PENGARUH KRIB HULU TIPE PERMEABEL PADA GERUSAN DI BELOKAN SUNGAI

THE IMPACT OF PERMEABLE TYPE UPSTREAM GROIN ON SCOUR OF RIVER BEND

Hasdaryatmin Djufri1, Mary Selintung2, Mukhsan Putra Hatta3

Jurusan Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin, Makassar

Alamat Korespondensi

Hasdaryatmin Djufri Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Hasanuddin Makassar, 90245 Hp : 0811465724 Email : djufri81@gmail.com

Abstrak

Bagian hilir sungai membentuk meander yang disebabkan oleh proses erosi horisontal lebih besar dari pada erosi vertikal dan umumnya terjadi gerusan pada belokan luar. Tujuan penelitian ini adalah mengkaji terjadinya gerusan dan efektifitas krib hulu tipe permeabel dalam mengendalikan gerusan di belokan sungai. Penelitian dilakukan melalui uji model eksperimen di laboratorium dengan 36 kali simulasi pengaliran, variasi penelitian meliputi 3 variasi debit (Q), 3 variasi jarak antar tiang krib (x) dan 3 variasi sudut belokan (α). Dari data hasil penyelidikan laboratorium yang diperoleh, dapat dinyatakan bahwa peningkatan debit aliran berbanding lurus dengan peningkatan kecepatan aliran, dan berdampak pada peningkatan volume gerusan yang terjadi. Pemasangan krib permeabel di hulu belokan berpengaruh terhadap pengurangan gerusan di belakang krib yang berhubungan dengan jarak antar tiang krib, dimana semakin rapat tiang krib efektifitas dalam pengurangan gerusan semakin besar. Disimpulkan bahwa jarak antar tiang yang lebih rapat, efektif dalam pengurangan gerusan untuk sudut belokan yang besar dengan reduksi gerusan sekitar 70 %.

Kata kunci : kecepatan, krib, volume gerusan

Abstract

Downstream area formed a meander which caused by the horizontal erosion process become bigger than vertical erosion and there was erosion are generally at the outer side. This research was conducted with the aims to assessing the occurance of scour and effectiveness of upstream groin permeable type in controlling scouring at the river bends. This research through the model test experiments in the laboratory with 36 simulations discharge, there is 3 variations of discharge (Q), 3 variations of distance between the pole groin (x) and 3 variations of angular curves (). From the result of laboratory investigations, it be conclude that the increasing discharge is proportional to the increasing velocity of flow wich have an impact on the volume increasing of scour occurring. Installation of permeable groin in the turn upstream have an impact on reducing scour behind groin which is related with the distance between the pole groin, the more tight the pole groin, the effectiveness in reducing scour become bigger. The conclution, with more tight the pole groin, a large angle bends are most effective to reducing scour about 70 %.

Keywords : velocity of flow, groin, volume of scouring

PENDAHULUAN Alur sungai terbentuk secara alamiah oleh karena adanya pengikisan

dalam rangka pengaliran air permukaan seperti air hujan dan mata air (Oehadijono,

1993). Sungai dikategorikan sebagai saluran terbuka yang mengalirkan air dengan

suatu permukaan bebas (Chow V.T., 1992; Triatmodjo B., 2008).

Pada derah hilir yang merupakan daerah pemanfaatan sungai, secara

umum sungai membentuk meander atau berkelok-kelok yang diakibatkan oleh

proses erosi horisontal lebih besar daripada erosi vertikal (Kristijatno dkk., 1996).

Gerusan di tikungan sungai akan terjadi di daerah awal masuk tikungan,

sedangkan pengendapan dimulai dari bagian tengah tikungan hingga akhir

tikungan (Daoed, 2006). Gerusan adalah transpor sedimen, yaitu perpindahan

tempat bahan sedimen granular oleh air yang sedang mengalir dengan pergerakan

searah aliran air (Masloman H.,2006; Pallu,M.S., 2011).

Salah satu metode untuk melindungi tebing sungai adalah dengan

menggunakan bangunan krib (Santoso, 2004). Krib adalah bangunan

perlindungan sungai yang dipasang melintang pada tebing sungai dengan tujuan

mengarahkan arus dan memperlambat kecepatan arus disekitar bangunan krib

tersebut sehingga proses erosi akan terhindari dan bahkan akan terjadi proses

sedimentasi (Departemen Pekerjaan Umum, 1990; Legono D.,dkk.,2006;

Sosrodarsono S., 2008).

