DEGRADASI-AGRADASI DASAR SUNGAI

DEGRADASI-AGRADASI DASAR SUNGAI 1-Aug-14

Teknik Sungai

Transpor Sedimen di Sungai 2

¨ 

Di sungai ¤  air

mengalir karena gaya gravitasi (gravitational flow) ¤  air mengalir memiliki energi kinetik ¤  dasar sungai dibentuk oleh material lepas (sedimen) ¤  tegangan geser aliran, pada suatu nilai tertentu, mampu memindahkan butir sedimen

transpor sedimen bersama aliran air Degradasi-Agradasi Dasar Sungai

1-Aug-14


Suspensi Melompat Berguling Bergeser

•  Pergerakan sedimen di dalam aliran air •  Mengalir bersama aliran dalam bentuk suspensi •  Melompat, berguling, atau bergeser Degradasi-Agradasi Dasar Sungai

1-Aug-14


Transpor Sedimen Dasar (Bed Load) Material Dasar (Bed Material) Transpor Sedimen Suspensi (Suspended Load) Wash Load

Sumber sedimen

Mekanisme transpor sedimen Degradasi-Agradasi Dasar Sungai

1-Aug-14

Aliran Air dan Sedimen 5

Degradasi-Agradasi Dasar Sungai

1-Aug-14



1-Aug-14


Aliran gravitasi campuran air +sedimen Newtonian (Cs << 1%)

Quasy-Newtonian (Cs < 8%)

Non-Newtonian (Cs > 8%)

•  Bed load •  Suspended load

•  Concentrated suspension •  Turbidity current

•  Hyper-concentrated suspension •  Debris flow


1-Aug-14

Imbangan Sedimen 8

in

Qs,in

out > Qs,in = Qs,out <

Qs,out

agradasi degradasi


1-Aug-14

Degradasi Dasar Sungai 9

Contoh kasus degradasi dasar sungai di Sungai Progo Yogyakarta: di Jembatan Kebonagung (gambar kiri) dan Jembatan Srandakan I (gambar kanan) Degradasi-Agradasi Dasar Sungai

1-Aug-14

Agradasi Dasar Sungai 10

Contoh kasus agradasi dasar sungai di Sungai Code Yogyakarta akibat suplai sedimen lahar hujan dari G. Merapi pasca erupsi. Degradasi-Agradasi Dasar Sungai

1-Aug-14

Degradasi-Agradasi Dasar Sungai 11

Degradasi

Agradasi

debit solid (sedimen) yang datang lebih kecil daripada kapasitas transpor sedimen ¨  dasar sungai tererosi ¨  dasar sungai turun

¨ 

¨ 

debit solid (sedimen) yang datang lebih besar daripada kapasitas transpor sedimen ¨  deposisi sedimen di dasar sungai ¨  dasar sungai naik


1-Aug-14


¨ 

Beberapa contoh degradasi

¨ 

pasokan sedimen (solid discharge) dari hulu berhenti atau berkurang ¤  debit aliran (air) bertambah ¤  penurunan dasar sungai di suatu titik di hilir ¤ 

Beberapa contoh agradasi pasokan sedimen (solid discharge) dari hulu bertambah ¤  debit aliran (air) berkurang ¤  kenaikan dasar sungai di suatu titik di hilir ¤ 


1-Aug-14



1-Aug-14

Prediksi Kedalaman Degradasi 14

¨ 

Proses degradasi atau agradasi merupakan proses jangka panjang evolusi dasar sungai, z(x,t) ¤  aliran sungai pada awal dan akhir proses berupa aliran permanen dan seragam (steady and uniform flow) ¤  selama proses, aliran sungai berupa aliran permanen semu (quasi-unsteady) dan tak-seragam (nonuniform) ¤ 

¨ 

Asumsi untuk penyederhanaan aliran quasi-uniform, ∂U ∂x = 0 , aliran di sungai selama waktu tinjauan tidak berubah (debit, kecepatan, kedalaman à konstan) ¤  shg dapat dipakai model parabolik, yang memungkinkan dilakukannya penyelesaian analitis ¤ 


1-Aug-14


t=0 t=∞

Δhw

sungai h0 t=0 t=∞

z (x ,0 ) = 0 z (0, t ) = Δ h lim z (x , t ) = 0 x →∞

h∞

danau

x z(x,t)

Δh = z(0,t)

z Degradasi-Agradasi Dasar Sungai

1-Aug-14


∂z ∂2 z −K 2 = 0 ∂t ∂x Syarat batas (boundary conditions):

z (x ,0 ) = 0 z (0, t ) = Δ h lim z (x , t ) = 0 x →∞

⎛ x ⎞ ⎟ z (x , t ) = Δ h erfc ⎜ ⎜ 2 K t ⎟ ⎝ ⎠ K : koefisien difusi erfc : complementary error function


1-Aug-14


∂z ∂2 z −K 2 = 0 ∂t ∂x

∂z ∂ ⎛ ∂z ⎞ = K ⎜ ⎟ Persamaan Difusi ∂t ∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂z ∂ ⎛ ∂z ⎞ ∝ ⎜ ⎟ ∂t ∂x ⎝ ∂x ⎠

perubahan dasar sungai terhadap waktu

kemiringan/slope dasar sungai beda kemiringan dasar sungai antara ujung dan pangkal ruas


