1. Home
  2. Archives
  3. Vol 14 (2007) Issue 4
  4. Articles

Gerusan yang Terjadi di Sekitar Abutment Tanpa Sayap pada Jembatan (Kajian Laboratorium)

Abstract

Abstrak. Sungai sebagai salah satu sumber daya air yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Pemanfaatan sungai yang tidak ramah lingkungan menjadi salah satu masalah yang belum terpecahkan hingga saat ini. Termasuk juga otimalisasi sungai sebagai sarana transportasi air, baik secara langsung memanfaatkan aliran sungai, ataupun memanfaatkan badan sungai sebagai penopang jembatan. Salah satu bagian terpenting dari jembatan adalah abutment jembatan. Abutment jembatan adalah struktur di ujung-ujung jembatan yang berfungsi sebagai kaki jembatan dan tumpuan atau penyalur beban, dalam hal ini struktur tersebut masuk ke dalam sungai. Pemodelan suatu saluran terbuka dengan pemasangan abutment pada empat titik, yaitu pada saluran lurus, saluran dengan tikungan 180o, saluran lurus diantara tikungan, dan saluran dengan tikungan 90o. Tujuan pemodelan ini adalah untuk mengetahui besar gerusan yang terjadi pada sungai lurus dan sungai dengan tikungan. Model ini akan dialiri air dengan beberapa debit yang berbeda. Kedalaman gerusan dan kecepatan aliran yang terjadi akan diukur. Data kedalaman gerusan dan kecepatan aliran digunakan untuk menghitung gerusan maupun sedimentasi yang terjadi dengan menggunakan beberapa formula, yaitu Formula Froehlich, Laursen, Melville. Hasil dari perhitungan dari masing-masing formula tersebut dibandingkan dengan pengamatan fisik, perbedaan yang terjadi merupakan representasi prosentase kesalahan dari setiap formula yang digunakan.Abstract. An example of water resource is the river which is vital for human life. River exploitation is an environmental problem which has not been solved. This problem include river as a mean of transport, either directly using the stream flow, or using the bank as bridge foundation. One of the most important factors of the bridge is the abutment. The abutment is a structure, build at the edge of the bridge. Abutment is designed to hold the weight of the bridge and over the bridge. The structure of the abutment usually planted in to the river. The model is build as an open channel flow with abutment at four points of the channel, straight channel, 180 curves, straight channel between curve, and 90 curves. The purpose is to model and measure the scorching at straight and curve river flow. The model will be watered with different debits. The flow and the scorch depth will be measured. The data measured will be used to calculate scour and sedimentation using several formulas, Froehlich, Laursen, and Melville. The result from each calculation will be compared with the observation data. Error will be calculated from the differences between the calculation and observation data.

Keywords

1. Latar Belakang

Sungai sebagai sumber daya air dan material merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Pengendalian dan pengamanan sungai sangat diperlukan dalam usaha pemanfaatannya bagi kepentingan manusia dan lingkungan sekitarnya. Sungai yang merupakan saluran terbuka ini dapat dijumpai di alam dengan beberapa macam bentuk morfologi. Perubahan morfologi sungai merupakan usaha sungai tersebut dalam mencapai keseimbangan (kestabilan).

Untuk menghubungkan kedua daerah yang terpisahkan oleh sungai biasanya digunakan jembatan yang sekaligus berfungsi sebagai sarana transportasi. Akan tetapi, pada jembatan dapat terjadi keruntuhan yang diakibatkan oleh berbagai kejadian, baik yang sifatnya alami maupun oleh pengaruh manusia, misalnya :

  • 1. Erosi pada ujung bawah tebing (toe erossion)
  • 2. Gerusan lokal (scouring), yang merupakan akibat dari perubahan morfologi sungai akibat adanya bangunan dalam usaha sungai untuk mencapai kestabilan
  • 3. Keruntuhan massa (mass failure), yang diakibatkan karena beban yang dipikul jembatan melebihi batas maksimum yang telah ditentukan
  • 4. Erosi akibat aliran bawah permukaan
  • 5. Adanya sudetan dan avulsi
  • 6. Adanya bencana alam, seperti gempa, erosi, banjir dan lain-lain