Peningkatan kecepatan aliran pada saat memasuki daerah belokan sungai

dan kemampuan krib dalam mengatur, mengubah arah aliran serta memperlambat

kecepatan aliran pada daerah yang dipasangi krib mendorong penulis untuk

mengkaji pengaruh pemasangan krib pada bagian hulu belokan terhadap gerusan

yang terjadi di daerah belokan sungai.

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji terjadinya gerusan di belokan

sungai dan kajian efektifitas (pengaruh) krib hulu tipe permeabel dalam

mengendalikan gerusan pada belokan sungai serta membuat hubungan antara

debit aliran sungai dan jarak antar tiang pada tiga jenis sudut belokan terhadap

terjadinya gerusan di belokan sungai.

METODE PENELITIAN

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknik Sungai Pusat Kegiatan

Penelitian (PKP) Universitas Hasanuddin dengan waktu penelitian berkisar satu

bulan (26 Maret 2012 – 30 April 2012).

Jenis penelitian adalah eksperimen laboratorium, yaitu observasi dibawah

kondisi buatan (Program Pascasarjana Universitas Hasanuddin, 2006).

Penelitian ini menggunakan dua sumber data, yaitu data primer yang

merupakan data yang diperoleh langsung dari pengamatan di laboratorium dan

data sekunder yaitu data yang diperoleh dari literatur dan hasil penelitian yang

sudah pernah dilakukan sebelumnya yang berkaitan dengan studi pemasangan

krib hulu tipe permeabel terhadap gerusan yang terjadi di belokan sungai.

Media dan peralatan yang digunakan untuk pelaksanaan penelitian

diantaranya adalah, saluran penelitian dengan material pembentuk saluran berupa

pasir diameter butiran rata-rata 0,47 mm, air tawar untuk pengaliran, krib

permeabel dari besi tulangan diameter 0,30 cm, alat ukur kecepatan, alat ukur

kedalaman aliran, alat ukur perubahan penampang dan peralatan lainnya.

Simulasi pengaliran dilakukan sebanyak 36 kali pengaliran, dengan

melakukan variasi terhadap debit aliran, sudut belokan dan jarak antar tiang krib

permeabel. Data yang diperoleh dari penelitian ini adalah data hasil amatan

terhadap keadalaman aliran, kecepatan aliiran serta perubahan penampang saluran

setelah dilakukan simulasi.

Analisa Data

Data hasil penelitian yang diperoleh dari uji eksperimen laboratorium ini

dilakukan rekapitulasi dan dianalisis untuk dapat dijadikan sebagai bahan

pertimbangan dalam pemecahan masalah. Analisa data dilakukan pada paremeter-

parameter yang berpengaruh terhadap terjadinya gerusan di belokan sungai, dan

selajutnya dilakukan analisa terhadap keterhubungan antara parameter-parameter

berpengaruh tersebut menggunakan analisa bilangan tak berdimensi Metode

Langhar (Yuwono N., 1996).

HASIL

Hasil dari studi ini berdasarkan data uji laboratorium yang diperoleh,

meliputi kedalaman aliran, kecepatan aliran, debit aliran, klasifikasi aliran dan

perubahan penampang saluran yang berhubungan dengan volume gerusan.

Kedalaman aliran diukur pada saat pengaliran air, untuk penelitian ini

digunakan tiga variasi kedalaman air sesuai dengan tiga variasi debit yang

diberikan. Kedalaman aliran yang diperoleh adalah h1 = 3,50 cm; h2 = 4,50 cm

dan h3 = 5,50 cm.

Kecepatan aliran (U0) diukur dengan menggunakan Flow watch. Flow

watch memberikan data kecepatan secara otomatis terhadap aliran pada saluran

untuk titik pengamatan yang ditentukan. Kecepatan aliran dikelompokkan

berdasarkan kedalaman aliran di saluran, rata-rata kecepatan aliran pada kondisi

saluran normal (pada bagian hulu) adalah untuk kedalaman aliaran (h1) = 3,50 cm,

kecepatan aliran adalah 30 cm/det, untuk h2 = 4,50 cm kecepatan aliran adalah 35

cm/det dan untuk h3 = 5,50 cm kecepatan aliran adalah 40 cm/det. Kecepatan

aliran rata-rata yang terjadi sebagaimana disajikan pada lampiran tabel 1.

