abstrak - sinta.unud.ac.id of the concrete block breakwaters, which ... 18 2.3.1 sebangun ... tabel...

ix

ABSTRAK

Unjuk Kerja Bangunan Pemecah Gelombang Ambang RendahBlok Beton Berkait

Permintaan yang tinggi akan batu pelindung dengan ukuran besarmenimbulkan permasalahan teknis dan biaya pada saat pembangunan strukturpelindung pantai. Untuk menjawab kebutuhan tersebut, modifikasi batu buatanberupa blok beton berkait dikaji kinerjanya dalam menghadapi gelombang.Penguncian antar blok beton membuat kesatuan unit-unit tersebut stabil dalammenerima gempuran gelombang. Penggunaan blok beton berkait pada strukturpemecah gelombang ambang rendah dapat menjadi alternatif untuk mengurangiberat unit blok beton.

Lokasi penelitian model fisik bangunan pemecah gelombang ambang rendahblok beton berkait dilakukan pada saluran 2 Dimensi Laboratorium Balai Pantai,Pusat Litbang Sumber Daya Air. Instrumen yang dipakai dalam penelitian iniadalah Saluran Flume 2 Dimensi, mesin pembangkit gelombang reguler, wavedumper, wave probe, komputer kendali dan model blok beton berkait denganparameter yang diamati adalah perubahan elevasi muka air dan lebar puncakbangunan.

Hasil penelitian menunjukkan peredaman energi gelombang dipengaruhioleh dimensi bangunan pemecah gelombang ambang rendah blok beton berkaityang dicirikan oleh kedalaman air di atas puncak bangunan dan lebar puncakbangunan. Unjuk kerja bangunan pemecah gelombang ambang rendah blok betonberkait berdaya guna sebagai bangunan pelindung pantai bawah air pada elevasimuka air (h-d)/h = 0 dan lebar puncak B = 2.0 dengan koefisien transmisi 43,6%dan koefisien refleksi 34,7%

Kata kunci: Bangunan Pemecah gelombang ambang rendah, koefisien transmisidan koefisien refleksi.

x

ABSTRACT

PERFORMANCE OF INTERLOCKING CONCRETE BLOCK TYPESUBMERGED BREAKWATER

High demands on relatively big sizes of armour sometimes can lead to bothtechnical and cost-effective issues on coastal protection projects. To that end, astudy has been carried out to investigate performance of interlocking concreteblock as armour in withstanding wave action. The interlocking nature of each unitof these concrete blocks results in a stable armour. As implementation, the use ofthis type of concrete blocks as submerged breakwater can be an alternative inorder to reduce the weight of unit armour.

This experiment was conducted in the 2D wave flume of LaboratoriumBalai Pantai, Pusat Litbang Sumber Daya Air. Facilities involved in theexperiment are wave flume, regular wave generator, wave dumper, wave probe,computational machine, and concrete blocks scaled model. Parameters beingobserved are variation in water level and the width of the crest.

Results show that wave energy are damped by the structure, dictated by thedimension of the concrete block breakwaters, which is characterized by waterdepth on top of the crest, and the width of the crest. The performance of thissubmerged breakwater is indicated by the transmission coefficient, and from theexperiment, results show 43,6% of coefficient transmission, and, reflectioncoefficient is 34,7% at (h-d)/h = 0 and crest width B = 2.

Keywords: Submerged breakwater, transmission coefficient, reflection coefficient

xi

DAFTAR ISI

SAMPUL DEPAN ....................................................................................................i

PERSYARATAN GELAR ..................................................................................... ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING.......................................................................... iii

PENETAPAN PANITIA PENGUJI ...................................................................... iv

SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT.........................................................v

UCAPAN TERIMA KASIH.................................................................................. vi

ABSTRAK ............................................................................................................. ix

ABSTRACT.............................................................................................................x

DAFTAR ISI.......................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL..................................................................................................xv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN.....................................................................................1

I.1 Latar Belakang................................................................................................1

I.2 Rumusan Masalah...........................................................................................6

I.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................6

I.4 Manfaat Penelitian ..........................................................................................7

