rekayasa pantai (#3)

REKAYASA PANTAI(#3)

Nastain, ST., MT

PEMBANGKITAN GELOMBANG AIRY

Gelombang Airy adalah gelombang sinousoidal yang dibangkitkan oleh angin.

PEMBANGKITAN GELOMBANG AIRY

GELOMBANG ALAM (GELOMBANG ACAK/RANDOM WAVE)

Gelombang di laut bukan merupakan gelombang tunggal (H, T, dan L tetap), tetapi merupakan gelombang acak (H, T, dan L bermacam-macam)

GELOMBANG SIGNIFIKAN (Hs)

Untuk kebutuhan perencanaan bangunan pantai digunakan gelombang rencana yang dikenal sebagai Gelombang Signifikan yang memiliki tinggi (Hs), periode (Ts), dan panjang (Ls) yang tetap.

Gelombang signifikan (munk, 1944) defined significant wave height, as the average height of the one-third highest waves. (gelombang yang memiliki tinggi gelombang (H) rata-rata dari 1/3 gelombang tertinggi dari pencatatan gelombang yang ada)

N

j jf

N

j jxfjHHsH

1

13

1

Hrms (root-mean-square height)

N

j jHNrmsH1

21

rmsHH 886,0

rmsHsH 416,1

Menurut SPM, 1984

GELOMBANG SIGNIFIKAN

Contoh

No. H (m) T(detik)1 3,25 8,42 3,05 8,33 2,89 7,44 2,45 7,85 2,41 7,36 2,38 7,8

Maka: 1/3n = 1/3 x 6 = 2 dataHs = (3,25+3,05)/2 = 3,15 mHrms = 2,759 m

PERAMALAN GELOMBANG AIRY

Parameter untuk peramalan 1. Panjang Fetch (F)2. Data angin

a. Kecepatan Angin (U)b. Lama bertiup angin (t)c. Arah angin bertiup ()

Gelombang di laut sebagian besar, umumnya dibangkitkan oleh angin (wind wave). Sehingga gelombang di laut ( wind wave) dapat di perkirakan atau di ramal dari data angin yang ada.

PANJANG FETCH (F)

Panjang Fetch (F) adalah panjang perairan untuk pembentukan gelombang

PANJANG FETCH

8 Arah Utama Angin

T (90O)

TL (45O)U (0O)

BL (315O)

B (270O)

S (180O)

U

TG (135O)BD (225O)

=45O

PANJANG FETCH (F)

F1F2F3F4

F5

PANJANG FETCH EFFEKTIF (Feff)

N

ii

N

iii

eff

FF

1

1

cos

cos

Panjang fetch di hitung terhadap arah utama, DISEBUT sebagai Panjang Fetch Effektif (Feff)

Ket :Fi = panjang fetch ke-ii = sudut simpangan ke-i terhadap arah utama

Arah utama

1

65 7 8432 9

PANJANG FETCH EFFEKTIF (Feff)

Arah utama Indeks Simpangan Panjang     Panjang

  terhadap garis fetch   fetch

    arah utama         effektif

  (i) ai ( ) x i(cm) Fi (km) Cos ai Fi Cos ai F eff. (km)

Utara 1 20 12,05 2008,374 0,940 1887,871

  2 15 10,90 1816,703 0,966 1754,935  

  3 10 3,45 575,012 0,985 566,386  

  4 5 2,70 450,009 0,996 448,209  

  5 0 2,40 400,008 1,000 400,008  

  6 5 2,30 383,341 0,996 381,808  

  7 10 2,35 391,675 0,985 385,799  

  8 15 2,40 400,008 0,966 386,408  

  9 20 2,45 408,342 0,940 383,841 751,683

PROFIL ANGIN

daerah pembentuk gelombang

Lz

zzU

zUo

ln4.0

)(

Keterangan :U* = kecepatan geserZo = kekasaran permukaan = efek stabilitas udara/anginL = panjang proses pencampuran dan tergantung oleh perbedaan suhu air laut dan udara

DATA ANGIN

Kecepatan angin (U) diukur dengan alat Anemometer, sedangkan arah angin () diukur dengan alat Wind Shock

Bila data angin diukur tidak pada elevasi 10 meter, maka kecepatan angin harus dikoreksi sebagai berikut :

7/110).()10(

z

zUU

dimana :U(10) : kecepatan angin pada elevasi 10 meter.U(z) : kecepatan angin yang diukur pada elevasi z

KOREKSI DATA ANGIN

1. Koreksi Stabilitas (RT)yaitu koreksi akibat perbedaan temperatur antara udara dan air.

RT : faktor koreksi stabilitas, (bila tdk ada data, gunakan = 1,1)

Pada umumnya data angin yang tersedia adalah hasil pengukuran di daratan yang terdekat dengan lokasi peramalan. Sehingga data angin tersebut perlu dikoreksi menjadi data angin di atas air.

U = RL.RT.U(10)

2. Koreksi Lokasi (RL)

RL : faktor koreksi lokasi

KOREKSI DATA ANGIN

WIND STRESS FACTOR (UA)

Dalam peramalan gelombang, kecepatan angin diubah menjadi wind stress factor (UA)

UA = 0,71 U1,23 (m/det)

Ket :U = kecepatan angin (m/det)1 knot = 0,5144 m/det

DATA ANGIN

4 Oktober 1997GMT dd ff

0 10 01 9 402 9 403 12 404 9 405 9 706 9 507 11 208 29 609 10 5010 34 9011 34 012 32 4013 31 4014 23 4015 23 4016 15 3017 14 3018 11 4019 12 3020 14 2021 14 2022 15 2023 0 0

GMT dd ff Arah Angin0 10 0 U1 9 40 TL2 9 40 TL3 12 40 TL4 9 40 TL5 9 70 T6 9 50 TL7 11 20 U8 29 60 TL9 10 50 TL10 34 90 T11 34 0 U12 32 40 TL13 31 40 TL14 23 40 TL15 23 40 TL16 15 30 TL17 14 30 TL18 11 40 TL19 12 30 TL20 14 20 U21 14 20 U22 15 20 U23 0 0  

DIDAPAT1. Arah angin dominan () = Timur Laut (TL)

2. Durasi angin (t) = 8 jam

3. Kecepatan maks U = 32 knot = 16,461 m/det

PEMBENTUKAN GELOMBANG Dalam peramalan gelombang angin, kita kenal 2 kondisi pembentukan gelombang yaitu :1. Fetch Limited ( t > tc ) Pembentukan gelombang dibatasi oleh panjangnya fetch.

2. Duration Limited ( t < tc ) Dimana angin bertiup dengan durasi yang singkat, sehingga gelombang belum jenuh, sehingga pembentukan gelombang ditentukan oleh durasinya.

METODE PERAMALAN(cara rumus)

gU

UgFt A

Ac

3/2

28,68

2/32

min .8,68

A

A

Ugt

gU

F

Prosedur perhitungan

1. Hitung durasi kritis (tc) dengan rumus

2. Bandingkan tc dengan t

Bila t > tc maka disebut kondisi fetch limited, dan hitung nilai Hmo dan Tp dengan rumus

(1) dan (2)

Bila t < tc maka disebut kondisi duration limited, maka hitung panjang fetch

minimumnya.

kemudian hitung Hmo dan Tp dari rumus (1) dan (2) dengan mengganti F dengan Fmin

2/1

22 0016,0.

AA

mo

UgF

UHg

3/1

22857,0.

AA

p

UgF

UTg

DAERAH MAKSIMUM GRAFIK (FULLY DEVELOPED) CARA RUMUS

Cek

Jika artinya melebihi kondisi maksimum

Hitung nilai tc dengan rumus

Bandingkan tc dengan t

Bila t > tc maka disebut kondisi fetch limited, dan hitung nilai Hmo dan Tp

dengan rumus

43/2

2 1015,78,68. xUgF

Utg

AA

41015,7. xUtg

A

41015,7. xUtg

A

c

134,8

2433,0.2

A

p

A

mo

UgTUHg

Bila t < tc maka disebut kondisi duration limited, maka hitung panjang fetch minimumnya dan perhitungan seperti biasa dengan mengganti F dengan Fmin

METODE PERAMALAN(cara grafis)

Prosedur perhitungan

1. Tarik garis vertikal F

2. Tarik garis horisontal UA

3. Baca dari nomogram nilai Hs dan Tp

4. Bandingkan t dengan t grafik

Bila t > t grafik (tc), maka Hs dan Tp yang terbaca dapat dipakai

Bila t < t grafik (tc), maka cari t grafik baru yang = t ,

yaitu dengan menggeser ke kiri. dan baca nilai Hs dan Tp yang baru itu.

METODE PERAMALAN(cara grafis)

CONTOH

5 Oktober 1997GMT dd ff

0 11 201 36 202 34 203 10 304 10 305 35 906 33 707 35 1108 36 1009 36 11010 32 2011 31 2012 29 2013 0 014 0 015 0 016 10 2017 5 4018 9 3019 0 020 0 021 0 022 0 023 0 0

Jika diketahui panjang fetch arah dominan angin tersebut adalah 751,683 km, tentukan tinggi (H) dan periode (T) gelombang yang mungkin terjadi dengan cara grafis