GERUSAN LOKAL 8/1/14 19:02. Teknik Sungai

Transkripsi

1 GERUSAN LOKAL Teknik Sungai

2 Gerusan Lokal (Local Scour) Mekanisme Prediksi kedalaman gerusan Pengendalian

3 Erosi Lokal (Local Scour) Pilar jembatan gerusan Pangkal jembatan gerusan dan (kemungkinan) endapan Penyempitan sungai gerusan Struktur hidraulik gerusan dan (kemungkinan) endapan

4 Gerusan Lokal Q s 0 pilar, pangkal jembatan penyempitan alur struktur hidraulika, bendung

5 Jembatan Srandakan, S. Progo, Yogyakarta, 2001 Jembatan Kebonagung, S. Progo, Yogyakarta, 2006 degradasi dasar sungai gerusan lokal degradasi dasar sungai

6 Jembatan Kebonagung, S. Progo, Yogyakarta, 2006

7 Jembatan Kereta, S. Comal, Jawa Tengah, 2003 gerusan lokal Jembatan Trinil, S. Progo, Magelang, 2010 gerusan lokal

8 Jembatan runtuh akibat gerusan lokal di luar negeri

9 Groundsill Kretek, S. Opak, Yogyakarta, 2007 gerusan lokal

10 Checkdam AP-D3 di S. Apu, Magelang, Jan-2003 gerusan lokal gerusan lokal

11 Gerusan Lokal Kapan terjadi? Apabila kapasitas aliran sungai untuk mengerosi (menggerus) dan mengangkut sedimen melebihi kapasitas untuk memasok sedimen.

12 Gerusan Lokal Clear-water scour apabila sedimen terangkut dari gerusan dan tidak ada pasokan kedalamnya Live-bed scour apabila gerusan mendapatkan pasokan sedimen terus-menerus dari proses transpor sedimen di sungai

13 Gerusan Lokal Q s,in Q s Q s,out Q s,in < Q s,out { Q s,in = 0 clear-water scour Q s,in 0 live-bed scour

14 Gerusan Lokal Gerusan lokal di sekitar pilar jembatan U/U cr < 0.5 tidak ada gerusan 0.5 < U/U cr < 1 clear-water scour U/U cr > 1 live-bed scour U : kecepatan aliran Ucr : kecepatan aliran kritis transpor sedimen

15 Gerusan Lokal Kecepatan kritis transpor sedimen butir sedimen berdistribusi seragam menurut Hjulstrom

16 Gerusan Lokal Gerusan di sekitar pilar jembatan

17

18 Proses Gerusan Lokal Diawali di satu atau dua titik, kemudian membesar, gerusan makin dalam Dalam aliran seragam dan permanen (uniform and steady flow): Perkembangan kedalaman gerusan sangat cepat di awal proses dan melambat setelahnya

19

20

21 Prediksi Kedalaman Gerusan Clear-water scour UDp ds = Persamaan Shen (1971) ν

22 Prediksi Kedalaman Gerusan Clear-water atau live-bed scour d s = Γ 2.0 tanh h D p D p ξ s ξ α Persamaan Breuser et al. (1978) U 0 untuk < 0.5 U cr Γ = 2 U 1 U cr untuk 0.5 < U < 1.0 U cr 1 untuk U U cr > 1.0

23 Prediksi Kedalaman Gerusan Live-bed scour d D s p = 2. 3 ξ α Persamaan Raudkivi (1991) d D s p = 2.0 ξg ξs ξ α

24 Pengendalian Gerusan Lokal Metoda pengendalian/pencegahan gerusan lokal di sekitar pilar jembatan Lantai rip-rap di sekitar pilar Blok fondasi di sekitar pilar, di bawah dasar sungai Cakram/krah/collar di pilar, di atas dasar sungai Penempatan pilar semu di depan (hulu) pilar sesungguhnya Penempatan pilar searah aliran Bentuk/tampang pilar menyebabkan hambatan kecil pada aliran

25 Pengendalian Gerusan Lokal

26 pile cap Jembatan Kebonagung, S. Progo, Yogyakarta, Nov-2007 lantai bronjong Pengamanan pilar jembatan dengan pemasangan bronjong di sekeliling fondasi atau pilar pada dasar sungai yang telah tergerus. Bronjong ditujukan untuk stabilisasi dasar sungai. Mercu bronjong sama dengan elevasi dasar sungai. pile cap lantai bronjong

27 Jembatan Srandakan, S. Progo, Yogyakarta, 2000 Selimut bronjong di sekitar pilar Mempersempit alur Memperbesar diameter pilar cara pengamanan pilar yang tidak benar

28 Jembatan Kereta Comal, S. Comal, Jawa Tengah Selimut sheet pile diisi beton siklop Mempersempit alur Memperbesar diameter pilar cara pengamanan pilar yang tidak benar

29 Gerusan Lokal Gerusan di sekitar pangkal jembatan

30 Pangkal/Abutment Jembatan B L A h d s

31 Prediksi Kedalaman Gerusan q Persamaan untuk keperluan preliminary design d L s A = 2 ξ s ξ α untuk h L A > 1 d L s A = 2 h L A ξ s ξ α untuk h L A < 1

32 Gerusan Lokal Gerusan akibat penyempitan alur

33 Gerusan akibat Penyempitan Alur Energi spesifik

34 Gerusan akibat Penyempitan Alur Pada penyempitan alur Persamaan kontinuiti untuk debit aliran konstan Q = q = 1 B1 q2 B2 Energi spesifik H s1 = Hs 2 = Hs2 d s

35 Gerusan akibat Penyempitan Alur Mekanisme (lihat gambar) Pada penyempitan terjadi peningkatan debit per satuan lebar, yang berakibat pada penurunan kedalaman aliran dan peningkatan kecepatan aliran 2 < B1 q2 > q1 h2 < h1 dan U2 U1 B > Peningkatan kecepatan aliran mengakibatkan erosi/ gerusan di tempat alur menyempit sehingga dasar sungai turun à d s...

36 Gerusan akibat Penyempitan Alur... Di hilir penurunan dasar sungai, energi spesifik H s berubah, bergeser ke kanan sebesar d s à berakibat pada peningkatan kedalaman aliran dan penurunan kecepatan aliran H s = Hs2 + ds h2 > h2 U2 < 2 2 dan U Perhatikan alur sebelum menyempit dan sesudah menyempit n jika ds kecil: n jika ds besar: h > h 2 < h1 dan U2 U1 2 > h1 dan U2 U1

37 Prediksi Kedalaman Gerusan h h 2 1 B = B τ τ o1 cr 3 7 τ o = ρghs o

38 Gerusan Lokal Gerusan di hilir struktur hidraulik

39 Gerusan di Hilir Struktur Hidraulik q = q q q o u o + q u overflow underflow over - and underflow q = U h

40 Gerusan di Hilir Struktur Hidraulik h + d s = K M g Δh d y q x 0.1 m h 0.15 Berlaku untuk butir material dasar sungai 1 < dm [mm] < 28. Jika material dasar sungai berupa batu, dm = 250 mm. K M x y = Δh = Δh 200 = 0.6 Δh

41 Gerusan di Hilir Struktur Hidraulik h + ds = h L w Δh d 0.5 q Lʹ 6 dan s 3 h + d s + ds s w = m 0.6 /s 0.3 untuk submerged jet w = m 0.6 /s 0.3 untuk free jet

42 Gerusan Lokal Contoh soal

43