BAB II KAJIAN PUSTAKA .................................................................................8

2.1 Bangunan Pemecah Gelombang .....................................................................8

2.1.1 Bangunan pemecah gelombang dari aspek posisi terhadap garis

pantai...................................................................................................9

2.1.2 Bangunan pemecah gelombang dari aspek tipe struktur ..................12

2.2 Gelombang....................................................................................................13

xii

2.2.1 Karakteristik gelombang...................................................................13

2.2.2 Transmisi Gelombang.......................................................................16

2.2.3 Refleksi Gelombang .........................................................................17

2.3 Pemodelan Fisik............................................................................................18

2.3.1 Sebangun geometrik .........................................................................19

2.3.2 Sebangun kinematik..........................................................................20

2.3.3 Sebangun dinamik.............................................................................21

2.4 Analisis Dimensi...........................................................................................22

2.5 Hasil Penelitian Sebelumnya ........................................................................24

BAB III Metode Penelitian ....................................................................................30

3.1 Persiapan Penelitian......................................................................................30

3.1.1 Fasilitas dan alat laboratorium..........................................................30

3.1.2 Rancangan penelitian pemecah gelombang ambang rendah blok

beton berkait .....................................................................................31

3.1.3 Kalibrasi............................................................................................32

3.1.4 Pembuatan model..............................................................................33

3.2 Pelaksanaan Pengujian..................................................................................35

3.2.1 Batasan penelitian .............................................................................35

3.2.2 Pengujian model ...............................................................................35

3.3 Hasil Pengujian.............................................................................................38

BAB IV Hasil dan Analisa.....................................................................................39

4.1 Tinggi dan Periode Gelombang ....................................................................39

4.2 Koefisien Transmisi dan Koefisien Refleksi ................................................40

xiii

4.3 Parameter Tak Berdimensi ...........................................................................41

4.4 Pengaruh elevasi muka air pada nilai koefisien transmisi dan refleksi ........43

4.4.1 Pengaruh elevasi muka air pada nilai koefisien transmisi ................43

4.4.2 Pengaruh elevasi muka air pada nilai koefisien refleksi...................45

4.5 Pengaruh kecuraman gelombang pada koefisien transmisi dan refleksi .....46

4.5.1 Pengaruh elevasi muka air pada nilai koefisien transmisi pada lebar

puncak bangunan B = 1,0 .................................................................46





4.5.4 Pengaruh elevasi muka air pada nilai koefisien refleksi pada lebar






4.6 Pengaruh Lebar Puncak Relatif B/gT2 terhadap transmisi dan refleksi

gelombang.....................................................................................................56

4.6.1 Pengaruh Lebar Puncak Relatif B/gT2 terhadap transmisi pada lebar




xiv



4.6.4 Pengaruh Lebar Puncak Relatif B/gT2 terhadap refleksi pada lebar






4.7 Penelitian Sebelumnya..................................................................................65

4.7.1 Perbandingan data penelitian pada tinggi muka air 25 cm ...............67




BAB V Kesimpulan dan Saran ..............................................................................71

5.1 Kesimpulan ...................................................................................................71

5.2 Saran .............................................................................................................71

DAFTAR PUSTAKA

xv

Daftar Tabel

Tabel 2. 1 Keuntungan dan kerugian dari tipe pemecah gelombang .................... 11

Tabel 3. 1 Nilai besaran skala tanpa distorsi..........................................................33

Tabel 3. 2 Skematisasi skenario model fisik 2-D.................................................. 36

Tabel 4. 1 Parameter yang berpengaruh untuk koefisien transmisi .......................42

xvi

Daftar Gambar

Gambar 2.1 Bangunan Pemecah Gelombang....................................................... 10

Gambar 2.2 Karakteristik Gelombang ................................................................. 14

Gambar 3.1 Saluran Kaca Balai Pantai dan wave generator ............................... 31

Gambar 3.2 Diagram alur perhitungan koefsien refleksi dan koefisien transmisi32

Gambar 3.3 Tampilan Isometrik model pemecah gelombang ambang rendah blok

beton berkait.......................................................................................................... 34

