bab ii dasar teori dan kriteria · pdf fileperencanaan nya harus memperhitungkan angka debit...

Tugas Akhir • Penyusunan Master Plan dan Detail Desain Pengembangan

Pelabuhan Perikanan Samudera Lampulo, Banda Aceh, NAD

Andi Widyanto (15002083)

Rika Afriana (15002085) II-1

BAB II

DASAR TEORI DAN KRITERIA PERENCANAAN

2.1 Hidrologi Banjir

Sesuai dengan karakteristik dan fenomena hidrologi suatu daerah pengaliran sungai,

debit yang mengalir melewati sungai tersebut sering berubah-ubah dan tidak

beraturan. Sehingga puncak banjir yang terjadi akan berbeda dari tahun ke tahun.

Apabila diperhatikan puncak banjir setiap tahunnya, kadang-kadang terjadi puncak

banjir yang sangat besar pada tahun tertentu, dan pada tahun-tahun lainnya terjadi

puncak banjir yang cukup rendah. Apabila angka-angka tersebut disusun secara

berurutan akan tampak bahwa angka puncak debit banjir yang didapat tidak beraturan

(random) tetapi sering mengikuti pola-pola tertentu.

Jika suatu saat, di sungai tersebut akan dibangun bangunan air, maka dalam

perencanaan nya harus memperhitungkan angka debit banjir rencana (design flood).

Banjir rencana merupakan probabilitas debit banjir yang pantas dipergunakan dalam

merencanakan suatu bangunan hidrolis sesuai dengan fungsi dan umur rencana

bangunan tersebut sehingga dalam analisa hidrologinya akan menerapkan metoda

statistik dengan menggunakan parameter ekstrim.

Besarnya debit banjir rencana dapat diperkirakan melaui dua jenis data yaitu, pada

data tinggi muka air sungai ataupun danau yang dapat menunjukkan tabiat debitnya

dan data curah hujan ekstrim. Dalam perkembangannya, debit banjir dengan

menggunakan data curah ekstrim lebih banyak dipakai karena data tersebut mudah

diperoleh dan telah cukup panjang terekam pada stasiun-stasiun hujan sedangkan data

debit sungai yang tersedia seringkali tida ada dan tidak cukup panjang secara statistik.

Secara umum, besarnya debit banjir rencana dengan curah hujan maksimum akan

diperkirakan dengan dua metode yaitu metode rasional dan metode empiris/

berdasarkan hydrograf. Alur perhitungannya akan mengkuti diagram alir berikut ini :





Gambar 2. 1 Flowchart Perhitungan Banjir Rencana

2.1.1 Curah Hujan Ekstrim

Sesuai dengan konsep probabilitas yang dipakai, maka data curah hujan yang akan

dikumpulkan adalah data curah hujan ekstrim. Sebagai penunjang selain data curah

hujan maksimum juga dikumpulkan data-data hidrologi lainnya, yaitu :

1. Pengumpulan data iklim

Pengumpulan data iklim yang lain (terbaru) selama minimum 5 tahun

berturut-turut dari stasiun iklim terdekat.





2. Data Curah Hujan

Pengumpulan data curah hujan harian maximum selama minimum 10 tahun

berturut-turut. Data curah hujan harian maximum selanjutnya akan dipakai

sebagai dasar dalam penentuan debit banjir sungai untuk daerah yang

bersangkutan.

3. Pengumpulan data informasi banjir

Pengumpulan data informasi banjir (tinggi, lamanya dan luas genangan serta

saat terjadinya) baik dengan pengamatan langsung dengan memperhatikan

bekas-bekas tanda-tanda banjir di pohon atau rumah atau wawancara dengan

penduduk setempat.

Serangkaian data hujan maksimum yang diperoleh selama periode minimal 10 tahun

berturut-turut selanjutnya akan dianalisa sehingga akan diperoleh karakteristik curah

hujan wilayah tersebut. Analisa-analisa tersebut meliputi :

1. Analisa Data Hujan/Interpretasi Data Hujan

2. Analisa Frekwensi Hujan Ekstrim

3. Analisa Intensitas Curah Hujan

2.1.1.1 Analisa Data Hujan/Interpretasi Data Hujan

Data hasil rekaman yang diambil dari stasiun-stasiun hujan bersangkutan akan

diinterpretasi dan divalidasi agar data curah hujan maksimum yang telah diperoleh

konsisten dan valid. Proses-proses interpretasi dan validasi data curah hujan meliputi :

1. Menaksir data curah hujan yang hilang

Apabila terdapat data curah hujan yang tidak lengkap atau “hilang “ maka

dapat ditaksir dengan tiga cara pendekatan yang dapat ditempuh yaitu dengan

rata-rata aljabar, ratio normal, dan kebalikan kwadrat jarak.

2. Menghitung hujan rata-rata pada suatu daerah aliran (catchment area)

Tujuan dari menghitung hujan rata-rata adalah merubah hujan titik (point

rainfall) menjadi hujan wilayah (regional rainfall) sehingga data hujan yang

semula didapat dari perhitungan rekaman stasiun hujan berupa data titik (point

rainfall) dapat dikonversi menjadi hujan wilayah (regional rainfall).





