KONSENTRASI SEDIMEN SUSPENSI RATA-RATA PADA ALIRAN SERAGAM SALURAN TERBUKA BERDASARKAN PENGUKURAN 1, 2, DAN 3 TITIK Bambang Agus Kironoto1 dan Bambang Yulistiyanto2 Program Studi Teknik Sipil, Program Pascasarjana Jurusan Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik, UGM Jl. Grafika 2 Yogyakarta 1) Email:
[email protected] ,
[email protected] ; 2) Email:
[email protected]
ABSTRAK Metode depth-integrated suspended sediment sampling atau points-integrated suspended sediment sampling biasa digunakan untuk memperoleh konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman (depth-averaged suspended sediment concentration) pada saluran terbuka. Metode kedua dianggap lebih akurat dibandingkan dengan metode pertama. Namun, metode kedua membutuhkan data pengukuran distribusi konsentrasi sedimen suspensi, yang berarti membutuhkan data pengukuran/sampel sedimen suspensi di banyak titik pada seluruh kedalaman. Kondisi ini menjadikan metode ini kurang praktis untuk diterapkan di lapangan. Metode points-integrated suspended-sampling akan sangat menarik dan bermanfaat, bilamana pengambilan sampel sedimen suspensi dapat dilakukan hanya pada titik-titik tertentu saja. Sehubungan dengan itu, dalam tulisan ini akan dikaji dapat tidaknya konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman diperoleh berdasarkan pengukuran konsentrasi sedimen suspensi hanya pada satu, dua, atau tiga titik saja. Disamping itu juga akan dikaji, di titik mana saja pengambilan sampel sedimen suspensi sebaiknya dilakukan. Kajian dilakukan berdasarkan data pengukuran laboratorium dan lapangan (saluran induk irigasi) yang diperoleh oleh Kironoto, dkk (2004), dan Kironoto dan Ikhsan (2005), baik data yang diperoleh di tengah saluran maupun di tepi saluran. Seratus dua puluh lima (125) data laboratorium ¾ data distribusi konsentrasi sedimen suspensi pada 5 posisi yang berbeda pada arah trasnversal ¾, dan lima puluh (50) data lapangan ¾ data distribusi konsentrasi sedimen suspensi pada 5 posisi yang berbeda pada arah transversal ¾ digunakan untuk analisis. Untuk setiap data pengukuran, konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman dibandingkan dengan nilai konsentrasi sedimen suspensi yang diperoleh berdasarkan pengukuran satu, dua, atau tiga titik, pada posisi-posisi tertentu. Hasil analisis data memperlihatkan bahwa konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman, C y , dapat ditentukan dengan berdasarkan pengukuran 1, 2, atau 3 titik, pada posisi kedalaman y = 0,2D, y = 0,4D dan y = 0,8D dengan suatu faktor koreksi tertentu. Berdasarkan data pengukuran konsentrasi sedimen suspensi yang digunakan dalam penelitian ini, diperoleh persamaan empirik untuk menentukan konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman berdasarkan pengukuran 1, 2 dan 3 titik. Untuk rentang data yang dikaji dalam penelitian ini, persamaan yang diperoleh dapat digunakan baik untuk data pengukuran di tengah maupun di tepi saluran. Kata kunci: konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman, pengukuran satu, dua dan tiga titik, konsentrasi arah transversal
1.
