Klasifikasi Khusus Jenis Arus

Jenis-Jenis Arus seperti arus lurus, arus bersilang, arus berbelok-belok, arus gradasi/arus tenang dan tanggapan sistem arus yang dikategorikan dengan kategori umum dan arus yang digolongkan pada arus lurus akan dipaparkan pada tulisan ini. Berikut dibawah ini merupakan pemarannya.

Jenis Arus

Arus digolongkan ke dalam dua kategori umum yang luas, yaitu arus dengan daerah banjir dan arus tanpa banjir.

Daerah banjir biasanya tidak merupakan akibat langsung aliran banjir besar tetapi merupakan hasil gerakan lateral arus dari sisi daerah banjir yang satu ke sisi yang lain rnenurut waktu geologi.

Sebagai akibat pendalaman saluran dan peningkatan daerah banjir (saluran terpotong), beberapa daerah banjir jarang digenangi, tetapi umumnya daerah banjir cukup rendah untuk digenangi.

Lebih khusus lagi, arus selanjutnya digolongkan pada arus lurus (straight), bersilang (braided) dan berbelok- belok (meandering) seperti ditunjukkan dalam Gambar dibawah.

Pola Saluran Sungai

Klasifikasi khusus ini dibahas dalam seksiseksi berikut:

1)  Arus Lurus

Arus digolongkan pada arus lurus, kalau perbandingan panjang bagian aliran terdalam (thalweg), ke panjang lembah kurang dari 1,5. Perbandingan (ratio) ini dinamakan sinuositas arus.

Saluran lurus dikatakan sinuous (berbelok-belok) karena thalweg biasanya berosilasi transversal di dalam saluran aliran rendah dan arus dipantulkan dari satu sisi ke sisi yang lain.

Osilasi arus biasanya berakibat pembentukan bagian lurus di sebelah luar bengkokan sedangkan hambatan lateral, yang disebabkan endapan, terbentuk di sebelah dalam bengkokan.

Kolam lurus saluran alluvial mungkin hanya merupakan kondisi sementara dan fotografi udara dan peta topografi mungkin dapat mengungkapkan lokasi saluran terdahulu dan arah potensial gerakan selanjutnya.

Saluran lurus artifisial atau buatan orang dalam alluvium (lumpur) mungkin sangat tidak stabil.

Dengan meluruskan saluran berbelok-belok menghasilkan gradien yang lebih terjal dan degradasi dan pengerukan tebing sebelah hulu biasa dilakukan karena arus berusaha untuk mengembalikan keadaan seimbang.

Bahan tererosi akan diendapkan di sebelah hilir dengan akibat kemiringan arus berkurang, kapasitas pemindahan sedimen berkurang, dan kemungkinan terjadinya arus bersilang (braiding).

2)  Arus Bersilang

Arus bersilang adalah arus yang terdiri dari banyak saluran yang saling menyilang satu sama lain (Gambar a).

Klasifikasi Saluran Sungai

Penyebab pengepangan adalah pengerukan tebing dan jumlah besar beban dasar yang tidak dapat dipindahkan arus.

Beban dasar atau beban kontak dalam arus adalah bagian dari debit sedimen total yang bergerak sepanjang dasar dengan bergulung atau menggeser dan pada saat itu dapat dilarutkan oleh aliran.

Terjadi endapan kalau catu sedimen melampaui kapasitas pemindahan arus. Karena dasar arus mengalami aggradasi akibat endapan, bagian lurus saluran sebelah hilir mengembang memiliki kemiringan yang lebih terjal yang mengakibatkan kecepatan yang lebih besar.

Saluran berganda yang terbentuk pada kemiringan hulu. Saluran berganda terbentuk pada lereng hulu (milder) karena sedimen tambahan diendapkan di dalam saluran utama dan saluran yang bersilangan ini mengakibatkan sistem saluran keseluruhan melebar, yang mengakibatkan erosi tebing tambahan.