Untuk menghitung hujan wilayah ini dapat menggunakan tiga cara pendekatan

yaitu ; menggunakan cara rata-rata aljabar, poligon thiessen, dan cara isohyet.

3. Uji konsistensi data hujan

Agar data hujan yang didapat konsisten atau tidak maka dapat diketahui

dengan melaksanakan uji konsistensi data hujan dengan cara double mass

curve, yaitu dengan cara akumulasi curah hujan wilayah.

2.1.1.2 Analisa Frekwensi Hujan Ekstrim

Analisis frekuensi hujan ekstrim ditujukan untuk memperkirakan masa datangnya

peristiwa hujan dalam suatu periode t tahun tertentu. Penentuan curah hujan

maksimum dengan periode ulang tertentu dihitung dengan metode Gumbel, dan Log

Pearson Type III. Data-data curah hujan yang diperlukan adalah data hujan harian

maksimum pada tiap tahun, data yang tersedia sekurang-kurangnya adalah selama 10

tahun berturut-turut.

1. Distribusi Frekuensi Gumbel

Metoda distribusi Gumbel banyak digunakan dalam analisis frekuensi hujan

mempunyai rumus :

SKx TT += µ (2-1)

SS

yyx

N

NT

T )(−

+= µ

Dimana:

−+−=

1ln5772.0

6

Tr

TrKT

π

−−=

1lnln

Tr

TryT

XT = Nilai X untuk periode ulang T tahun (mm)

K = Faktor frekuensi

Sn, Yn = Faktor pengurangan deviasi standar rata-rata sebagai fungsi dari

jumlah data, diperoleh dari tabel

2. Distribusi Log Pearson Type III

Metoda ini mempunyai persamaan sebagai berikut





)log(loglog xTT SKxx += (2-2)

Dimana:

Cs = Koefisien skewness

3

log

1

3

))(2)(1(

)log(log

x

N

i

i

SNN

xxN

Cs−−

−

=∑

−

KT = Koefisien frekuensi didapat dari tabel dengan nilai Cs tertentu

Dari kedua metode tersebut didapat curah hujan maksimum berdasarkan periode

ulang (retun period) dan untuk mengetahui hasil yang terbaik dapat diketahui dari

nilai simpangan terkecil dengan menggunakan metode Chi-square (X2) dan metode

Kolmogorov Smirnov.

Selain itu pengujian keandalan analisis frekuensi juga dapat diketahui dari batas

selang kepercayaan (confidence limit) dan kesalahan standar (standard error).

Menurut Distribusi Gumbel perkiraan standar kesalahan Se dipakai untuk mengukur

standar deviasi dari urutan kejadian dan garis selang kepercayaan dinyatakan dengan :

αSeZX T ± (2-3)

Dimana ( ) SKKn

Se TT ×

++= 2

12

1000.11396.111

Untuk selang kepercayaan 95 % = α =0.025 → Z α = 1.96



2.1.1.3 Analisa Intensitas Curah Hujan (IDF) Ekstrim

Intensitas Curah Hujan (Intencity Duration Frequency) adalah ketinggian curah hujan

yang terjadi pada suatu kurun waktu dimana air tersebiut berkonsentrasi. Analisa

Intensitas Curah Hujan dapat diproses melalui data curah hujan yang telah terjadi

pada masa lampau. Intensitas Curah Hujan dinotasikan dengan huruf I dengan satuan

(mm/jam), yang artinya tinggi curah hujan yang terjadi sekian mm dalam kurun waktu

perjam.





Intensitas Curah Hujan umumnya dihubungkan dengan kejadian dan lamanya

(duration) hujan turun, yang disebut Intensitas Duration Frequency (IDF). Oleh

karena itu diperlukan data curah hujan jangka pendek, misalnya 5 menit, 30 menit, 60

menit dan jam-jaman. Data curah hujan jangka pendek ini hanya didapatkan dari dari

data pengamatan Curah Hujan Otomatik dari kertas diagram yang terdapat pada

peralatan tersebut. Seandainya data curah hujan yang ada hanya Curah Hujan Harian,

maka oleh Dr. Mononobe dirumuskan Intensitas Curah Hujannya sebagai berikut:

32

24 24

24

=

t

RI (2-4)

Dimana

I = Intensitas Curah Hujan (mm/jam)

t = Lamanya Curah Hujan (jam)

R24 = Curah Hujan Maksimum dalam 24 jam (mm)

Dalam hal tersedia data curah hujan tahunan maka dalam perhitungan Intensitas

Curah Hujan juga dapat menggunakan rumus-rumus sebagai berikut:

1. Formula Talbot

bt

aI

+= (2-5)

Dimana :

I = Intensitas Curah Hujan (mm/tahun)

t = Lamanya Curah Hujan (jam)

a & b = konstanta yang tergantung pada lamanya Curah Hujan yang terjadi

di Daerah Aliran

[ ][ ] [ ][ ][ ] [ ][ ]IIIN

ItIIIta

.

