi pengetahuan/wawasan
lebih lanjut ke dalam bentuk-bentuk pada bukit-bukit pasir dan proses yang
membentuknya, lihatlah Pye dan Tsoar (1990, bab 6).
Tinjauan-perencanaan bentuk pada riak-riak eolian secara dominan lurus
(Gambar 3.16), sungguhpun bentuk-bentuk berkelok-kelok juga terjadi. Lebih rumit
lagi, bentuk-bentuk berdimensi-tiga bersifat tidak biasa, walaupun Leeder (1982)
memberikan kesan bahwa riak-riak linguoid analogous untuk yang dihasilkan
pembentukannya dari aliran-aliran air yang terjadi dalam aliran-aliran angin yang
lebih cepat yang adalah tiupan pasir yang sangat baik. Pemeliharaan potensial pada
bentuk-bentuk dasar eolian yang lengkap yang sangat rendah, dan umumnya jarang
ada, apabila pernah, ditemukan dalam sedimen purba. Pembentuk
keberadaan/eksistensi pada bukit-bukit pasir dan bentuk-bentuk dasar eolian lainnya
adalah ditampakkan dalam karang-karang yang mengendap purba utamanya melalui
keberadaan bentuk-bentuk dasar melintang yang diawetkan; yang bagaimanapun,
pertimbangan kontroversinya telah dihasilkan dengan menganggap perbedaan pada
pengalasan-melintang eolian dari pengalasan-melintang subaqueous (dibentuk, hidup
dan terjadi di bawah air) dalam karang-karang mengendap di masa purba.
Pengangkutan dan Transportasi melalui Gelombang
Suatu permasalahan khusus muncul dalam melakukan evaluasi ambang pada
pergeraakan sedimen dibawah perilaku gelombang orbital dalam wilayah tepi pantai
pada lautan. Pada air yang dangkal, perjalanan gelombang melampaui bentuk-bentuk
permukaan lautan dalam geraakan mendekati dasar laut; air boleh jadi mempunyai
kecepatan yang cukup untuk mengangkut dan mengangkat sedimen di sekitar lantai
laut. Asal-usul pergerakan air yang mendekati-dasar ini dihubungkan dengan
pergerakan orbital yang dihasilkan melalui geelombang yang mendekati permukaan
air. Apabila seorang pengamat melihat pergeraakan pada suatu obyek yang
mengambang pada suatu dana atau di lautan selama perjalanan suatu gelombang, hal
itu apparent bahwa obyek secara sederhana bobs naik dan turun sebagaimana
gelombang tersebut berlalu. Hal tersebut dilalui tanpa kelihatan di muka gerakan.
Sejumlah studi telah dibuat bahwa gerakan air dalam sifat garis edar orbit selama
perjalanan gelombang (gambar 3.17). Eksperimen-eksperimen dengan celupan-
celupan dan manik-manik kaca menunjukkan bahwa pergerakan air di depanpada
puncak suatu gelombang, kemudian menurun, dan akhirnya kembali di bawah palung
diantara gelombang-gelombang dan menaik sebagaimana gelombang itu berlalu.
Partikel-partikel air memperbaharui garis-garis orbit ini dengan setiap gelombang
yang berlalu, kembali mendekat pada posisi aslinya setelah gelombang tersebut
berlalu. Nyatanya, suatu jaringan slight bergerak maju pada partikel-partikel air yang
terjadi dalam air yang dangkal selama orbit. Beberapa pergeraakan ke depan
mengambil tempat yang memperlihatkan suatu “asimetri waktu” yang kecil dalam
kecepatan dengan mana air bergerak maju di bawah puncak gelombang pendek ke
depan yang dibandingkan dengan pergerakan ke belakang di bawah lembang-
lembang diantara gelombang yang lebih panjang (Clifton dan Dingler, 1984).
Gerakan bersifat orbit pada air menurun pada suatu kedalaman yang sama kira-kira
satu-setengah panjang gelombang. Oleh karena itu, dalam air yang dalam gerakan
orbital yang tanpa rintangan melalui dasarnya, dan orbit secara sirkular mendekati.
Sebagaimana gerakan gelombang ke dalam air dangkal, dimana kedalaman adalah
lebih sedikit daripada daripada satu-setengah panjang gelombang, bagian dasar mulai
mengganggu dengan gerakan orbital dan dengan demikian mulai mempengaruhi
bentuk pada orbit-orbit. Pada saat gelombang mencapai air yang sangat dangkal,
dimana kedalaman adalah lebih sedikit daripada kira-kira 1/20 panjang gelombang,
gerakan pada partikel secara kuat dipengaruhi oleh interaksi dengan bagian dasar,
dan orbit menjadi lebih berbentuk elips. Mereka menjadi datar secara progresif
yang menurun di bawah permukaan hingga mendekati dasar yang secara esensinya
linear, yang menghasilkan gerakan to-dan-fro sebagaimana gelombang berlalu
(gambar 3.17). Gerakan ini memproduksi aliran bidirectional pada air sepanjang
dasar laut sebagaimana setiap gelombang berlalu melampaui permukaannya.
Kecepatan pada aliran dasar ini referred sebagai kecepatan orbital karena ia berubah
secara langsung sebagaimana suatu fungsi pada pembesaran diameter orbital dan
secara tidak langsung sebagai suatu fungsi pada periode gelombang (waktu yang
dibutuhkan bagi perjalanan pada salah satu panjang gelombang). Dengan
memperlihatkan assimetri waktu yang berkenaan di atas, kecepatan megorbit secara
biasa lebih besar dalam salah satu yang langsung daripada yang lainnya. Perbedaan
ini dalam kecepatan yang kekhususan yang penting ketika hanya aliran kecepatan
yang lebih kuat melebihi ambang pergerakan pada partikel-partikel padat, yang
menghasilkan pengangkutan jaringan pada partikel-partikel padat pada asalah
satunya secara langsung. Faktor-faktor yang mempengaruhi ambang bagi
pergeraakan partikel padat yang didiskusikan pada paragraf berikut.
Ambang pada gerakan partikel padat di bawah kisaran gelombang adalah
suatu fungsi pada diameter partikel padat, periode gelombang, dan kecepatan orbital
pada gelombang-gelombang (Komar dan Miller, 1975). Kecepatan orbital
mengembalikan suatu fungsi pada tinggi gelombang, kedalaman air, periode
gelombang, dan panjang gelombang. Hubungan ini ditunjukkan melalui
Yang mana u adalah ambang kecepatan orbital, d adalah diameter orbital pada
gerakan gelombang, H adalah tinggi gelombang, L adalah periode gelombang, dan h
adalah kedalaman air. Catatlah dari persamaan ini bahwa, sebagaimana dicatat,
kecepatan orbital ambang berubah secara langsung dengan pembesaran pada
diameter orbital dan brekebalikan dengan pembesaran pada periode gelombang.
Komar dan Miller (1975) menggunakan persamaan 3,18 untuk menentukan ambang
nilai bagi pergerakan pada partikel-partikel padat yang berjarak dari 0,01 hingga 100
mm (gambar 3.18) di bawah gelombang yang mempunyai periode yang berjarak 1
hingga lima. Catatan mengenai kekonsistenan, sungguhpun nonlinear, penambahan
dalam kecepatan orbital ambang dengan penambahan diamater partikel padat.
Presumably hubungan ini dipegang hanya untuk sedimen nonkohesif. Dari nilai
ambang yang ditunjukkan dalam Gambar 3.18, Komar dan Miller menghitung
kedalaman pada gelombang dengan suatu periode pada 15 dan tinggi naik hingga 6 m
yang dapat membentuk sedimen yang bergerak pada dasar laut. Penghitungan
mereka menunjukkan bahwa partikel-partikel daalam jarak ukuran pada endapan
kuarsa (0,05 mm) hingga pasir menengah (0,3 mm) dapat bergerak melalui gerak
gelombang mengorbit hingga kedalaman 100 m dan lebih. Gelombang-gelombang
pada periode yang lebih panjang dapat mengangkut sedimen pada kedalaman yang
kadang-kadang lebih besar. Pergerakan pada sedimen di bawah pengaruh gelombang
oscillatory mempunyai implikasi-implikasi penting baik pada pengangkutan sedimen
dalam zona tepi pantai dan pembentukan struktur-struktur yang terbuat dari sedimen
sepertti kisaran riak-riak.
Bentuk-bentuk Dasar yang Dihasilkan melalui Gelombang. Riak-riak dan bentuk-
bentuk bagian dasar yang lebih besar dapat membentuk danau dan laut di bawah
pengaruh gerakan gelombang oscillatory. Gerakan kisaran (sifat terombang-ambing)
menutup bagi bagian dasar yang menciptakan kisaran riak-riak ketika kecepatan-
kecepatan yang mendekati-dasar menjadi cukup besar untuk menggerakkan partikel.
Pusaran arus diciptakan melalui skala-kecil ini, “arus orbital” yang dihasilkan-
gelombang melemparkan sedimen ke dalam suspensi/penutup; sedimen sebagai
alternatif bergerak landward (menghadap ke daratan dari lautan) sebagaimana
puncak gelombang berlalu dan seaward (posisi dari darat menghadap ke laut
sebagaimana lembang diantara gelombang-gelombang berlalu (Gambar 3.19).