Gambar 3.4 Penempatan Wave Generator, Wave probe dan Wave Dumper....... 37

Gambar 4.1 Hasil running model pada saat h=20m............................................. 39

Gambar 4.2 Filter data untuk metode zero-up crossing ....................................... 40

Gambar 4.3 Koefisien Transmisi Terhadap Elevasi Muka Air............................ 44

Gambar 4.4 Koefisien Refleksi Terhadap Elevasi Muka Air .............................. 45

Gambar 4.5 Hubungan Kecuraman Gelombang terhadap Koefisien Transmisi

pada lebar puncak 1,0 m...................................................................................... 47

Gambar 4.6 Hubungan kecuraman gelombang terhadap Koefisien Transmisi pada

lebar puncak 1.5 m ................................................................................................ 49

Gambar 4.7 Hubungan Kecuraman Gelombang terhadap Koefisien Transmisi

pada lebar puncak 2,0 m........................................................................................ 50

Gambar 4.8 Hubungan Kecuraman Gelombang terhadap Koefisien Refleksi pada

lebar puncak 1,0 m ................................................................................................ 52

Gambar 4.9 Hubungan Kecuraman Gelombang terhadap Koefisien Refleksi pada

lebar puncak 1.5 m ................................................................................................ 53

xvii

Gambar 4.10 Hubungan Kecuraman Gelombang terhadap Koefisien Refleksi

pada lebar puncak 2,0 m........................................................................................ 55

Gambar 4.11 Pengaruh Lebar Puncak Relatif B = 1,0 m Terhadap Koefisien

Transmisi............................................................................................................... 57


Transmisi............................................................................................................... 58


Transmisi............................................................................................................... 60


Refleksi ................................................................................................................. 61


Refleksi ................................................................................................................. 63


Refleksi ................................................................................................................. 65

Gambar 4.17 Perbandingan antara Kt measured dan Kt computed ..................... 66

Gambar 4.18 Grafik perbandingan pada saat tinggi muka air 5cm...................... 67

Gambar 4.19 Grafik perbandingan pada saat tinggi muka air 10cm.................... 68



1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Erosi pantai bisa terjadi secara alami oleh serangan gelombang atau karena

adanya kegiatan manusia seperti penebangan hutan bakau, pengambilan karang

pantai, pembangunan pelabuhan atau bangunan pantai lainnya, perluasan areal

tambak ke arah laut tanpa memperhatikan wilayah sempadan pantai dan

sebagainya. Dampak dari erosi pantai ini dapat merusak kawasan pemukiman dan

prasarana kota yang berupa mundurnya garis pantai (Triatmodjo, 1999).

Secara alami, pantai berfungsi sebagai pertahanan alami terhadap gempuran

gelombang. Akumulasi sedimen di pantai menyerap dan memantulkan energi

yang terutama berasal dari gelombang. Apabila seluruh energi gelombang terserap

maka pantai dalam kondisi seimbang. Sebaliknya, pantai dalam kondisi tidak

seimbang. apabila muncul proses erosi dan akresi pantai yang selanjutnya

menyebabkan kerusakan garis pantai.

Besarnya gelombang yang dapat merusak daerah pantai adalah bersumber dari

gelombang perairan laut dalam dan tergantung pada tinggi gelombang. Rambatan

gelombang yang menuju pantai dari laut dalam akan mengalami perubahan bentuk

struktur gelombang, akibatnya akan terbentuk tinggi gelombang yang besar dan

akhirnya menjadi pecah. Apabila gelombang pecah tersebut dekat dengan pantai

maka pantai yang tidak mempunyai perlindungan alami / buatan akan dengan

mudah rusak (Triatmodjo, 1999).

2

Sebelum memulai memilih konstruksi bangunan pantai, adalah penting

untuk mengidentifikasi dan memahami penyebab kerusakan daerah pantai baik

akibat jangka pendek maupun jangka panjang. Salah satu metode penanggulangan

erosi pantai akibat gelombang adalah penggunaan struktur pelindung pantai

dimana struktur tersebut berfungsi sebagai peredam energi gelombang dan

mengurangi energi gelombang di sisi darat struktur (Ranasinghe dan Turner

2006).

