Pengaruh Gradasi Butiran Terhadap Awal Gerak Butir Sedimen

ENUNG, Dr. Ir. Bambang Agus Kironoto

2008 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Awal gerak butir sedimen merupakan proses yang penting dalam analisis angkutan sedimen. Shields (1936) mengemukakan metode analisa awal gerak butiran untuk butiran seragam. Sedangkan untuk penelitian dengan butiran tidak seragam masih terbatas. Oleh karena itu penelitian ini dimaksudkan untuk mengkaji validitas dari grafik Shields apabila digunakan pada material dengan gradasi butiran tidak seragam. Pengukuran laboratorium dilakukan untuk meneliti awal gerak butiran sedimen dengan melakukan variasi debit aliran, kemiringan dasar saluran, dan gradasi butiran. Dalam penelitian ini digunakan tiga variasi distribusi butir sedimen yaitu butir sedimen I dengan D50 = 10.2 mm, dan parameter ketidakseragaman butir sedimen (σg) = 7.99, butir sedimen II dengan D50 = 0.9 mm dan σg = 4.23, butir sedimen III dengan D50 = 0.7 mm dan σg = 2.92. Kemiringan dasar saluran bervariasi antara 0.03% sampai dengan 2% sedangkan debit aliran bervariasi dari 6 l/s sampai dengan 35 l/s. Selain data hasil eksperimen juga digunakan data sekunder hasil penelitian terdahulu dari berbagai literatur. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa grafik Shields tidak cocok digunakan untuk butiran tidak seragam (σg>1), karena terdapat penyimpangan yang cukup signifikan antara nilai τ*cr hasil pengukuran untuk butiran tidak seragam terhadap nilai τ*cr Shields. Nilai parameter ketidakseragaman butir sedimen (1684DDg=σ) menyebabkan penyebaran data yang tidak konsisten. Peningkatan nilai parameter ketidakseragaman butir sedimen secara umum tidak diikuti oleh peninggkatan nilai parameter tegangan geser kritis. Pada butiran dengan gradasi tidak seragam grafik Shields dapat digunakan dengan mengkoreksi D50 sebagai diameter referensi menggunakan parameter ketidakseragaman butir sedimen (σg)(rumus) dan kemiringan dasar saluran (So).

Incipient motion of sediment is an important process in sediment transport. Shields (1936) is the pioneer in describing the incipient motion of uniform sediment, whereas the study for incipient motion of nonuniform sediment is still limited. This paper is describes whether Shields curve has been valid or not in predicting the incipient motion of nonuniform sediment. Laboratory measurement was conducted to investigate incipient motion of sediment by varying of flow discharge, the bed slopes, and the gradation of sediment particles. Three kind of sediment was used in this experiment, sediment I with D5o=10.2 mm, and the nonuniformity parameter (σg) = 7.90, sediment II with D50 = 0.9 mm and σg = 4.23 sediment III D50 = 0.7 mm and σg = 2.92. The bed slopes were varied between 0.03% to 2% while the flow discharges varied from 6 l/s to 35 l/s. Not only experimental data, but also secondary data from the literatures is presented. The result showed that the Shields curve is not valid to be used for nonuniform sediment (σg>1), because there are significant deviation between τ*cr experiment result for nonuniform sediment to τ*cr based on Shields curve. By introducing the nonuniformity parameter (formula) the scattering of data are still not consistent, in which the increasing of nonuniformity parameter of sediment is not followed by the increasing of the dimensionless critical shear stress. By correcting D50 as a representative diameter with σg and So the Shields curve for nonuniform sediment can be used.

Kata Kunci : Sedimen,Awal gerak,Butiran tidak seragam, sediment, incipient motion, nonuniform sediment, Shields