Kisaran riak-riak dapat menjadi sifat simetris dan asimetris lainnya (Gambar
3.19). kecepatan gelombang orbital maju dan mundur adalah sama, riak-riak
bersifat simetris berkembang. Apabila kecepatan-kecepatan orbital ini tidak sama,
atau apabila arus unidirectional dijatuhkan pada gerakan orbital, riak-riak asimetris
berkembang. Clifton (1976) membuatkan kesan bahwa apabila kecepatan asimetris
pada kecepatan orbital dasar maksimum (perbedaan diantara kecepatan orbital ke
depan dan ke belakang) adalah lebih sedikit daripada 1 cm/s, bentuk-bentuk dasar
secara simetris berkembang. Apabila kecepatan asimetris orbital melebihi 5 cm/s,
bentuk-bentuk dasar asimetris berkembang, dengan sisi yang berada di bawah angin
pada bentuk dasar tampak secara langsung pada pergerakan gelombang. Persoalan
asimetri pada bentuk-bentuk dasar yang dibentuk-gelombang bersifat rumit dan
dipahami secara buruk.
Kisaran riak-riak dirusak oleh penambahan kecepatan orbital dasar, dan
suatu tahap dasar-bidang pada pengangkutan yang terjadi, yang disebut helai/alas,
yang mana bersifat analog untuk tahap dasar bidang pada pengangkutan regime
aliran-menaik dalam aliran unidirectional (gambar 3.20). Di bawah kondisi-kondisi
alami dalam offshore dangkal, dimana gelombang adalah beting, suatu rangkaian
yang spesifik pada bentuk-bentuk alas berkembang dalam suatu tepi pantai yang
langsung dengan penambahan kecepatan orbital dasar dan kecepatan asimetri.
Rangkaian ini (gambar 3.21) grade dari gelombang simetris pada ir yang lebih dalam
(tidak ditunjukkan pada Gambar 3.21) hingga riak-riak asimetris, megaripples (bukit
pasir)berbentuk bulan sabit, dan planar atau alas-alas yang rata. Kekasaran
bertambah dalam ukuran bentuk dasar dari riak-riak hingga perubahan resemble
megaripple lunate dari riak-riak hingga bukit pasir dalam aliran unidirectional
(Clifton, 1976).
Puncak-puncak pada kisaran riak-riak sebagaimana dilihat dalam tinjauan
perencanaan adalah lurus seperti biasa hingga berkelok-kelok dan berkecenderungan
untuk terbagi dalam dua cabang atau anak sungai (Gambar 3.22). Panjang
gelombang pada kisaran riakan secara umum bergerak dari sekitar 10 cm hingga 2
m, dan berat tinggi riak yang berjarak dari sekitar 3 hingga 25 cm; yang
bagaimanapun, riak-riak besar berbentuk bulan sabit dapat mempunyai suatu
pembuatan ruang yang tersusun dari 1 hingga 4 m dan tinggi yang tinggi yang
tersusun dari 30 hingga 100 cm. Struktur bagian dalam pada kisaran riak-riak yang
berubah dari pelubangan ke tepi pantai dengan lapisan-melintang pada yang bersifat
asimetris dan kebanyakan riak-riak simetris baik bagi ke arah tepi laut/pantai dan
dipping ke tepi laut pembuatan dasar-melintang pada beberapa riak-riak simetris.
Tempat yang menurun menuju ke tepi laut berlapis-lapis-melintang adalah kadang-
kadang sangat biasa pada riak-riak simetris.
Muatan Sedimen dan Jalan Pengangkutannya
Sekali sedimen telah terkikis dan dihanyutkan dan diletakkan ke dalam gerakan,
jalan pengangkutan bahwa hal tersebut diambil selama pergerakan arus menurun
yang ditopang/disokong adalah suatu fungsi pada penurunan/penetapan kecepatan
pada partikel dan pembesaran pada kecepatan serta pergolakan arus. Di bawah suatu
bentuk pada kondisi yang diberikan, muatan sedimen boleh jadi terdiri dari
keseluruhannya pada partikel-partikel yang sangat kuarsa, yang keseluruhannya
merupakan partikel-partikel yang sangat baik, atau pada suatu campuran dan
partikel-partikel yang baik. Sedimen kasar seperti pasir dan tanah liat bergerak pada
atau sangat tertutup untuk bagian dasar selama pengangkutan dan dipertimbangkan
untuk mengangkat muatan dasar. Bahan yang lebih baik diperoleh pada bagian yang
lebih tinggi hingga lantai utama di atas dasar yang make up muatan yang ditutup.
Apabila kecepatan pemotongan (U*) adalah lebih besar daripada
penetapan/penurunan kecepatan (V), bahan akan tersisa pada suspensinya.
Pengangkutan Muatan dari Alasnya. Partikel-partikel yang lebih besar
daripada ukuran pasir biasanya diangkut sebagai bagian dari muatan dasar yang
secara esensinya terus-menerus berhubungan dengan bagian dasar. Jenis
pengangkutan ini disebut tenaga tarik pangangkutan, yang boleh mencakup
ombak/landaian pada partikel-partikel yang besar atau diperpanjang, meluncur pada
partikel-partikel padat melampaui atau pat yang lain, dan bergerak pelan. Pergerakan
yang pelan dihasilkan dari partikel-partikel padat yang ditekan suatu jarak pendek
sepanjang alas dalam suatu arus menurun langsung yang tampak berpengaruh pada
pergerakan partikel-partikel padat lainnya Penggaraman adalah suatu jenis
pengangkutan muatan dasar yang mana partikel-partikel padat, khususnya partikel-
partikel padat berukuran–pasir, berkecenderungan untuk bergerak sebentar-sebentar
dalam berhubungan dengan alasnya. Partikel-partikel padat yang tergarami bergerak
melalui suatu rangkaian lompatan atau hop, peningkatan dasar pada suatu sudut yang
curam(-45 ) untuk suatu ketinggan pada beberapa diameter partikel padat dan
kemudian jatuh kembali sepanjang suatu jalan penurunan dangkal pada kira-kira
10 . Path penggaraaman asimetris ini boleh jadi diinterupsi melalui pergolakan atau
melalui tubrukan dengan partikel padat lainnya (Gambar 3.23). Penggaraman adalah
suatu mode lazim yang khusus pada pengangkutan garam yang bagus melalui angin;
yang berpengaruh pada penggaraman partikel-partikel padat yang terutama
bertanggungjawab bagi pergerakan pelan dalam garam eolian. Pengangkutan
penggaraman boleh jadi dipikirkan sebagai bersifat tindak lanjut diantara
pengangkutan traction dan pengangkutan suspension, tetapi hal tersebut dicakup di
sini sebagai bagian pada pengangkutan muiatan dasar karena partikel-partikel padat
yang tergaramkan secara relatif sisanya tertutup bagi dasar selama pergerakannya.
Pengangkutan Muatan yang Tertutup. Sebagaimana penguatan aliran pada suatu
penembahan arus, intensitas pada pergolakan bertambah tertutup bagi bagian dasar.
Partikel yang melintas menjadi lebih panjang, lebih …., dan naik lebih tinggi dari
bagian dasarnya daripada lintasan pada penggaraman partikel-partikel padat.
Komponen-komponen yang menaik pada zat cair dan gas yang bergerak dihasilkan
dari pergolakan yang bertambah bagi titik dimana mereka berimbang kebawah
dengan penguatan bersifat gravitasi pada partikel-partikelnya, yang membolehkan
partikel-partikel untuk tinggal tertutup di atas bagian dasar jauh lebih panjang
daripada yang dapat diperkirakan dari penurunan/penetapan kecepatannya pada air
yang tidak bergolak. Apabila naiknya kekuatan muncul dari pergolakan yang erratic
(tidak teratur) dan tidaklah terus-menerus memlihara perimbangan ini-suatu
occurrence yang biasa selama pengangkutan pada yang baik-hingga-pertengahan –
partikel-partikel padat yang bisa turun kembali dari waktu ke waktu di atas bagian
dasar. Perilaku ini disebut penutupan yang sifatnya sebentar-sebentar. Penutupan
yang sifatnya sebentar-sebentar berbeda dari penggaraman karena partikel-partikel
yang ditutup/dihentikan berkecenderungan utnuk menjadi diperoleh lebih tinggi
diatas bagian dasar dan menyisakan penurunan bagian dasar bagi suatu periode
waktu yang panjang. Partikel-partikel yang lebih kecil telah menetapkan volumenya
yang boleh jadi lebih lambat bahea mereka menyisakan dalam waktu yang tidak
lama dalam penutupan yang terus-menerus dan diperoleh sepanjang pada hampir
kecepatan yang sama sebagaimana aliran zat cair dan gas.
Pengangkutan pada sedimen dalam suspension biasanya dilakukan dengan
baik melalui gerakan angin dan melalui aliran arus. Suatu jenis yang spesial pada
penutupan yang sifatnya sebentar-sebentar diangkut dengan menempatkannya dalam
laut dengan lapisan-lapisan yang bersifat awan pada air-yang mendekati dasarnya
yang disebut lapisan-lapisan nepheloid. Lapisan-lapisan ini pertama kali disurvey
dan dinamakan oleh Ewing dan Torndike (1965), yang menemukannya
menggunakan suatu optik nephelometer untuk mengukur sejumlah kecil sinar pada
beragam tingkat dalam kolom air. Suatu lapisan nepheloid adalah suatu tubuh
kekeruhan pada sedimen yang ditutup yang boleh jadi mencapai ketinggian
beberapa ratus meter diatas permukaan laut. Hal tersebut bersifat padat daripada
keseluruhan ambient air tetapi tidaklah cukup padat untuk sink secara cepat. Dengan
demikian, sedimen bisa menyisakan penghentian/tutupan pada semacam lapisan bagi
suatu masa yang panjang. Kebanyakan material pada lapisan-lapisan nepheloid
terdiri dari partikel-partikel tanah liat sangat baik yang diperoleh mulanya dari tanah
tersebut. Beberapa material ini dicapai lapisan nepheloid melalui penutupan melalui
kolom air dari permukaan air. Kebanyakan darinya kemungkinan sedimen yang
baik, yang ditutup kembali dari permukaan laut yang memperlihatkan erosi pada
seabed melalui arus-arus dasar yang kuat, atau bahan yang baik yang disuntikkan ke
dalam kolom air melalui arus-arus keruh atau mekanisme lainnya. Dengan
menurunkan/menetapkan penghentian kecepatan dengan lambat, sedimen yang baik
bisa tersisa dalam suspensi dalam lapisan nepheloid bagi periode yang berjarak
renggang dari harian hingga mingguan pada kolom air 15 m yang sangat rendah dan
dari mingguan ke bulanan dalam 1000 m yang sangat lambat/rendah (Kenneth, 1982).