PENDAHULUAN
Sampai saat ini, untuk menentukan konsentrasi (dan debit) sedimen suspensi di lapangan, metode pengambilan sampel sedimen suspensi secara langsung di lapangan masih dianggap sebagai metode terbaik dan dapat diandalkan. Ada 2 metode standar yang biasa dipakai untuk mengukur konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman (depthaveraged suspended sediment concentration), yaitu depth-integrated sampling method dan points-integrated sampling method. Pada metode pertama, konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman diukur dengan cara mengambil sampel sedimen suspensi secara menyeluruh (menerus) dari muka air sampai dasar saluran, dan dari dasar saluran sampai ke permukaan air. Kecepatan menggerakkan peralatan pengambil sampel (botol sampel) sangat berpengaruh terhadap ketelitian hasil sampel yang akan diperoleh. Pada metode kedua, sampel sedimen suspensi diperoleh pada sejumlah titik di dalam aliran, untuk selanjutnya diintegralkan untuk dapat diperoleh konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman. Semakin banyak titik sampel, teoritis hasil yang diperoleh akan semakin teliti. Metode kedua dianggap lebih akurat dibandingkan dengan metode pertama, namun membutuhkan data pengukuran distribusi konsentrasi sedimen suspensi, artinya dibutuhkan data sampel sedimen suspensi di banyak titik pada seluruh kedalaman. Kondisi ini menjadikan metode ini kurang praktis untuk dapat diterapkan di lapangan. Metode points-integrated suspended-sampling, akan sangat menarik dan bermanfaat, bilamana pengambilan sampel
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
H-151
Keairan sedimen suspensi dapat dilakukan hanya pada titik-titik tertentu saja. Sehubungan dengan itu, dalam tulisan ini akan dikaji dapat tidaknya konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman diperoleh berdasarkan pengukuran konsentrasi sedimen suspensi pada satu, dua, atau tiga titik. Disamping itu juga akan dikaji, di titik mana saja pengambilan sampel sedimen suspensi sebaiknya dilakukan. Kajian dilakukan berdasarkan data pengukuran laboratorium yang telah diperoleh sebelumnya oleh Kironoto, dkk (2004), maupun dengan berdasarkan data pengukuran lapangan yang telah diperoleh sebelumnya oleh Kironoto dan Ikhsan (2005), yaitu pengukuran lapangan di Saluran Induk Mataram, Yogyakata.
2.
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Untuk keperluan praktis di lapangan, pengukuran kecepatan rata-rata kedalaman (depth-averaged velocity) seringkali didekati dengan pengukuran kecepatan 1 titik, 2 titik, dan 3 titik, sebagaimana dirumuskan sebagai berikut (Kironoto, 1993) : = U 0, 4 D
(1)
1 ö æ1 = ç U 0, 2 D + U 0,8 D ÷ 2 ø è2
(2)
1 1 æ1 ö = ç U 0 , 2 D + U 0 , 4 D + U 0 ,8 D ÷ 2 4 è4 ø
(3)
U U U
y
y
y
dimana U y adalah kecepatan rata-rata kedalaman (vertikal), U0,2D, U0,4D, U0,8D, berturut-turut adalah kecepatan ratarata titik pada kedalaman y = 0,2D , 0,4D, dan 0,8D dari dasar saluran, dimana D adalah kedalaman aliran. Sedangkan untuk pengukuran konsentrasi sedimen sedimen suspensi rata-rata kedalaman, Straub (1945, dalam Garde dan Ranga Raju, 1977) mengusulkan persamaan konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman berdasarkan data pengukuran / sampel konsentrasi sedimen suspensi di 2 titik, yaitu pada y = 0.2D dan y = 0,8D: 5 ö æ3 C = ç C 0, 2 D + C 0,8 D ÷ 8 8 ø è
(4)
dimana C y adalah konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman (depth averaged concentration) (gr/lt), C0,2D : konsentrasi sedimen suspensi pada kedalaman 0,2D dari dasar (gr/lt), dan C0,8D = konsentrasi sedimen suspensi pada kedalaman y = 0,8D (gr/lt). Persamaan (4) dikembangkan untuk data pengukuran di tengah saluran; untuk data di tepi saluran (arah transversal), persamaan sejenis masih belum dapat ditemukan di literatur. Konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman, C y , diperoleh dengan mengintegralkan data pengukuran distribusi konsentrasi sedimen suspensi dari dasar, dengan berdasarkan persamaan sebagai berikut : D
C
y
ò
D
ò
= C dy / dy y
(5)
y
Kironoto, dkk (2004, 2007) dan Kironoto dan Ikhsan (2005) melakukan penelitian distribusi konsentrasi sedimen suspensi arah transversal di laboratorium dan di lapangan, dan mendapatkan suatu korelasi antara lokasi pengambilan sampel sedimen suspensi arah transversal (di tepi saluran) dengan konsentrasi sedimen suspensi ratarata tampang. Lokasi titik pengambilan sampel sedimen suspensi arah transversal yang memberikan nilai faktor koreksi 1, diketahui terjadi pada posisi z = 0,195B » 0,2B dari tepi saluran, dengan B adalah lebar saluran. Dengan kata lain dapat diartikan bahwa konsentrasi sedimen suspensi yang diperoleh pada lokasi z = 0,2B, dari tepi saluran, dapat memberikan estimasi nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata tampang.
3.
