Hubungan Antara Kemiringan dan Kecepatan Aliran Air

Beberapa hari yang lalu kita telah membahas kemiringan, dan malam ini kita masih membahas topik yang masih ada hubungannya dengan kemiringan, yakni hubungan antara kemiringan dasar saluran dan kecepatan aliran.

Sebelum kita membahas topik yang menarik ini penulis ingin meminta Anda para pembaca untuk sejenak mencoba membandingkan dasar saluran tersier (got) dengan dasar saluran primer (sungai), apakah ada perbedaan diantara keduanya ? Tentu ada banyak perbedaan diantara keduanya, kalau got yang permanen dalam artian dasarnya sudah di semen tentu permukaannya rata dan menampakan aliran laminar. Kalau sungai sedikit berbeda karena dasar salurannya bervariasi sebap ada yang rata, landai, bergelombang ataupun perpaduan dari ketiganya dan menampakan aliran tidak seragam (non uniform flow).

Yups, kalau alirannya tidak seragam kita bisa tebak bahwa ada perbedaan tinggi (elevasi) antara satu bagian sungai dengan bagian lainnya atau ada gangguan, misalnya ada kayu besar yang tumbang di sungai dan memecah aliran air. Kalau ada elevasi pasti ada kemiringan lereng dan jika ada kemiringan lereng pasti ada sudut yang dibentuknya yang disebut dengan gradien. Gradien biasanya ditunjukan dengan perbandingan antara jarak vertikal dan jarak horizontal, semakin terjal lerengnya semakin tinggi gradiennya. Agar lebih jelas Anda bisa lihat hubungan antara lereng dan sudut lereng pada gambar dibawah ini. 

Penulis ingin bertanya kepada Anda para pembaca, jika Anda membuat dua buah kapal dari kertas lalu Anda ambil kapal yang pertama dan taruh di got yang rata dan kapal yang kedua Anda taruh di got yang miring, mana yang melaju dengan cepat ? Pasti kapal yang berada di got yang miring, bahkan kalau kemiringan gotnya besar dan alirannya deras tentu kapalnya bisa tenggelam.

Ilustrasi ini jelas menggambarkan bahwa ada hubungan yang erat antara kemiringan saluran dan kecepatan aliran air. Kalau di saluran tersier (got) kecepatan alirannya seragam, sedangkan kecepatan aliran di sungai tidak seragam. Semakin besar kemiringan lereng maka semakin tinggi juga gradiennya dan jika gradien tinggi maka air akan mengalir dengan cepat. Pasti Anda akan bertanya kepada penulis, kira-kira kecepatannya berapa ? Agar lebih jelas Anda bisa lihat tabel kemiringan banding kecepatan dibawah ini.

Dari tabel tersebut jelas tergambarkan hubungan antara kemiringan saluran dan kecepatan rata-rata aliran air. Jika kemiringan semakin besar maka kecepatan rata-rata aliran air pun bertambah besar. Bukan hanya itu saja cara untuk mengetahui kecepatan rata-rata aliran air, tapi juga ada cara lainnya yaitu dengan berpatokan pada Formula Manning dan Chezy. Kalau sudah masuk formula, itu sudah masuk ke ranah perhitungan dan pasti mengacu pada daftar tabel yang panjang (semacam angka tetapan), dan itu tidak bisa dijelaskan dalam ruang di blog yang terbatas ini, harus kita belajar kelompok bersama dan saling share baru kita bisa paham.

Kesimpulan dari pembahasan kita kali ini adalah jika kemiringan dasar saluran besar, maka kecepatan rata-rata aliran air juga bertambah besar. Dari pembahasan kita kali ini jangan Anda menarik sebuah konklusi bahwa saluran yang baik adalah saluran yang mempunyai kemiringan yang besar, karena dapat mengalirkan air buangan dengan cepat. Kemiringan bak dua sisi mata uang yang berbeda, di satu sisi kemiringan yang besar dapat meningkatkan energi air sehingga cenderung bertindak destruktif. Misalnya, kemiringan dasar sungai yang terlalu besar meningkatkan energi air sungai sehingga air menggerus dan memperdalam dasar saluran (erosi lateral) serta menggerus dan memperlebar tebing sungai (erosi vertikal). Sedangkan di sisi lainnya, kemiringan yang kecil ataupun dalam artian sangat landai membuat air buangan mengalir dengan lambat serta membuat kotoran atau partikel tanah mengendap dan membuat dasar saluran menjadi dangkal. Banyaknya endapan membuat saluran banyak ditumbuhi tumbuhan air seperti enceng gondok atau alga dan ini biasa disebut dengan gejala eutrofikasi. Banyaknya enceng gondok atau alga yang tumbuh di perairan bisa mengindikasikan bahwa tingkat sedimentasi di suatu badan air besar dan kesuburan perairan meningkat.

Saluran yang baik adalah saluran yang mempunyai kemiringan masih dalam tahap wajar atau masih bisa ditorerir, sehingga kecepatan maksimum aliran tidak lebih besar dari kecepatan maksimum yang diijinkan sehingga tidak terjadi kerusakan dan kecepatan minimum aliran tidak lebih kecil dari kecepatan minimum yang diijinkan sehingga tidak terjadi pengendapan dan pertumbuhan tanaman air (Wesly,Ir.,2008, Drainase Perkotaan, hal 84).

So, kira-kira seperti itu acara belajar bersama kita melalui media bloger di malam hari ini. Tapi sebenarnya ini bukan waktu yang tepat untuk belajar karena sudah larut malam. Anda bisa saksikan siaran tunda alias baca arsipnya besok pagi atau siang hari. Selamat Malam dan Selamat Beristirahat. Have Nice a Dream. (*)