Lapisan-lapisan nepheloid dalam lautan modern diperluas pada posisi dari darat
menghadap ke laut bagi ratusan kilometer dan untuk kedalaman air pada 6000 m atau
lebih. Dikarenakan pada waktu mendiami yang relatif pendek (mingguan hingga
bulanan) bagi sedimen yang baik dalam lapisan-lapisan ini, sedimen yang diangkut
dengan jarak yang panjang dari tepi pantai untuk lapisan-lapisan nepheloid haruslah
didepositkan pada lantai lautan dan ditutup kembali banyak …..
Muatan Riak Air dan Muatan Debu. Kebanyakan muatan sedimen yang melalui
secara terus-menerus pengangkutan suspension terdiri dari yang baik, partikel-
partikel ukuran-tanah liat dengan penurunan kecepatan yang sangat lambat. Pada
sungai-sungai, sedimen ini diperoleh yang lain dari sumber-sumber wilayah dengan
arus menaik atau melalui erosi pada tepinya, lebih daripada yang berasal dari arus
bagian dasar, dan disebut Muatan riak air. Sungai-sungai memiliki kapasitas untuk
mengangkut muatan-muatan riak air besar yang kadang-kadang pada kecepatan
aliran yang sangat lambat. Karena perjalanan muatan riak air dalam suspension yang
terus-menerus pada sekitar kecepatan yang sama sebagaimana air, ia diangkut dengan
cepat melalui sistem-sistem air. Penutupan muatan yang sama diperoleh melalui
angin yang disebut muatan-muatan debu. Kenaikan difusi yang yang tidak stabil,
massa air buoyant pada suatu yang menentungkan di depan telah dikenal untuk
memperoleh debu awan secara cepat untuk ketinggian hingga ratusan atau kadang-
kadang ribuan meter selama letusan gunung berapi. Bahan-bahan yang diperoleh
utnuk semacam ketinggian yang besar boleh menyisakan dalam suspension untuk
periode waktu yang panjang dan yang berikutnya disebarkan melampaui suatu
wilayah yang sangat luas, termasuk basin/lembah sungai pada lautan (Prospero,
1981). Buktinya, komponen dengan partikel padat yang sangat baik pada sedimen
pelagic laut-dalam dipercaya menjadi asal mula tiupan angin yang besar.
Muatan yang Mengangkut Es. Pengangkutan pada Sedimen melalui es adalah jenis
pengangkutan aliran zat cair dan gas sungguhpun aliran es sangat lambat
sebagaimana sifat merekat yang tinggi, pseudoplastic non-Newtonian. Penghitungan
pada aliran berjarak dari 1 x 10 cm/s hingga 2 x 10 cm/s (J.R.L. Allen, 1970a),
yang mana berarti bahwa kadang-kadang suatu jatuhan es yang bergerak cepat lebih
sedikit daripada 1 m per hari (Sharp, 1988, hal.52). Dalam A Tramp Abroad, Mark
Twain menggambarkan ketidakpuasan (bersifat fiksinya), setelah kemahnya
terlempar pada suatu sungai salju/gletser Alpine yang mengharapkan suatu gilasan
lembah, untuk mendapatkan bahwa tinjauan dari kampnya menyisakan hal sama dari
hari ke hari. Gletser menguntungkan apabila nilai akumulasi pada salju dalam
(puncak) yang dicapai ke atas pada gletser melebihi nilai ablation (pelarutan) pada es
dan (moncong) capaian yang lebih rendah. Perimbangan diantara akumulasi dan
pelelehan diilustrasikan pada Gambar 3.24. Es haruslah mengalir ke dalam dari
kepala jatuhan salju hingga menempatkan kembali kehilangan melalui pencairan pada
moncongnya. Aliran pada es adalah laminar, dan kecepatan aliran sangat besar
mendekati puncak dan pusat gletser. Pengurangan kecepatan terhadap dinding dan
lantai, sungguhpun tidak diperlukan hingga nol. Gletser mundur apabila nilai pada
nilai akumulasi yang melebihi pencairannya. Mereka mencapai suatu pernyataan
equilibirium (keseimbangan), disamping kemunduran, juga menguntungkan, ketika
nilai-nilai pada pencairan dan akumulasi adalah sama, sungguhpun pergerakan
internal pada es secara terus-menerus.
Sedimen diangkut melalui glacier melalui penggalian dan abrasi melalui es
sebagaimana es sebagai pengikisan dan penghanyutan sungai es/glatser bagian
dasarnya, dan melalui kejatuhan atau sliding pada material dari dinding lembah.
Beberapa sedimen diangkut dalam hubungannya dengan dinding dan lantai lembah
dan bertanggungjawab pada kebanyakan abrasi. Bagian dari muatan yang tersisa
diperoleh pada permukaan menaik pada gletser, dan sebagian diperoleh dengannya.
Muatan internal yang diperoleh dari yang lain dari arus-arus air yang bergabung dari
dua atau lebih lembah atau melalui riak air atau kejatuhan material dari permukaan
ke dalam crevasses. Gletser tidak pernah menjadi muatan yang berlebihan dengan
debris hingga titik bahwa mereka menjadi dihentikan Sebagaimana pelelehan es
bersifat sungai salju, yang bagaimanapun, muatan sedimen diturunkan untuk
membentuk beragam jenis pada moraines (suatu massa pada karang, tanah liat, pasir
dan sebagainya yang diendapkan melalui sungai es sepanjang sisisnya) (lihat sharp,
1988, bab 7 dan 8, Drewry, 1986, bab 7 dan 8).
Deposit-deposit pada Aliran Zat Cair dan Gas
Air dan udara adalah bertanggungjawab bagi kebanyakan pengangkutan sedimen
melalui aliran zat cair dan gas; yang bagaimanapun, es bisa dihitung bagi
pengangkutan lokal pada volume yang besar pada sedimen dan partikel-partikel pada
ukuran yang sangat besar. Pengangkutan sedimen melalui beragam proses
didiskusikan di atas penghentian, dan deposisi terjadi, ketika hidrologic lokal atau
kondisi angin cukup berubah yang menyebabkan pengurangan pada tekanan
pemotongan bagian dasar bagi titik/hal bahwa hal tersebut tidaklah cukup lebih
panjang untuk mengawali dan sustain pergerakan partikel. Pengurangan ini pada
tekanan pemotongan bagian dasar bisa berkurang di bawah tingkat kritis yang
dibutuhkan bagi pengangkutan sedimen yang terlihat bagi berdasar suatu keragaman
sebab. Dalam kasus pengangkutan air, kasus-kasus ini mencakup pengurangan
dalam landaian pada bagian dasar, juga dihasilkan dari penambahan dalam kekasaran
bagian dasar atau dari perubahan dalam permukaan topografi dan kondisi cuaca.
Deposisi dari gletser dibawa disekitar bidang ketika gletser lainnya menjadi stagnan
atau kemunduran yang memperlihatkan untuk pengurangan dalam penghitungan
akumulasi salju bertambah dalam penghitungan pelelehan. Gletser yang bergerak ke
laut dan calve untuk membentuk gumpalan es terapung yang kadang-kadang meleleh
dan turun muatannya pada permukaan laut.
Deposisi sedimen boleh jadi secara temporer atau bersfat permanen. Sebagai contoh,
sedimen yang didepositkan dalam sambungan sungai dan titik bar, lingkungan
pantai, dan lingkungan yang sangat bersifat tepi pantai lainnya dapat diangkut
kembali dan dibuatkan subyeknya untuk diangkut secara terus-menerus sebagaimana
perubahan musiman atau jarak yang lebih panjang dalam penempatan regimen
hydrologic. Buktinya, sedimen sungai boleh jadi didepositkan dan diangkut kembali
dalam bilangan waktu sebelum akhirnya mencapai basin/lembah sungai yang
bersifat depositional dalam laut. Pada sisi lainnya, beberapa sedimen sungai, seperti
sedimen, dan angin-yang diangkut boleh jadi didepositkan dalam bentuk-bentuk
kontinental dan ditempatkan bagi periode waktu yang panjang untuk menjadi bagian
rekaman secara geologis. Suatu bagian besar pada sedimen menjalankan transportasi
yang keseluruhannya mendapatkan cara ke dalam basin lautan, dimana hal tersebut
kadang-kadang didepositkan di bawah dasar gelombang dan lebih banyak atau lebih
sedikit permanen yang diimobilisasi hingga terkubur.