DATA ANALISIS
Data yang dipergunakan dalam tulisan ini adalah merupakan data pengukuran laboratorium yang telah diperoleh sebelumnya oleh Kironoto, dkk (2004), dan data pengukuran lapangan (Saluran Irigasi Mataram) oleh Kironoto dan Ikhsan (2005). Sebanyak 125 data pengukuran distribusi konsentrasi sedimen suspensi digunakan untuk analisis dalam tulisan ini, yang meliputi data distribusi konsentrasi sedimen suspensi pada aliran seragam bersedimen suspensi tanpa bed load (50 data), dan dengan bed load (75 data). Data pengukuran tersebut diperoleh pada sediment-recirculating flume yang ada di PS-IT UGM, dengan 5 variasi debit aliran dan 5 variasi kemiringan dasar. Distribusi konsentrasi sedimen suspensi yang digunakan diperoleh dengan menggunakan Foslim probe set. Dimensi saluran yang digunakan oleh Kironoto dkk (2004) adalah, panjang 1000 cm, lebar 60 cm, dan tinggi 100 cm; dasar saluran berupa
H-152
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
Keairan material pasir halus, dengan nilai kekasaran dasar, ks = 0,072 cm. Untuk setiap running aliran pada data laboratorium, terdapat 5 data pengukuran distribusi konsentrasi sedimen suspensi (dan distribusi kecepatan), dari tengah saluran ke arah tepi, yaitu pada 1/2B, 1/4B, 1/8B, 1/16B, dan 1/30B (lihat Kironoto, dkk, 2004). Aliran adalah turbulen dan subkritik, dengan Angka Reynolds 0,85 10-6 < Re < 1,65 10-6, dan Angka Froude, 0,192 < Fr < 0,33. Parameter utama lainya dari data aliran yang terkait dengan analisis dalam tulisan ini diberikan pada Tabel 1. Disamping data laboratorium, dalam tulisan ini juga digunakan data lapangan yang diperoleh oleh Kironoto dan Ikhsan (2005), yang berupa 50 data pengukuran distribusi konsentrasi sedimen suspensi dari 10 tampang saluran yang berbeda di Saluran Mataram, Yogyakarta. Seluruh tampang yang diukur berbentuk segi empat. Untuk setiap kondisi aliran dari data lapangan, terdapat 5 data pengukuran distribusi konsentrasi sedimen suspensi (dan distribusi kecepatan), dari tengah saluran ke arah tepi, yaitu pada 1/2B, 3/8B, 1/4B, 1/8B, dan 1/16B (lihat Kironoto dan Ikhsan, 2005). Dimensi saluran yang diukur oleh Kironoto dan Ikhsan (2005) bervariasi antara 150 cm sampai dengan 450 cm. Nilai tinggi kekasaran dasar adalah, ks = 2,25 cm. Konsentrasi sedimen suspensi diukur dengan menggunakan Opcon probe set. Aliran adalah turbulen dan subkritik, dengan Angka Reynolds 1,55 10-6 < Re < 3,12 10-6 , dan Angka Froude, 0,21 < Fr < 0,39. Parameter utama dari data aliran yang terkait dengan pembahasan dalam tulisan ini diberikan pada Tabel 2.
4.
METODOLOGI
Untuk mendapatkan persamaan konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman berdasarkan data pengukuran sampel sedimen suspensi di sejumlah titik (dalam hal ini digunakan 1, 2 dan 3 titik), dicoba di”adopt” bentuk persamaan sejenis yang telah dikenal di literatur, yaitu persamaan untuk menentukan kecepatan rata-rata kedalaman berdasarkan pengukuran 1, 2, dan 3 titik (lihat Persamaan 1, 2, dan 3) dan persamaan untuk menentukan konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman berdasarkan pengukuran 2 titik (lihat Persamaan 4), dengan beberapa penyesuaian dan pertimbangan sebagai berikut ini. 1.