..2

22

−

−=

[ ][ ] [ ][ ] [ ][ ]IIIN

tINtIIb

−

−×=

2

2

2. Formula Sherman

nt

aI = (2-6)

Dimana:

[ ][ ] [ ][ ][ ] [ ][ ]tttN

tIttIa

logloglog

loglogloglogloglog

2

2

−

−=





[ ][ ] [ ][ ][ ] [ ][ ]tttN

ItNtIn

logloglog

loglogloglog2

−

×−=

3. Formula Ishiguro

bt

aI

+= (2-7)

Dimana:

[ ][ ] [ ][ ][ ] [ ][ ]IIIN

ItIItIa

−

−=

2

22

[ ][ ] [ ][ ] [ ][ ]IIIN

tINtIIb

−

−=

2

2

2.1.2 Hidrograf Banjir

Hidrograf adalah grafik yang menyatakan hubungan antara elevasi (taraf) muka air

atau aliran (debit) dengan waktu. Untuk menentukan debit banjir digunakan cara

analisis hidrograf dengan mengambil nilai puncak (peak flow) dari volume banjir

(flood volume).

Untuk aliran banjir (flood flow) dapat diperoleh dari hydrograf aliran banjir, yaitu nilai

debit puncak (peak flow) untuk data sesaat (instantaneous peak) daripada volume

banjir (flood volume).

2.1.2.1. Hidrograf Satuan

Hidrograph satuan bisa pula didefinisikan sebagai hidrograph limpasan langsung

(Direct Run-off Hydrograph = DRH) yang disebabkan oleh hujan merata berlebih

(excess rainfall) stebal 1 cm atau 1 inchi yang tersebar merata diatas daerah tadah

dalam jangka waktu tertentu.

Konsepsi hidrograf satuan dicetuskan oleh Sherman pada tahun 1936. Konsep ini

sangat bermanfaat dalam analisa hidrologi dan merupakan suatu pendekatan yang

sangat baik dalam memahami relasi antara rainfall dan run off. Namun demikian,

penggunaan hidrograf satuan dibatasi dalam :





1. keadaan daerah pengaliran harus cukup merata (geologi, tanaman penutup)

2. luas daerah pengaliran tidak terlalu besar (maximum 2500 mile2)

Parameter-parameter yang digunakan dalam Hidrograf Satuan adalah :

a. tp = Time log, yaitu waktu antara titik berat hujan dan titik berat

hidrograf

b. Tp = Peak time, yaitu waktu antara saat mulainya hidrograf dan

saat debit maksimum

c. Tb = Time base hydrograf.

Gambar 2. 2 Hidrograph satuan

2.1.2.2. Hidrograf Satuan Sintetis SCS

Jika tidak ada tersedia pengukuran secara langsung mengenai hidrograf banjir maka

maka dapat dilakukan pendekatan dengan hidrograf satuan sintetis. Hidrograf satuan

sintetis didasarkan pada karakteristik fisik daerah tadah (catchment area). Salah satu

bentuk hidrograf satuan sintetis yang dikembangkan dalam analisis banjir adalah

hidrograf satuan sintetis Soil Conservation Service (SCS) yang tidak berdimensi, unit

hidrograf tersebut dibuat oleh Victor Mockus pada tahun 1950. Hidrograf ini dibuat

berdasarkan pada analisis sejumlah besar unit hirograf alami dari berbagai ukuran

catchment dan lokasi geografis. Metode ini dikenal dengan sebagai unit hidrograf

buatan SCS dan telah digunakan di berbagai tempat untuk catchment ukuran sedang.





Untuk menghitung catchment lag (t2 lag), cara SCS menggunakan dua cara, yaitu:

curve number dan cara kecepatan.

1. Cara curve number dibatasi untuk catchment area kurang dari 8 km2,

walaupun kenyataannya dapat digunakan hingga luas 16 km2.

Pada curve number, kelambanan (lag) digambarkan dengan formula berikut :

5.07.0

7.08.0

14104

)86.222540(

YCN

CNLt l

−= (2-8)

Keterangan:

tl = catcment lag (jam)

L = panjang hidrolik (panjang diukur sepanjang alur sungai

utama) (m)

Y = kemiringan rata-rata daerah cathment (m/m)

Dalam metode curve number, rata-rata kemiringan lahan catcment diperoleh

dengan memetak-metak catchment dan menghitung rata-rata kemiringan

petak-petak tersebut.persamaan diatas dibatasi untuk curve number antara

50-95.

2. Cara kecepatan digunakan untuk catcment lebih besar dari 8 km2, atau curve

number selain 50-95. sungai utama dibagi menjadi potongan-potongan, dan

banjir 2 tahunan atau debit penuh (bank full discharge) diperhitungkan.

Dalam kasus sesungguhnya, akan lebih baik menggunakan debit 10 tahunan

atau lebih. Kecepatan rata-rata dihitung, dan waktu konsentrasi tiap

potongan dihitung dengan menggunakan panjang potongan atau jarak lurus.

Jumlah waktu konsentrasi untuk semua potongan (jarak lurus) merupakan

waktu konsentrasi catchment. Kelambanan (lag) dihitung dengan rumus :

10

6=

c

t

t

t (2-9)

Keterangan:

tl = lag

tc = waktu konsentrasi.