Sedimen yang didepositkan melalui aliran zat cair dan gas pada air atau angin
biasanya dikarakterisasi melalui lapisan-lapisan atau bagian dasar-bagian dasar pada
beragam ketebalan, kelangkaaan pada pembuatan tingkat ukuran-partikel padat
vertikal, penyortiran ukuran-partikel padat yang berjarak dari yang terburuk hingga
yang paling baik yang bergantung pada kondisi-kondisi depositional, dan kehadiran
suatu perubahan pada struktur sedimentary (Bab 5). Sedimen-sedimen yang
diendapkan dari tenaga penarik arus yang biasanya menempatkan struktur-struktur
tersedimen seperti bagian dasar-yang melintang, riak, dan imbrication batu
kerikil/koral yang menunjukkan gambaran secara langsung dari mana aliran zat cair
dan gas dapat ditentukan. Sedimen yang didepositkan dari suspension mengurangi
struktur-strukturaliran ini dan dikarakterisasi disampingmelalui pelapisan yang baik.
Angin adalah kompeten untuk pengangkutan dan endapan partikel dalam jarak
ukuran pada pasir hingga hanya (lay) debu. Sebagai perbandingan, ukuran partikel
padat pada sedimen yang didepositkan melalui air yang bisa berjarak dari ukuran
tanah liat hingga batu cobbles atau batu besar yang dimakan oleh arus air puluhan
hingga berdiameter ratusan sentimeter. Keragaman ukuran partikel padat ini
merefleksikan jarak yang lebar pada kondisi alami dan keragaman dengan
kompetensi pada air dan angin untuk memulai dan sustain pengangkutan sedimen. Es
tidaklah menunjukkan reaksi sebagai suatu zat cair dan gas Newtonian dan karena
pada sifat merekat yang lebih besar adalah sanggup pada pengangkutan partikel-
partikel pada ukuran yang enormous sebaik sebagaimana partikel-partikel pada
ukuran yang sangat kecil. Sedimen yang diendapkan melalui glacier dilapis
dikarakterisasi dengan buruk dan disortir yang secara ekstrem buruk, dengan
partikel-partikel yang berjarak dari ukuran meter batu besar yang terikikis arus air
hingga partikel-partikel ukuran-tanah liat.
Deskripsi yang sangat singkat ini pada deposit aliran-zat cair dan gas
diberikan di sini untuk mengilustrasikan hubungan antara proses-proses aliran dan
karakteristik pada deposit sedimen yang dihasilkan. Tekstur-tekstur dan struktur pada
karang yang terendap didiskusikan secara rinci pada bab 4 dan 5; karakteristik pada
sedimen yang diendapkan melalui aliran zat cair dan gas dalam lingkungan
terendap yang berbeda yang digambarkan dalam Bab 10-12.
3.4 PENGANGKUTAN PARTIKEL MELALUI ALIRAN GRAVITASI SEDIMEN
dalam memperkirakan pembagiannya, kita menguji pengangkutan sedimen yang
dihasilkan dari interaksi pada pergerakan zat cair dan gas serta sedimen. Selama
pengangkutan aliran zat cair dan gas, zat-zat cair dan gas (air, angin, es) bergerak
dalam beragam cara dibawah perilaku gravitasi, dan endapan secara sederhana
diperoleh sepanjang dengan dan melalui zat cair dan gas. Sedimen dapat juga
diangkut secara bebas melalui zat cair dan gas melalui pengaruh gravitasi yang
bertindak langsung pada sedimen. Dalam jenis transportasi ini, zat-zat cair dan gas
bisa memainkan suatu peranan penting dalam mengurangi friksi internal dan
mendukung partikel-partikel padat, tetapi mereka tidaklah terutama
bertanggungjawab bagi pergerakan dengan landaian menurun. Pergerakan pada
sedimen di bawah pengaruh gravitasi menciptakan aliran, dan aliran berhenti ketika
muatan sedimen yang diendapkan.
Pengangkutan sedimen yang tampak hingga tindakan langsung pada
gravitasi dapat terjadi baik dalam lingkungan subaerial maupun subaqueous.
Gravitasi pengangkutan dibawah kondisi-kondisi lautan mempunyai signifikasi
bersedimentologi yang sangat besar. Suatu spektrum pada pergerakan gravitasi yang
eksis, berjarak dari sedimen yang digerakkan seluruhnya dan zat-zat cair dan gas
yang terutama untuk mengurangi friksi internal melalui peminyakan partikel-
partikel padat yang mana pengangkutannya adalah pada suatu basis partikel padat
melalui partikel padat dan zat-zat cair dan gas yang memainkan suatu peranan
penting dalam mendukung sedimen selama pengangkutan. Pergerakan massa
gravitasi dapat dikelompokkan ke dalam jatuhan karang, slide, dan aliran gravitasi
sedimen, yang ditunjukkan pada Tabel 3.2. karang yang jatuh mencakup jatuhan
bebas pada blok-blok atau terdiri dari karang/fragmen yang lebih tua dari
jurang/karang yang terjal atau landaian yang curam. Slide adalah pergerakan yang
besar pada karang atau sedimen yang tampak untuk memotong kesalahan yang
ditempatkan dengan sedikit accompanying perubahan bentuk internal pada massa.
Aliran gravitasi sedimen adalah jenis yang lebih “bersifat zat cair dan gas” pada
pergerakannya yang mana pecah dalam penyusunan partikel padat yang terjadi dan
perubahan bentuk internal pada massa sedimen adalah hebat/kuat.
Aliran gravitasi sedimen adalah pada pentingnya sedimen karena mereka
layak secara cepat untuk mengangkut sedimen dalam jumlah yang besar, termasuk
sedimen yang sangat kasar, kadang-kadang ke dalam air yang sangat dalam di
lautan. Aliran gravitasi yang terjadi dalam lingkungan subaerial padat
dipertimbangkan yang dirasakan luas hingga mencakup aliran-aliran pyroclastic dan
dasar gelombang-gelombang yang dihasilkan dari letusan gunung berapi, aliran
partikel padat pada pasir kering yang menuruni permukaan bukit pasir, baik pada
aliran-aliran runtuhan/puing vulkanis hingga yang nonvulkanis dan aliran-aliran
lumpur, yang mana partikel-partikel yang besar diangkut dalam suatu matriks seperti
slurry pada material yang lebih baik. Aliran gravitasi sedimen subaqueous juga
termasuk aliran-aliran partikel padat dan aliran puing, sebaik sebagaimana kekeruhan
arus-arus dan aliran sedimen yang menjadi cair.
Aliran gravitasi sedimen dapat terjadi ketika partikel-partikel padat menjadi
terpisahkan dan beredar untuk titik bahwa friksi internal dan sifat kohesif adalah
pengurangan sufficient hingga pengauatan yang lebih lambat pada massa sedimen di
bawah titik kritis yang dibutuhkan bagi gravitasi hingga permulaan pergerakan.
Empat jenis bersifat teori pada mekanisme aliran yang terbubarkan dan mendukung
yang dapat merima pengurangan dalam penguatan internal telah diidentifikasi: aliran
yang bergolak, aliran yang menjadi cair, aliran partikel padat, dan aliran plastik
(Tabel 3.3). Empat hal yang diamati jenisnya dapat diidentifikasi bahwa hubungan
untuk jenis aliran yang bergolak ini: arus-arus yang bergolak, aliran yang menjadi
cair, aliran zat cair dan gas, dan lumpur serta aliran runtuhan (Tabel 3.3 dan Gambar
3.25).
Arus-arus keruh adalah aliran gravitasi sedimen yang mana sedimen
didukung oleh komponen menaik pada pergolakan zat cair dan gas. Kehadiran
suspended sedimen ini dalam aliran menyebabkan berat jenisnya bertambah di atas
yang pada air ambient, menghasilkan aliran dengan landaian menurun. Aliran dapat
terjadi cukup cepat kadang-kadang pada slopes yang sangat lambat. Aliran-aliran
yang menjadi cairdikonsentrasikan dispersion pada partikel-partikel padat yang
mana sedimen didukung yang lain melalui kenaikan aliran pada pori air yang
melarikan diri dari diantara partikel-partikel padat sebagaimana mereka
menentukan/menurunkan penurunan melalui gravitasi atau melalui pori air yang
diperkuat secara menaik melalui suntikan dari bawah. Pencairan dapat terjadi melalui
kejutan yang tiba-tiba pada massa sedimen, yang secara garis besar mengurangi
friksi diantara partikel-partikel padat. Aliran-aliran ini dapat bergerak secara cepat ke
bawah secara moderat slopes (3 - 10 ). Aliran-aliran partikel padat adalah dispersion
pada sedimen yang bukan kohesi yang mana sedimen didukung (di udara) melalui
tekanan yang bersifat pembubaran yang tampak untuk kelangsungan tubrukan
partikel padat ke partikel padat dan dalam air melalui tubrukan dan pendekatan
tertutup. Aliran dapat terjadi secara cepat di bawah baik kondisi-kondisi subaerial
maupun subaqueous, khususnya pada landaian-landaian curam yang menedekati
sudut yang tenang bagi sedimen. Aliran-aliran debris dan aliran-aliran lumpur seperti
aliran slurry yang tersusun dari konsentrasi tinggi, dengan pencampuran sorted yang
buruk pada sedimen dan air. Aliran-aliran lumpur tersusun kebanyakan dari material
berukuran lumpur (1/256-1/16 mm); aliran-aliran debris mengandung suatu fraction
yang signifikan pada material yang lebih kasar yang dapat mencakup clast yang
berjarak renggang hingga ukuran boulder. Matriks lumpur cohesive dalam aliran-
aliran puing yang mempunyai cukup kekuatan untuk mendukung partikel-partikel
padat yang besar, tetapi cohesiveness tidaklah cukup besar untuk mencegah aliran
pada suatu slope adequate. Aliran-aliran debris secara umum dimulai pada steep
slopes (.10 ), tetapi mereka dapat mengalir dengan mempertimbangkan jarak pada
gentle slopes pada 5 atau kurang; mereka terjadi baik pada lingkungan subaerial
maupun subaquaeous.