1.1 Kondisi lapangan

Salah satu bagian terpenting dari jembatan adalah abutment jembatan. Abutment jembatan adalah struktur di ujung-ujung jembatan yang berfungsi sebagai kaki jembatan, dalam hal ini struktur tersebut masuk ke dalam sungai. Terdapat berbagai macam jenis abutment yang digunakan sebagai penyalur beban jembatan. Pemilihan jenis abutment ditentukan dari analisis kebutuhan kekuatan, analisis ekonomi, analisis lingkungan serta analisis lainnya.

1.2 Maksud dan tujuan penelitian

Maksud dan tujuan penelitian ini adalah:

  • 1. Mengetahui adanya gerusan lokal yang terjadi pada daerah sekitar abutment jembatan saluran lurus dan tikungan saluran 90° dan 180°.
  • 2. Membandingkan hasil perhitungan gerusan lokal yang terjadi, menggunakan metode yang sudah ada, dengan hasil pengamatan fisik terhadap gerusan lokal.
  • 3. Mengetahui metode yang memberikan hasil paling mendekati hasil pengamatannya untuk saluran lurus, tikungan saluran, dan keseluruhan.
  • 4. Hasil penelitian diharapkan dapat dijadikan referensi dalam penerapannya di lapangan.

1.3 Ruang lingkup penelitian

Ruang lingkup penelitian ini mencakup pengukuran dan pengamatan :

  • 1. Mengukur kecepatan aliran pada tiap segmen.
  • 2. Mengukur kedalaman gerusan lokal yang terjadi pada tiap segmen.

Gambar 1. Contoh abutment Sungai Cikapundung, lokasi Jembatan Siliwangi

  • 3. Menghitung kedalaman gerusan lokalnya menggunakan formula yang ada dengan data kecepatan aliran yang sudah diperoleh dari pengamatan.
  • 4. Membandingkan nilai kedalaman gerusan lokal yang didapat dari hasil perhitungan dengan nilai kedalaman gerusan lokal hasil pengamatan fisik.

1.4 Skema percobaan dan pengolahan data

1.Untuk memudahkan pembahasan, maka dibuat skema percobaan dan pengolahan data, sebagai berikut :

2. Landasan Teori

2.1 Aliran air di saluran terbuka

2.1.1 Jenis aliran air

Aliran air dapat terjadi pada saluran tertutup (pipa atau pipe flow) maupun pada saluran terbuka. Pada saluran terbuka, aliran air akan memiliki suatu permukaan bebas yang berkaitan langsung dengan parameter – parameter aliran, seperti: kecepatan, kekentalan, gradien dan geometri saluran.

Menurut Ven Te Chow (1959), ada beberapa golongan jenis aliran air pada saluran terbuka, yaitu :

  • 1 Aliran tunak (steady flow)
    • a. Aliran seragam (uniform flow)
    • b. Aliran berubah, meliputi :
      • Aliran berubah lambat laun (gradually varied flow)
      • Aliran berubah tiba tiba (rapidly varied flow)
  • 2. Aliran tak tunak (unsteady flow)
    • a. Aliran seragam (uniform flow)
    • b. Aliran berubah, meliputi :
      • Aliran berubah lambat laun (gradually varied flow)
      • Aliran berubah tiba tiba (rapidly varied flow)

2.1.2 Perilaku aliran

Ada dua persamaan untuk membedakan perilaku aliran, yaitu persamaan bilangan Reynold dan persamaan bilangan Froude. Bilangan Reynold akan membagi aliran menjadi laminar, transisi dan turbulen, sedangkan bilangan Froude akan membagi aliran

menjadi subkritis, kritis dan superkritis. Persamaan untuk menghitung bilangan Reynold :

\[Re = \frac{U.l}{v} \tag{1}\]

Dimana:

Re : bilangan Reynold (non dimensional)

