Transport Sedimen 1

Transportasi Partikel oleh Fluida

Transportasi sedimen oleh aliran fluida dipengaruhi oleh 2 tahap utama yaitu (1) proses erosi dan proses entrainment sedimen dari bed dan (2) subsequent, pergerakan downcurrent atau downwind sedimen disekitar atau di atas bed. Terminologi entrainment  mengacu pada proses yang terlibat dalam pergerakan butiran ke atas (lifting) dari bed atau sebaliknya. Energi lebih banyak dibutuhkan untuk memulai partikel bergerak daripada menggerakkan partikel setelah entrainment. 

Gambar 1.Perpindahan partikel dalam arus dengan cara Rolling dan saltation (bedload) dan dengan cara suspension (suspended load)

Partikel di berbagai ukuran berpindah bersama fluida oleh satu atau tiga mekanisme.  Rolling : perpindahan butiran dengan cara menggelinding disepanjang bagian bawah dari aliran udara atau air tanpa kehilangan kontak dengan permukaan bed. Saltation : partikel bergerak dalam sebuah seri lompatan, secara periodik meninggalkan permukaan bed dan dalam waktu yang pendek terbawa dalam tubuh air sebelum jatuh kembali ke dasar bed. Suspension : turbulensi dalam aliran yang dapat menyebabkan partikel naik keatas, melayang dan mengalir bersama dengan aliran fluida. Partikel yang terbawa dengan cara rolling dan saltation disebut sebagai bed load dan material yang tertransportasi dengan cara suspension disebut sebagai suspended load. Pada aliran yang mempunyai kecepatan yang rendah hanya akan membawa partikel yang berukuran halus (fine silt dan clay) dan partikel yang mempunyai densitas yang rendah akan tetap tertransportasi dengan cara suspension sedangkan partikel dengan ukuran sand akan bergerak dengan cara rolling dan beberapa saltasi. Pada aliran yang tingg semua partikel lanau dan beberapa partikel pasir akan tetap tersuspensi dengan butiran berukuran kerikil akan tersaltasi dan material yang lebih besar lagi akan tertransportasi dengan cara rolling. Proses tersebut pada dasarnya sama dalam udara maupun di air akan tetapi di udara, membutuhkan kecepatan arus yang lebih tinggi lagi untuk memindahkan partikel karena densitas yang rendah dan viskositas pada udara dibandingkan dengan air.

Entraining particles in a flow

Butiran yang bergerak dengan cara rolling terbentuk sebagai hasil dari frictional drag antara arus dan clast. Untuk membuat butiran tersaltasi dan secara sementara bergerak ke atas dari dasar memerlukan sebuah gaya. Gaya tersebut dikenal sebagai gaya Bernaulli effect, yang merupakan suatu fenomena yang terdapat pada burung dan pesawat terbang untuk terbang dan perahu layar untuk berlayar “ dekat dengan angin. Bernaulli effect dapat menjadi penjelasan yang terbaik dengan pertimbangan arus dari fluida (udara, air atau media fluida yang lain).

Gambar 2. Urutan bedform yang terbentuk selama unidirectional flow pada sedimen pasir (0,25 – 0,7 mm) di dalam shallow water seiring dengan pertambahan kecepatan aliran. (After Blatt, H.,G.V. Middleton, and R. Murray, 1980 dalam Booggs, 1995)

Ripples

Sejumlah eksperimen flume yang dilakukan dibawah aliran unidirectional menunjukkan small ripples terbentuk lebih awal pada sedimen pasir. Ripple merupakan bedform yang lebih kecil, dengan panjang sekitar 5 – 20 cm dan tinggi berkisar antara 0,5 – 3 cm, dengan ripples indeks ( ratio of ripple length/ ripple height) sekitar 8 untuk pasir kasar dan 20 untuk pasir halus. Ripples terbentuk pada sedimen yang berukuran butir mulai dari silt (0,06 mm) – pasir kasar (0,7 mm).

Gambar 3. Terminologi yang digunakan untuk mendeskripsikan asymetric ripples (from Tucker., 1981 dalam Boogs., 1995)