Lokasi pengambilan sampel sedimen suspensi (pengukuran 1, 2, dan 3 titik) diambil pada posisi yang sama dengan lokasi pengukuran kecepatan 1, 2, dan 3 titik, yaitu pada kedalaman 0,2D, 0,4D, dan 0,8D, dengan D adalah kedalaman aliran. Pengambilan lokasi yang sama dengan lokasi pengukuran kecepatan dimaksudkan untuk mempermudah pelaksanaan di lapangan. 2. Untuk pengukuran 1 titik, persamaan konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman (depth-averaged suspended sediment concentration) diperoleh dengan cara meng“adopt” persamaan kecepatan rata-rata 1 titik, dan mengalikannya dengan suatu faktor koreksi / konstanta tertentu. 3. Untuk pengukuran 2 titik, persamaan konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman (depth-averaged suspended sediment concentration) diperoleh dengan cara meng“adopt” persamaan Straub, dan mengalikannya dengan suatu faktor koreksi / konstanta tertentu. 4. Untuk pengukuran 3 titik, persamaan konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman diperoleh dengan cara menggabungkan persamaan untuk 1 dan 2 titik, sesuai dengan butir 2 dan 3 di atas, dan mengalikannya dengan suatu faktor koreksi / konstanta tertentu. 5. Faktor koreksi persamaan diperoleh dari data pengukuran konsentrasi sedimen suspensi (data pengukuran laboratorium dan lapangan) yang digunakan dalam penelitian ini, baik untuk data pengukuran di tengah maupun di tepi saluran. Dengan berdasarkan beberapa penyesuaian dan pertimbangan tersebut di atas, digunakan persamaan umum konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman (depth-averaged suspended sediment concentration), sebagai berikut: C
y
= C te1. C 0, 4 D
(6)
Tabel 1. Parameter utama data aliran (data laboratorium; Kironoto, dkk, 2004) Run
So (-)
D (cm)
B/D (-)
U (cm/dt)
RQ1S1 RQ1S2 RQ1S3 RQ1S4 RQ1S5 RQ2S1 RQ2S2 RQ2S3 RQ2S4 RQ2S5 MQ3S1
0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0005
12,0 10,7 10,4 10,0 9,20 12,8 12,1 11,2 10,7 9,50 15,5
5,00 5,61 5,77 6,00 6,52 4,69 4,96 5,36 5,61 6,32 3,87
20,861 23,395 24,071 25,033 27,210 23,620 24,986 26,994 28,255 31,824 25,086
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
Q (lt/dt) 15,02
18,14 23,33
qb¢ (gr/dt) 0,006
H-153
Keairan MQ3S2 MQ3S3 MQ3S4 MQ3S5 MQ4S1 MQ4S2 MQ4S3 MQ4S4 MQ4S5 MQ5S1 MQ5S2 MQ5S3 MQ5S4 MQ5S5
0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025
15,1 14,6 14,1 13,7 15,8 15,4 15,2 14,7 14,3 16,8 16,5 16,0 15,7 15,3
3,97 4,11 4,26 4,38 3,80 3,90 3,95 4,08 4,20 3,57 3,64 3,75 3,82 3,92
25,751 26,632 27,577 28,382 27,901 28,625 29,002 29,989 30,827 29,335 29,869 30,802 31,391 32,211
0,014 0,021 0,031 0,036 0,015 0,022 0,026 0,036 0,041 0,017 0,028 0,029 0,044 0,054
26,45
29,57
Tabel 2. Parameter utama data aliran yang dipergunakan (data lapangan; Kironoto dan Ikhsan, 2005) RUN
So (-)
B (cm)
D (cm)
B/D (-)
U (cm/dt)
Q (lt/dt)
Lokasi Pengukuran
Dinding Saluran
FMQ1S1
0,00067
350
105
3,33
118,7
2182
Desa Tridadi
Pas, Batu Kali
FMQ2S2
0,00073
200
107
1,87
117,4
1369
Jln, Magelang
Beton
FMQ3S3
0,00034
450
98
4,59
77,5
1340
Monjali
Pas, Batu Kali
FMQ4S4
0,00034
400
95
4,21
82,1
1382
Monjali
Beton
FMQ5S5
0,00034
250
95
2,43
84,8
1412
Pogung
Pas, Batu Kali
FMQ6S6
0,00065
250
103
2,43
118,8
2183
Gejayan
Pas, Batu Kali
FMQ7S7
0,00026
300
100
3,00
69,9
1285
Gejayan
Beton
FMQ8S8
0,00060
150
104
1,44
117,6
2161
Gejayan
Beton
FMQ9S9
0,00018
300
97
3,09
66,0
1212
Pugeran
Pas, Batu Kali
FMQ10S10
0,00045
300
96
3,13
91,1
1673
Pugeran
Pas, Batu Kali
Keterangan : Q = debit aliran terukur ; So = kemiringan dasar saluran ; D = kedalaman aliran ; B/D = aspect ratio ; B = lebar flume/saluran (= 60 cm; untuk saluran laboratorium; untuk data lapangan B : 150 – 450 cm); n = viskositas kinematik; U = kecepatan rata-rata aliran; qb¢ = angkutan sedimen dasar (bedload) /satuan waktu; untuk data lapangan tidak dilakukan pengukuran bed-load. 5 æ3 ö = C te 2 . ç C 0, 2 D + C 0,8 D ÷ 8 è8 ø
(7)
8 5 æ 3 ö = C te 3 . ç C 0, 2 D + C 0, 4 D + C 0,8 D ÷ 16 16 è 16 ø
(8)
C C
y
y
dimana Cte1, Cte2, dan Cte3 adalah faktor koreksi / konstanta, yang nilainya akan diperoleh dari data pengukuran.