Pengurangan energi gelombang yang menghantam pantai dapat dilakukan dengan

membuat bangunan pemecah gelombang sejajar pantai (offshore breakwater).

Dengan adanya bangunan pemecah gelombang, gelombang yang datang

menghantam pantai sudah pecah pada suatu tempat yang agak jauh dari pantai

sehingga energi gelombang yang sampai di pantai cukup kecil.

Dari posisi tinggi puncak bangunan terhadap elevasi muka air, breakwater

dibedakan menjadi 2 macam yaitu breakwater yang tidak mengijinkan gelombang

melimpas diatasnya dan breakwater ambang rendah yaitu struktur pelindung

pantai yang dibangun sejajar pantai dengan bagian puncak berada di bawah air

mendekati permukaan atau sedikit muncul di atas permukaan air rata-rata. (Shore

Protection Manual, 1984)

Usaha perlindungan pantai yang pengembangannya dititik beratkan untuk wisata,

perencanaan perlindungannya tidak cukup hanya sekedar bertujuan untuk menjaga

kerusakan pantai akan tetapi perlu dipikirkan tentang keaslian dan keindahan

daerah pantai. Bangunan pengaman pantai yang dapat memenuhi tujuan tersebut

diantaranya adalah pemecah gelombang ambang rendah (submerged breakwater)

3

karena puncak bangunan pemecah gelombang berada di bawah permukaan air

sehingga tidak akan mengganggu keindahan pantai.

Selain itu, apabila ada gelombang datang sebagian energi gelombang

terserap/terpatahkan, sebagian akan dipantulkan/direfleksikan dan sebagian yang

lain akan diteruskan sehingga di daerah pantai masih terjadi gelombang meskipun

tidak begitu besar dengan demikian wisatawan yang datang ke pantai masih dapat

menikmati gelombang pantai.

Sila Dharma (1994), melakukan penelitian karakteristik hidraulik terumbu buatan

terutama transmisi dan refleksi gelombang yang mengenai bangunan untuk

material batu pecah sebagai bahan penyusun. Faktor pengubah yang diamati

adalah tinggi gelombang datang (Hi), gelombang transmisi (Ht), kedalaman air

(h), tinggi terumbu karang buatan (d), lebar puncak (B) dan periode gelombang

(T).

Pertimbangan utama yang harus diperhatikan dalam mengatasi

permasalahan daerah pantai adalah usaha tersebut harus layak dari segi teknis,

ekonomis dari segi biaya, ramah lingkungan dan bersifat estetik (untuk obyek

wisata). Pemecah gelombang ambang rendah tumpukan batu pada umumnya

membutuhkan batu pelindung ukuran besar dan jumlah yang banyak sehingga

dalam pembangunannya memerlukan biaya yang cukup besar. Berat tiap butir

batu dapat mencapai beberapa ton sehingga sulit mendapatkan batu seberat itu

dalam jumlah yang sangat besar, untuk mengatasi permasalahan tersebut maka

dibuat batu buatan dari beton dengan bentuk tertentu.

4

Batu buatan ini bisa dibentuk sederhana (kubus) yang memerlukan berat yang

cukup besar, atau bentuk khusus yang lebih ringan tetapi lebih mahal dalam

pembuatan. Batu buatan ini bisa berupa tetrapod, tribar, hesapod, dolos. Tetrapod

mempunyai empat kaki yang berbentuk kerucut terpancung, tribar terdiri dari tiga

kaki yang dihubungkan oleh lengan. Quadripod mempunyai bentuk mirip

tetrapod tetapi sumbu-sumbu dari tiga kakinya berada pada bidang datar. Dolos

terdiri dari dua kaki saling menyilang yang dihubungkan oleh lengan (Yuwono,

1992).