Bahan tererosi mungkin diendapkan di dalam saluran yang membentuk tumpukan yang dapat menjadi pulau yang stabil.

Pada tingkat banjir, aliran dapat menggenangi sebagian besar tumpukan dan pulau dan akibatnya kerusakan sempurna beberapa pulau dan mengubah lokasi pulau lainnya.

Arus bersilang sukar distabilkan yakni berubah garis pembatasnya dengan cepat, yang dapat mengalami degradasi atau aggradasi, sangat luas dan dangkal bahkan pada tingkat banjir dan pada umumnya tidak dapat diperkirakan.

3)  Arus Berbelok-Belok

Arus berbelok-belok terdiri dari bengkokan-bengkokan bentuk-S (Gambar c diatas).

Dalam arus alluvial, saluran mengalami baik gerakan melintang (loteral) atau membujur (longitudinal) lewat pembentukan dan penghancuran bengkokan.

Bengkokan dibentuk oleh proses erosi dan pengirisan tebing di sebelah luar bengkokan dan pengendapan bersangkutan dari beban dasar pada bagian dalam bengkokan untuk membentuk tumpukan titik.

Tumpukan titik ini menghambat bengkokan dan mengakibatkan erosi dalam bengkokan terus berlangsung, yang memperhitungkan perpindahan melintang dan membujur arus berbelok-belok gambar dibawah ini.

Arus Berbelok & Penampang Melintang

Karena arus berbelok-belok ini bergerak sepanjang alur dengan hambatan terkecil, bengkokan akan bergerak pada laju yang berbeda karena perbedaan dalam kepekaan erosi (erodibilitos) tebing dan daerah banjir.

Bentuk umbi yang secara sempurna terputus membentuk danau bentuk U (oxbow).

Setelah pemutus terbentuk, gradien arus lebih terjal dan arus cenderung untuk menyesuaikan hulu dan hilirnya, dan dapat terbentuk bengkokan baru.

Dianjurkan untuk membandingkan dengan fotografi udara yang diambil beberapa tahun untuk memperkirakan laju dan arah gerakan belokan.

Kadang-kadang, sejarah lokal dapat membantu kuantisasi laju gerakan. Modifikasi saluran alluvial dari kecenderungan belokan alami ke pembatas saluran lurus memerlukan pembatasan dalam tebing dengan penguat.

Arus yang dibatasi demikian dapat bersilang atau dasarnya mengalami degradasi karena gradien yang lebih terjal dilam arus lebih lurus, persilangan atau degradasi sering melampaui batas-batas perlindungan perkuatan lokal.

Kalau saluran lurus ianpa perlindungan dibangun, arusnya akan cenderung berosilasi transversal dan mulai-pembentukan bengkokan.

Sering, walaupun saluran lurus dengan perlindungan, bagian lurusnya akan dihancurkan sebagai akibat pergeseran alami diri belokan di sebelah hulu saluran yang dimodifikasi.

4)  Arus Gradasi atau Arus Tenang

Arus gradasi mempunyai kemiringan dan energi yang cukup untuk memindahkan bahan yang masuk ke arus dan umumnya stabil.

Definisi ini diberikan untuk kondisi rata-rata arus selama beberapa tahun. Di setiap waktu, akan ada lokasi terisorasi yang sedang berlangsung proses aggradasi dan degradasi.

Insinyur hidrolik juga menggunakan istilah arus tenang (Poised stream), yaitu arus yang selama suatu periode waktu salurannya tidak mengalami degradasi maupun aggradasi.

Arus gradasi atau arus tenang secara dinamis seimbang dan setiap perubahan yang melawan kondisi tersebut akan mengarah ke aksi arus yang berusaha mengembalikan keadaan seimbang.

Misalnya, kalau gradien saluran naik, seperti halnya pada pemutusan (cutoff) kapasitas pemindahan sedimen aliran naik dan sapuan tambahan terjadi, sehingga mengurangi kemiringan.

Kapasitas pemindahan bagian lurus di hilir tidak berubah, karena itu, beban dasar tambahan yang terbawa masuk ke dalamnya sebagai akibat sapuan hulu akan diendapkan.

Pada saat berlangsung aggradasi, kemiringan arus lebih rendah dari endapan naik dan kapasitas pemindahan diatur sesuai dengan yang diperlukan untuk membawa bahan tambahan lewat seluruh bagian lurus saluran.

Proses ini akan terus sampai keseimbangan baru dicapai dan pengaruh dapat diperluas sampai cukup jauh di atas dan di bawah pemutusan.

5)  Tanggapan Sistem Arus

Banyak arus yang telah mencapai keadaan kesetimbangan dinamis di sepanjang bagian lurusnya dan untuk maksud rekayasa, dapat dianggap gradasi atau tenang seperti didefinisikan dalam Seksi.

Namun, kondisi ini tidak mengabaikan perubahan-perubahan dalam selang waktu singkat atau dalam waktu beberapa tahun.

Faktor-faktor yang mungkin berpengaruh pada tingkat dan besarnya tanggapan arus adalah perubahan-perubahan karakteristik hidrologi, moditikasi pembatas dan gradien, dan stabilitas alami dasar, bahan tebing dan daerah banjir.

Tanggapan arus pada perubahan-perubahan dari faktor-faktor ini dapat dibatasi pada daerah lokal atau perluasannya beberapa mil ke hulu atau ke hilir dari tempat itu.

Baca: Pengaruh Perubahan Saluran

Tanggapan arus dapat diawali sebagai akibat perubahan karakteristik daerah aliran sungai seperti pengembangan tanah, penggalian, pengelolaan kayu atau perubahan iklim yang mempengaruhi rembesan, perubahan buatan manusia pada karakteristik saluran dapat mengakibatkan perubahan distribusi aliran, aliran, kecepatan dan kapasitas pemindahan sedimen.

Kalau tanggapan potensial arus pada perubahan-perubahan ini dikenali dalam tahap perencanaan dan perancangan pengembangan proyek, langkah-langkah yang tepat dapat diambil untuk mencegah atau memperkecil reaksi yang merugikan.

Banyak arus dalam keadaan alaminya secara aktif mengalami aggradasi atau degradasi lewat bagian lurusnya yang panjang, perubahan gradasi ini dapat menimbulkan kerusakan tertentu pada sarana jalan raya yang memotong arus atau menggerogos daerah banjir.

Kemungkinan akan terjadi penurunan kapasitas saluran, gorong-gorong tersumbat, pengurangan jalan air jembatan aggradasi arus percabangan pada arus yang sedang mengalami aggradasi.

Arus yang aktif degradasi dapat mengurangi grondasi konstruksi, pekerjaan pelindung tebing, dan tanggul jalan raya. Kcrusakan yang tidak berkaitan dengan jalan raya dapat terjadi dalam bentuk pengurangan air dalam waduk kendali banjir, dan kerusakan tar lilman berdekatan, tanah-tanah komersial dan perkayuan.

Modifikasi saluran tidak selalu berpengaruh pada rezim arus. Rancangan rekayasa yang baik dapat mempercepat kecenderungan alami arus pada kondisi tenang.

Untuk melakukan hal itu, diperlukan pengertian tentang kondisi alami arus, tanggapan dan toleransi potensial untuk modifikasi.

Pertimbangan berikut ini diperlukan sebagai bagian dari proses perencanaan:

-        Pengetahuan tentang kondisi alami arus.

-        Perkiraan debit sedimen dan air.

-        Ramalan jenis dan besarnya tanggapan arus potensial pada sarana yang diusulkan.

-        Pengetahuan tentang geologi, mekanika tanah, hidrologi dan hidrolik arus berlumpur.

Meramalkan tanggapan arus potensial merupakan tugas yang kompleks. Banyak peubah yang saling berkaitan yang tercakup dalam analisis dan perubahan-perubahan dalam satu peubah atau lebih dapat mengakibatkan reaksi oleh sistem arus.