bab i

Rangkuman Kuliah 1

Riyan Benny Sukmara | Rekayasa dan Pengelolaan SDA

1.1 Fluktuasi Muka Air

Fluktuasi muka air adalah perubahan tinggi muka air pada suatu pantai ataupun

sungai. Fluktuasi ini disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya :

a. Pemanasan Global (Global Warming)

b. Wave Set-Up

c. Wind Set-Up

d. Seiches

e. Tsunami

f. Pasang Surut

Dari beberapa faktor diatas, berikut penjelasan dari beberapa faktor diatas :

Pemanasan Global (Global Warming)

Pemanasan global adalah suatu proses dimana terjadi peningkatan suhu rata-

rata atmosfer, laut dan daratan bumi. Peningkatan suhu tersebut dikarenakan

adanya gas yang terperangkap di atmosfer yang menghalangi pemantulan panas

dari muka bumi. Hal tersebut dinamakan dengan efek rumah kaca. Disamping

terdapat efek buruk, namun efek rumah kaca juga diperlukan oleh bumi agah suhu

bumi tetap stabil, tanpa adanya efek rumah kaca maka suhu bumi akan menjadi

sangat dingin, suhu bumi jika tidak ada efek rumah kaca berkisar -18 oC, sehingga

bumi akan ditutupi oleh es (suhu rata-rata bumi 15 oC).

Gambar 1.1 Sketsa proses terjadinya efek rumah kaca

Rangkuman Kuliah 2


Wave Set-Up

Dalam dinamika fluida, Wave Set-Up adalah kenaikan muka air rata-rata

karena adanya gelombang. Demikian pula sebaliknya yaitu wave set-down yaitu

penurunan air rata-rata karena adanya gelombang. Perhitungan Wave Set-Up dan

Wave Set-Down berdasarkan pada perumusan yang dikemukakan oleh Longuet-

Higgins dan Stewart, yaitu :

Gambar 1.2 Konsep Wave Set-Up dan Wave Set-Down

Wave Set-Up

[

]

Wave Set-Down

dimana :

Sb = Wave Set-Down

T = Periode gelombang

Hb = Gelombang pecah

g = Percepatan Gravitasi

db = Kedalaman gelombang pecah

Rangkuman Kuliah 3


Wind Set-Up

Wind Set-Up adalah kenaikan/fluktuasi muka air rata-rata akibat adanya angin

kencang. Angin yang bertiup menyebabkan terjadinya tegangan geser dipermukaan

laut sehingga terjadi suatu fluktuasi tinggi muka air.

Angin dengan kecepatan besar (badai) yang terjadi dipermukaan air laut bisa

membangkitkan fluktuasi muka air laut yang sangat besar jika pantai tersebut

dangkal dan luas. Gelombang badai biasanya terjadi dalam waktu yang bersamaan

dengan proses alam lainnya, seperti pasang-surut. Besarnya kenaikan muka air

akibat badai dapat diketahui dengan memisahkan hasil pengukuran muka air laut

selama terjadi badai dengan fluktuasi muka air laut karena pasang surut.

Gambar 1.3 Kenaikan muka air laut akibat angin/badai (Wind Set-Up)

Kenaikan elevasi muka air karena badai dapat dihitung dengan persamaan

berikut :

dimana :

h = Kenaikan muka air karena angin/badai (m)

F = panjang Fetch (m)

i = kemiringan muka air

c = Konstanta 3,5 x 10-6

V = Kecepatan angin (m/dt)

d = Kedalaman air (m)

Rangkuman Kuliah 4


Dalam perhitungan Wind Set-Up didaerah pantai dianggap bahwa laut

dibatasi oleh sisi (pantai) yang impermeable, dan perhitungan dilakukan untuk

kondisi dalam arah tegak lurus pantai. Apabila arah angin dan fetch membentuk

sudut terhadap garis pantai, maka yang diperlukan adalah komponen tegak lurus

pantai.

Seiches

Seiches adalah standing wave yang merupakan penjumlahan dari dua

progressive waves (dengan dimensi yang sama atau hampir sama), yang menjalar

dalam arah yang berlawanan. Siches juga diartikan sebagai muka air berupa

gelombang dengan periode relatif panjang yang terjadi disepanjang pantai, danau,

kanal atau teluk sebagai akibat perubahan yang tiba-tiba dari gempa, tekanan

atmosfer atau kecepatan angin.

Gambar 1.4 Seiches pada danau Geneva & Model Seiches

Berikut perumusan dari seiches :

Untuk Periode dengan n periode (Standing Wave)

Fundamental Mode

( ) Untuk kolam terbuka salah satu ujungnya

Untuk periode awal fundamental Mode

dimana :

= Panjang Kolam

d = Kedalaman Kolam

Tsunami

Tsunami berasal dari bahasa Jepang yang tersusun oleh dua kata, yaitu tsu =

pelabuhan dan nami = gelombang, dimana secara harfiah berarti ombak besar di

pelabuhan. Secara ilmiah, tsunami adalah perpindahan badan air yang disebabkan

Rangkuman Kuliah 5


oleh perubahan permukaan laut secara vertikal dengan tiba-tiba. Perubahan

permukaan laut disebabkan oleh gempa bumi yang berpusat dibawah laut, letusan

gunung berapi bawah laut, hantaman meteor dilaut dan longsor bawah laut.

Berbeda dengan gelombang angin yang hanya menggerakkan air pada

bagian permukaan saja, tsunami menggerakkan air mulai dari dasar laut dan

bergerak kesegala arah. Semakin besar kedalam laut, maka akan semakin besar

kecepatan rambatnya.

Pada titik pusat pembentukan tsunami (epicentrum), gelombang hanya

berkisar antara 1 2 m, semakin mendekati pantai gelombang semakin besar

akibat perubahan kedalam laut.

Najoan, T.F. (1995) membagi kepulauan indonesia dalam empat daerah

(zona) rawan tsunami seperti Gambar 1.5. Terlihat bahwa daerah pantai yang

rawan tsunami (zona 1,2 dan 3) dengan daya hancur dari kecil sampai sangat besar

memiliki area yang cukup luas.

Gambar 1.5 Daerah rawan tsunami (menurut Najoan, T.F.)

Gambar 1.6 Daerah rawan tsunami (BNPB Indonesia)

Rangkuman Kuliah 6


Gambar 1.7 Ilustrasi kejadian Tsunami

Di Indonesia sendiri tercatan bencana tsunami terparah terjadi di daerah Aceh

dan Sumatra Utara (2004), dimana 230.000 nyawa tewas dalam bencana tersebut.

Gambar 1.8 Ilustrasi proses terjadinya tsunami

Tsunami akibat gempa bumi diakibatkan oleh 3 faktor, diantaranya :

1. Kedalaman pusat gempa (Epicentrum) didasar laut (h, dalam satuan km)

2. Kekuatan gempa (M) Skala Richter

3. Kedalaman diatas epicentrum (d) dalam satuan meter

Rangkuman Kuliah 7


Gambar 1.9 Hubungan antara kekuatan gempa (M) dengan kedalaman epicentrum

Gambar 1.10 Hubungan antara kekuatan gempa (M) dengan periode gelombang

Gambar 1.11 Hubungan antara kekuatan gempa (M) dengan besaran gempa

Pasang Surut

Pasang surut adalah fluktuasi muka air laut sebagai fungsi waktu karena

adanya gaya tarik benda-benda langi, terutama matahari dan bulan terhadap massa

air laut dibumi. Sedangkan fluktuasi muka air sendiri adalah perubahan tinggi muka

air.

Rangkuman Kuliah 8


Pengetahuan pasang-surut sendiri sangat penting dalam perencanaan

bangunan ditepi pantai maupun saluran drainase yang bermuara di laut atau sungai.

Elevasi muka air tertinggi (pasang) atau terendah (surut) sangat penting dalam

perencanaan bangunan pantai, sebagai contoh bangunan pemecah gelombang

(break water), dermaga dll, sedangkan muka air terendah, dapat digunakan untuk

perencanaan alur pelayaran.

Tinggi pasang-surut adalah jarak vertikal antara tinggi air tertinggi (puncak air

pasang) dan air terendah (air surut) yang berurutan.

Gambar 1.12 Alat pengukur pasang surut

Pengukuran tinggi pasang surut diperoleh dari hasil pengukuran dari alat

pengukur pasang surut, yaitu disajikan dalam bentuk grafik seperti dibawah ini :

Gambar 1.13 Contoh pengukuran pasang surut

Rangkuman Kuliah 9


Proses terjadinya pasang surut dipengaruhi oleh gaya tarik antara matahari

dan bulan seperti dibawah ini :

Gambar 1.13 Proses terjadinya pasang surut

Pasang surut sendiri terdiri dari 3 (tiga) jenis, yaitu :

1. Pasang surut harian tunggal (Diurnal Tide)

Satu kali tinggi dan satu kali rendah dalam sehari.

Gambar 1.14 Diurnal Tide

Rangkuman Kuliah 10


2. Pasang surut harian ganda (Semi-diurnal Tide)

Dua kali air tinggi dan dua kali air rendah

Gambar 1.14 Semi-Diurnal Tide

3. Pasang surut campuran

Campuran dari keduanya.

Gambar 1.14 Pasang Surut Campuran

Selain itu, terdapat faktor lain yang mempengaruhi pasang surut, yaitu :

- Bentuk Garis Pantai

- Konfigurasi Ocean Basin

Perumusan yang digunakan dalam perhitungan pasang surut adalah :

( ) ( )

( ) ( )

Rangkuman Kuliah 11


Elevasi muka air laut selalu berubah-ubah, maka diperlukan suatu elevasi

yang ditetapkan berdasar data pasang surut yang dapat digunakan sebagai

pedoman didalam perencanaan suatu bangunan pantai. Beberapa elevasi tersebut

adalah :

1. Muka air tinggi (high water level, HWL), muka air tertinggi yang dicapai pada saat

air pasang dalam satu siklus pasang surut.

2. Muka air rendah (low water level, LWL), kedudukan air terendah yang dicapai pada saat air surut dalam satu siklus pasang surut.

3. Muka air tinggi rerata (mean high water level, MHWL), adalah rerata dari muka air tinggi selama periode 19 tahun.

4. Muka air rendah rerata (mean low water level, MLWL), adalah rerata dari muka air rendah selama periode 19 tahun.

5. Muka air laut rerata (mean sea level, MSL) adalah muka air rerata antara muka air tinggi rerata dan muka air rendah rerata. Elevasi ini digunakan sebagai referensi untuk elevasi di daratan.

6. Muka air tinggi tertinggi (highest high water level, HHWL) adalah air tertinggi pada saat pasang surut purnama atau bulan mati.

7. Muka air rendah terendah (lowest low water level, LLWL) adalah air terendah

pada saat pasang surut purnama atau pada saat bulan mati.

bab i

Documents