Salah satu alternatif untuk mengurangi berat beton yang besar dalam satu

unit blok beton adalah struktur pemecah gelombang tenggelam tipe blok beton

berkait, dengan dilakukan penguncian (interlocking) antara sesama blok beton

sehingga didapat berat unit blok beton yang lebih ringan dan kuncian blok beton

yang dapat menyebabkan blok beton tersebut stabil dalam menerima gempuran

gelombang. Penggunaan material beton sangat ramah lingkungan karena dengan

permukaan beton yang kasar maka biota laut seperti terumbu karang akan cepat

hidup sehingga perlindungan pemecah gelombang kedepannya akan menjadi

obyek wisata tambahan

Armono dan hall (2003), melakukan penelitian terumbu buatan bentuk

kubah berlubang “HSAR” (Hemispherical submerged artificial reef) dan

menyatakan bahwa dalam jumlah yang besar HSAR dapat efektif mereduksi

energi gelombang. Hal yang mempengaruhi reduksi gelombang antara lain

pengaruh kedalaman air, tinggi gelombang datang dan periode gelombang. Selain

5

itu dalam penelitian juga diketahui penurunan ketinggian gelombang dipengaruhi

oleh kecuraman gelombang, kedalaman penggenangan, dan geometri terumbu.

Yuliastuti (2011) melakukan penelitian gelombang transmisi pada

breakwater tenggelam dari bentuk L blok beton dengan desain parameter yang

diubah yaitu tinggi dan periode gelombang, kedalaman air dan kedalaman

peredaman. Peredaman gelombang menurun secara linear seiring peningkatan

penggenangan. Dengan penggenangan yang lebih besar dari 40%, breakwater

tidak melemahkan tinggi gelombang secara signifikan.

Hamdani dkk (2015) juga melakukan penelitian gelombang transmisi pada

breakwater tenggelam dari bentuk D blok beton dengan mendapatkan parameter

yang berpengaruh transmisi gelombang untuk breakwater terendam yang

menggunakan D-block interlocking adalah; Tinggi struktur (d-h) dibandingkan

kedalaman air (d), panjang gelombang ( ) dibandingkan dengan lebar atas (B),

dan kecuraman gelombang ( ).

Efektifitas atau kinerja dari suatu pemecah gelombang dapat dilihat dari

koefisien transmisi (Kt) gelombang tersebut. Koefisien transmisi didefinisikan

sebagai perbandingan antara tinggi gelombang yang melewati bangunan dengan

tinggi gelombang yang datang menerpa pemecah gelombang. Semakin besar nilai

Kt, berarti semakin tidak efektifitas pemecah gelombang tersebut dalam meredam

gelombang. Sebaliknya jika koefisien refleksi besar maka semakin efektif

bangunan pemecah gelombang tersebut dalam mereduksi gelombang.

Perubahan atau modifikasi dalam hal bentuk material blok beton, serta

kemudahan dalam hal pelaksanaan perlu dilakukan untuk bisa mendapatkan

6

struktur pemecah gelombang tenggelam yang handal, lebih cepat dan mudah dari

segi pelaksanaan konstruksi, serta apabila memungkinkan lebih murah dari segi

pendanaan. Hal ini terutama akan sangat membantu proses konstruksi terutama

untuk daerah yang tingkat ketersediaan material batu sangat rendah

I.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas maka rumusan masalah dalam penelitian ini

adalah :

1. Berapakah nilai koefisien transmisi dari bangunan pemecah gelombang

ambang rendah blok beton berkait ?

2. Berapakah nilai koefisien refleksi dari bangunan pemecah gelombang


3. parameter yang berpengaruh terhadap kinerja bangunan pemecah gelombang


I.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui nilai koefisien transmisi gelombang akibat bangunan pemecah

gelombang ambang rendah blok beton berkait.

2. Mengetahui nilai koefisien refleksi gelombang akibat bangunan pemecah

gelombang ambang rendah blok beton berkait.

3. Mengetahui parameter yang berpengaruh terhadap transmisi dan gelombang

akibat bangunan pemecah gelombang ambang rendah blok beton berkait.

7

I.4 Manfaat Penelitian

Tesis ini diharapkan dapat memberikan konstribusi pada khasanah ilmu

pengetahuan berupa metode pengamanan pantai akibat erosi dengan memberikan

alternatif struktur pemecah gelombang ambang rendah blok beton berkait.

abstrak - sinta.unud.ac.id of the concrete block breakwaters, which ... 18 2.3.1 sebangun ... tabel...

Documents