5.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman, C y , dihitung berdasarkan data pengukuran distribusi konsentrasi sedimen suspensi bersama-sama dengan Persamaan 5 di atas. Nilai ini selanjutnya dibandingkan dengan nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata titik, sesuai dengan Persamaan 6, 7, dan 8. Plot nilai konstanta Cte1 = C y / C 1 titik , Cte2 = C y / C 2 titik , dan Cte3 = C y / C 3 titik sebagai fungsi z/B untuk data pengukuran laboratorium (data dengan bed load), ditunjukkan pada Gambar 1, 2 dan 3, sedangkan untuk data pengukuran lapangan diberikan pada Gambar 4, 5 dan 6. C
C
C
C
C
C
Sebagaimana diperlihatkan pada gambar, perbandingan nilai y / 1 titik , y / 2 titik , dan y / 3 titk antara data pengukuran laboratorium dengan data pengukuran lapangan tidak memperlihatkan adanya trend yang berbeda, baik C
C
C
C
C
C
y / 2 titik , dan y / 3 titik juga untuk data pengukuran di tengah saluran maupun di tepi saluran. Nilai y / 1 titik , relatif konstan terhadap arah transversal, z/B. Untuk data laboratorium, pengaruh angkutan sedimen dasar tidak tampak terhadap nilai konstanta. Sedangkan untuk data pengukuran lapangan, seperti diberikan pada Gambar 4, 5, dan 6, data yang diperoleh pada saluran dengan dinding pasangan batu kali, maupun pada saluran dengan dinding beton, memperlihatkan trend yang sama, baik untuk data di tengah saluran maupun di tepi saluran. Dengan
H-154
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
Keairan
C
C
C
C
C
C
y / 2 titik , dan y / 3 titik adalah konstan, dan tidak berubah demikian dapat disimpulkan bahwa nilai y / 1 titik , terhadap posisi arah transversal, serta tidak terpengaruh oleh ada tidaknya angkutan sedimen dasar, dan jenis kekasaran dinding saluran. Dengan melihat hasil ini, dapat disimpulkan bahwa persamaan 6, 7 dan 8, masih tetap dapat digunakan, baik untuk data di tengah maupun data di tepi saluran. Nilai rata-rata Cte1, Cte2 dan Cte3 yang diperoleh dalam penelitian ini diberikan pada Tabel 3, dimana nilai-nilainya mendekati nilai 1.
Tabel 3. Nilai Cte1 =
C y C 1 titik C C C C / , Cte2 = y / 2 titik , dan Cte3 = y / 3 titk
Kelompok Data Pengukuran
Pengukuran 1 titik, Cte1 = C y / C 1 titik
Pengukuran 2 titik, Cte2 = C y / C 2 titik
Pengukuran 3 titik, Cte3 = C y / C 3 titk
Data laboratorium tanpa angkutan sedimen dasar Data laboratorium dengan angkutan sedimen dasar Data lapangan (saluran irigasi Mataram)
1,004 1,003 1,062
1,001 1,000 1,060
1,002 1,002 1,062
Mengacu pada Tabel 3 di atas, dengan mengambil nilai Cte1 = C 3 titik
C y C 1 titik
/
@ 1, Cte2 =
C y C 2 titik
/
@ 1, dan Cte3 =
Cy
/
@ 1, persamaan 6, 7 dan 8, dapat dituliskan kembali sebagai berikut ini. C y @ C0.4D
æ3 è8
C y @ ç C 0, 2 D +
(9)
5 ö C 0,8 D ÷ 8 ø
(10)
8 5 æ 3 ö @ ç C 0, 2 D + C 0, 4 D + C 0,8 D ÷ (11) 16 16 è 16 ø adalah konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman (depth-averaged suspended sediment Cy
dimana C y concentration), C 1 titik , C 2 titik , C 3 titik , berturut-turut adalah konsentrasi sedimen suspensi rata-rata 1 titik pada y = 0,4D, rata-rata 2 titik pada y = 0,2 D dan 0,8 D, dan rata-rata 3 titik pada y = 0,2D, 0,4D, dan 0,8D dari dasar saluran, dengan D adalah kedalaman aliran.