Rasio ini digunakan umumnya untuk catchment ukuran sedang.

Besarnya rasio waktu puncak (ratio of time to peak, tp) tetap terhadap durasi

hidrograf satuan yaitu:

5=r

p

t

t (2-10)

Mengasumsikan curah hujan tidak seragam, untuk mudahnya waktu puncak

didefenisikan sebagai berikut:

l

r

p tt

t +=2

Dari dua persamaan diatas didapat persamaan sebagai berikut:

9

10=

l

p

t

t dan

9

2=

l

r

t

t

Dari persamaan tersebut, maka:

15=c

r

t

t

Untuk memperoleh formula aliran puncak unit hidrograf SCS, rasio Tb/tp = 8/3 maka

digunakan persamaan

p

pt

AQ

08.2= (2-11)

Keterangan :

Qp = Aliran puncak unit hidrograf untuk 1 cm hujan efektif (m3/dt)

A = Catchment Area (km2)

tp = waktu puncak (jam)

Jika tp dan Qp sudah didapat, unit hidrograf SCS digunakan untuk mentukan ordinat

unit hidrograf. Bentuk unit hidrograf tidak berdimensi lebih mirip dengan unit

hidrograf alami dibandingkanunit hidrograf bentuk segitiga (Tb/Tp = 8/3) ketika

digunakan untuk membentuk waktu puncak. Unit hidrograf tidak berdimensi memiliki

nilai Tb/tp = 5. Nilai unit hidrograf SCS disajikan dalam tabel berikut, dengan interval

0.2 (t/tp).





Tabel 2. 1 Ordinat Hidrograf Satuan SCS

t/tp Q/Qp t/tp Q/Qp t/tp Q/Qp

0.00 0.00000 1.80 0.39000 3.60 0.0210

0.20 0.10000 2.00 0.28000 3.80 0.0150

0.40 0.31000 2.20 0.20700 4.00 0.0110

0.60 0.66000 2.40 0.14070 4.20 0.0100

0.80 0.93000 2.60 0.10700 4.40 0.0070

1.00 1.00000 2.80 0.07700 4.60 0.0030

1.20 0.93000 3.00 0.05500 4.80 0.0015

1.40 0.78000 3.20 0.04000 5.00 0.0000

1.60 0.56000 3.40 0.02900

Gambar 2. 3 Hidrograph sintetis

Rasio Tb/tp tetap konstan (8/3). Demikian juga, ketika kelambanan (lag) dihitung

dengan cara kecepatan, rasio tl/tc tetap konstan (6/10).

Pada umumnya, nilai Tb/tp = 8/3 dapat mempermudah bentuk unit hidrograf lain.

Nilai Tb/tp yang lebih besar mengakibatkan storage catchment yang lebih besar. Oleh

karena itu, karena metode SCS memastikan nilai rasio, hidrograf ini seharusnya

dibatasi untuk catcment area sedang dalam spektrum ujung bawah (2.5-250 km2).

Sedangkan untuk catchment yang lebih besar dapat digunakan metode Synder. Karena

metode Synder memberikan variabel Tb/tp yang dapat digunakan untuk catcment

yang lebih besar (250– 5000 km2). Menurut Synder lama waktu puncak (tp)





merupakan selang waktu antara pusat massa hujan efektif (excess rainfall) dengan

puncak hidrograf yang dirumuskan sebagai berikut :

3.0).( LcLCtt p ×= (2-12)

Dimana:

Ct = koefisien berkisar antara 1.1 – 1.4

L = panjang sungai utama (km)

Lc = panjang pusat massa sungai (km)

tp = waktu puncak (jam)

Dengan rasio Tb/tp yang fleksibel maka penggunaan SCS dapat lebih luas. Hal ini

diperlihatkan oleh rasio p volume puncak (volume to peak), volume dibawah lengan

yang naik dari unit triangular hidrograf, terhadap volume unit hidrograf triangular

berbanding terbalik dengan rasio Tb/tp. Untuk mudahnya pada kasus unit hidrograf

standar, Tb/tp = 8/3, dan p = 3/8, dalam persamaan dapat ditulis :

pt

pAQp

2= (2-13)

Dengan persamaan diatas SCS dapat diubah dalam bentuk dua parameter model

seperti halnya cara Synder sehingga meningkatkan fleksibelitas yang pada tujuan

akhirnya dapat meningkatkan penggunaan SCS itu sendiri.

2.1.3 Metode Rasional

Untuk menghitung besar debit banjir berdasarkan data curah hujan yang cukup

panjang secara statistik dapat digunakan metode Rasional yang dalam teknik

penyajiannya juga memasukkan faktor curah hujan, keadaan fisik dan sifat hidrolika

daerah aliran.

Persamaan dasar (Metric Unit) yang digunakan dalam metode rational adalah :

AICQ ×××= 278.0 (2-14)

Dimana :

C = koefisien runoff

I = intensitas hujan maksimum selama waktu konsentrasi (mm/jam)

A = luas daerah aliran (km2)

Q = debit maksimum (m3/dt)





Rumus diatas didasarkan pada anggapan bahwa:

1. Luas Daerah Pengaliran Sungai (DPS) kurang dari atau sama dengan 12,50

Km2 atau kurang dari 40 ha.