U : kecepatan aliran (m/detik)

L : panjang karakteristik (meter)

Gambar 2. Skema percobaan dan pengolahan data ν : viskositas kinematik (m2 /detik)

Perilaku aliran yang dibedakan berdasarkan atas bilangan Revnold, vaitu:

1. Aliran laminar : Re < 2000

2. Aliran turbulen : \(2000 \le \text{Re} \le 4000\)

3. Aliran transisi : Re > 4000

Persamaan untuk menghitung bilangan Froude:

\[Fr = \frac{U}{\sqrt{g.h}} \tag{2}\]

Dimana:

Fr : bilangan Froude (non dimensional)

U: kecepatan aliran (m/detik)

g : percepatan gravitasi (m/detik²)

h : kedalaman aliran (meter)

Perilaku aliran yang dibedakan berdasarkan atas bilangan Froude, yaitu :

1. Aliran subkritis : Fr < 12. Aliran kritis : Fr = 13. Aliran superkritis : Fr > 1

2.2 Angkutan sedimen

2.2.1 Jenis angkutan sedimen

Jenis angkutan sedimen dalam aliran ada tiga macam, yaitu :

  • 1. Beban material dasar (bed load)
  • 2. Wash load atau suspended load
  • 3. Beban terlarut (dissolve load)

2.2.2 Gerakan awal angkutan sedimen

Pergerakan awal angkutan sedimen adalah fungsi dari tegangan geser kritis (\(\tau_{cr}\), critical shear stress), kecepatan kritis (\(U_{cr}\), critical velocity) dan gaya angkat.

Tegangan geser kritis ini ada dua macam, yaitu :

  • Gaya yang bekerja (applied forces) Gaya aliran dan komponen berat partikel dalam arah ke bawah dalam keadaan terendam.
  • Gaya penahan (resisting forces)

Komponen berat partikel terendam lurus terhadap dasar dan gaya – gaya yang timbul antar partikel di sekelilingnya.

2.3 Jenis, mekanisme dan formulasi gerusan lokal (local scouring)

2.3.1 Jenis gerusan

Gerusan yang terjadi pada sungai dapat digolongkan menjadi :

1. Gerusan umum (general scour)

Gerusan umum ini merupakan suatu proses alami yang terjadi pada sungai

  • 2. Gerusan akibat penyempitan di alur sungai (contraction scour)
  • 3. Gerusan lokal (local scour)

Gerusan lokal ini pada umumnya diakibatkan oleh adanya bangunan air, misal: tiang atau pilar jembatan. Ada dua macam gerusan lokal, yaitu:

a. Clear water scour

Terjadi jika tegangan geser yang terjadi lebih besar daripada tegangan geser kritis. Pergerakan sedimen hanya terjadi pada sekitar abutment. Ada dua macam:

i. Untuk \[\left(\frac{U}{U_{cr}}\right) \le 0.5\] (3.a)

Gerusan lokal tidak terjadi dan proses transportasi sedimen tidak terjadi.

ii. Untuk \[0.5 \le \left(\frac{U}{U_{cr}}\right) \le 1.0\] (3.b)

Gerusan lokal terjadi menerus dan proses transportasi sedimen tidak terjadi

b. Live-bed scour

Terjadi karena adanya perpindahan sedimen. Yaitu jika

\[\left(\frac{U}{U_{cr}}\right) > 1,0 \tag{3.c}\]

Dimana:

U : kecepatan aliran rata-rata (m/detik) U<sub>cr</sub> : kecepatan aliran kritis (m/detik)

2.3.2 Formulasi gerusan lokal

2.3.2.1 Formula Froehlich (1989)

Untuk menghitung live-bed scour yang terjadi pada abutment dapat menggunakan formula Froehlich (FHA, 2004) yang diperoleh dari hasil analisis regresi 170 data perhitungan dari percobaan laboratorium. Formula Froehlich ini adalah salah satu formula pendekatan empiris.