/
Pe ngukuran 1 titik pada y = 0.4 D
1 .0 5
1 .0 2 5
1
0 .9 7 5
0 .9 5 0
0 .1 z/B = 0 .5
z/B = 0 .2 5
0 .2 z/B = 0 .1 2 5
0 .3 z/B = 0 .0 6 2 5
0 .4 z/B = 0 .0 3 3 3
z/B
0 .5
Ra ta -ra ta
Gambar 1. Perbandingannya nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman dengan rata-rata 1 titik, C y / C
1 titik
pada arah transversal, z/B (data pengukuran laboratorium; dengan angkutan sedimen dasar)
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
H-155
Keairan
/
Pe ngukuran 2 titik pada y = 0.2 D dan y = 0.8 D
1 .0 5
1 .0 2 5
1
0 .9 7 5
0 .9 5 0
0 .1 z/B = 0 .5
0 .2
z/B = 0 .2 5
z/B = 0 .1 2 5
0 .3 z/B = 0 .0 6 2 5
z/B
0 .4 z/B = 0 .0 3 3 3
0 .5
Ra ta -ra ta
Gambar 2. Perbandingannya nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman dengan rata-rata 2 titik, C y / C 2 titik pada arah transversal, z/B (data pengukuran laboratorium; dengan angkutan sedimen dasar)
/
Pe ngukuran 3 titik pada y = 0.2 D , y = 0.4 D, dan y = 0.8 D
1 .0 5
1 .0 2 5
1
0 .9 7 5
0 .9 5 0
0 .1 z/B = 0 .5
0 .2
z/B = 0 .2 5
z/B = 0 .1 2 5
0 .3 z/B = 0 .0 6 2 5
0 .4 z/B = 0 .0 3 3 3
z/B
0 .5
Ra ta -ra ta
Gambar 3. Perbandingannya nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman dengan rata-rata 3 titik, C y / C 3 titik
pada arah transversal, z/B (data pengukuran laboratorium; dengan angkutan sedimen dasar)
/
Pe ngukuran 1 titik pada y = 0.4 D
1 .1 5
1 .1
1 .0 5
1
0 .9 5 0
0 .1
z/B = 0.5
z/B = 0.375
0 .2
z/B = 0.25
0 .3
z/B = 0.125
0 .4
z/B = 0.0625
z/B
0 .5
Rata-rata
Gambar 4. Perbandingannya nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman dengan rata-rata 1 titik, C y / C 1 titik pada arah transversal, z/B (data pengukuran lapangan; Saluran Irigasi Mataram)
H-156
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
Keairan
/
Pe ngukuran 2 titik pada y = 0.2 D dan y = 0.8 D
1 .1 5
1 .1
1 .0 5
1
0 .9 5 0
0 .1
z/B = 0.5
z/B = 0.375
0 .2
z/B = 0.25
0 .3
z/B = 0.125
z/B
0 .4
z/B = 0.0625
0 .5
Rata-rata
Gambar 5. Perbandingannya nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman dengan rata-rata 2 titik, C y / C 2 titik
/
pada arah transversal, z/B (data pengukuran lapangan; Saluran Irigasi Mataram) Pe ngukuran 3 titik pada y = 0 .2 D, y = 0 .4 D dan y = 0 .8 D
1 .1 5
1 .1
1 .0 5
1
0 .9 5 0
0 .1
z/B = 0.5
z/B = 0.375
0 .2
z/B = 0.25
0 .3
z/B = 0.125
0 .4
z/B = 0.0625
z/B
0 .5
Rata-rata
Gambar 6. Perbandingannya nilai konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman dengan rata-rata 3 titik, C y / C 3 titik
6.
pada arah transversal, z/B (data pengukuran lapangan; Saluran Irigasi Mataram)
KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil analisis terhadap data distribusi konsentrasi sedimen suspensi, yang berupa analisis data konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman (depth-averaged suspended sediment concentration), dan analisis data konsentrasi sedimen suspensi rata-rata 1 titik, 2 titik dan 3 titik, C 1 titik , C 2 titik , C 3 titik , baik untuk data yang diperoleh di laboratorium maupun di lapangan (saluran irigasi Mataram), dapat disimpulkan beberapa hasil sebagai berikut ini: 1.
Konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman (depth-averaged suspended sediment concentration), C y , dapat ditentukan dari konsentrasi sedimen suspensi rata-rata titik pada posisi y = 0,4 D dari dasar saluran (untuk pengukuran 1 titik), pada y = 0,2 D dan 0,8 D (2 titik), atau pada y = 0,2 D, 0,4 D, dan 0,8 D (3 titik).
2.
Nilai faktor koreksi, yang merupakan nilai perbandingan antara konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman dengan konsentrasi sedimen suspensi rata-rata titik, Cte1 = C y / C 1 titik , Cte2 = C y / C 2 titik , dan Cte3 = C y / C 3 titik , bervariasi antara 1,000 – 1,062, dan tidak memperlihatkan adanya trend yang berbeda antara data pengukuran laboratorium dengan data pengukuran lapangan, baik untuk data pengukuran di tengah maupun di tepi saluran (tidak bervariasi terhadap posisi arah transversal), serta tidak terpengaruh oleh ada tidaknya angkutan sedimen dasar, dan jenis kekasaran dinding saluran.
3.
Dengan mengambil nilai Cte1 = C y / C 1 titik @ 1, Cte2 = C y / C 2 titik @ 1, dan Cte3 = C y / C 3 titik @ 1, konsentrasi sedimen suspensi rata-rata kedalaman (depth-averaged suspended sediment concentration) dapat ditentukan dari data konsentrasi sedimen suspensi rata-rata titik menurut Persamaan 9, 10, dan 11.
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
H-157
Keairan
7.
UCAPAN TERIMA KASIH
Tulisan ini didasarkan pada analisis lanjutan dari data pengukuran yang telah diperoleh sebelumnya oleh Kironoto dkk (2004) dan oleh Kironoto dan Ikhsan (2005). Penulis mengucapkan terima kasih kepada Totoh Andoyono, ST., MT., Fransiska Yustiana, ST., MT., dan Chairul Muharis, ST., MT., yang telah membantu proses penelitian dalam Kironoto dkk (2004), dan Cahyono Ikhsan, ST., MT., Syahid Indrajaya, ST, dan Bastin Yungga, ST, yang telah membantu proses penelitian dalam Kironoto dan Ikhsan (2005), sehingga analisis data lebih lanjut dalam tulisan ini dapat lebih mudah dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA Garde, R. J. and Raju, K. G. R. (1977). Mechanics of Sediment Transportations and Alluvial Stream Problems”. 2nd Edition, Wiley Eastern limited, New Delhi. Kironoto, B. A. (1993). "Turbulence characteristics of uniform and non-uniform, rough open channel flow". Doctoral dissertation, No, 1094, Ecole Polytech, Féd,, Lausanne, Switzerland. Kironoto, B. A., Andoyono, T., Yustiana, F., dan Muharis, C. (2004). “Kajian Metode Pengambilan Sampel Sedimen Suspensi Sebagai Dasar Penentuan Debit Sedimen Pada Saluran Terbuka”. Penelitian Hibah Bersaing, XII/1-Th, Anggaran 2004, Lembaga Penelitian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Kironoto, B. A. dan Ikhsan. C. (2005). “Kajian Metode Pengambilan Sampel Sedimen Suspensi Sebagai Dasar Penentuan Debit Sedimen Pada Saluran Terbuka”, Penelitian Hibah Bersaing, XII/2-Th Anggaran 2005, Lembaga Penelitian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Kironoto, B. A. (2007). “Kajian Lokasi Pengambilan Sampel Sedimen Suspensi Arah Transversal Terhadap Nilai Konsentrasi Sedimen Suspensi Rata-Rata Tampang (Perbandingan Data Laboratorium dan Data Lapangan)”. Dinamika Teknik Sipil, Vol, 7, No, 2, Juli 2007, ISSN : 1411-8904, Surakarta.
H-158
SEMINAR NASIONAL-1 BMPTTSSI - KoNTekS 5 Universitas Sumatera Utara, Medan - 14 Oktober 2011
