Þ Pengukuran kecepatan arus
Þ Pengambilan sample sedimen
Tujuan dari pengukuran arus dan pengambilan sampel sedimen adalah untuk mendapatkan besarnya transportasi sedimen yang akan masuk ke dalam bendungan. Untuk mendapatkan data tersebut diperlukan pengukuran debit dan pengambilan sedimen dengan memperhatikan ketinggian muka air yang tercatat pada lokasi pengukuran.
Dari hasil itu dapat dibuat lengkung debit (rating curve) yaitu hubungan antara muka air dan debit. Dan dapat dibuat juga lengkung sedimen (sediment discharge rating curve) yaitu hubungan antara debit aliran dan debit sedimen. Dari data muka air yang tercatat, selanjutnya dihitung rata-rata tinggi muka air setiap harinya dan dengan menggunakan lengkung debit dapat dihitung debit rata-rata hariannya.
Dari debit rata-rata harian, dengan menggunakan lengkung sedimen, dapat dihitung debit sedimen rata-rata hariannya. Dengan mengetahui besarnya debit dan sedimen rata-rata setiap harinya, maka debit dan sedimen per tahun akan dapat dihitung.
Æ Lokasi Penyelidikan
Adapun kriteria pemilihan lokasi pengambilan angkutan sedimen dapat dijelaskan sebagai berikut :
- Lokasi pengambilan angkutan sedimen sebaiknya pada atau dekat pos duga air, karena ada hubungan antara gerakan sedimen dan debit aliran sungai.
- Lokasi pengambilan harus bebas dari pengaruh arus balik, jika ada pengaruh arus balik maka bentuk hubungan antara angkutan sedimen dan variabel hidrolis aliran sungai akan selalu berubah-ubah sehingga akan menyulitkan dalam analisa data, disamping itu juga diperlukan lebih banyak jumlah pengambilannya.
- Lokasi pengambilan angkutan sedimen di hilir pertemuan sungai sebaiknya juga dihindarkan, karena penyebaran konsentrasi sedimen pada penampang melintangnya sangat berbeda-beda. Hal ini disebabkan pencampuran konsentrasi sedimen pada penampang tersebut belum merata, sedangkan proses pencampuran itu sendiri berjalan dengan lambat, jadi diperlukan jarak tertentu ke arah hilir yang tergantung dari kecepatan aliran, kedalaman aliran dan lebar sungai.
- Pengambilan sedimen pada sungai yang dalam dan lebar, cara pengambilan sampelnya dapat dilaksanakan dari jembatan atau kabel melintang (cable ways).
Disamping keadaan lokasi seperti telah disebutkan di atas, masih perlu peninjauan lokasi pengambilan dari bentuk penampang melintang sungai itu sendiri, terutama pada sungai yang mempunyai dataran banjir, karena akan mempengaruhi kualitas data yang akan diperoleh.
Selama periode banjir, pengambilan angkutan sedimen harus lebih banyak jumlahnya. Oleh karena itu pemilihan lokasi pengambilan harus juga mempertimbangkan kemudahan-kemudahan untuk mencapai lokasi, keselamatan team pengukur, sarana pembantu untuk melaksanakan pengukuran pada pos duga air tempat pengambilan angkutan sedimen itu, terutama apabila banjir terjadi pada malam hari.
Dalam menentukan tempat pengambilan harus diusahakan pada penampang melintang yang sama dan relatif stabil. Dokumentasi foto lokasi pengambilan juga perlu agar diketahui perkembangan perubahan aliran yang terjadi, perubahan dasar dan tebing sungai agar memudahkan dalam membuat dan menganalisa hubungan antara debit sedimen dengan debit aliran (sediment discharge rating curve).
Æ Pengukuran Debit
Tujuan pengukuran debit ini adalah untuk mengetahui debit sesaat pada saat pengambilan sample sedimen, sehingga nantinya didapat hubungan kandungan sedimen dan debit. Pengukuran debit ini pada dasarnya merupakan pengukuran kecepatan arus yang terjadi pada satu penampang yaitu pada lokasi pengukuran.
Pengukuran debit pada dasarnya adalah pengukuran kecepatan arus pada penampang yang ditentukan. Pengukuran kecepatan arus dilaksanakan dengan alat ukur arus tipe baling-baling (OTT), untuk debit kecil, sedang sampai banjir. Dari lebar sungai yang telah diukur kemudian dibagi menjadi pias-pias setiap interval 1 meter. Pada tiap vertikal tersebut dilakukan pengukuran kecepatan pada 0,20 dan 0,80 dari kedalaman. Untuk kedalaman lebih dari 0.5 meter baru dilaksanakan 2 kali pengukuran tetapi untuk kedalaman dibawah 0.5 meter hanya dilakukan 1 kali pengukuran pada kedalaman 0.8 kedalaman. Seperti disajikan pada Gambar F.1 dan GambarF.2
Sedangkan bila debit air yang diukur merupakan limpahan atau pancuran maka pengukuran debit dilakukan dengan mengukur volume air yang melimpah selama interval waktu tertentu. Seperti disajikan pada Gambar F.3.