Empat mekanisme pengangkutan pada gravitasi ini adalah gagasan terbaik
sebagai anggota khir pada suatu spektrum pada proses aliran-gravitasi. Salah satu
jenis proses yang boleh grade ke dalam beberapa kondisi yang ibawah lainnya.
Sebagai contoh, aliran-aliran lumpur lautan bisa berubah ke dalam arus turbidity
downslope dengan penambahan campuran dan dilution melalui air. Kita akan
sekarang menguji setiap sedimen utama ini pada proses aliran-gravitasi dalam rincian
yang lebih besar.
Arus-arus dengan Sifat Keruh
Arus-arus berat jenis dihasilkan melalui gravitas yang bertindak secara berbeda
dalam berat jenis antara tubuh-tubuh adjacent pada zat cair dan gas. Perbedaan berat
jenis yang muncul dari salinity aatau keragaman temperatur atau dari sedimen yang
suspended dalam zat cair dan gas. Suatu arus turbidity adalah suatu jenis yang
khusus pada arus berat jenis yang menaglir ke bawah lembah sepanjang dasar pada
suatu lautan atau danau karena pada berat jenis bersifat contrast dengan ambien air
yang disebabkan oleh sedimen yang suspended dalam owing air hingga pergolakan.
Arus-arus turbidity dapat dihasilkan secara eksperimen dalam laboratorium melalui
peluncuran lumpur yang tiba-tiba, air dense ke dalam tepi/akhir pada suatu sloping
flume yang diisi dengan lebih sedikit dense, air clear. Hal itu telah diamati untuk
terjadi di bawah kondisi-kondisi alami di danau-danau dimana air berlumpur
memasuki danau, dan ia dipercaya untuk mempunyai waktu geologi pada
keseluruhannya yang terjadi pada lingkungan laut pada margin-margin
kontinental/daratan. Dalam pembentukannya ini, mereka appear untuk originate
secara khusus di dalam atau dekat kepala/bagian atas canyon submarine,
sungguhpun mereka dapat terjadi pada margin kontinental dalam wilayah dimana
submarine canyon tidak hadir dan dalam pembentukannya yang lain semaacam
sebagaimana pada seamounths.
Arus-arus turbidity dapat dihasilkan melalui suatu keragaman pada
mekanismenya, termasuk kesalahan sedimen, aliran pada pasir di canyon head
triggered melalui badai-badai, muatan bagian dasar yang inflow dari sungai-sungai
dan meltwater glacial, dan aliran-aliran selama letusan pada ash-jatuhan-udara
(Normark dan Piper, 1991). Arus-arus turbidity bisa bergerak secara seragam, steady
mengalir atau surge. Ketika mereka bergerak sebagai steady aliran, kecepatan pada
aliran diberikan melalui
Dimana d adalah tebalnya aliran, S adalah slope pada dasarnya, f adalah resistance
frictional pada dasar aliran, dan f adalah frictional resistance pada interface menaik
pada udara yang berhubungan dengan overlying lapisan air ambient. Sebagaimana
persamaan 3,19 yang menunjukkan, kecepatan pada arus turbidity dengan aliran-
yang steady adalah sensitif untuk slope yang melampaui yang mana aliran
ditempatkan, sungguhpun aliran-aliran bisa terjadi bisa terjadi pada slope serendah 1
(Kersey dan Hsu, 1976). Penyeragaman, arus-arus turbidity yang steady telah diamati
untuk aliran sepanjang dasar sloping pada danau-danau dimana sungai-sungai
dengan laden-sedimen melaju ke dalam danau. Meraka bisa terjadi juga pada shelves
continental dimana sungai berlumpur discharge; bagaimanapun, lebih sedikit
memungkinkan untuk terjadi pada pembentukan ini karena perbandingan berat jenis
antara air sungai berlumpur dan air lautan adalah lebih sedikit daripada yang terjadi
antara air sungai yang berlumpur dan air segar.
Surges, atau arus-arus turbidity spasmodic, dimuali melalui beberapa peristiwa
catastrophic yang hidup secara pendek, seperti slumping sedimen masif triggered-
gempa atau gelombang badai yang berlaku pada suatu shelf kontinental. Suatu
peristiwa menciptakan pergolakan yang intense pada air yang overlying lantai laut,
menghasilkan erosi yang ekstensif dan pengangkutan sedimen, yang mana secara
cepat terlempar ke dalam suspension. Sedimen kemudian menyisakan suspended,
yang didukung dalam kolom air oleh pergolakan. Proses ini menghasilkan suatu
dense, awan turbid yang bergerak downslope, eroding, dan picking up lebih sedimen
sebagaimana ia bertambah dalam kecepatan. Middleton dan hampton (1976)
memberikan kesan bahwa aliran surge berkembang ke dalam tiga bagian utama
sebagaimana mereka bergerak dari sumbernya:
1. kepala, yang mana adalah kira-kira dua kali tebalnya sebagaimana rest pada
aliran dan yang mana pergolakannya bersifat intensif.
2. tubuh, dengan ketebalan yang hampir seragam, yang steady-nya mendekati,
terjadi dalam aliran yang seragam.
3. ekor, dimana aliran yang tipis abruptly dan menjadi lebih dilute.
Kepala adalah overhanging dan dibagi transversely ke dalam lobes dan cleft
(Gambar 3.26). Tubuh pada arus turbidity berjenis-surge, yang mana bergerak pada
suatu kecepatan yang sama untuk yang pada seragam, aliran-aliran yang steady,
bergerak lebih cepat dalam air yang dalam daripada kepalanya. Perbedaan ini dalam
kecepatan menyebabkan bagian depan pada tubuh untuk mengkonsumsi dirinya
sendiri dengan kepala dalam proses percampuran dengan air ambient (Allen, 1985).
Sekali saja sedimen suspended dalam suatu arus turbidity, arus turbidity secara terus-
menerus mengalir selama beberapa waktu di bawah tindakan gravitasi dan inertia.
Aliran akan berhenti ketika campuran air-sedimen yang memproduksi berat jenis
berbanding dengan air ambient yang exhausted melalui penetapan pada muatan
suspended. Deposisi yang cepat pada partikel-partikel yang kasar dari suspension
appear untuk terjadi dalam regions dekat sumber owing untuk awal decay pada
pergolakan intensif yang sifatnya ekstem yang dihasilkan peristiwa permulaannya.
Sebagaimana aliran yang terus-menerus bergerak maju, sisa bahan yang kasar akan
menjadi terkonsentrasi seacar progresif dalam kepala aliran-zat cair dan gas dense
haruslah disuplai terus-menerus untuk kepala hingga penempatan kembali yang
hilang untuk pusaran air yang break off dari kepala dan bergabung kembali dengan
badan pada aliran. Owing untuk perbedaan dalam pergolakan pada kepala dan tubuh,
kepala boleh jadi suatu region pada erosi ketika deposisi ditempatkan dari tubuh.
Secara teoretis, sedimen tersisa dalam suspension setelah deposition awal
pada bahan kasar dalam wilayah proximal yang dapat, selama pengangkutan lebih
lanjut, dipelihara dalam suspension untuk suatu waktu yang sangat lama dalam suatu
pernyataan equilibirium dinamis yang disebut autosuspension (Bagnold, 1962;
pantin, 1979; parker, 1982). Suatu kondisi pada autosuspension adalah presumably
yang dipelihara karena pergolakan terus-menerus yang dihasilkan dalam dasar pada
aliran owing untuk gravitasi-yang dihasilkan aliran downslope pada arus turbidity
yang melampaui bagian dasar. Dengan demikian, hilangnya energi melalui friction
pada aliran dengan dasar adalah compensated melalui energi bersifat gravitasi. Jarak
bahwa arus-arus turbidity dapat berjalan/berlangsung di lautan yang tidak dikenal
dari bukti unequivocal. Suatu arus turbidity presumed triggered hingga gempa bumi
Grand Bank di Nova Scotia yang appear yang berjalan hingga ke selatan melintasi
lantai Atlantik hingga jarak lebih daripada 300 km pada kecepatan yang naik hingga
67 km/h (19 m/s), sebagaimana dicatat waktu melalui pemecahan dalam kabel
telegraf lautan (Piper, Stow, dan Normack, 1988). Pengangkutan pada sedimen
melampaui suatu jarak yang memberikan kesan bahwa autosuspension secara nyata
bekerja; yang meskipun demikian, beberapa ahli geologi menyisakan sikap skeptis
pada proses autosuspension (contohnya, tinjauan Middleton, 1993).