2. Curah hujan terjadi serentak seragam menurut waktu;

3. Curah hujan terjadi tersebar seragam menurut ruang;

4. Durasi hujan selalu lebih lama dibanding dengan waktu konsentrasi aliran.

5. Proses simpanan alur (channel storage processes) dapat diabaikan.

6. dan Intensitas hujan maksimum selama waktu konsentrasi diperoleh dari kurva

Intensitas Durasi Frekuensi (IDF)

Metode rasional tidak berlaku apabila curah hujan bervariasi menurut waktu dan

ruang dan waktu konsentrasi terlalu lama dibanding durasi hujan. Perhitungan dengan

metode rasional akan menghasilkan suatu angka debit yaitu debit pada saat puncak

banjir. Yang termasuk dalam perhitungan metode rasional adalah:

1. Metode Haspers

2. Metode Melchior

3. Metode Dr. Mononobe.

2.1.3.1. Metode Haspers

Rumus : QT = α. β. q. F (2-15)

dimana : α = Run off coefficient

β = Reduction coefficient

q = Intensitas hujan yang diperhitungkan (m3/km

2/det)

f = Luas daerah pengaliran

QT = Debit dengan kemungkinan ulang T tahun

Prosedur perhitungan

a. α = 7.0

7.0

075.01

012.01

f

f

+

+

b. 1215

107.31

1 75.0

2

4.0f

xt

xtt

+

++=

−

β

c. t = 0.1 L0.8

I -0.3

d. RT = R + S.UT

e. r = 2)2)(260.(008,01

.

tRt

Rt

−−−+ (untuk t < 2 jam)





r = 1

.

+t

Rt (untuk 2 jam < t < 19 jam)

r = ( )1707,0 +tR (untuk 19 jam < t < 30 hari)

f. q = t

r

6,3 (t dalam jam)

q = t

r

4,86 (t dalam hari)

dimana : L = Panjang sungai

I = Kemiringan

R = Curah hujan maksimum

R = Curah hujan maksimum tahunan rata-rata

t = perioda pengamatan

r = intensitas hujan

2.1.3.2. Metode Melchior

Rumus :Q maks = α. β. q. f (2-16)


β = Reduction coefficient

= mumhujanmaksi

ratahujanrata − pada daerah dan waktu yang sama

q = Intensitas hujan yang diperhitungkan (m3/km

2/det)

f = Luas daerah pengaliran (km2)

Qmaks = Debit maksimum


q = f(F,T)

T = v

L1000

v = f(α, β, q, f, i) dinyatakan secara grafis

Perhitungan dilakukan dengan cara “ Trial and error”

Pertama-tama ditaksir nilai q dengan tabel di bawah ini :





Tabel 2. 2 Nilai q terhadap nF

Perhatian :

Grafik hanya α = 0.52

Untuk α ≠ 0.52 harga v harus dikalikan dengan 52.0

)( 51

α

2.1.3.3. Metode Dr Mononobe

Rumus:Q = 6.3

.. frα (2-17)


r = Intensitas hujan (mm/jam)

f = Luas daerah pengaliran (km2)

Qmaks = Debit banjair (m3/det)


V = 72( )

L

H∆ (km/jam)

t = V

L (jam)

r =

t

R 24

24(mm/jam)

2.1.3.4. Parameter-Parameter Metode Rasional

Beberapa parameter yang digunakan dalam Metode rasional antara lain :

1. Waktu Konsentrasi (tc)

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan untuk mengalirkan air hujan

dari titik terjauh yang ditinjau pada daerah pengaliran yaitu waktu yang

diperlukan oleh air untuk mengalir pada permukaan tanah menuju saluran





terdekat ( to ) dan waktu mengalir dalam saluran ke suatu tempat yang ditinjau

pada studi ( td ).

tc = to + td (2-18)

a) Perhitungan nilai to

• Aliran limpasan dengan DAS sangat kecil dan tali air ≤ 100 m

To

o

PS

Lnto

30)

.( 8.0= (menit) (2-19)

• Aliran terhampar

5/1

3/1

)S(

)Lo.(n.180to = (menit) (2-20)

Dimana :

to = waktu melimpah ( menit ) dengan prioda ulang T tahun

n = kekasaran Manning

Lo = panjang tali air ( m )

PT = tinggi hujan harian dengan prioda ulang T tahun

S = kemiringan medan/ lapangan (%)

Deskripsi harga kekasaran Manning (n) untuk setiap permukaan :

Tabel 2. 3 Koefisien Kekasaran Manning





Deskripsi harga kekasaran Manning (n) untuk permukaan tanah :

Tabel 2. 4 Harga Kekasaran Manning berdasarkan jenis permukaan tanah

Nilai to dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain :

• Kekasaran permukaan tanah yang bersifat menghambat aliran

• Kemiringan tanah yang mempengaruhi kecepatan pengaliran diatas

permukaan

• Adanya lekukan pada tanah, menghambat atau mengurangi jumlah air yang

mengalir

• Jarak titik terjauh tali air yang menuju ke inlet

• Banyaknya jumlah bangunan yang ada mempengaruhi jumlah air yang

meresap

b) Perhitungan nilai td

Rumus pendekatan untuk menghitung waktu yang diperlukan air hujan untuk

mengalir didalam saluran ditentukan oleh karakteristik hidrolis. Rumus

Manning dianjurkan dipakai untuk saluran buatan dengan atau tanpa pasangan

(lining). Untuk saluran alami dianjurkan menggunakan rumus De Cezy.

V

Ltd = (2-21)

Dimana :

L = panjang saluran

V = kecepatan rata-rata dalam saluran

= 2/13/21SV

n

n = kekasaran Manning

R = jari-jari hidrolis ( m )

S = kemiringan saluran

Harga perkiraan kecepatan rata-rata dalam saluran alami :





Tabel 2. 5 Harga Perkiraan kecepatan rata-rata dalam saluran alami

2. Koefisien pengaliran (run off)

Koefisien pengaliran diperoleh dari hasil perbandingan antar jumlah hujan

yang jatuh dengan yang mengalir sebagai limpasan dari suatu hujan dalam

permukaan tanah tertentu.

Faktor-faktor yang mempengaruhi harga koefisien pengaliran ini adalah

adanya infiltrasi dan tampungan hujan pada tanah sehingga mempengaruhi

jumlah air hujan yang mengalir. Penerapan koefisien pengaliran ( C ) untuk

metoda rasional disesuaikan dengan rencana tata guna tanah rencana

pengembangan kota.

Tabel 2. 6 Angka Koefisien Runoff Berdasarkan Hasil Penyelidikan Dr. Mononobe

Keadaan Daerah Aliran Koefisien Runoff

bergunung dan curam 0,75 - 0,90

pegunungan tersier 0,70 - 0,80

sungai dengan tanah dan hutan di bagian atas dan bawahnya 0,50 - 0,75

tanah datar yang ditanami 0,45 - 0,60

sawah waktu diairi 0,70 - 0,80

sungai bergunung 0,75 - 0,85

sungai dataran 0,45 - 0,75





Standar Koefisien Runoff terhadap kondisi permukaan :

Tabel 2. 7 Standar Koefisien Runoff

Kondisi Permukaan (Ground Surface) Koefisien Runoff

Roadway : -Paved Road 0,70 - 0,90

-Gravel Road 0,30 - 0,70

Shoulder and Slope : -Fine Grained Soil 0,40 - 0,70

-Coarse Grained Soil 0,10 - 0,30

-Hard Rock 0,70 - 0,95

-Soft Rock 0,50 - 0,75

Turf and Slope : -Grade 0 - 2 % 0,05 - 0,10

-Grade 2 - 7 % 0,10 - 0,15

-Grade > 7 % 0,15 - 0,20

Turf Covered Cohesive Soil : -Grade 0 - 2 % 0,50 - 0,10

-Grade 2 - 7 % 0,10 - 0,15

-Grade > 7 % 0,25 - 0,35

Roof 0,75 - 0,95

Bare Lot 0,21 - 0,40

Park with Abundant Turf and Tress 0,10- 0,25

Plat Mountains Area 0,30 - 0,70

Attep Mountains Area 0,50 - 0,70

Pady Filed and Water Body 0,70 - 0,80

Cultivated Field 0,10 - 0,30

Tabel 2.8 Koefisien Runoff rata-rata terhadap tata guna tanah

Koefisien Runoff

Commercial Area : - Downtown Area 0,70 - 0,95

- Area Adjacent to Downtown 0,50 - 0,70

Industrial : - Less Congested Area 0,50 - 0,80

- Congested Area 0,60 - 0,90

Residential Area : - Residential Area with Little Bare Lot 0,65 - 0,80

- Housing Estate - 0,70

- Residential Area with Bare Lots and Gardens 0,30 - 0,70

Greend zone & Others : - Park and a Graveyard 0,10 - 0,25

- Athletic Ground 0,20 - 0,35

- Marshalling Yard 0,20 - 0,40

- Pady Field and Forest 0,10 - 0,30

Tata Guna Tanah (Land Use)

Untuk daerah pengaliran dengan tata guna tanah yang berbeda-beda besarnya

koefisien pengaliran ditetapkan dengan mengambil harga rata-rata berdasarkan

bobot luas daerah dengan rumus :

+++

=

i

nn2211

A

AC.....ACACC (2-22)

3. Luas Daerah Pengaliran

Luas daerah pengaliran harus diperhitungkan dengan akurat, karena

merupakan salah satu elemen perhitungan volume limpasan pada metoda





rasional. Luas dihitung berdasarkan tributary area yang limpasan airnya

menjadi beban profil pada saluran outlet.