\[\frac{y_s}{y_a} = 2,27.K_1.K_2.\left(\frac{L'}{y_a}\right)^{0.43}.Fr^{0.61} + 1 \tag{4}\]

Dimana:

y<sub>s</sub> : kedalaman gerusan (meter) y<sub>a</sub> : kedalaman aliran (meter)

K<sub>1</sub>: koefisien bentuk abutment (lihat Tabel 2.1)

\(K_2\): koefisien sudut abutment terhadap aliran \((\tilde{\theta}/90)^{0.13}\)

\(\theta\) < 90°: untuk aliran di hulu abutment \(\theta\) > 90°: untuk aliran di hilir abutment

Nilai \(\theta\) dapat dilihat pada Gambar 2.1

L': lebar abutment (meter)

Fr: bilangan Froude

\[Fr = \frac{U}{\sqrt{gy_a}}\] (5)

U: kecepatan aliran (m/dt)

g : percepatan gravitasi = \(9.81 \text{ m/s}^2\)

y<sub>a</sub>: kedalamaan aliran (meter)

(Sumber FHA, 2004)

Tabel 1. Koefisien bentuk abutment

Bentuk AbutmentK1
Dinding vertikal1.00
Dinding vertikal tanpa sayap0.82
Spill-through abutment0.55
17

Gambar 3. Faktor koreksi untuk kemiringan abutment terhadap aliran

2.3.2.2 Formula Laursen

Laursen (FHA, 1992) mengembangkan hubungan antara kedalaman gerusan pada abutment jembatan terhadap perawatan abutment. Live-bed scour hanya sebagai salah satu fungsi dari rasio panjang abutment terhadap kedalaman aliran, \(L_a/Y_a\) dan rasio debit per satuan lebar di daerah overbank aliran terhadap debit per satuan lebar di daerah gerusan. Daerah gerusan diasumsikan berupa lebar konstan dan besarnya adalah 2,75 kali kedalaman gerusan. Formula yang dihasilkan adalah:

\[\frac{L_a}{y_a} = 2,75 \frac{y_s}{y_a} \left[ \frac{\left(\frac{1}{11,5} \frac{y_s}{y_a} + 1\right)^{7/6}}{\left(\frac{\tau_1}{\tau_c}\right)^{1/2}} - 1 \right]\] (6)

Dimana:

L<sub>a</sub>: panjang abutment (meter)

y<sub>a</sub>: kedalaman aliran (meter)

y<sub>s</sub>: kedalaman maksimum gerusan (meter)

\(\tau_1\): tegangan geser dasar saluran (kg/meter.detik<sup>2</sup>)

τ<sub>c</sub>: tegangan kritis untuk gerak awal sedimen (kg/meter.detik²)

(Sumber FHA, 1996)

Formula di atas hanya bisa diselesaikan dengan cara iterasi. Selanjutnya, Richardson, dkk (1995), menyederhanakan formula di atas menjadi:

\[\frac{y_s}{y_a} = 1.3 \cdot \left(\frac{L'}{y_a}\right)^{0.48} \tag{7}\]

Dimana:

y<sub>s</sub> : kedalaman maksimum gerusan (meter)

y<sub>a</sub> : kedalaman aliran (meter) L' : lebar abutment (meter)

Formula Laursen yang telah dimodifikasi tersebut bisa diselesaikan dengan cara yang lebih sederhana (EMIIP, 2000) yaitu:

\[y_s = 1.3. \left(\frac{L'}{y_a}\right) 0.48. y_a\] (8)

2.3.2.3 Formula Mellvile

Mellvile (FHA, 2004) menyimpulkan dari banyak hasil eksperimen pada clear water scour pada abutment jembatan saluran persegi dan memformulasikan kedalaman maksimum gerusan berdasarkan pendekatan empiris dari koefisien aliran, bentuk abutment, alignment, dan panjang abutment. Mellvile juga mengklasifikasikan abutment menjadi:

a. Abutment panjang \[\Rightarrow \frac{L_a}{y} > 1\] (9.a)

b. Abutment pendek \[\Rightarrow \frac{L_a}{y} < 1\] (9.b)

Dimana:

L<sub>a</sub>: panjang abutment (meter)

y : kedalaman rata-rata aliran (meter)

Selanjutnya untuk abutment sedang, perhitungan kedalaman clear water scour diformulasikan sebagai berikut:

\[y_s = 2.K_i.K_1.K_2.(y_a.L_a)^{0.5}\] (10)

Dimana:

\(y_s\): kedalaman gerusan (meter) \(K_i\): faktor intensitas aliran \(U/U_{cr}\) (11)

U: kecepatan aliran (m/dt)

\(U_{cr}\): kecepatan kritis saat sedimen akan bergerak (m/

\(K_1\): faktor bentuk abutment \(K_2\): faktor alignment abutment

(Sumber FHA, 2004)

Live-bed scour yang terjadi pada abutment juga diformulasikan oleh Melville dengan menggunakan data Dongol (1994). Ada tiga kondisi yang memungkinkan terjadi:

  • Di bawah kondisi clear water scour → U<U<sub>cr</sub>
  • Penambahan maksimum kedalaman gerusan \(\rightarrow\) \(U/U_{cr} = 1\)
  • Kondisi live-bed scour è U>Ucr

3. Metodologi Penelitian

3.1 Peralatan dan bahan

Saluran terbuka ini di modelkan dengan dinding fiberglass dan dasar saluran terbuat dari semen, saluran memiliki bagian lurus serta sudut tikungan 90° dan 180°. Panjang as saluran dari hulu ke hilir adalah 12,4 meter, lebar saluran 0,5 meter, tinggi saluran 0,4 meter, jari-jari tengah saluran 1,25, kemiringan saluran 0,0016. Dasar saluran diberi pasir setebal 20 cm. Debit rencana yang digunakan, yaitu:

  • \(0,004 \text{ m}^3 / \text{detik}\)
  • \(0,005 \text{ m}^3 / \text{detik}\)
  • 0.006 m<sup>3</sup> / detik
  • \(0.007 \text{ m}^3 / \text{detik}\)

Saluran terbagi menjadi lima bagian, dari hulu ke hilir yaitu:

  • Bagian lurus I: saluran lurus sepanjang 3 meter
  • Bagian tikungan I: saluran menikung 180° dan berjari jari as 1,25 meter
  • Bagian lurus II: saluran lurus sepanjang 1,5 meter
  • Bagian tikungan II: saluran menikung 90° dan berjari – jari as 1,25 meter
  • Bagian lurus III: saluran lurus sepanjang 2 meter

Alat-alat lain yang digunakan:

  • Alat ukur kecepatan (currentmeter)
  • Alat ukur debit (Thomson Weir)
  • Alat ukur topografi dasar saluran dan muka air
  • Alat ukur berat (timbangan)
  • Alat suplai air (pompa air)

(b)

Gambar 4. (a) Model saluran terbuka dari fiberglass (flume) dan arah pengalirannya; (b) abutment dan penempatannya pada model saluran terbuka

1. Alat bantu:

  • Formulir pencatatan data
  • Kantong penangkap pasir (tepat pada bagian hilir saluran). Disiapkan dua buah, untuk dipakai secara bergantian
  • Kabel listrik
  • Benang dan label (untuk penggambaran kontur
  • Kamera dan alat dokumentasi lainnya

4. Analisis dan Perhitungan Data

4.1 Hasil pengamatan fisik

Data-data yang telah diperoleh dari percobaan, dengan beberapa debit yang berbeda tersebut, adalah:

  • Data kedalaman gerusan lokal
  • Data elevasi topografi dasar saluran
  • Data kecepatan aliran

4.2 Kedalaman gerusan lokal dan topografi dasar saluran

Visualisasi kedalaman gerusan diberikan untuk beberapa kondisi; di segmen awal, di tengah, dan di akhir abutment.

