Dokumen ini membahas tentang penelitian model bentuk dasar pada aliran bawah di saluran pasir di laboratorium. Penelitian ini menyelidiki geometri bukit pasir dan pengaruhnya terhadap hambatan aliran. Beberapa bentuk dasar seperti riak, gundukan pasir, dan bukit pasir dapat terbentuk tergantung pada kecepatan dan tegangan geser air. Hambatan aliran dipengaruhi oleh kerapuhan bentuk dasar dan ukuran butir

1. PEMODELAN BENTUK DASAR PADA REGIME ALIRAN BAWAH
STUDI KASUS (LABORATORIUM DI SALURAN DASAR PASIR)
Hari Wibowo1
ABSTRAK
Perlawanan terhadap aliran adalah sangat penting dan merupakan parameter utama dalam
menentukan elevasi permukaan air. Perlawanan aliran pada perubahan saluran aluvial dengan
kondisi aliran dan angkutan sedimen dapat menyebabkan perubahan bentuk konfigurasi dasar.
Berbagai bentuk konfigurasi dasar, terutama pada regime aliran bawah(lower regime)memiliki
pengaruh pada kekasaran dasar. Disebabkan kompleksitas pada pengembangan bentuk dasar,
beberapa metode yang ada sebelumnya mungkin berbeda drastis dari satu sama lain dalam
memprediksi bentuk konigurasi dasar. Dalam tulisan ini, percobaan laboratorium dilakukan untuk
menyelidiki geometri bukit di saluran dasar pasir dan pengaruhnya terhadap perlawanan aliran pada
saluran. Percobaan dilakukan di flume di laboratorium hidrolik Balai Sungai Solo dan beberapa data
sekunder dengan menggunakan partikel pasir. Hubungan sederhana yang dicari untuk dimensi
konfigurasi dasar melalui beberapa parameter dimensi, dan metode sebelumnya yang akan
dibandingkan satu sama lain.
Kata kunci : perlawanan aliran, konfigurasi dasar saluran, regime aliran bawah.
I. PENDAHULUAN
Elevasi permukaan air sangat penting dalam penentuan batas bantaran banjir dan desain pada struktur
sungai seperti struktur pengendalian banjir, bendungan, dermaga, proyek pembangkit listrik tenaga
air, dan jembatan. Elevasi permukaan air ini berkaitan erat dengan perlawanan aliran pada dasar
aluvial yang mudah tererosi dan terbawa aliran air (Simons & Richardson , 1966; Simons &
Senturk,1992; Talebbydokhti, et al., 2006; Garde, 2006; Yang & Tan, 2008; Bilgin & Altun, 2008;
Bose & Dey, 2010; Greco et al., 2014; Mirauda & Greco, 2014; Wibowo, 2015).
Perlawanan aliran pada perubahan saluran aluvial dengan kondisi aliran dan angkutan sedimen dapat
menyebabkan perubahan bentuk konfigurasi dasar (Bose & Dey, 2012; Simons & Senturk, 1992;
Simons & Richardson, 1966). Bentuk konfigurasi dasar yang terjadi dalam perubahan tersebut
digambarkan dalam regime aliran bawah (lower flow regime) dan regime aliran atas (upper flow
regime) serta transisi (Simons & Richardson, 1961). Pada kedua regime aliran ini, mempunyai suatu
karekteristik bentuk yang mirip pada konfigurasi dasar, mode angkutan sedimen, proses disipasi
energi, fase yang berhubungan antara permukaan air dan dasar saluran (Simons & Richardson, 1966;
Lewis, 1984; Simons & Senturk, 1992).
Berbagai bentuk konfigurasi dasar, dalam regime bawah (lower regime) dimulai dari riak (ripples),
dan secara bertahap meningkatkan tegangan geser atau kecepatan air, menjadi gundukan pasir
(dunes). Regime aliran atas (upper flow regime) berupa pengikisan pada bukit pasir, dasar datar (flat
bed), anti-bukit pasir (antidunes), dan gelombang berdiri atau standing wave Simons & Richardson ,
1966; Simons & Senturk,1992; Azwaman, 1999; Holmes, 2003; Talebbydokhti, et al., 2006; Garde,
2006; Yang & Tan, 2008; Bose & Dey,2010; Wibowo, 2015).
Perlawanan aliran pada perubahan saluran aluvial dapat disebabkan dua kekasaran. Pertama,
kekasaran karena butiran, yang pada gilirannya tergantung pada ukuran butiran dasar, dan kedua,

2. kekasaran bentuk, yang tergantung pada dimensi bentuk dasar dan kedalaman aliran (Rouse, 1965;
Morva et al., 2008; Kodoatie, 2009). Seperti yang telah diketahui bersama bahwa hampir sembilan
puluh persen dari total perlawanan aliran dasar mungkin disebabkan oleh perlawanan bentuk, maka
pengaruh kekasaran bentuk ini tidak boleh diabaikan (Kazemipour & Apelt, 1983; Talebbydokhti, et
al., 2006). Oleh karena itu, dapat diambil disimpulkan bahwa perlu adanya suatu metode untuk
memprediksi dimensi bentuk dasar yang akurat. Selanjutnya, prediksi yang akurat dari dimensi bentuk
dasar sangat penting untuk menghindari potensi masalah rekasaya pada bangunan air. Mengetahui
bentuk geometri dasar juga memungkinkan seseorang untuk memperkirakan beban dasar angkutan
sedimen pada persamaan kontinuitas partikel dasar (Fredse,1982; Yang , 1996).
Pengembangan dan verifikasi dari hasil penelitian yang telah dilakukan masih sangat diperlukan. Hal
ini disebabkan karena banyak perilaku aliran dan bentuk dasar saluran atau sungai yang harus
diperhatikan, seperti akibat interasi aliran air (turbulensi), arus sekunder, dan kekasaran dasar saluran.
Sealin itu pula pengaruh dinding samping dan tegangan geser yang tidak terdistribuasi merata pada
penampang sungai yang menyebakan terjadi sedimentasi dan erosi yang dapat merubah bentuk dasar
sungai. Selain itu adanya daerah zona pemisahan (separation zone) di bagia hiliran dan hulu pada
bentuk geometri bentuk dasar yang menyebabkan aliran vortex arah horisontal. Sedimen akan
terakumulasi di daerah pemisahan (separation zone). Semakin besar sedimen yang terakumulasi
menyebabkan kecepatan aliran di daerah bagian depan daerah separasi akan bertambah. Dengan
bertambahnya kecepatan menyebabkan terjadinya gerusan semakin besar. Perilaku tersebut semakin
lama akan menyebabkan terjadinya pengerusan dasar saluran. Dengan memperhatikan perilaku aliran
dan bentuk dasar saluran diharapkan dapat digunakan sebagai referensi dalam rekayasa sungai.
Pengembangan mengenai bentuk dasar terus dilakukan terutama yang berkajian dengan kekasaran
dasar saluran atau koefisien perlawanan aliran, yang banyak digunakan dalam teknik hidraulik.
Kekasaran dasar yang dibahas adalah koefisien kekasaran dasar Manning (n). Koefisien ini pertama
kali diungkapkan oleh Robert Manning (1891). Koefisien Manning (n) merupakan kekasaran atau
gesekan yang diterapkan pada aliran seragam saluran terbuka, yang digunakan untuk menghitung
kecepatan aliran rata-rata (Bilgil, 2002; Bahramifar et al., 2012).