Informasi daerah pengaliran antara lain meliputi :

• Tata guna tanah pada masa kini dan perencanaan pada masa mendatang

• Karateristik tanah dan bangunan diatasnya pada akhir priode desain

• Kemiringan tanah dan bentuk daerah pengaliran, sekarang dan akhir periode

desain

2.1.4 Pengendalian Banjir

Beberapa strategi dasar pengendalian banjir (Grigg, 1996) yaitu :

1. Modifikasi dari kerentanan dan kerugian banjir (penentuan zona dan tata guna

lahan)

2. Modifikasi banjir yang terjadi (pengurangan) dengan bangunan pengontrol

(waduk)

3. Modifikasi dampak banjir dengan penggunaan teknik mitigasi asuransi,

penghindaran banjir (flood proofing)

4. Pengaturan peningkatan kapasitas alam untuk dijaga kelestariannya seperti

penghijauan.

Dalam setiap pengendalian banjir, selain strategi dasar juga harus memegang prinsip-

prinsip yang tak kalah penting. Antara lain, pengendalian banjir yang dilaksanakan

merupakan suatu rencana dengan sistem terpadu yang melibatkan seluruh sektor yang

terkait dan dilaksanakan secara bertahap dengan mengacu pada tingkat kebutuhan dan

sumber daya yang tersedia. Terakhir, pengendalian banjir harus melibatkan seluruh

elemen-elemen masyarakat dalam segi teknis ataupun non-teknis.

2.1.4.1. Metode Pengendalian Banjir

Dengan memperhatikan prinsip-prinsip dan strategi pengendalian banjir tersebut

diatas, sistem pengendalian banjir, berdasarkan metode pengendaliannya, dapat

digolongkan atas metode pengendalian banjir dengan bangunan (structural methods)

dan metode dengan pengaturan (non structural methods).





1. Metode Struktural (Structural Methods)

Penanganan banjir dengan metode struktural pada prinsipnya dilaksanakan

dengan membuat stuktur/bangunan air dan menerapkan ilmu rekayasa

bangunan dan mengakibatkan berubahnya kondisi eksisting sungai. Beberapa

yang termasuk dalam metode struktural antara lain:

• Peningkatan Kapasitas Pengaliran Penampang Sungai

Peningkatan kapasitas pengaliran pada penampang sungai dapat

dilaksanakan dengan pelebaran sungai atau pengerukan sungai. Kedua

metode tersebut diterapkan dengan memanfaatkan ilmu Hidrolika.

Berdasarkan Rumus Manning :

2

1

3

21

SRn

VAQ =×=

(2-23)

dimana:

A = Luas penampang sungai

n = faktor kekasaran

R = jari-jari hidrolis

S = kemiringan dari permukaan air

Gambar 2. 4 Penampang sungai

Keterangan :

B1 = Lebar penampang sungai eksisting

B2 = Lebar penampang sungai akhir





Gambar 2.5 Perluasan saluran vertikal

Keterangan :

H1 = Tinggi penampang sungai eksisting

H2 = Lebar penampang sungai akhir

Bangunan-bangunan air yang dapat dimanfaatkan sebagai sarana pengendalian

banjir yaitu :

• Bangunan Tanggul

Tanggul merupakan bangunan penahan air yang dibangun pada jarak

tertentu dari sungai. Tujuannya adalah meningkatkan kapasitas pengaliran

penampang sungai pada arah vertikal tanpa perlu mengeruk dasar sungai.

Jika tanggul yang dibangun dilengkapi bantaran banjir yang cukup luas,

maka meningkatkan kapasitas pengaliran sungai selain terjadi dalam

vertikal keatas, juga terjadi dalam arah horizontal.

Gambar 2.6 Pembuatan tanggul sungai

Keterangan :

B1 = Lebar penampang sungai eksisting

B2 = Lebar penampang sungai akhir

• Bangunan Sudetan

Sudetan adalah bangunan air berupa saluran pengalih yang berfungsi

memperbesar kecepatan dan debit pengaliran akibat meningkatnya

kemiringan dasar sungai. Akibat berkurangnya panjang sungai, jarak yang

ditempuh aliran banjir menjadi semakin pendek, sehingga air banjir lebih

cepat melewati alur sungai.





Gambar 2. 7 Sodetan sungai

Keterangan :

L1 = panjang sungai eksisting

S1 = kemiringan sungai eksisting

H = ketinggian sungai

L2 = panjang sungai setelah penyodetan

S2 = kemiringan sungai setelah penyodetan

• Bendungan dan Kolam Retensi

Bendungan dan kolam retensi berfungsi untuk menahan volume banjir

didaerah tampungan banjir berupa bendungan atau kolam retensi yang

dibangun dibagian hulu daerah yang akan dilindungi. Meskipun jumlah

volume banjir sebenarnya tidak mengalami perubahan, namun debit yang

mengalir dapat berkurang karena volume banjir ditampung dan dikeluarkan

dalam waktu yang lebih panjang (efek rentensi).

Gambar 2. 8 Kolam retensi

Keterangan :

Q1 =debit awal sebelum memasuki reservoar

Q2 = debit akhir setelah memasuki reservoar





2. Metode Non-Struktural (Non-Structural Methods)

Penanganan banjir dengan metode non-struktural lebih menekankan pada

konsep manajemen tanpa mempengaruhi kondisi/rejime sungai eksisting.

