1. Kuliah ke-7PENGENDALIAN SEDIMEN DAN EROSI “Angkutan Sedimen Suspensi (Suspended Load)” Wahyu Widiyanto Teknik Sipil Unsoed

2. Sungai jernih mengandung sedikit sedimen suspensi Sungai keruh mengandung banyak sedimen suspensi

3. Sungai jernih mengandung sedikit sedimen suspensi Sungai keruh mengandung banyak sedimen suspensi

4. Pengertian • Partikel sedimen dikatakan bergerak secara melayang (suspensi) bilamana partikel tersebut bergerak tanpa menyentuh dasar saluran. • Umumnya aliran sungai adalah turbulen, oleh karena itu tenaga gravitasi partikel sedimen dapat ditahan oleh gerakan turbulensi (fluktuasi) aliran dan pusaran arus (eddies) yang akan membawa partikel sedimen kembali ke atas.

5. Angkutan Sedimen suspensi dapat dibedakan menjadi : • Apabila tenaga gravitasi partikel sedimen lebih besar daripada tenaga turbulensi aliran, maka partikel sedimen akan mengendap dan pada dasar sungai akan terjadi proses agradasi. • Apabila tenaga gravitasi partikel sedimen sama dengan tenaga turbulensi aliran maka akan terjadi keadaan seimbang (equilibrium) dan partikel sedimen tersebut tetap konstan terbawa aliran sungai ke arah hilir. • Apabila tenaga gravitasi sedimen lebih kecil daripada tenaga turbulensi aliran, maka dasar sungai akan terkikis dan akan terjadi degradasi pada dasar sungai.

6. Konsentrasi Sedimen • Konsentrasi sedimen suspensi dapat dinyatakan dengan berbagai cara : • Volume absolut dari material sedimen padat per satuan volume sampel air+sedimen • Berat kering sedimen per satuan volume campuran, diyatakan dalam gram/liter • Berat kering sedimen per satuan berat sampel air+sedimen, dinyatakan dalam part per million (ppm) • Berat kering sedimen per satuan berat air jernih yang mempunyai volume sama dengan volume sampel air + sedimen

7. Persamaan Sedimen Suspensi • Persamaan sedimen suspensi didasarkan pada konsep keseimbangan antara berat sedimen suspensi dalam aliran dengan proses difusi sedimen suspensi. w0 : kecepatan endap sedimen C : konsentrasi sedimen es : koefisien transfer sedimen atau koefisien difusi sedimen C/  z : gradien konsentrasi

8. Persamaan Rouse Persamaan Rouse dapat digunakan untuk memprediksi konsentrasi sedimen suspensi pada suatu titik yang berjarak z dari dasar, jika konsentrasi referensi Ca yang berjarak a dari dasar diketahui.

9. Debit Sedimen Suspensi qs : debit sedimen suspensi u : kecepatan aliran C : konsentrasi sedimen suspensi z : kedalaman aliran

10. Contoh Ilustrasi Hitungan Angkutan Sedimen Suspensi Angkutan per meter lebar saluran

11. u x C x ∆z = qs

12. Pengukuran Angkutan Sedimen • Cara pengambilan contoh sedimen tidak hanya tergantung pada kebutuhan data tetapi juga pada keadaan aliran dan kondisi lokasi pengukuran. • Pedoman pengukuran sedimen: • Sebaiknya dilakukan di dekat atau pada pos duga air karena ada keterkaitan antara gerakan sedimen dan aliran sungai. • Lokasi pengukuran harus bebas dari pengaruh arus balik pertemuan aliran. • Pengukuran angkutan sedimen di hilir dekat pertemuan sungai sebaiknya juga dihindari. • Pengambilan contoh sedimen yang dilakukan dari jembatan sebaiknya dilakukan pada bagian hulu jembatan. • Selama periode banjir sebaiknya pengukuran angkutan sedimen harus lebih banyak dilakukan. • Jumlah sampel sedimen yang harus dikumpulkan untuk periode tertentu harus direncanakan dengan baik mengingat bahwa kebanyakan banjir terjadi pada malam hari.

14. Pengukuran Angkutan Sedimen Suspensi • Tujuan : mengukur konsentrasi sedimen • Alat : botol pengukur • Rumus : Qs : debit sedimen suspensi total (ton/hari) C : konsentrasi sedimen (mg/l) Qw : debit aliran (m3/d) 0,0864 : konversi satuan

16. CURRENTMETER FLOWATCH FL-03 SUSPENDED SEDIMENT SAMPLER USDH 48

18. Lengkung Debit Sedimen Suspensi • Lengkung debit sedimen suspensi (suspended-sediment rating curve) adalah hubungan antara debit air dan debit sedimen suspensi. • Lengkung debit sedimen ini diperoleh dari plotting data debit air (Qw) dengan data debit sedimen suspensi (Qs) pada kertas logaritmik. • Persamaan umum lengkung debit sedimen suspensi : Qs = a Qwb Dimana a dan b adalah konstanta yang nilainya tergantung dari data pengukuran di lapangan.

21. Water sampler

22. US D-43 suspended-sediment sampler (Tahun 1940) the LISST-100, termed the LISST-StreamLined (LISST-SL) (see figure 2) will be to provide real-time representative suspended-sediment concentrations and particle-size distributions at an unlimited number of points in river cross-section. (Tahun 2002)

23. Rumus-rumus Sedimen Suspensi • Meskipun angkutan sedimen suspensi lebih sering dihitung dengan mengukur kecepatan aliran dan konsentrasi sedimen namun tersedia pula rumus-rumus untuk memperkirakan angkutan sedimen tanpa mengukur kecepatan dan konsentrasi di setiap titik kedalaman berkali-kali.

24. Berikut ini sebagian dari banyak rumus untuk memperkirakan debit atau angkutan sedimen suspensi (per satuan lebar saluran/sungai). 1. Rumus Lane & Kalinske 2. Rumus Einstein

25. 3. Rumus Brooks 4. Rumus Chang, Simons dan Richardson

26. Semoga Bermanfaat