15

Gambar 6. Kedalaman gerusan maksimum tengah abutment untuk beberapa debit rencana

17

Gambar 5. Sketsa saluran dan penempatan abutment

1

Gambar 7. Kedalaman gerusan pada segmen awal; (a) abutment 1 [saluran lurus], (b) abutment 2 [saluran tikungan 180º], (c) abutment 3 [saluran lurus setelah tikungan], (d) abutment 4 [tikungan 90º], untuk beberapa debit rencana

3

Gambar 8. Kedalaman gerusan pada segmen tengah; (a) abutment 1 [saluran lurus], (b) abutment 2 [saluran tikungan 180º], (c) abutment 3 [saluran lurus setelah tikungan], (d) abutment 4 [tikungan 90º], untuk beberapa debit rencana

1

Gambar 9. Kedalaman gerusan pada segmen akhir; (a) abutment 1 [saluran lurus], (b) abutment 2 [saluran tikungan 180º], (c) abutment 3 [saluran lurus setelah tikungan], (d) abutment 4 [tikungan 90º], untuk beberapa debit rencana

3 1

(c)

3

Gambar 10. Kedalaman gerusan pada sumbu saluran; (a) segmen saluran lurus i, (b) segmen saluran tikungan 180º, (c) segmen saluran tikungan 90º, untuk beberapa debit rencana

Keterangan : adalah posisi abutment

Gambar 11. Bentuk topografi dasar saluran setelah dialiri debit rencana 4.10-3 m3 /detik; (a) saluran lurus pertama, (b) tikungan 180º, (c) saluran lurus kedua, (d) tikungan 90º

Gambar 12. Bentuk topografi dasar saluran setelah dialiri debit rencana 5.10-3 m3 /detik; (a) saluran lurus pertama, (b) tikungan 180º, (c) saluran lurus kedua, (d) tikungan 90º

Gambar 13. Bentuk topografi dasar saluran setelah dialiri debit rencana 7.10<sup>-3</sup> m³/detik; (a) saluran lurus pertama, (b) tikungan 180°, (c) saluran lurus kedua, (d) tikungan 90°

Formula yang digunakan sebagai pembanding hasil pengamatan dengan hasil perhitungan adalah:

1. Formula Froehlich

\[\frac{y_s}{y_a} = 2,27K_1K_2 \left(\frac{L'}{y_a}\right)^{0,43} Fr^{0,61} + 1\] (12.a)

2. Formula Laursen

\[\frac{y_s}{y_a} = 1.3 \left(\frac{L'}{y_a}\right)^{0.48}\] (12.b)

3 Mellvile

\[y_s = 2.K_i.K_1.K_2.(y_a.L_a)^{0.5}\] (12.c)

10

Gambar 14. Kedalaman gerusan dengan beberapa metode

Dari gambar 4.10 dapat diperoleh hubungan sebagai berikut:

• Formula Froehlich (1989)

\[y_{sperhitungan} = 0.373\], \(y_{spengama\ tan}\) (13.a)

• Formula Laursen (1960)

\[y_{sperhitungan} = 0,6588, y_{spengama\ tan}\] (13.b)

• Formula Melville (1993)

\[y_{sperhitungan} = 1,7446. y_{spengama\ tan}\] (13.c)

Penyimpangan dari perbandingan hasil perhitungan dengan hasil pengamatan menjelaskan beberapa hal:

  • 1. Perbedaan alat percobaan yang dilakukan oleh Laursen di laboratoriumnya dan percobaan yang dilakukan penulis di Lab Uji Model Hidrolika.
  • 2. Perbedaan material yang digunakan dalam percobaan yang dilakukan Laursen dan penulis.
  • 3. Perbedaan parameter-parameter fisik (misal suhu ruangan dan suhu fluida).

Meskipun Mellvile mengambangkan formulanya dengan menggunakan faktor koreksi paling banyak, namun itu tidak menjamin akurasi perhitungan metode Mellvile dibandingkan dengan metode lainnya. Hal yang paling menentukan di sini adalah kesamaan kondisi penelitian, termasuk di dalamnya alat-alat praktikum, kondisi lingkungan, material, dan lain-lain.