Kecepatan aliran yang terjadi pada saluran mengalami perubahan pada

sepanjang area penelitian, pada bagain lurus atau hulu belokan pertama, kecepatan

aliran relatif sama antara bagian kiri, tengah dan kanan saluran. Kecepatan aliran

pada awal memasuki belokan pertama sampai pada daerah transisi mengalami

peningkatan pada bagian kanan atau tikungan luar dan mengalami penurunan

kecepatan pada bagian kiri atau tikungan dalam, dan sebaliknya pada belokan

kedua sampai pada akhir belokan kedua terjadi peningkatan kecepatan pada

bagian kiri saluran dan penurunan kecepatan pada bagian kanan. Pemasangan krib

tipe permeabel pada bagian hulu belokan diharapkan dapat mengubah arah

konsentrasi pengaliran dan mengurangi kecepatan yang selanjutnya berdampak

pada pengurangan gerusan pada belokan, grafik hubungan antara kecepatan

dengan jarak antar tiang krib disajikan pada lampiran gambar 1.

Besarnya debit aliran yang terjadi dihitung dengan menggunakan

persamaan hubungan antara luas penampang aliran basah saluran dengan

kecepatan aliran. Debit aliran yang terjadi adalah Q1 = 5617,50 cm3/det, Q2 =

8583,75 cm3/det dan Q3= 12210,00 cm3/det. Perhitungan debit aliran disajikan

pada lampiran tabel 2.

Jenis aliran air pada saluran diklasifikasikan berdasarkan bilangan

Reynold dan angka Froude, aliran pada saluran penelitian ini diklasifikasikan

sebagai aliran turbulen dengan nilai bilangan Reynolds rata-rata adalah 18183

atau Re > 1.000, dan sub kritis dengan rata-rata angka Froude 0,53 atau Fr < 1,

dengan kondisi aliran semacam ini maka saluran penelitian mengalami gerusan.

Perhitungan bilangan Reynold dan angka Froude untuk saluran penelitian ini

sebagaimana disajikan pada lempira tabel 3.

Perubahan penampang saluran diamati dan diukur setelah dilakukan

simulasi/pengaliran, hasil perubahan penampang saluran dapat memberikan

informasi kondisi saluran, yaitu apakah saluran mengalami gerusan, sedimentasi

atau mengalami keseimbangan (equilibrium). Perubahan penampang saluran

berpengaruh terhadap besarnya volume gerusan yang terjadi yang merupakan

tujuan utama pelaksanaan penelitian ini. Volume dan persentase pengurangan

gerusan untuk berbagagai kondisi simulasi disajikan pada Tabel 4.

PEMBAHASAN

Penelitian ini menunjukkan bahwa volume gerusan akan mengalami

peningkatan bilamana kecepatan aliran di saluran mengalami peningkatan

sedangkan pemasangan krib dengan jarak antar tiang yang semakin rapat akan

mengurangi gerusan yang terjadi. Hal ini diperoleh dari hubungan secara

menyeluruh antara parameter yang berpengaruh terhadap terjadinya gerusan di

belokan yang dinyatakan dengan analisa bilangan tak berdimensi metode Langhar,

hasil analisa bilangan tak berdimensi metode Langhar diperoleh persamaan tak

berdimensi yaitu

5,05,03 ;

gxU

xV

f g

.

Debit aliran memiliki hubungan yang sebanding dengan volume

angkutan sedimen (Daoed D., 2008), dari hasil penelitian dinyatakan hubungan

antara debit dan kecepatan aliran yang terjadi pada saluran adalah berbanding

lurus, yaitu semakin besar debit yang diberikan kecepatan aliran yang terjadi juga

semakin besar. Sedangkan dengan pemasangan krib di hulu belokan berdampak

pada penurunan kecepatan di belakang krib yang penurunannya juga berbanding

lurus terhadap jarak antar tiang. . Pemasangan krib berdampak pada penurunan kecepatan pada belokan

luar (Legono D.,dkk, 2006), berdasarkan hasil kajian penelitian ini dinyatakan

bawha peningkatan kecepatan aliran yang yang terjadi akibat peningkatan debit

aliran berdampak pada meningkatnya gerusan yang terjadi di belokan, namun

untuk kondisi simulasi dengan pemasangan krib permeabel terlihat bahwa terjadi

penurunan kecepatan aliran sehingga gerusan yang terjadi mengalami

pengurangan.