1-Aug-14

Prediksi Kedalaman Agradasi 18

longsor, Δqs

t=t

t=0

sungai t=0

z (x ,0 ) = 0 z (0, t ) = Δ h(t ) lim z (x , t ) = 0 x →∞

ht

z

h0 Δh

z(x,t)

x


1-Aug-14

Prediksi Kedalaman Agradasi 19

∂z ∂2 z −K 2 = 0 ∂t ∂x Syarat batas (boundary conditions):

z (x ,0 ) = 0 z (0, t ) = Δ h(t ) lim z (x , t ) = 0 x →∞

⎛ x ⎞ ⎟ z (x , t ) = Δ h(t ) erfc ⎜ ⎜ 2 K t ⎟ ⎝ ⎠ K : koefisien difusi erfc : complementary error function


1-Aug-14

Prediksi Kedalaman Degradasi-Agradasi 20

¨ 

Persamaan tersebut berlaku dengan syarat: ¤  aliran

dianggap permanen (steady flow) ¤  aliran dianggap seragam-semu (quasy uniform flow) ¤  Angka Froude aliran, Fr, kecil ( Fr < 0.6) ¤  ruas sungai yang ditinjau sangat panjang (skala kilometer) ¤  waktu tinjauan cukup lama (skala waktu tahun)


1-Aug-14

Koefisien Difusi 21

¨ 

Koefisien difusi, K ¤  merupakan

fungsi waktu, tetapi untuk pendekatan dapat pula dianggap permanen ¤  bergantung pada: n  debit

sedimen n  kecepatan dan kedalaman aliran n  sifat fisik butir sedimen ¤  Persamaan

untuk mencari nilai K:


1-Aug-14

Koefisien Difusi 22

K bs p qs Se

= 13 bs q s

1 1 (1 − p) Se

konstanta, dapat diambil nilai 5 porositas material dasar sungai debit transpor sedimen kemiringan garis energi, dapat diambil sama dengan kemiringan dasar sungai


1-Aug-14

Contoh Prediksi Kedalaman Degradasi 23

Q = 150 m3/s

Kapan degradasi di x = 50 km mencapai z = 0.4 Δh? Gambar profil dasar sungai pada waktu t tersebut. Gambar profil dasar sungai pada t = 20 dan 30 tahun.

d50 = 1 mm ss = 2.6 p = 0.3 Cs = 0.0002

h = 2.2 m B = 50 m


1-Aug-14


¨ 

Langkah hitungan ¤  Hitung

kecepatan aliran U dan Angka Froude Fr ¤  Hitung kemiringan garis energi Se (pakai persamaan manning) ¤  Hitung debit sedimen qs = Cs q ¤  Hitung koefisien difusi K ¤  Hitung waktu t yang diperlukan untuk mencapai kedalaman degradasi z(0,t) = 0.4 Δh ¤  Hitung (tabulasi) profil dasar sungai pada waktu t tersebut ¤  Hitung (tabulasi) profil dasar sungai pada waktu t = 20 dan 30 tahun. Degradasi-Agradasi Dasar Sungai

1-Aug-14


¨ 

Beberapa persamaan yang dipakai Q 1 23 12 U= = Rh S e Bh n

Q qs = C s B

K=

1b q 3 s s

1 1 (1 − p ) Se

1 21.1 = Ks = n d501 6 U Fr = gh ⎛ x ⎞ ⎟ z (x , t ) = Δh erfc⎜ ⎜ 2 K t ⎟ ⎝ ⎠


1-Aug-14

26

Degradasi Dasar Sungai Pengendalian/pencegahan degradasi dasar sungai


1-Aug-14

Perlindungan Dasar Sungai 27

¨ 

Pencegahan ¤  Pengendalian n  transpor

transpor sedimen

sedimen seimbang

¤  Stabilisasi

dasar sungai

n  groundsill n  consolidation

dam


1-Aug-14

Stabilisasi Dasar Sungai 28

Stabilisasi dasar sungai dengan groundsill di Sungai Code (gambar di kiri) dan Sungai Progo (gambar di kanan) Degradasi-Agradasi Dasar Sungai

1-Aug-14

Stabilisasi Dasar Sungai 29

Sejumlah groundsill di Sungai Code, di belakang kampus FT UGM


1-Aug-14

30

Perlindungan Tebing Sungai Revetment Krib


1-Aug-14

Perlindungan Tebing Sungai 31

¨ 

Gerusan dapat pula terjadi di tebing sungai ¤  Sering

terjadi pada sungai berkelok ¤  Sisi luar kelokan: gerusan Sisi dalam kelokan: deposisi


1-Aug-14

Alur Berkelok, Meander 32


1-Aug-14

Alur Berkelok, Meander 33


1-Aug-14

Perlindungan Tebing Sungai 34

¨ 

Perlindungan tebing sungai ¤  Perkuatan,

revetment

¤  Krib

¨ 

Contoh perlindungan tebing sungai


1-Aug-14

DEGRADASI-AGRADASI DASAR SUNGAI

Recommend Documents