Kecepatan pada suatu arus yang keruh kadang-kadang diminishes owing
untuk flattening pada canyon slope, aliran yang melampaui tepian sepanjang suatu
hubungan lautan, atau penyebaran pada aliran yang melampaui lantai lautan flat
pada dasar slope. Sebagaimana aliran yang berjalan lambat, pergolakan yang
dihasilkan sepanjang sole pada aliran juga diminishes, dan arus secara terus-menerus
menjadi lebih dilute owing untuk bercampur dengan air ambient di seputar kepala dan
sepanjang interface menaik. Sisa sedimen yang diperoleh dalam kepala kadang-
kadang tampak keluar, menyebabkan kepala sink dan dissipate. Proses eksak melalui
mana deposisi diambil tempatnya dari beragam bagian pada suatu arus turbidity
adalah masih bukan merupakan thoroughly dipahami, walaupun ia dirasakan terbuka
dari hasil-hasil bersifat eksperimen bahwa deposisi tidaklah terjadi dalam seluruh
bagian pada arus pada saat yang sama. Sebagaimana dicatat di atas, sebagai contoh,
kepala boleh jadi suatu region pada erosi yang potensial pada saat deposisi waktu
yang sama yang mengambil tempat dari tubuh di belakang kepala. Sedimen itu
didepositkan sangat cepat dari beberapa bagian pada aliran, seperti kepala, yang
boleh melalui sedikit atau tanpa pengangkutan traction subsequent sebelum menjadi
cepat terkubur. Pada sisi lainnya, dalam bagian-bagian yang lebih distal pada aliran
atau dalam wilayah dimana kepala terlalu mengaliri channel, suatu periode pada
scouring melalui kepala boleh jadi diikuti oleh deposition lambat dari tubuh dan ekor,
selama penambahan pengangkutan traction pada penempatan sedimen yang
didepositkan. Deposition akhir dari ekor bisa ditempatkan setelah pergeraakan pada
arus yang terlalu lemah untuk memproduksi pengangkutan tracting.
Bergantung pada posisi dengan kekeruhan aliran dan permulaan penghitungan
pada sedimen yang meletakkannya ke dalam suspension melalui aliran, arus-arus
turbidity boleh mengandung konsentrasi-konsentrasi tinggi lainnya pada sedimen atau
konsentrasi rendah secara relatif. Dua jenis prinsip arus-arus turbidity, didasarkan
pada konsentrasi partikel suspended, dapat dipertimbangkan: aliranaliran berat jenis
yang rendah, yang mengandung lebih sedikit daripada sekitar 20 hingga 30 persen
partikel-partikel padat, dan aliran-aliran berat jenis-yang tinggi, yang mengandung
konsentrasi-konsentrasi yang lebih besar (Lowe, 1982). Aliran-aliran berat jenis
(kepadatan)-yang rendah dibuat secara garis besar pada clay, silt dan partikel-partikel
ukuran pasir yang dipadati dari yang bersifat baik hingga menengah yang didukung
dalam suspension keseluruhannya melalui pergolakan. Aliran-aliran kepadatan-yang
tinggi boleh mencakup partikel-partikel padat-yang kasar pasirnya dan pebble-utnuk
clasts ukuran cobble sebaik sebagaimana sedimen berkualitas tinggi. Dukungan
pada partikel-partikel kasar selama aliran diberikan oleh pergolakan yang
ditambahkan melalui penetapan hindered yang dihasilkan dari konsentrasi-
konsentrasi sedimen tinggi yang dimilikinya dan pengangkat buoyant yang diberikan
oleh campuran interstitial pada air dan sedimen berkualitas tinggi (Aliran-aliran
dengan berat jenis-yang tinggi berbeda dari aliran-aliran debris dalam aliran debris
yang tidak bergolak dan lebih sedikit zat cair dan gas). Kepala-kepala pada arus-arus
turbidity boleh jadi aliran-aliran dengan berat jenis-yang tinggi, ketika ekor-ekornya
boleh jadi dilute, aliran-aliran dengan berat jenis-yang rendah.
Endapan-endapan arus yang keruh, umumnya disebut kekeruhan, adalah dua
jenis dasar. Kekruhan yang diendapkan dari aliran dengan berat jenis-yang tinggi
dengan konsentrasi sedimen yang tinggi berkecenderungan untuk membentuk
suksesi secara keruh bagian dasar –yang tebal yang mengandung batu pasir dengan
partikel padat-yang kasar atau tanah liat (gravel). Unit aliran individual secara tipikal
mempunyai grade yang buruk secara relatif dan beberapa pelapisan internal, serta
mark scour basal yag merupakan hal lain yang dikembangkan dengan buruk atau
tidak terdapat. Beberapa kekeruhan yang tebal, unit-unit basal dengan partikel padat-
yang kasar boleh grade menaik hingga …. Endapan yang memperlihatkan struktur-
struktur traction seperti pelapisan dan pembuatan bagian dasar-melintang dengan
skala-yang kecil. Dalam bagian yang paling tinggi pada unit-unit aliran, sedimen bisa
terdiri dari partikel padat yang sangat baik, mendekati lumpur-lumpur homogen yang
diendapkan dari ekor pada aliran. Endapan pada kebanyakan dilute, aliran arus
dengan kekeruhan yang konsentrasinya-rendah secara umum membentuk suksesi
kekeruhan dengan pembuatn bagian dasar yang tipis. Unit-unit aliran secara
individual dijadikan partikel padat pada dasarnya, dengan grading ukuran vertikal
yang baik, pelapisan-pelapisan yang dikembangkan-dengan baik, dan skala kecil
dengan pembuatan bagian dasar-melintang (Gambar 3.27A). Mark scour boleh
ditampilkan pada soles atau bagian dasar alas.
Bouma (1962) mengajukan suatu rangkaian kekeruhan yang ideal, sekarang
biasanya disebut rangkaian Bouma. Rangkaian ideal ini terdiri dari lima unit
terstruktur (Gambar 3.28-1) yang mencakup karakteristik pada kedua jenis
kekeruhan. Subdivisi terstruktur ini presumably catatan decay pada penguatan aliran
pada suatu arus yang keruh dengan waktu dan pengembangan yang progressif pada
struktur endapan yang berbeda serta bentuk-bentuk alas dalam penyesuaiannya
dengan regim-regim aliran yang berbeda (regim aliran menaik hingga regim aliran
menurun) sebagaimana wanes kecepatan aliran-arus. Kebanyakan sifat keruh tidaklah
mengandung keseluruhan unit-unit terstruktur ini. Tebal, kekeruhan dengan partikel
padat yang kasar ini berkecenderunagn untuk menunjukkan pengembangan yang baik
pada unit-unit A dan B, tetapi unit-unit C melalui E biasanya dikembangkan dengan
buruk atau tidak terdapat/tidak hadir. Tipis, kekeruhan dengan partikel padat yang
lebih baik disa ditunjukkan dengan baik unit-unit C melalui E dan dikembangkan
dengan buruk atau tidak hadir unit-unit A dan B. Buktinya, Hsu (1989, hal. 116)
mengklaim bahwa unit D-nya Bouma jarang terjadi dan bahwa kebanyakan
kekeruhan dapat dibagi ke dalam hanya dua unit: sesuatu yang lebih rendah, unit
yang dilapisi secara horizontal (unit A + B, Gambar 3.28-2) dan sesuatu yang menaik,
unit yang dilapisi melintang (unit C0. Unit E adalah suatu permasalahan karena ia
boleh menjadi pelagic dan dengan demikian tidak boleh menjadi bagian pada suatu
unit aliran yang keruh.
Kekeruhan laid down dekat sumbernya, khususnya dengan channel angkutan
utama dimana konsentrasi sedimen yang suspended adalah tinggi, yang secara umum
adalah partikel padat-yang kasar, besar, atau jenis yang dilapisi dengan buruk.
Beberapa aliran konsentrasi yang sangat tinggi dapat juga mengendapkan kekeruhan
partikel padat-yang kasar dengan channel utama dengan mempertimbangkan jarak
dari sumber. Pada sisi lain, tipis, kekeruhan dengan partikel padat-yang lebih baik
dapat juga diendapkan dekat sumber dimana arus-arus yang keruh mengalir over tepi-
tepi pada suatu channel dan menjadi lebih dilute sebagaimana mereka menyebar
keluar melampaui permukaan laut, sebaik sebagaimana dalam wilayah yang lebih
distant dari sumbernya. Endapan-endapan pada suatu aliran arus yang keruh secara
tipikal menunjukkan ukuran horizontal yang grade bertambah hingga grading
ukuran vertikalnya. Dengan begitu, yang tebal, endapan-endapan partikel padat-yang
kasar secara umum grade secara lateral hingga lebih tipis, sedimen-sedimen yang
partikel padatnya lebih baik.
Aliran-aliran yang Menjadi Cair
Loosely packed, sedimen tanpa kohesi seperti pasir dapat menjadi cair secara
temporer owing untuk suatu kejutan yang tiba-tiba, atau rangkaian kejutan, yang
menyebabkan partikel-partikel padat hingga momentarily kehilangan hubungan
dengan setiap yang lain dan menjadi suspended dalam zat cair dan gas pore yang
dimilikinya. Partikel padat yang berhubungan dapat juga menjadi hilang apabila
suatu zat cair dan gas diperkenalkan ke dalam dasar pada suatu massa atau kolom
pada sedimen yang kehilangan sifat kohesifnya dan suntikan diteruskan hingga
partikel-partikel padat ditekan sebagian, dengan beratnya menjadi didukung oleh zat
cair dan padat yang muncul. Proses ini disebut fluidization. Sekali saja sedimen yang
kehilangan sifat kohesinya telah tercairkan (atau fluidized), ia kehilangan
kekuatannya dan behave seperti suatu zat cair dan gas dengan kecepatan-tinggi yang
dapat, meskipun demikian, mengalir cukup cepat menuruni slope selambat 3.
