Model Aliran Dua Dimensi (2D) pada Sistem Lapisan Tanah Anisotropik Menggunakan Metode Elemen Hingga dengan VBA Spreadsheet Excel

Abstrak

Tanah adalah media yang heterogen dan anisotropik. Pada penelitian ini, akan dilakukan analisis terhadap debit rembesan yang terjadi dengan memvariasikan posisi penempatan dinding turap pada tanah isotropik dan anisotropik. Analisis matematis ini bertujuan untuk menurunkan persamaan matematis untuk model aliran air (ground water) dua dimensi (2D) pada system lapisan tanah anisotropis. Analisisnya diturunkan dengan metode elemen hingga (finite element) dan disimulasikan atau dimodelkan menggunakan Visual Basic for Application (VBA) Spreadsheet Excel. Hasil analisis matematis dengan metode elemen hingga ini ditujukan untuk pembuatan model simulasi matematik guna memprediksi atau menggambarkan aliran air tanah dua dimensi keadaan steady (steady-state) 2D pada sistem lapisan tanah anisotropik. Model aliran rembesan menggunakan Beda Hingga 2D juga digunakan untuk memodelkan permeabilitas sebagai variabel acak dengan distribusi normal dan struktur berkorelasi. Pengaruh permeabilitas yang bervariasi secara spasial terhadap aliran rembesan melalui lapisan tanah diselidiki untuk kondisi isotropik dan anisotropik. Hasil simulasi dengan bantuan fitur macro VBA pada Spereadsheet Excel menunjukkan bahwa peningkatan rasio anisotropik permeabilitas mengarah pada pembentukan saluran aliran horizontal dan meningkatkan aliran rembesan akibatnya pada permeabilitas vertikal yang konstan. Variasi koefisien permeabilitas ditemukan hampir tidak berdampak pada laju aliran debit rata-rata untuk bidang anisotropik dibandingkan dengan kondisi isotropik.

Kata kunci

• Anistropik
• Elemen hingga
• Model Aliran (flow net)
• Permeabilitas
• VBA Excel