Perbedaan jumlah krib akan memberikan gerusan yang berbeda, semakin

rapat pemasangan krib semakin dapat mengurangi gerusan pada tebing maupun

dasar saluran (Santoso, 2004), hal ini sejalan dengan hasil penelitian ini bahwa

hubungan antara kerapatan tiang (jarak antar tiang) dengan gerusan adalah terjadi

pengurangan gerusan setelah dilakukan pemasangan krib permeabel di hulu

belokan yang pengurangannya tergantung pada kerapatan tiang, yaitu semakin

rapat tiang krib, gerusan yang terjadi semakin kecil.

Pengaruh perbedaan sudut tikungan menunjukkan bahwa semakin

tumpul sudut tikungan debit sedimentasi yang terjadi semakin besar atau gerusan

semakin kecil dengan fenomena menyerupai saluran lurus (Daoed D., 2008),

sejalan dengan hasil penelitian ini bahwa volume gerusan yang terjadi paling

besar pada belokan dengan sudut lancip, dan pemasangan krib permeabel lebih

efektif digunakan pada saluran dengan sudut belokan yang besar (α = 60o) dimana

dapat mereduksi gerusan sebesar 70,23 %.

KESIMPULAN DAN SARAN

Berdasarkan hasil studi mengenai gerusan yang terjadi di belokan,

melalui kegiatan uji model laboratorium dengan berbagai kondisi simulasi yang

dilakukan, dapat disimpulkan bahwa, volume gerusan yang terjadi akibat

peningkatan debit aliran baik dengan simulasi tanpa krib hulu tipe permeabel

maupun dengan krib hulu tipe permeabel mengalami peningkatan sejalan dengan

peningkatan debit aliran, hal ini diakibatkan oleh meningkatnya kecepatan yang

juga berbanding lurus terhadap debit aliran.

Pemasangan krib permeabel di hulu belokan berdampak pada

pengurangan gerusan di belokan sungai yang terlihat dari volume gerusan

sebelum dan susudah pemasangan krib, hal ini diakibatkan oleh penurunan

kecepatan aliran di belakang krib. Pemasangan krib hulu tipe permeabel dengan

jarak antar tiang yang kecil lebih efektif dalam pengurangan gerusan, dan dalam

hubungannya dengan sudut belokan, pemasangan krib hulu tipe permeabel lebih

efektif pada sudut belokan yang besar.

Beberapa hal yang kami sarankan antara lain, Pada penelitian ini terjadi

gerusan lokal di sekitar krib, oleh karena itu perlu dilakukan kajian terhadap

gerusan lokal yang terjadi serta perlindungannya dan untuk penelitian selanjutnya

perlu mengkaji pengaruh panjang transisi antara dua belokan terhadap pola aliran

dan gerusan yang terjadi.

DAFTAR PUSTAKA

Chow V.T., 1992. Hidrolika Saluran Terbuka (Open Channel Hydraulics) Terjemahan. Erlangga: Jakarta.

Departemen Pekerjaan Umum, 1990, Tata Cara Perencanaan Umum Krib di Sungai, SK SNI T – 01 – 1990 – F, Standar, Yayasan Badan Penerbit PU, Jakarta

Daoed D.,2006, Jurnal Hubungan Sudut Tikungan Terhadap Debit Sedimen pada Saluran Segi Empat dan Dinding Tetap.

Kristijatno,Chr.; Kirno,1996, Jurnal Pelindung Tebing Sungai dengan Krib Lulus Air.

Legono D.,dkk,2006, Jurnal Kajian Pengaruh Konfigurasi Krib Terhadap Pola Arus di Belokan.

Masloman H.,2006, Jurnal Analisis Gerusan dan Pengendapan Akibat Tegangan Geser Dasar pada Tikungan Sungai.

Oehadijono, 1993. Dasar-Dasar Teknik Sungai. Universitas Hasanuddin Pallu,M.S., 2011. Sedimen Transport. Teknik Sipil Universitas Hasanuddin Program Pascasarjana Universitas Hasanuddin, 2006. Pedoman Penulisan Tesis

dan Disertasi Edisi 4. Makassar

Santoso, 2004, Jurnal Pengaruh Konfigurasi Bangunan Krib pada Belokan Sungai Dengan Sudut 900, Magister Teknik Sipil, UNDIP, Semarang.

Sosrodarsono S., 2008, Perbaikan dan Pengaturan Sungai, PT. Tradnya Paramita, Jakarta.