Dari hasil grafik di atas, dapat disimpulkan untuk kondisi saluran lurus, tikungan 180º, saluran lurus setelah tikungan, dan tikungan 90º, metode Laursen merupakan yang paling akurat dibandingkan dengan metode lain. Hal ini disebabkan formula Laursen di atas diciptakan khusus untuk perhitungan kedalaman gerusan pada kondisi live-bed scour Laursen menciptakan pula formula untuk kondisi clear water scour). Meskipun demikian adanya dengan formula Froehlich namun di sini, dari kedua formula tersebut, hanya formula Laursen yang merupakan hasil modifikasi dengan memperhitungkan parameter tegangan geser. Karena itu dalam kasus penelitian ini, penulis menduga tegangan geser adalah parameter yang mendominasi akurasi perhitungan dibandingkan dengan parameter-parameter formula yang lain.

14 15 16 17

Gambar 15. Perbandingan hasil pengamatan dan perhitungan untuk segmen saluran; (a) saluran lurus i, (b) saluran tikungan 180º, (c) saluran lurus ii, (d) saluran tikungan 90º

4.3 Distribusi kecepatan aliran

2

Gambar 16. Gambar distribusi kecepatan sepanjang saluran; (a) debit rencana 4.10<sup>-3</sup> m³/detik, (b) debit rencana 5.10<sup>-3</sup> m³/detik, (c) debit rencana 6.10<sup>-3</sup> m³/detik, (d) debit rencana 7.10<sup>-3</sup> m³/detik

  • 1. Berdasarkan hasil pengukuran yang diperoleh dari alat pengukur kecepatan, currentmeter, dapat ditarik kesimpulan bahwa distribusi kecepatan di tengah abutment relatif menjadi lebih besar bila dibandingkan dengan distribusi kecepatan sebelum dan sesudahnya. Hal ini dikarenakan faktor kontraksi (penyempitan) yang terjadi akibat adanya abutment.
  • 2. Aliran setelah abutment relatif mengalami penurunan distribusi kecepatan. Hal ini dikarenakan penampang saluran setelah melewati abutment mengalami pelebaran (ekspansi). Dengan mengacu pada debit dan penampang saluran yang sama (sebelum dan sesudah abutment), maka logikanya kecepatan yang dihasilkan pun akan relatif sama.
  • 3. Untuk saluran menikung, distribusi kecepatan mengalami kenaikan pada bagian luar tikungan. Hal ini mengakibatkan, di sisi luar tikungan terjadi gerusan yang relatif lebih besar dibanding dengan bagian dalam saluran. Sebaliknya, karena distribusi kecepatan di begian dalam saluran relatif lebih kecil maka di sanalah kuantifikasi sedimentasi menjadi lebih besar.

5. Kesimpulan

  • 1. Hasil perhitungan dengan menggunakan tiga metode yang berbeda, akan memberikan hasil yang berbeda pula dengan setiap hasil perhitungan gerusan lokal hasil pengamatan fisik.
  • 2. Urutan ketidaktepatan hasil perhitungan tersebut, yaitu :
    • a. Metode Mellvile: dengan prosentase kesalahan 127,36%
    • b. Metode Froehlich: dengan prosentase kesalahan 56,98%
    • c. Metode Laursen: dengan prosentase kesalahan 20,02%.
  • 3. Dari ketiga perhitungan tersebut, hasil perhitungan yang paling mendekati hasil pengamatan atau yang memiliki tingkat kesalahan terkecil terhadap hasil pengamatan yaitu hasil perhitungan menurut metode Laursen.
  • 4. Metode Laursen memiliki tingkat kesalahan terkecil, sebab :
    • a. Spesifikasi pengembangan metode Laursen relatif lebih jelas dibanding metode Froehlich dan Mellvile. Laursen membedakan formula untuk kondisi live-bed scour dan clear water

  • scour. Berbeda halnya dengan Froelich dan Mellvile yang mengambangkan formulanya untuk kedua kondisi.
  • b. Laursen memasukkan parameter tegangan geser pada formula asli yang akhirnya dikembangkan oleh Richardso, dkk. Dari perhitungan sebelumnya, dengan membandingkan akurasi ketiga metode itu, penulis menduga tegangan geser adalah parameter yang lebih dominan dibandingkan koefisien bentuk abutment dan sudut abutment terhadap aliran pada formula Froehlich dan Mellvile serta faktor intensitas aliran pada formula Mellvile. Kebenaran dari asumsi ini perlu dibuktikan lagi pada penelitian selanjutnya.
  • 5. Apabila dilakukan analisis untuk setiap segmen saluran, maka tingkat kesalahan terkecil untuk setiap segmen saluran adalah metode Laursen.
  • 6. Pada percobaan ini, data yang memiliki validitas tinggi adalah data topografi dasar saluran dan besar kedalaman gerusan lokal. Sedangkan data kecepatan aliran memiliki validitas yang lebih rendah.
  • 7. Turbulensi aliran menjadi lebih besar pada segmen tepat sebelum abutment. Hal inilah yang mengakibatkan kedalaman gerusan pada segmen awal abutment relatif paling besar dibanding pada segmen lain.
  • 8. Distribusi kecepatan relatif membesar pada bagian tengah abutment. Hal ini diakibatkan adanya kontraksi (penyempitan) saluran karena proyeksi lengan abutment.

Research Intelligence

Data from OpenAlex ↗

Metrics

1
Citations
0.00
FWCIfield-weighted
49th
Percentilevs same year + field
Article
Work type
Open Access

Citation Trend

Citation Timeline

YearCitations
20261

Semantic Profile AI-classified research signals

Physics 0.83
level 0
Humanities 0.64
level 1
Forestry 0.34
level 1

Institution Network

References

  1. Asmat, R. Junaedi, 2002, "Gerusan Lokal pada Tikungan Saluran Tanpa dan Adanya Krib (Penelitian Laboratorium)" , Tesis Magister, Bidang Studi MP - Pengembangan Sumberdaya Air, Jurusan Teknik Sipil, Program Pasca Sarjana ITB, Bandung.
  2. Egon, Andi dan Deasilia Indrasari, 2005, "Perhitungan Kedalaman Gerusan dengan Adanya Pilar Silinder di Saluran Lurus dan Tikungan Saluran (Kajian Laboratorium)" , Tugas Akhir, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknis Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Bandung.
  3. EMIIP, Fischenich, Craig and Mark Landers, 2000, "Computing Scour" .
  4. Federal Highway Administration, US Department of Transportation, 2004, "Enhanced Abutment Scour Studies for Compound Channels" , Publication No. FHWA-RD-99-156, National Highway Institute.
  5. Federal Highway Administration, US Department of Transportation, 1996, "Bottomless Culverts Scour Study" , Mid West Hydraulics Conference, Presentation by: J. Sterling Jones Landers, Mark N., et.
  6. al., 1996, "Bridge-Scour Data Management System User
  7. May, R. W. P., et. al., 2002, "Manual on Scour at Bridges and Other Any Structures" , London.
  8. Parr, A. David and Andrew Smith, 2000, "HEC-RAS 2.2 for Backwater and Scour Analysis-Phase One, Report No. K-TRAN: KU-00-9 Interim Report, The University of Kansas.
  9. Richardson, E.V and S.R. Davis, 1995, "Evaluating Scour at Bridges" , Hydraulic Engineering Circular No. 18 (HEC-18), Publication No. FHWA-IP-90-017, Third Edition, Federal Highway Administration, Washington, D.C.
  10. Streeter, Victor L., 1999, " Mekanika Fluida" , Edisi Delapan, Jilid 1, Jakarta: Penerbit Erlangga.
  11. Ted Yang, Chih, 1996, "Sediment Transport: Theory and Practice
  12. Ven Te Chow, 1997, " Hidrolika Saluran Terbuka" , Cetakan Keempat, Jakarta: Penerbit Erlangga.