BAB I PENDAHULUAN. terutama bagi kehidupan manusia. Hal tersebut dapat dibuktikan dengan

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Sungai memiliki perananan yang sangat penting bagi mahkluk hidup terutama bagi kehidupan manusia. Hal tersebut dapat dibuktikan dengan pemanfaatan sungai yang makin lama makin meluas, mulai dari sarana transportasi, sumber air baku, sumber tenaga listrik, wahana rekreasi dan sebagainya. Menurut Chow (1992), Saluran yang mengalirkan air dengan suatu permukaan bebas disebut saluran terbuka. Menurut asalnya saluran dapat digolongkan menjadi saluran alam (natural) dan saluran buatan (artificial). Saluran alam meliputi semua alur air yang terdapat secara alamiah di bumi, mulai dari anak selokan kecil di pegunungan, selokan kecil, sungai kecil dan sungai besar sampai ke muara sungai. Sungai merupakan suatu saluran drainase yang terbentuk secara alami yang mempunyai fungsi sebagai saluran. Air yang mengalir di dalam sungai akan mengakibatkan proses penggerusan tanah dasarnya. Penggerusan yang terjadi secara terus menerus akan membentuk lubang-lubang gerusan di dasar sungai. Proses gerusan dapat terjadi karena adanya pengaruh morfologi sungai yang berupa tikungan atau adanya penyempitan saluran sungai. Dalam perancangan konstruksi jembatan harus diperhitungkan beberapa aspek seperti letak jembatan, aspek hidraulik sungai serta bentuk abutmen yang 18

2 akan memberikan pola aliran di sekitarnya. Struktur jembatan umumnya terdiri dari dua bangunan penting, yaitu struktur bangunan atas dan struktur bangunan bawah. Salah satu struktur utama bangunan bawah jembatan adalah abutmen jembatan yang selalu berhubungan langsung dengan aliran sungai. Aliran yang terjadi pada sungai biasanya disertai proses penggerusan/erosi dan endapan sedimen/deposisi. Gerusan (scouring) merupakan suatu proses alamiah yang terjadi di sungai sebagai akibat pengaruh morfologi sungai (dapat berupa tikungan atau bagian penyempitan aliran sungai) atau adanya bangunan air (hydraulic structur) seperti: jembatan, bendung, pintu air, dll. Morfologi sungai merupakan salah satu faktor yang menentukan dalam proses terjadinya gerusan, hal ini disebabkan aliran saluran terbuka mempunyai permukaan bebas (free surface). Kondisi aliran saluran terbuka berdasarkan pada kedudukan permukaan bebasnya cenderung berubah sesuai waktu dan ruang, disamping itu ada hubungan ketergantungan antara kedalaman aliran, debit air, kemiringan dasar saluran dan permukaan saluran bebas itu sendiri. Adanya bangunan air menyebabkan perubahan karakteristik aliran seperti kecepatan dan atau turbulensi sehingga menimbulkan perubahan transfor sedimen dan terjadinya gerusan. Adanya abutmen jembatan akan menyebabkan perubahan pola aliran sungai dan terbentuknya aliran tiga dimensi di sekitar abutmen tersebut. Perubahan pola aliran tersebut akan menimbulkan terjadinya gerusan lokal di sekitar konstruksi abutmen. Gerusan yang dihasilkan secara langsung akibat adanya suatu bangunan dinamakan gerusan lokal (local scouring). Proses terjadinya gerusan lokal biasanya dipicu oleh tertahannya angkutan sedimen yang 19

3 dibawa bersama aliran oleh struktur bangunan dan peningkatan turbulensi aliran akibat gangguan suatu struktur. Abutmen merupakan bangunan jembatan yang terletak di pinggir sungai, yang dapat mengakibatkan perubahan pola aliran. Bangunan seperti abutmen jembatan selain dapat merubah pola aliran juga dapat menimbulkan perubahan bentuk dasar saluran sepeti penggerusan. Gerusan lokal yang terjadi pada abutmen biasanya terjadi gerusan pada bagian hulu abutmen dan proses deposisi pada bagian hilir abutmen (Hanwar, 1999). Keberadaan abutment di sebagian tebing sungai hingga masuk ke dalam sungai menyebabkan lebar sungai mengalami penyempitan dan akan menimbulkan pengaruh pada perilaku aliran yang melewatinya. Perubahan perilaku aliran yang direpresentasikan dalam kecepatan aliran ini akan menimbulkan perubahan pula pada distribusi sedimen. Pada debit yang sama, penyempitan badan sungai mengakibatkan bertambahnya kecepatan, yang menyebabkan terjadinya gerusan lokal. Gerusan lokal di sekitar abutment, bisa berupa live-bed scour ataupun clear water scour. Fenomena alam ini tidak bisa diamati secara langsung. Salah satu metode untuk menyederhanakannya adalah dengan pemodelan. Pemodelan fisik, yang umumnya menggunakan model geometrik, sangat membantu dalam memvisualisasikan baik gejala-gejala alam ataupun respon yang diberikan oleh struktur akibat dari fenomena-fenomena alam tersebut. Untuk kasus sungai alam, penyederhanaan dilakukan dengan memodelkannya sebagai saluran lurus. 20

4 Mengingat kompleks serta pentingnya permasalahan di atas, kajian tentang local scouring disekitar abutmen jembatanakibat adanya pengaruh debit terhadap aliran, serta pengaruh bentuk abutmen pada sungai perlu mendapat perhatian khusus, sehingga nantinya dapat diketahui mengenai pola aliran, pola gerusan dan kedalaman gerusan yang terjadi dan selanjutnya dapat pula dicari upaya pengendalian dan pencegahan gerusan pada pilar jembatan Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam mempelajari Perbandingan Gerusan Lokal Yang Terjadi di Sekitar Abutmen Dinding Vertikal Tanpa Sayap dan dengan Sayap pada Saluran Lurusadalah: 1. Bagaimana pengaruh masing-masing bentuk abutmen terhadap kedalaman gerusan lokal disekitar abutmen tersebut? 2. Apa perkembangan yang terjadi pada kedalaman gerusan terhadap waktu? 3. Bagaimana pola gerusan yang terjadi di sekitar masing-masing bentuk abutmen? 1.3. Tujuan Penelitian Tujuan yang akan dicapai dalam penelitian ini: 1. Mengetahui pengaruh bentuk abutmen terhadap gerusan lokal di daerah sekitar abutmen. 2. Memperoleh gambaran proses perkembangan gerusan terhadap waktu. 21

5 3. Mendapatkan pola gerusan disekitar abutmen Batasan Penelitian Penelitian ini mempunyai batasan sebagai berikut: 1. Penelitian menggunakan dua bentuk abutmen, yaitu abutmen dinding vertikal tanpa sayap dan abutmen dinding vertikal bersayap. 2. Perilaku gerusan yang ditinjau adalah yang disekitar abutmen. 3. Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir yang sebelumnya sudah disaring dan lolos ayakan no.8 dan tertahan di ayakan no.100. Hal ini dimaksudkan agar material yang dipakai tidak mengandung banyak lumpur. Pola aliran yang diamati adalah pola kontur tiga dimensi dengan pengukuran kedalaman arah x, y dan z. 4. Aliran yang digunakan adalah aliran tanpa adanya kandungan sedimen (clear water scour ). 5. Pengaruh dinding batas flume terhadap gerusan yang terjadi tidak diperhitungkan. 6. Menggunakan flume dengan panjang 8 m, tinggi 0.3 m dan lebar m Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diambil dalam penelitian ini antara lain adalah: 1. Hasil penelitian diharapkan memberikan pendalaman pengetahuan bagi penulis mengenai gerusan lokal di sekitar abutmen, terutaman pada 22

6 abutmen dinding vertikal tanpa sayang dan abutmen dinding vertikal dengan sayap. 2. Hasil dari penelitian diharapkan memberikan manfaat dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi terutama pada bidang studi hidrolika yang berkaitan dengan konsep gerusan lokal pada abutmen jembatan. 3. Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai masukan bagi konsultan perencana dalam perencanaan bangunan air. 4. Hasil penelitian ini diharapkan dapat di jadikan salah satu sumber informasi untuk pengembangan penelitian lebih lanjut Sistematika Penulisan Penelitian ini disusun dalam lima Bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut: BAB I Pendahuluan Pendahuluan menerangkan tentang latar belakang permasalahan, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penelitian. BAB II Tinjauan Pustaka Bab ini memaparkan pokok-pokok kajian tentang definisi sungai, gerusan, mekanisme gerusan, transport sedimen, pola aliran, awal gerak butiran, faktor yang mempengaruhi gerusan di sekitar abutmen, persamaan gerusan untuk 23

7 aliran beraturan. BAB III Metodologi Penelitian Bab ini membahas mengenai metode pengumpulan data dan langkah langkah penelitian. BAB IV Hasil Penelitian dan Pembahasan Bab ini menguraikan data-data hasil penelitian dan pembahasan. BAB V Kesimpulan dan Saran Bab yang berisi kesimpulan dan saran yang berhubungan dengan penelitian mengenai pengaruh variasi abutmen terhadap gerusan lokal di sekitar abutmen. 24