Aliran yang tercairkan dapat terjadi hanya sepanjang dispersion partikel padat
yang dipelihara. Segera setelah partikel-partikel padat ditetapkan keluar/diturunkan
pada zat cair dan gas serta dibuatkan lagi hubungannya dengan partikel padat lain,
lapisa yang mengalir akan “membeku” dan menghentikan pergerakannya.
“Pembekuan” dimulai pada dasar aliran; suatu permukaan pada munculnya partikel-
partikel padat melalui dispersion pada suatu nilai/penghitungan yang ditentukan
melalui penetapan kecepatan pada partikel-partikel (Gambar 3.29). Waktu yang
dibutuhkan untuk penetapan yang terjadi adalah pada saat penebalan, aliran-aliran
dengan partikel padat-yang baik (Lowe, 1976); oleh karena itu, aliran-aliran yang
tercairkan bisa melakukan perjalanan secara pendek, though penting secara potensial,
jarak sebelum pengendapan terjadi yang membawa pada pembentukan suatu
bilangan pada zat cair dan gas yang melarikan strukturnya seperti struktur dish.
Beberapa aliran yang tercairkan mengalir yang menjadi bergolak sebagaimana
massa sedimen yang mengalir yang diakselerasikan downslope dan dengan demikian
berubah ke dalam arus-arus yang keruh. Endapan-endapan pada aliran-aliran yang
tercairkan secara tipikal tebal, unit-unit pasirnya sorted dengan buruk yang
dikarakterisasi khususnya melalui zat cair dan gas yang melarikan strukturnya (bab
5), seperti struktur dish, pipa, dan gunung berapi pasir yang ditunjukkan pada
gambar 3.27B.
Aliran-aliran Partikel Padat
Aliran partikel padat adalah pergerakan pada sedimen yang cohesionless menurun
steep slope owing hingga hilang tiba-tiba pada penguatan pemotongan internal pada
sedimen. Aliran partikel padat mulai ketika traction proses menyebabkan sedimen
cohesionless, yang biasanya pasir, menjadi pilled up melebihi repose pada sudut
yang dikritisi. Sudut ini adalah suatu fungsi pada packing partikel padat dan bentuk
partikel padat serta berkecenderungan untuk menjadi sangat besar dalam endapan-
endapan dengan partikel-partikel padat angular pada sphericity yang lambat. Ketika
sudut pada repose untuk suatu sedimen yang khusus exceeded, avalanching terjadi;
aliran cepat dimulai ketika tekanan pemotongan internal qwing hingga gravitasi
exceed penguatan pemotongan internal pada sedimen. Tekanan dispersive yang
diperlukan untuk pengauatan partikel-partikel padat sebagian dan keep suspended
selama aliran diberikan bukan melalui zat cair dan gas tetapi melalui collision dari
partikel padat ke partikel padat pada udara dan collision partikel padat serta
pertemuan tertutup dalam air sebagai massa yang dijatuhkan pada sedimen yang
bergerak menuruni suatu slope. Selama interaksi pada partikel padat, tekanan
dispersive adalah kekuatan normal hingga bidang pada pemotongan yang mana
berkecenderungan untuk expand atau disperse partikel-partikel padat in that
direction. Bagnold (1956) memberikan kesan bahwa hubungan diantara tekanan
pemotongan (T) yang bertindak pada partikel-partikel padat serta tekanan dispersive
(P) adalah
Dimana a adalah sudut pada friksi internal. Formula ini memberikan kesan bahwa
slope minimum pada aliran partiel padat yang sustained dalam udara adalah
kemungkinan sekitar 30 ; di bawah air, lebih besar slope untuk dibutuhkan bagi
aliran yang terjadi. Sungguhpun dispersion atau dilation pada partikel-partikel padat
pasir diterima dan dipelihara selama aliran utama melalui collision partikel padat,
dispersion boleh jadi ditambahkan di bawah beberapa kondisi melalui aliran menaik
pada zat cair dan gas pore sebagaimana pengaturan partikel-partikel padat atau
kemungkinan melalui buoyancy pada suatu matriks lumpur dense. Aliran partikel
padat adalah serupa untuk aliran yang mencair dengan banyak perhatian dan boleh,
buktinya, grade ke dalam aliran-aliran ini. Dibandingkan dengan aliran-aliran yang
tercairkan, aliran partikel padat dapat terjadi di bawah kondisi-kondisi subaerial
sebaik sebagaimana kondisi-kondisi subaqueous.
Aliran partikel padat adalah sesuatu yang biasa terjadi pada lee slope pada
bukit pasir. Aliran-aliran pada pasir cohesionless telah juga diamati dan difoto dalam
lautan sebagaimana mereka digerakkan menuruni steep slope dalam canyon lautan
(Shepard, 1961; Dill, 1966; Shepard dan Dill, 1966). Aliran-aliran partikel padat
melampaui dasar/lantai pada fjords Norwegia yang dilaporkan bertanggungjawab
pada perusakan kabel-kabel telepon bawah laut. Aliran-aliran partikel padat bisa juga
dibatasi signifikasi geologinya karena pada steep slope yang dibutuhkan untuk
memulai aliran, sungguhpun ia telah dikesankan bahwa aliran partikel padat boleh
accompany arus yang keruh pada lebih sedikit steep slope, bergerak di bawah, tetapi
secara bebas pada arus-arus yang keruh. Pengendapan pada sedimen aliran partikel
padat terjadi secara cepat dan en masse melalui “pembekuan” yang tiba-tiba owing
terutama untuk mengurangi sudut slope.
Suatu aliran-partikel padat yang asal-usulnya telah dibuatkan kesannya oleh
beberapa pekerja bagi sangat tebal, hampir meupakan bagian-bagian dasar batu pasir
yang sangat besar; yang bagaimanapun. Lowe (1976) conclude bahwa endapan-
endapan pada suatu aliran partikel padat yang tunggal dalam banyak lingkungan tidak
dapat lebih tebal daripada beberapa sentimeter bagi ukuran partikel padat ukuran-
pasir. Reverse grading-dengan begitu, grading dari ukuran yang baik hinggamenaik
pada ukuran yang kasar-yang terjadi pada beberapa batu pasir yang telah attribute
higga proses aliran-partikel padat. Reverse grading diasumsikan untuk terjadi selama
aliran partikel padat yang mengalir sebagai suatu hasil pada partikel-partikel yang
lebih kecil yang menyaring ke bawah melalui partikel-partikel yang lebih besar saat
mereka berada di dispersed state, suatu proses yang disebut kinetic sieving.
Endapan-endapan aliran-partikel padat dibuatkan bagian dasarnya secara masif
dengan sedikit atau tidak terdapat lapisan internal dan grading kecuali kemungkinan
reserve grading pada dasarnya (Gambar 3.27C). Endapan-endapan pada suatu partikel
padat yang tunggal biasanya lebih sedikit daripada sekitar ketebalan 5 cm.
Aliran-aliran Puing dan Aliran-aliran Lumpur
Aliran-aliran debris dan aliran –aliran lumpur adalah aliran-aliran gravitasi sedimen
yang behave sebagaimana plastik Bingham; yakni, mereka mempunyai suatu
penguatan hasil yang harus overcome sebelum aliran dimulai. Mereka terdiri dari
campuran sorted yang buruk pada partikel-partikel, yang mana bisa berjarak renggang
hingga ukuran-boulder, dalam suatu tanah liat yang baik, pasir, dan matriks lumpur
Hal itu dikomposisikan predominantly pada aliran lumpur dan partikel padat ukuran-
lumpur, dan hal itu dengansesuatu yang lebih rendah/lambat tetapi merupakan
fraction lumpur yang substansial (>5 persen melalui volumenya) yang adalah aliran
debris berlumpur (Middleton, 1991). Partikel-partikel padat dalam aliran-aliran puing
bearing-lumpur ini didukung dalam suatu matriks pada lumpur dan air interstitial
yang mempunyai penguatan kohesif yang cukup hingga mencegah partikel-partikel
yang lebih besar dari penetapan tetapi tidak cukup kuat untuk mencegah aliran.
Aliran-aliran debris yang mempunyai matriks yang tersusun predominantly pada pasir
cohesionless dan gravel adalah aliran-aliran debris bebas-lumpur (Middleton, 1991).
Mekanisme dukungan bagi aliran-aliran debris bebas-lumpur ini dipahami engan
buruk.
Aliran-aliran debris subaerial terjadi di bawah banyak kondisi-kondisi iklim
tetapi secara khusus biasa pada wilayah arid dan semiarid dimana mereka biasanya
dimulai setelah jatuhnya hujan lebat. Lahar adalah aliran debris yang susunan
utamanya berasal dari partikel-partikel gunung berapi yang menjadi air yang
saturated selama hujan lebat yang accompany ledakan gunung berapi atau dari ….
Dan salju yang terakumulasi pada cone gunung berapi diantara letusan.
Setelah penguatan hasil-hasil pada suatu aliran debris yang telah overcome
owing hingga saturation air, dan pergerakan dimulai, aliran boleh secara terus-
menerus bergerak melampaui slopesseredan sebagaimana 1 atau 2 (Curray, 1966).
Aliran-aliran debris dipercaya terjadi juga dalam lingkungan subaqueous,
kemungkinan sebagai hasil suatu pencampuran pada akhir downslope dan dilute
melalui percampuran dengan lebih banyak air, penguatannya dikurangi, dan mereka
boleh lewat ke dalam arus yang keruh. Deposisi pada keseluruhan massa pada
aliran-aliran debris dan aliran-aliran lumpur terjadi secara cepat. Ketika tekanan
pemotongan tampak pada gravitasi dengan exceed yang tidak lebih panjang,
penguatan hasil pada dasar aliran, massa “menjadi beku” dan menghentikan
gerakannya.
Endapan-endapan aliran-debris adalah tebal, unit-unit sorted dengan buruk yang
kekuarangan lapisan internalnya (Gambar 3.27D). Mereka secara tipikal terdiri dari
campuran chaotic pada partikel-partikel yang boleh mempunyai jarak renggang dalam
ukuran dari clay hingga boulder. Partikel-partikel yangbesar biasanya menunjukkan
tidak terdapatnya orientasi prefer. Mereka secara umum graded dengan buruk, tetapi
apabila grading ditampilkan, ia boleh menjadi normal atau reverse.
GAMBAR 3.1 Penggambaran kembali secara geometris pada faktor-faktor yang
menentukan sifat merekat zat cair dan gas. Suatu zat cair dan gas ditutup diantara
dua lempeng yang rigid, A dan B. Plat A bergerak pada kecepatan (V) relatif hingga
Plat B. kekuatan pemotongan A ( )bertindak parallel hingga plat menciptakan suatu
profil kecepatan yang dinyatakan-steady yang ditunjukkan melalui garis inclined,
dimana kecepatan zat cair dan gas ( ) bersifat proporsional bagi panjang arrow.
Tekanan pemotongan boleh jadi dipikirkan sebagai penguatan yang memproduksi
suatu perubahan dalam kecepatan ( ) relatif hingga ketinggian (dy) sebagai salah
satu lapisan slide zat cair dan gas yang melampaui (lapisan) lainnya. Rasio pada
tekanan pemotongan hingga du/dy adalah sifat merekatnya ( ).
GAMBAR 3.2 Penghitungan/penilaian pada perusakan bentuk vs tekanan
pemotongan bagi zat-zat cair dan gas serta plastik.
GAMBAR 3.3 Penggambaran bersifat skema pada laminar vs aliran zat cair dan gas
yangbbergolak: A. Aliran laminar yang melampaui suatu alas arus yang halus. B.
aliran laminar yang melampaui suatu partikel spherical pada suatu alas yang halus. C.
Aliran bergolak melampaui suatu alas yang halus. Tanda panah mengindikasikan
jalan aliran pada zat cair dan gas.
GAMBAR 3.4 Perbandingan pada profilprofil kecepatan vertikal bagi (A) laminar
dan (B) aliran bergolak dalam suatu hubungan yang lebar. Kecepatan-kecepatan
dalam profil bergolak adalah nilai-rata-rata-waktu. C. Bentuk umum pada laminar
dan profil kecepatan pergolakan sebagaimana diamati dari atas.
GAMBAR 3.5 Suatu penguatan yang bertindak selama aliran zat cair dan gas
dalam suatu penempatan partikel padat p[ada suatu alas pada partikel-partikel padat
yang serupa. Susunan aliran pada zat cair dan gas bergerak melampaui suatu partikel
padat, yang mengillustrasikan kenaikan kekuatan yang dihasilkan efek Bernoulli:
(a) garis-garis arus dan tekanan dengan pembsaran relatif yang bertindak pada
permukaan suatu partikel padat, (b) kecepatan langsung dan relatif pada vektor-vektor
kecepatan; kecepatan-kecepatan yang lebih tinggi terjadi ketika garis arus lebih
tertutup secara bersama.
GAMBAR 3.6 Diagram Hjulstrom, sebagaimana dimodifikasi oleh Sundborg,
menunjukkan kecepatan arus yang dikritisi yang dibutuhkan untuk menggerakkan
partikel-partikel padat kuarsa pada suatu dasar bidang pada kedalaman air 1 m. Area
yang shaded mengindikasikan scatter pada data eksperimen, dan penambahan width
pada wilayah ini dalam ukuran partikel padat yang lebih baik menunjukkan pengaruh
kohesi sedimen dan konsolidasi pada kecepatan yang dikritisi yang dibutuhkan bagi
pengankutan endapan.
GAMBAR 3.7 Diagram Shield yang domodifikasi oleh Miller.
GAMBAR 3.8 Suksesi pada bentuk-bentuk alas yang berkembang selama aliran
unidirectional pada sedimen bergaram (0,25-0,7 mm) pada air dangkal sebagaimana
penambahan kecepatan aliran.
GAMBAR 3.9 Terminologi yang digunakan untuk menggambarkan riak-riak
asimetris.
GAMBAR 3.10 Suatu contoh pada suatu bentuk alas yang dihasilkan komputer.
GAMBAR 3.11 Plot yang berarti kecepatan aliran terhadap ukuran endapan media
yang menunjukkan stabilitas bidang pada tahap-tahap alas. Catat bahwa terminologi
yang direkomendsikan bagi bentuk-bentuk alas (1) alas bidang yang lebih rendah, (2)
riak-riak, (3) bukit pasir (riak-riak yang seluruhnya berskala besar), (4) alas bidang
menaik, dan (5) antidune. F = bilangan Froude.
GAMBAR 3.12 rangkaian pada bentuk-bentuk dasar yang berkembang dengan
penambahan kecepatan aliran, bagi sedimen pada beragam ukuran.
GAMBAR 3.13 Grafik-grafik kecepatan-kedalaman yang kehilangan dimensinya
bagi (A) ukuran sedimen 0,10-0,14 mm, (B) ukuran-ukuran sedimen 0,40-0,50 mm,
dan (C) ukuran-ukuran sedimen 1,30-1,80 mm. Data adjusted bagi suatu referensi
temperatur pada 10 C; 2D refer bagi bukit-bukit pasir berdimensi-dua.
GAMBAR 14 Diagram ukuran partikel padat-kecepatan-kedalaman-tiga dimensi
yang digeneralisasikan yang menunjukkan hubungan diantara tahapan-tahapan alas
dan ukuran partikel padat bagi suatu keragaman yang luas pada kecepatan aliran dan
kedalaman aliran. Diagram didasarkan baik pada flume data dan observasi pada
aliran-aliran alami.
GAMBAR 3.15 Klasifikasi yang diidealisasikan pada riak-riak arus dan bukit pasir
yang didasarkan pada bentuk tinjauan-perencanaan. Aliran adalah dari dasar hingga
puncak pada setiap kasus.
GAMBAR 3.16 Crested-lurus riak-riak eolian, bagian utara Pulau Padre, Texas.
Angin bertiup dari kiri ke kanan.
GAMBAR 3.17 Gerakan secara orbit pada partikel-aprtikel air yang disebabkan oleh
perjalanan gelombang dalam (A) air dalam dan (B) air dangkal. Catat bahwa dalam
air dangkal orbit menjadi baik lebih kecil amupun lebih flat dengan kedalaman,
hingga mendekati dasar hal tersebut flat sangat penting.
GAMBAR 3.18 Kecapatan mengorbit vertikal yang mendekati-dasar ( ) yang
dibutuhkan untuk memulai gerakan pada gelombang partikel padat kuarsa yang
mempunyai beragam periode gelombang. Kecepatan mengorbit kembali lagi
dihubungkan dengan tinggi gelombang (H), kedalaman air (h), dan panjang
gelombang (L).
GAMBAR 3.19 Hubungan diantara gerakan mengorbit yang tampak pada laku
gelombang dan gerakan pair pada suatu riak dasar laut. Catat bahwa gerakan
gelombang dengan superimpose, arus unidirectional memproduksi riak-riak
asimetris, dimana gerak gelombang sendiri cenderung untuk memproduksi riak-riak
simetris.
GAMBAR 3.20 Kecepatan permulaan untuk memulai pergerakan partikel padat
dalam pasir kuarsa yang seragam dan konversi pada alas yang diriakkan hingga alas
flat (aliran sheet) di bawah aliran yang mengorbit.
GAMBAR 3.21 rangkaian pada bentuk-bentuk alas yang berkembang dalam zona
offshore dan nershore dengan penambahan kecepatan mengorbit di bagian dasar dan
kecepatan asimetri dalam shoreward secara langsung.
GAMBAR 3.22 pembentukan crest pada riak-riak oscillation, sebagaiman dilihat
pada tinjauan perencanaan, yang dibandingkan hingga pembentukan riak-riak arus
dan riak-riak yang didominasi arus.
GAMBAR 3.23 Illustrasi bersifat skema pada jalan partikel-partikel padat selama,
bedload, suspensi, dan pengangkutan penggaraman.
GAMBAR 3.24 Illustrasi berdimensi-dua secara diagram pada perimbangan diantara
akumulasi sungai es dan melting serta pergerkan pada es dengan suatu sungai es.
GAMBAR 3.25 Jenis-jenis utama aliran-aliran gravitasi sedimen pada interaksi
antara zat-zat cair dan gas serta partikel-partikel padat yang mengambil sedimenyang
didukung selama pengangkutan.
GAMBAR 3.26 Struktur yang dipostulatkan pada kepala dan badan pada suatu arus
keruh yang menguntungkan ke dalam air dalam. Ekor tidaklah ditunjukkan.
GAMBAR 3.27 perbandingan pada struktur-struktur pengendapan dan jenis arus
garvitasi endapan yang berbeda.
GAMBAR 3.28 rangkaian ideal pada struktur-struktur pengendapan dalam unit-unit
graded-bed sebagaiman diajukan Bouma (1) dan Hsu (2). Catat bahwa dalam model
Hsu, unit-unit Bouma A dan B dikombinasikan dan unit D omitted.
GAMBAR 3.29 Penggambaran berbentuk skema pada penentuan partikel padat dan
expulsion air selama pengendapan pada pasir dari suatu aliran liquefied.