Untuk mendapatkan kecepatan rata-rata vertikal adalah dengan menggunakan rumus :
Vn = (V0,2 + V0,8 )/2
dimana :
Untuk kedalaman air > 0.5 m
Vn = kecepatan rata-rata pada vertikal n (m/det)
V0,2 = kecepatan pada vertikal 0,20 m dari muka air
V0,8 = kecepatan pada vertikal 0,80 m dari muka air
Sedangkan untuk perhitungan debit satu penampang adalah sebagai berikut :
Q = debit pada satu penampang (m3/det)
Vn = kecepatan rata-rata pada vertikal n (m/det)
dn = kedalaman pada vertikal ke n (m)
bn = lebar pada vertikal ke n (jarak diukur dari titik garis air di tepi sungai), (m)
Data pengukuran debit yang didapat dari lapangan harus diperiksa lebih teliti, dan kemudian didaftar sesuai dengan nomor urut pengukuran. Dari daftar tersebut selanjutnya diplot pada grafik untuk dibuat lengkung debit (rating curve).
Æ Pengambilan Sampel Sedimen
Pengambilan sample sedimen pada dasarnya di bedakan menjadi dua yaitu :
a. Pengambilan Sampel Sedimen Melayang
Muatan sedimen melayang (suspended load) merupakan sedimen yang melayang di dalam aliran sungai yang terutama terdiri dari butiran-butiran pasir halus yang senantiasa didukung oleh air dan hanya sedikit sekali interaksinya dengan dasar sungai, karena selalu didorong ke atas oleh turbulensi aliran. Kecepatan aliran pada saat mengangkut sedimen, lebih besar dibandingkan pada saat mengendapkannya, dengan demikian ada suatu bentuk hubungan antara debit aliran dengan konsentrasi muatan sedimen, walaupun hubungan tersebut mungkin angka korelasinya rendah. Puncak konsentrasinya biasanya tidak bersamaan waktunya dengan puncak hidrograf aliran.
Umumnya aliran sungai merupakan aliran turbulen, oleh karena itu tenaga gravitasi partikel-partikel sedimen dapat ditahan oleh gerakan turbulensi aliran, putaran arus (eddies) membawa gerakan partikel sedimen kembali ke atas dan tidak mengendap. Dari uraian tersebut, muatan sedimen melayang dibedakan menjadi tiga keadaan, yaitu :
a. Apabila tenaga gravitasi partikel sedimen lebih besar dari tenaga turbulensi aliran, maka partikel sedimen akan mengendap dan akan terjadi pendangkalan (agradasi) pada dasar sungai.
b. Apabila tenaga gravitasi partikel sedimen sama dengan tenaga turbulensi aliran, maka partikel sedimen tersebut tetap konstan terbawa aliran sungai ke arah hilir.
c. Apabila tenaga gravitasi partikel sedimen lebih kecil dari tenaga turbulensi aliran, maka dasar sungai akan terkikis dan akan terjadi penggerusan (degradasi) pada dasar sungai.
Metode yang digunakan untuk mengambil sampel sedimen melayang adalah dengan metode integrasi kedalaman, yaitu dengan cara menggerakkan alat ukur sedimen naik turun pada suatu vertikal dengan kecepatan gerak sama.
b. Muatan Sedimen Dasar
Partikel-partikel kasar yang bergerak sepanjang dasar sungai secara keseluruhan disebut dengan muatan sedimen dasar (bed load). Gerakan tersebut bisa bergeser, menggelinding atau meloncat-loncat, akan tetapi tidak pernah lepas dari dasar sungai.
Di bagian hulu sungai, muatan sedimen dasar umumnya merupakan bagian terbesar dari seluruh jumlah angkutan sedimen. Kualitas dan kuantitas material yang terbawa oleh aliran sepanjang dasar sungai tergantung dari penyebaran erosi di daerah pegunungan dan juga tergantung dari derajat kemiringan lereng, struktur geologi dan vegetasi.
Sample sedimen dasar yang dipakai adalah material dasar sungai pada masing-masing titik pengamatan. Pengambilan sample material dasar sungai ini kemudian dibawa ke laboratorium untuk mendapatkan grand size dan berat jenis dari material dasar sungai tersebut. Perhitungan besarnya laju sedimen dasar dengan mengunakan rumus empiris.
Pengambilan bed load lebih sulit jika dibandingkan dengan pengambilan suspended load karena :
(1) Partikel-partikelnya bergerak tidak secepat aliran.
(2) Karena bentuk dasar sungai akan mempengaruhi terjadinya variasi dalam besarnya pengangkutan sedimen.
(3) Setiap alat yang ditempatkan pada atau di dekat dasar sungai akan merubah kondisi aliran yang mengakibatkan pengukuran beban tidak betul.
(4) Jika alat ditempatkan di daerah loncatan (saltation zone) beberapa contoh yang diperoleh merupakan suspended material.
Beberapa persamaan untuk memperkirakan muatan sedimen dasar pada umumnya dikembangkan dari penyelidikan di laboratorium dengan skala kecil. Umumnya rumus yang digunakan adalah persamaan Meyer – Peter dan persamaan Einstein.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar