Kata Kunci: Abutmen Spill-Through Abutment dan Vertical Wall Without Wing, Gerusan Lokal, Kedalaman Gerusan Relatif

Transkripsi

1 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 145 PERBANDINGAN POLA GERUSAN LOKAL DI SEKITAR ABUTMEN JEMBATAN BERBENTUK SPILL-THROUGH ABUTMENT DAN VERTICAL WALL WITHOUT WING Oleh: Jennifer Claudia 1), Hendro Suyanto 2), dan Allan Restu Jaya 3) Gerusan lokal (local scouring) adalah proses yang terjadi di sungai akibat pengaruh morfologi sungai atau adanya bangunan air yang mengakibatkan perubahan kecepatan aliran sungai. Abutmen jembatan merupakan salah satu struktur bawah jembatan yang sangat penting dan selalu berhubungan langsung dengan aliran sungai. Gerusan lokal yang terjadi dapat mempengaruhi stabilitas dan keamanan jembatan yang dapat menyebabkan runtuhnya jembatan. Penelitian tentang pola gerusan lokal yang terjadi pada abutmen jembatan berbentuk Spill-through abutment dan Vertical Wall Without wing ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana pola dan kedalaman gerusan yang terjadi pada abutmen tersebut. Penelitian ini dilakukan di laboratorium menggungakan flume dengan panjang 6 m, tinggi 0,4 m, dan lebar 0,2 m. Running dilakukan dengan menggunaknan 3 variasi debit yaitu sebesar 0,00188 m 3 /s, 0,00081 m 3 /s, dan 0,00022 m 3 /s, serta 2 bentuk model abutmen yaitu Spill-Through Abutment dan Vertical Wall Without Wing. Penelitian dilakukan untuk mendapatkan kontur dan kedalaman geruisan lokal yang terjadi disekitar abutmen. Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah pasir Sungai Kahayan yang lolos saringan no. 10 dan tertahan di saringan no. 200 dengan d50 = 0,46668 mm. Penelitian dilakukan dengan kondisi aliran clear water scour. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa di waktu (t) awal running, kedalaman gerusan mengalami perubahan yang cukup besar dan semakin mengecil pada waktu (t) selanjutnya sampai tercapai kondisi equilibrium atau tidak terjadi gerusan lagi. Kedalaman gerusan maksimum umumnya terjadi pada sisi samping bagian depan abutmen sebelah hulu, yaitu sisi yang berbenturan langsung dengan arah datangnya aliran. Sedangkan kedalaman gerusan minimum terjadi pada sisi samping bagian belakang abutmen sebelah hilir. Kedalaman gerusan relatif (Ys/b) memiliki hubungan dengan bialangan Froude (Fr) dan bilangan Reynold (Re), karena semakin besar bilangan Froude (Fr) dan bilangan Rednold (Re) maka kedalaman gerusan yang terjadi akan semakin besar pula. Berdasarkan hasil pengamatan, diketahui bahwa terdapat perbedaan pola dan kedalaman gerusan yang terjadi pada kedua model abutmen yang digunakan, gerusan lokal yang terjadi pada abutmen berbentuk Spill-Through Abutment lebih panjang dan lebih dalam dibandingkan dengan Vertical Wall Without Wing. Kata Kunci: Abutmen Spill-Through Abutment dan Vertical Wall Without Wing, Gerusan Lokal, Kedalaman Gerusan Relatif PENDAHULUAN Sungai merupakan suatu saluran drainase yang terbentuk secara alami dan berfungsi sebagai saluran. Air yang mengalir di dalam sungai akan mengakibatkan proses penggerusan tanah dasarnya. Gerusan lokal adalah proses alamiah yang terjadi di sungai akibat pengaruh morfologi sungai atau adanya bangunan air yang mengakibatkan perubahan kecepatan aliran sungai sehingga menyebabkan terjadinya gerusan. Pada umumnya jembatan terbagi atas dua bagian, yaitu struktur bagian atas dan struktur bagian bawah. Abutmen pada jembatan berfungsi sebagai kaki jembatan dan tumpuan atau penyalur beban. Ada dua bentuk umum abutmen, yaitu spill-through abutment dan vertical wall abutment. Adanya abutmen akan mengakibatkan perubahan pola aliran sungai yang dapat menimbulkan terjadinya gerusan lokal disekitar abutmen. Spill-through abutment adalah abutmen yang memiliki dua atau lebih kolom-kolom pada balok jembatan. Vertical wall abutment adalah abutmen yang berada pada kedua sisi jembatan. Dampak dari gerusan lokal yang terjadi pada struktur bawah jembatan, khususnya pada abutmen harus diwaspadai karena dapat menyebabkan keruntuhan jembatan. Abutmen di sekitar jembatan harus mendapatkan perhatian khusus, sehingga nantinya dapat diketahui pola aliran yang terjadi pada 1) Jennifer Claudia adalah mahasiswa dari Jurusan/Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Palangka Raya 2) Ir. Hendro Suyanto, M.T. adalah staf pengajar tetap di Jurusan/Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Palangka Raya 3) Ir. Allan Restu Jaya, M.T. adalah staf pengajar tetap di Jurusan/Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Palangka Raya

2 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 146 abutmen tersebut, dan bagaimana cara pencegahannya. Rumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas adalah (1) Bagaimana hubungan kedalaman gerusan lokal, yang terjadi di sekitar abutmen berbentuk spill-through abutment dan vertical wall without wing?; (2) Bagaimana hubungan antara kedalaman gerusan relatif yang terjadi pada spill-through abutment dan vertical wall without wing dengan bilangan Froude?; (3) Bagaimana hubungan antara kedalaman gerusan relatif yang terjadi pada spill-through abutment dan vertical wall without wing dengan bilangan Reynold? dan (4) Bagaimana perbedaan pola kedalaman gerusan lokal yang terjadi pada spill-through abutment dan vertical wall without wing? Batasan Masalah Batasan dalam penelitian ini yaitu (1) Material yang digunakan berupa pasir Sungai Kahayan; (2) Aliran clean water scour; (3) Pengaruh dinding batas flume terhadap gerusan yang terjadi tidak diperhitungkan. Tujuan Penelitian Tujuan pada penelitian ini (1) Mengetahui hubungan kedalaman gerusan lokal di sekitar abutmen jembatan berbentuk spill-through abutment dan vertical wall terhadap waktu; (2) Mengetahui hubungan antara kedalaman gerusan relatif pada spill-through abutment dan vertical wall dengan bilangan Froude; (3) Mengetahui hubungan antara kedalaman gerusan relatif pada spill-through abutment dan vertical wall dengan bilangan Reynold; dan (4) Mengetahui perbedaan pola dan kedalaman gerusan lokal yang terjadi pada spill-through abutment dan vertical wall. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan (1) Memberikan pengetahuan bidang hidraulika yang berkaitan dengan konsep gerusan lokal pada abutmen jembatan; (2) dapat menjadi masukan bagi perencana bangunan air dalam meningkatkan keamanan konstruksi abutmen jembatan terhadap gerusan lokal. TINJAUAN PUSTAKA Aliran Pada Saluran Terbuka Sungai atau saluran terbuka adalah saluran di mana air mengalir dengan muka air bebas. Tipe aliran pada saluran terbuka adalah turbulen karena kecepatan aliran dan kekasaran dinding relatif besar. Aliran pada saluran terbuka akan turbulen jika angka Reynold Re>1000, transisi jika 500<Re< 1000, dan laminer jika Re<500 (Triatmodjo, 2003). Aliran turbulen adalah aliran partikelpartikel air yang bergerak secara tidak teratur (acak), atau disebut juga dengan aliran air bergejolak. Contohnya aliran pada sungai yang dangkal dan berarus deras. Aliran transisi adalah aliran yang bergerak secara paralel (tidak langsung memotong) atau aliran berlapis. Contohnya aliran yang bergerak lambat. Aliran melalui saluran terbuka dianggap seragam atau konstan (uniform flow) apabila berbagai variabel seperti kedalaman, kecepatan, tampang basah, dan debit pada saluran terbuka tersebut adalah konstan. Dan diaggap tidak seragam atau berubah (non uniform flow) apabila variabel seperti kedalaman, kecepatan dan tampang basah di sepanjang saluran tidak konstan atau berubah-ubah. Selain itu, aliran melalui saluran terbuka juga dibedakan lagi menjadi sub kritis (mengalir) jika Fr<1, dan super kritis (meluncur) jika Fr>1, diantara kedua tipe tersebut adalah kritis (Fr=1) (Triatmodjo, 2003). Gerusan Gerusan umumnya terjadi karena perubahan pola aliran pada sungai. Perubahan pola aliran terjadi karena adanya halangan pada aliran sungai tersebut berupa bangunan sungai seperti pilar. Abutmen jembatan, krib sungai, pintu air, dan sebagainya. Bangunanbangunan ini dipandang dapat merubah geometri alur dan pola aliran yang selanjutnya diikuti gerusan lokal di sekitar bangunan (Legono, 1990 dan Wibowo, 2007). Gerusan lokal yang terjadi pada suatu kecepatan aliran di mana sedimen yang ditranspor lebih besar dari sedimen yang disuplai. Tipe gerusan dibedakan sebagai berikut (Achmadi, 2001): 1. Gerusan umum (general scour), yaitu gerusan yang terjadi pada sebuah sungai

3 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 147 atau saluran yang dihasilkan oleh proses alami tanpa adanya pengaruh atau gangguan dari sebuah struktur bangunan. 2. Gerusan terlokalisir (localized scour/ constriction scour), yaitu gerusan yang terjadi akibat penyempitan saluran. 3. Gerusan lokal (local scour), yaitu gerusan yang terjadi karena pola aliran lokal di sekitar bangunan sungai. Menurut Wiyono, dkk (2011) gerusan lokal (local scour) terdiri atas 2 macam, yaitu: 1. Clear water scour Gerusan lokal jenis ini terjadi jika tegangan geser yang terjadi lebih besar daripada tegangan geser kritis. Pergerakan sedimen hanya terjadi di sekitar bangunan sungai. Ada 2 jenis clear water scour: a. Untuk 0,5 Gerusan lokal tidak terjadi proses transpor sedimen tidak terjadi. b. Untuk 0,5 1,0 Gerusan lokal terjadi dan proses transpor sedimen tidak terjadi. 2. Live bed scour Terjadi karena adanya transpor sedimen, yaitu jika: 1,0 Dengan U adalah kecepatan aliran ratarata (m/s) dan Uc adalah kecepatan aliran kritik (m/s). Ciri dari medan aliran di sekitar abutmen umumnya adalah terjadi perlambatan di dekat abutmen atau percepatan di bagian hulu abutmen lalu melemah di dekat abutmen, selanjutnya aliran dipisahkan oleh sistem pusaran. Pada jarak yang cukup jauh dari abutmen aliran uniform akan terbentuk kembali. Karakteristik Aliran Akibat gaya tarik bumi terhadap aliran dinyatakan dengan rasio gaya inersia dengan gaya tarik bumi (g). Rasio ini diterapkan sebagai bilangan Froude (Fr) yang didefinisikan dengan rumus (Raju Ranga. K. G, 1986): Fr=... (1) dengan Fr adalah bilangan Froude, U adalah Nilai kecepatan aliran rata-rata (m/s), g adalah percepatan gravitasi (m/s 2 ) dan L adalah panjang karakteristik (m). Perbandingan gaya inersia terhadap gaya kental (per satuan volume) dikenal dengan bilangan Reynold (Re) di mana persamaannya ditulis sebagai berikut (Raju Ranga. K. G, 1986): Re=... (2) dengan Re adalah bilangan Reynold, U adalah nilai kecepatan aliran rata-rata (m/s), L adalah panjang karakteristik (m) dan v adalah kekentalan kinematik (m 2 /s). Awal Gerak Butiran Sedimen alami biasanya terdiri dari beberapa distribusi ukuran partikel. Dari dua hasil persentase distribusi ukuran partikel yang dibuat dalam bentuk kurva distribusi komulatif dengan menggunakan log normal dan log probabilitas diperoleh bahwa diameter butiran lolos 50% (d50) dan deviasi standar geometrik. Dari hasil tersebut dibuat suatu persamaan untuk nilai deviasi standar geometrik berikut (Raudkivi, 1991): σs=... (3) dengan σs adalah deviasi standar geometrik, d50 adalah diameter butiran lolos 50% (mm) dan d84 adalah diameter lolos 84% (mm). Shields mengungkapkan suatu diagram untuk awal gerak butiran pada material dasar seragam yang dinyatakan dengan parameter mobilitas kritis yang dinamakan parameter Shields (Affandi, 2007): θc= =... (4) dengan θc adalah parameter mobilitas kritik, τc adalah tegangan geser kritik, ρ adalah massa jenis air (kg/m 3 ), g adalah percepatan gravitasi (m/s 2 ), Δ adalah selisih massa relatif (Δ= (ρs ρ)/ρ), d adalah diameter butiran d (m) dan u*c adalah kecepatan geser kritik (m/s). Tegangan geser: τ0= ρ.g.r.s... (5) dengan τ0 adalah tegangan geser (N/m 2 ), ρ adalah massa jenis air (kg/m 3 ), g adalah percepatan gravitasi (m/s 2 ), R adalah jari-jari

4 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 148 hidrolis (m) dan S adalah kemiringan dasar saluran. Kecepatan geser: u*=... (6) dengan u* adalah kecepatan geser (m/s), τ0 adalah tegangan geser (N/m 2 ), ρ adalah massa jenis air (kg/m 3 ). Kecepatan geser kritik: u*c=... (7) dengan u*c adalah kecepatan geser kritik (m/s), θc adalah parameter mobilitas kritik, g adalah percepatan gravitasi (m/s 2 ), Δ adalah selisih massa relatif (Δ= (ρs ρ)/ρ) dan d adalah diameter butiran d (m). Untuk nilai kecepatan kritik dapat dicari dengan menggunakan persamaan di bawah ini (Hanco, 1971; May R.W.P, 2002): Uc=... (8) Uc=... (9) dengan Uc adalah kecepatan kritik (m/s), α adalah koefisien rumus (α= 1,0 untuk d90 > 0,7mm; α= 1,2 1,4 untuk d90 < 0,7mm), d90 adalah diameter butiran lolos saringan 90 % (mm), g adalah percepatan gravitasi (m/s 2 ), Δ adalah selisih massa relatif = = Gs (Specific Gravity) 1 dan h adalah kedalaman aliran (m). (Sumber: Breusers and Raudkivi, 1991 dalam, Wibowo 2007) Gambar 1. Diagram Shields Bentuk Abutmen Abutmen jembatan adalah salah satu struktur jembatan yang diletakan pada pangkal konstruksi jembatan. Ada dua bentuk umum abutmen yaitu vertical wall abutment atau box wall dan spill through abutment (Simon dan Senturk, 1992; Hanwar, 1999). Setiap bentuk abutmen memiliki koefisien faktor bentuk abutmen yang berbeda dan akan berpengaruh dalam menganalisis kedalaman gerusan yag terjadi di sekitar abutmen. Koefisien faktor bentuk pilar (Ks) tersebut dapat dilihat pada Tabel 1 berikut. Tabel 1. Koefisien Bentuk Abutmen, K1 Sumber: Barbhuiya dan Dey, 2004 Persamaan Empiris untuk Kedalaman Gerusan Untuk menentukan kedalaman gerusan pada kondisi clear water scour pada abutmen, Froehlich menggunakan analisis dimensi dan analisis multiple regresi terhadap 164 percobaan pada saluran air (flume) di laboratorium, sehingga diperoleh persamaan berikut (Froehlich, 1987; Affandi, 2007): (10) dengan K1 adalah koefisien bentuk abutmen, K2 adalah koefisien sudut abutmen terhadap aliran, La adalah panjang abutmen (m), Fr adalah bilangan Froude, σg adalah deviasi standar geometri dari material dasar, h adalah kedalaman aliran (m), Ys adalah kedalaman gerusan maksimum (m) dan d50 adalah diameter butiran lolos 50% (mm). Sedangkan nilai K2 =... (11) dengan θ adalah sudut abutmen terhadap aliran, σg adalah, d84 dan d50 dari material dasar. Persamaan Laursen (1960) =... (12) dengan La adalah panjang abutmen (m), h adalah kedalaman aliran (m), Ys adalah kedalaman gerusan maksimum (m), τ0 adalah

5 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 149 tegangan geser (N/m 2 ) dan τc adalah tegangan geser kritik (N/m 2 ). Persamaan di atas disederhanakan Richardson dkk (1991) menjadi =... (13) Persamaan Laursen yang telah dimodifikasikan tersebut bisa diselesaikan dengan cara yang lebih sederhana: Ys =... (14) dengan Ys adalah kedalaman gerusan maksimum (m), dan h adalah kedalaman aliran (m). METODE PENELITIAN Permodelan ini tidak ditunjukan untuk memodelkan pola gerusan dalam arti kuantitatif. Ukuran dan karakteristik dari material sedimen tidak dimodelkan dari material sedimen asli. Tahapan-tahapan yang dilakukan adalah 1. Di Laboratorium Mekanika Tanah a. Persiapan alat dan bahan penelitian b. Pemeriksaan berat jenis c. Pemeriksaan gradasi butiran material 2. Di Laboratorium Hidraulika dan Hidrologi a. Persiapan alat dan bahan penelitian b. Pengamatan dan pengukuran pola gerusan yang terjadi di sekitar abutmen jembatan yang berbentuk spill-through abutment dan vertical wall without wings abutment. 3. Analisis semua hasil pengamatan, sampai diperoleh suatu kesimpulan. Model Abutmen Bahan dari model yang digunakan adalah kayu yang dibentuk sesuai dengan model abutmen. Abutmen yang digunakan adalah berbentuk vertical wall without wing dengan ukuran panjang 0,08 m, lebar= 0,04 m, dan tinggi= 0,5 m dan spill through abutment dengan panjang= 0,20 m, lebar= 0,06m, tinggi= 0,30 m, dengan perbandingan kemiringan 1:1. Gambar 2. Spill-through Abutmen Gambar 3. Vertical Wall Without Wings Pelaksanaan penelitian 1. Persiapan saluran (flume) a. Pada dasar flume di bagian hulu diletakkan rigid bed dengan ukuran panjang 40 cm, lebar 20 cm, dan tebal 7 cm. Pada bagian hilir juga diletakkan rigid bed dengan ukuran panjang 60 cm, lebar 20 cm, dan tebal 7 cm. Rigid bed berfungsi untuk menahan terjadinya erosi pada material. b. Gravel dihamparkan di bagian hulu flume setelah rigid bed. Dihamparkan sepanjang 80 cm dengan ketebalan 7 cm, berfungsi sebagai pemecah energi aliran. c. Pasir dihamparkan sepanjang 335 cm kemudian diratakan dengan tebal 7 cm. Pasir yang digunakan adalah pasir yang telah lolos saringan No. 10 dan tertahan No d. Abutmen diletakkan pada jarak 4,2 m dari hulu flume. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini. (Sumber : Andriani, 2011) Gambar 4. Sketsa Hamparan Material pada Dasar Saluran Kaca (Flume) 2. Kalibrasi Debit

6 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 150 a. Hal pertama yang dilakukan yaitu mengadakan pengecekan debit aliran yang mengalir dengan cara manual, yaitu dengan menampung air yang keluar dari saluran ke dalam sebuah wadah ukur, lalu catat waktu yang diperlukan selama air mengisi wadah ukur dan hitung volume air dalam penampung tersebut sehingga diperoleh debit aliran yang terjadi kemudian tinggi air (H) pada ambang Thompson dicatat. Agar dapat memperoleh ketelitian data debit aliran, maka cara tersebut di atas dilakukan beberapa kali sehingga diperoleh data debit rata-rata aliran. Kalibrasi debit dilakukan tanpa menggunakan abutmen. b. Nilai debit dan H yang sudah diperoleh lalu dimasukan ke dalam persamaan berikut, sehingga diperoleh nilai Cd (koefisien debit). Q =... (15) dengan Q adalah debit (m 3 /s), Cd adalah koefisien debit, g adalah percepatan gravitasi (m/s 2 ) dan H adalah tinggi air pada ambang Thompson (cm). c. Nilai Cd (koefisien debit) tersebut dapat digunakan untuk menentukan nilai debit berikutnya sesuai dengan jumlah variasi yang sudah ditentukan. Penelitian ini menggunkan dua buah abutmen berbentuk vertical wall without wing dan spillthrough abutmen dengan 3 variasi debit. Langkah-langkah pelaksanaan penelitian sebagai berikut: a. Model abutmen vertical wall without wing diletakan di pinggir flume dengan jarak ± 4,2 m dari hulu, selanjutnya dengan pasir dalam keadaan rata. b. Air dialirkan perlahan dari debit yang pertama. c. Pengambilan data kontur, dilakukan setelah running selesai. Debit aliran diperkecil secara perlahan agar gerusan di sekitar abutmen tidak terganggu oleh adanya perubahan debit. Hal ini dilakukn agar diperoleh data kontur yang mewakili gerusan tersebut. Daerah gerusan yang diukur elevasinya yaitu daerah sejajar arah aliran dan melintang aliran. d. Setelah pengukuran selesai, pasir diratakan kembali untuk selanjutnya dilakukkan running variasi debit lain. e. Untuk abutmen berbentuk spill-through dilakukan hal yang sama dengan abutmen berbentuk vertical wall without wing. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Karakteristik Aliran Perhitungan karakteristik aliran tersebut disajikan pada tabel berikut ini. Berdasarkan bilangan Froude dan angka Reynold aliran yang terjadi untuk Fr<1 dan Re>1000 adalah termasuk aliran turbulen sub kritis. Berdasarkan klasifikasi aliran tersebut maka klasifikasi aliran pada penelitian ini adalah turbulen (dengan angka Reynold (Re1)= 9000, (Re2)= 4048,8, (Re3)= 1100) dan sub kritis (dengan bilangan Froude (Fr1)= 0,3591, (Fr2)= 0,2759, (Fr3)= 0,1241). Kedalaman Gerusan Perkembangan Kedalaman Gerusan pada Abutmen Spill-through abutment Terhadap Waktu 1. Percobaan pertama dengan debit (Q)= 0,00188 m 3 /s berbentuk spill-through abutment dengan debit 0,00188 m 3 /s mengalami Perkembangan kedalaman gerusan terbesar terjadi pada titik pengamatan 10, 12, dan, 13 yaitu pada sisi sebelah kanan abutmen yang berbenturan langsung dengan aliran dan perkembangan gerusan

7 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 151 kecil terjadi pada titik pengamatan 1 yaitu pada sisi sebelah kiri abutmen. Menurut pengamatan selama berlangsungnya proses gerusan pada abutmen, gerusan terjadi dimulai pada sisi sebelah kanan abutmen kemudian berkembang terus sepanjang aliran hingga mencapai panjang tertentu. Gerusan terus berlangsung hingga membentuk lubang gerusan (scour hole) yang dalamnya cenderung mengalami pendangkalan ke bagian kiri abutmen. Sedangkan bagian hilir lubang gerusan terjadi pengendapan sedimen (deposition). Pengendapan ini berkembang terus hingga akhirnya tererosi ke bagian hilir, dan terkumpul sehingga endapan bertambah dari bagian hilir dan semakin lama menjadi semakin panjang. 2. Percobaan kedua dengan debit (Q)= 0,00081 m 3 /s berbentuk spill-through abutment dengan debit 0,00081 m 3 /s mengalami Kedalaman gerusan terbesar terjadi pada titik pengamatan 10 dan 14 pada sisi sebelah kanan abutmen. 3. Percobaan ketiga dengan debit (Q)= 0,00022 m 3 /s berbentuk spill-through abutment dengan debit 0,00081 m 3 /s mengalami Kedalaman gerusan terbesar terjadi pada titik pengamatan 9 pada sisi sebelah kanan abutmen. Perkembangan Kedalaman Gerusan pada Abutmen Vertical Wall Without Wing Terhadap Waktu 1. Percobaan pertama dengan debit (Q)= 0,00188 m 3 /s berbentuk vertical wall without wing dengan debit 0,00188 m 3 /s mengalami Pada abutmen berbentuk spill-through abutment nilai kedalaman gerusannya lebih besar dibanding dengan abutmen berbentuk vertical wall without wing. Perkembangan kedalaman gerusan terbesar terjadi pada sisi sebelah kanan abutmen yaitu pada titik pengamatan 14 dan Percobaan kedua dengan debit (Q)= 0,00081 m 3 /s berbentuk vertical wall without wing dengan debit 0,00081 m 3 /s mengalami Pada abutmen berbentuk spill-through abutment nilai kedalaman gerusannya lebih besar dibanding dengan abutmen berbentuk vertical wall without wing. Perkembangan kedalaman gerusan terbesar terjadi pada sisi sebelah kanan abutmen yaitu pada titik pengamatan 13 dan 14, sedangkan tidak adanya gerusan terjadi pada titik 1, 2, dan 3 yaitu pada sebelah kiri abutmen. 3. Percobaan kedua dengan debit (Q)= 0,00022 m 3 /s berbentuk vertical wall without wing dengan debit 0,00022 m 3 /s mengalami Pada abutmen berbentuk spill-through abutment nilai kedalaman gerusannya lebih besar dibanding dengan abutmen berbentuk vertical wall without wing. Perkembangan kedalaman gerusan terbesar terjadi pada sisi sebelah kanan abutmen yaitu pada titik pengamatan 12 dan 13, sedangkan tidak adanya gerusan

8 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 152 terjadi pada titik 1, 2, 3, 4, 5, dan 6 yaitu pada sebelah kiri abutmen. Hubungan Kedalaman Gerusan Maksimum Terhadap Bilangan Froude (Fr) Grafik hubungan antara perbandingan kedalaman gerusan maksimum (Ys) dan lebar abutmen (b) terhadap bilangan Froude (Fr). 1. Percobaan dengan Spill-Through Abutment Gambar 5. Grafik Hubungan Kedalaman Gerusan Relatif Terhadap Bilangan Froude dengan Spill- Through Abutment 2. Percobaan dengan Abutmen Vertical Wall Without Wing 2. Percobaan dengan Abutmen Vertical Wall Without Wing Gambar 8. Grafik Hubungan Kedalaman Gerusan Relatif Terhadap Bilangan Reynold (Re) dengan abutmen Vertical Wall Without Wing Pola Gerusan Lokal di Sekitar Spill- Through Abutment Percobaan Debit (Q) = 0,00081 m 3 /s Gambar 9. Kontur Pola Gerusan Lokal di Sekitar Spill-Through Abutment dengan debit (Q)= 0,00081 m 3 /s Gambar 6. Grafik Hubungan Kedalaman Gerusan Relatif Terhadap Bilangan Froude dengan abutmen Vertical Wall Without Wing Hubungan Kedalaman Gerusan Maksimum Terhadap Bilangan Reynold 1. Percobaan dengan Spill-Through Abutment Gambar 10. Isometri Pola Gerusan Lokal di Sekitar Spill-Through Abutment dengan Debit (Q)= 0,00081 m 3 /s Pola Gerusan Lokal di Sekitar Abutmen Vertical Wall Without Wing Percobaan Debit (Q) = 0,00188 m 3 /s Gambar 7. Grafik Hubungan Kedalaman Gerusan Relatif Terhadap Bilangan Reynold (Re) dengan Spill-Through Abutment Gambar 11. Kontur Pola Gerusan Lokal di Sekitar Abutmen Vertical Wall Without Wing dengan debit (Q)= 0,00188 m 3 /s

9 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 153 Gambar 12. Isometri Pola Gerusan Lokal di Sekitar Abutmen Vertical Wall Without Wing dengan Debit (Q)= 0,00188 m 3 /s Berdasarkan Gambar 12 ternyata gerusan terjadi dimulai pada ujung abutmen sebelah hulu, kemudian berkembang sepanjang sisi abutmen ke arah hilir. Gerusan terus berlangsung hingga membentuk lubang gerusan (scour hole) yang dalamnya cenderung mengalami pendangkalan ke arah hilir. Perhitungan Empiris Kedalaman Gerusan Lokal di Sekitar Spill-Through Abutment dan Vertical Wall Without Wing Parameter Aliran Untuk perhitungan empiris kedalaman gerusan lokal digunakan beberapa data parameter aliran. Tabel 2. Perhitungan Parameter Aliran untuk Perhitungan Empiris ke dalam gerusan dengan menggunakan rumus empiris dan hasil penelitian di laboratorium. Hal ini secara umum dapat disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain parameter-parameter yang mempengaruhi perhitungan seperti Fr, τ0, τc, dan d50. Sedangkan hasil penelitian di laboratorium dapat disebabkan banyak hal, baik dari internal yaitu human error ataupun pengaruh eksternal di antaranya adalah suhu di ruangan laboratorium. Dari ketiga persamaan tersebut dapat dilihat bahwa kedalaman gerusan relatif (Ys/b) yang diperoleh dari hasil perhitungan abutmen dengan bentuk spill-through abutment dan abutmen vertical wall without wing lebih mendekati kondisi kedalaman gerusan relatif (hasil penelitian di laboratorium) dengan menggunakan persamaan Froehlich. PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut: 1. Kedalaman gerusan memiliki hubungan terhadap waktu. Pada waktu (t) diawal running, kedalaman gerusan mengalami perubahan yang cukup besar dan kemudian yang terjadi mulai berkurang sampai mencapai kondisi yang setimbang (equilibrium scour depth) atau tidak terjadi gerusan lagi. Berdasarkan hasil pengamatan, kedalaman gerusan maksimum terjadi pada sisi arah datangnya aliran, tepat nya pada ujung bagian luar abutmen. Tabel 3. Perbandingan Hasil Penelitian dengan Hasil Perhitungan Empiris 2. Kedalaman gerusan relatif dari spillthrough abutment dan vertical wall without wing berhubungan dengan bilangan Froude, dan dipengaruhi oleh kecepatan aliran (U), lebar abutmen (b) serta kedalaman aliran (h) terhadap kedalaman gerusan relatif (Ys/b) yang diakibatkan adanya 3 debit aliran. Semakin besar kecepatan aliran maka semakin besar bilangan Froude (Fr) maka semakin besar pula kedalaman gerusan relatifnya. Berdasarkan tabel di atas terlihat bahwa terdapat perbedaan antara hasil perhitungan 3. Kedalaman gerusan relatif dari spillthrough abutment dan vertical wall without wing berhubungan dengan bilangan Reynold, dan

10 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 154 dipengaruhi oleh kecepatan aliran (U), lebar abutmen (b), serta kedalaman aliran (h) terhadap kedalaman gerusan relatif (Ys/b) yang diakibatkan adanya 3 debit aliran. Semakin besar kecepatan aliran maka semakin besar pula gerusan yang terjadi, sehingga di dapatkan kesimpulan bahwa semakin besar bilangan Reynold (Re) maka semakin besar pula kedalaman gerusan relatifnya. 4. Pola gerusan lokal yang terjadi pada abutmen berbentuk spill-trough abutment dan vertical wall without wing disajikan dalam gambar kontur pola gerusan dan isometric, terdapat perbedaan dari kedua pola kedalaman gerusan tersebut, yaitu gerusan yang terjadi pada spill-through abutment lebih panjang dan lebih dalam dibandingkan dengan gerusan yang terjadi pada abutmen berbentuk vertical wall without wing, namun belum bisa ditentukan mana yang lebih baik karena perbedaan dimensi total baik panjang maupun lebar dari kedua model ini. DAFTAR PUSTAKA Abdurrosyid, J. dan A. Karim Scour Near Spill-Through Type Abutment on Clear-Water Scour Condition for Multi- Section Channels. Jurnal Teknik Sipil. ITS. Achmadi, T Model Hidraulik Gerusan pada Pilar Jembatan. Tesis. Semarang: UNDIP. Affandi, M Pengaruh Kedalaman Aliran Terhadap Perilaku Gerusan Lokal di sekitar Abutmen Jembatan. Skripsi. Semarang: UNNES. Andriani, M Perbandingan Pola Gerusan Disekitar Abutmen Jembatan berbentuk Vertical Wall Without Wing Dengan Vertical Wall With Wing. Palangka Raya: Universitas Palangka Raya. Barbhuiya, A. K. and S. Dey Local Scour At Abutment. Department of Civil Engineering. Indian Institute of Technology. Chow, V. T Hidraulika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga. Hanwar, S Gerusan Lokal di Sekitar Abutmen Jembatan. Tesis. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada. Legono, D Gerusan pada Bangunan Sungai. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada. Mahendra, S Analisis Perbandingan Pola Gerusan Lokal pada Pilar Berbentuk Silinder dan Elips. Palangka Raya: Universitas Palangka Raya. May, R. W. P, J. C. Ackers and A. M. Kirby Manual on Scour at Bridge and Other Hydraulic Structures. London. Miller, W Model For The Time Rate Of Local Sediment Scour At A Cylb indrical Structure. Disertasi. Florida: Universitas Florida. Punu, J. W Permodelan Fsik Gerusan Lokal di sekitar Pilar Jembatan Berbentuk Rectangular with Semi Circular Nose. Palangka raya: Universitas Palangka Raya. Raju, G. K Aliran Melalui Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga. Raudkivi, A. J Sedimentation. IAHR Hydraulic Structure Design Manual. Rotterdam: AA Balkema. Richardson, E. V., L. J. Harrison and S. R. Davis Evaluating Scour at Bridges: Hydraulic Engineering Circular. Publication No. FHWA-IP Office of Research and Development. Sugandhine Pola Gerusan Lokal Akibat Adanya 3 Variasi Debit dan 2 Sudut Perletakan Pilar Jembatan Berbentuk Rectangular With Wedge Shape Nose. Palangka Raya: Universitas Palangka Raya. Suripin, Sistem Drainase Kota Yang Berkelanjutan. Yogyakarta: Penerbit Andi. Triatmodjo, B Hidrolika II. Yogyakarta: Betta Offset. Wibowo, M Pengaruh Arah Aliran Terhadap Gerusan Lokal di sekitar Pilar Jembatan. Semarang: Universitas Negeri Semarang.

11 PROTEKSI (Proyeksi Teknik Sipil) 155 Wiyono, dkk Kelompok Keahlian Teknik Sumber Daya Air. Bandung: Institut Teknologi Bandung.