Triatmodjo B., 2008, Hidraulika II, Beta Offset: Yogyakarta Yuwono N., 1996, Perencanaan Model Hidraulik, Universitas Gadjah Mada,

Yokyakarta

LAMPIRAN

Tabel 1 Kecepatan aliran (α = 30°)

Tabel 2 Perhitungan debit aliran (α = 30°)

Tabel 3

Perhitungan bilangan Reynold dan angka Froude

Kiri Tengah Kanan Kiri Tengah Kanan Kiri Tengah Kanan

Hulu Saluran 0.20 0.30 0.20 0.30 0.35 0.30 0.30 0.40 0.30

Awal Belokan/ Krib 0.30 0.40 0.30 0.40 0.45 0.30 0.40 0.40 0.30

Tengah/ Belokan 0.20 0.40 0.40 0.30 0.45 0.45 0.40 0.50 0.45

Hilir saluran 0.40 0.40 0.10 0.50 0.40 0.20 0.50 0.45 0.10

Lokasi Pengukuran h = 3,50 cm h = 4,50 cm h = 5,50 cm

Kecepatan (m/det)

Kedalaman Aliran (h)

Luas Penampang Basah (A)

Kecepatan (U0)

Debit (Q)

(cm) (cm2) (cm/det) (cm3/det)

Q1 3.50 187.25 30.00 5617.50

Q2 4.50 245.25 35.00 8583.75

Q3 5.50 305.25 40.00 12210.00

Variasi debit

Kedalaman Aliran (h)

Luas Penampang Basah (A)

Keliling Basah (P)

Panjang Karakteristik

(R)

Kecepatan (U0)

Kekentalan Kinematis

(v)

(cm) (cm2) (cm2) (cm) (cm/det) (cm2/det)

Q1 3.50 187.25 54.95 3.41 30.00 0.01 11970.70 0.51

Q2 4.50 245.25 56.36 4.35 35.00 0.01 17832.72 0.53

Q3 5.50 305.25 57.78 5.28 40.00 0.01 24745.37 0.54

Variasi debit

Re = ((U0 * R)/v)

Fr = ((U0/((g * h) 0̂,5))

Tabel 4 Rekapitulasi volume gerusan untuk berbagai simulasi penelitian

Sudut Belokan

Kedalaman Air

Kecepatan Aliran Debit Aliran Jarak Antar

Tiang KribVolume Gerusan

Volume Pengurangan

Gerusan

Persentase Pengurangan

Gerusanα h (cm) U (cm/det) Q (cm3/det) x (cm) Vg (cm3) Vg (cm3) (%)

tanpa krib 41293.38 - -0.5 27314.65 13978.73 33.851 30749.40 10543.98 25.53

1.5 33633.66 7659.72 18.55tanpa krib 73718.70 - -

0.5 52760.15 20958.56 28.431 56092.26 17626.45 23.91

1.5 56703.92 17014.79 23.08tanpa krib 87793.93 - -

0.5 71068.64 16725.30 19.051 81776.50 6017.44 6.85

1.5 86685.16 1108.77 1.26tanpa krib 62249.80 - -

0.5 22493.35 39756.44 63.871 41293.38 20956.41 33.67

1.5 46790.00 15459.79 24.84tanpa krib 67607.09 - -

0.5 46849.46 20757.63 30.701 48914.12 18692.97 27.65

1.5 51571.88 16035.20 23.72tanpa krib 83556.23 - -

0.5 81982.04 1574.19 1.881 82464.13 1092.10 1.31

1.5 82748.20 808.03 0.97tanpa krib 52912.51 - -

0.5 15754.44 37158.07 70.231 28632.57 24279.94 45.89

1.5 45398.46 7514.05 14.20tanpa krib 77901.74 - -

0.5 56386.86 21514.88 27.621 60132.49 17769.25 22.81

1.5 64763.26 13138.48 16.87tanpa krib 88507.54 - -

0.5 78426.23 10081.30 11.391 84576.59 3930.94 4.44

1.5 85659.23 2848.31 3.22

3.5

4.5

5.5

30o

45o

60o

3.5

4.5

5.5

3.5

4.5

5.5

30 5617.5

35 8583.75

40 12210

30 5617.5

35 8583.75

40 12210

30 5617.5

35 8583.75

40 12210

Gambar 1. Grafik Hubungan jarak antar tiang dan kecepatan aliran dengan tiga variasi debit pada belokan sudut 30o

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

Kec

epat

an A

liran

(m/d

et)

Jarak Antar Tiang (cm)

Hubungan Jarak Antar Tiang dan Kecepatan Aliran

Q1Q2Q3