Beberapa yang termasuk dalam metode struktural antara lain:

a. Penghijauan atau penghutanan kembali melalui kegiatan penanaman

tanaman, rumput, bermacam penutup tanah, dan tanaman serba guna

pada Daerah Aliran Sungai yang diharapkan dapat mengurangi laju

atau jumlah limpasan air dari DAS, sekaligus mengurasi erosi dan

sedimentasi.

b. Pengendalian pengembangan pengendalian pengembangan daerah

bantaran banjir, termasuk peraturan zona tata guna lahan dan

pengendalian bangunan, perlindungan banjir/flood proofing, peringatan

dan peramalan banjir.

2.1.4.2. Sistem Drainase

Sistem drainase merupakan salah satu aspek yang sangat terkait dengan pengendalian

banjir karena tanpa adanya sistem drainase yang baik maka secanggih apapun

perencanaan pengendalian banjir maka tidak akan berhasil.

1. Kapasitas Saluran

Dalam perencanaan saluran drainase juga mempertimbangkan kapasitas

tampungan limpasan air dalam jumlah tertentu tanpa menimbulkan banjir.

Karena kapasitasnya yang terbatas maka untuk menghitung kapasitas

maksimum saluran drainase dapat digunakan rumus berikut :

Qsaluran = v . A (2-24)

V = R2/3

s1/2

/ n (Manning)

V = K (R.S) ½

(de Chezy)

A = 0,5 (Lb+La)h (bentuk saluran trapesium)

A = L . h

Di mana:

Qsal = kapasitas pengaliran saluran drainase (m3)





V = kecepatan aliran (m/detik)

R = radius hidrolik (luas basah) dibagi keliling saluran (m)

s = kemiringan saluran

n = koefisien kekasaran

A = luas penampang basah (m2)

Lb = lebar bawah sungai (m)

La = lebar atas sungai (m)

H = kedalaman sungai (m)

Rumus di atas berlaku untuk menghitung kapasitas saluran dengan asumsi

bahwa aliran yang terjadi adalah aliran seragam.

Tabel 2.9 Koefisien Kekasaran dinding saluran

2. Kecepatan Aliran

Penentuan kecepatan aliran air di dalam saluran yang direncanakan

didasarkan pada kecepatan minimum yang diperbolehkan agar tetap Self

Cleansing dan kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar konstruksi

tetap aman.

Tabel 2.10 Batasan kecepatan aliran di dalam saluran

3. Kemiringan Saluran dan Talud

Kemiringan saluran yang dimaksudkan dalam perencanaan ini adalah

kemiringan dasar saluran, sedangkan talud saluran adalah kemiringan

dinding saluran. Tujuan perencanaannya adalah agar dapat mengalir dengan





pengaliran gravitasi dengan batasan kecepatan maksimum dan minimum

sehingga dapat membersihkan endapan sendiri ( Self Cleansing Velocity ).

Perencanaan kemiringan saluran juga dipakai untuk memperhitungkan

waktu konsentrasi. Dengan kemiringan saluran yang panjang dan

kemiringannya berbeda-beda, maka didapat kecepatan rata-rata. Dengan

kecepatan rata-rata dan panjang kumulatif saluran dapat diketahui waktu

pencapaian aliran puncak pada suatu profil saluran tertentu dengan rumus :

r

i

V

LTc = (2-25)

2/1

r

3/2

r SRn

1Vr = ( Manning ) (2-26)

2

i

ii

r )L

SL(S = ( de Chezy ) (2-27)

Dimana :

Sr = kemiringan rata-rata

Li = panjang section

Si = kemiringan section

Sedangkan untuk perencanan talud saluran tergantung pada ada atau

tidaknya perkerasan pada saluran, yakni :

• Saluran tanpa perkerasan, maka talud saluran adalah 45 °

• Saluran dengan perkerasan space cukup, maka talud saluran adalah 60°

• Saluran dengan perkerasan space terbatas , maka talud saluran adalah 90°





2.2 Gelombang

Gelombang merupakan salah satu fenomena proses fisik yang terjadi di pantai.

Gelombang pada perairan dapat didefinisikan sebagai perubahan elevasi perairan

secara harmonik yang ditimbulkan oleh beberapa gaya, yaitu gaya angin, gaya gempa

di laut, kapal yang bergerak, dan lain-lain. Sketsa definisi gelombang dapat dilihat

pada

H=a/2

L

d atau h

SWL

η

C

X

Z

z = -d

Gambar 2.9 Sketsa definisi gelombang.

Dari gambar di atas, dapat dilihat beberapa hal:

x = koordinat horizontal

z = koordinat vertikal

atau h = kedalaman dihitung dari SWL

SWL = Still Water Level (muka air rata-rata)

),( txn = a cos (kx-ωt) = elevasi muka air terhadap muka air rerata

a = amplitudo gelombang = (H/2)

H = tinggi gelombang = 2 a

L = panjang gelombang

T = periode gelombang, interval waktu yang diperlukan oleh partikel

kembali pada kedudukan yang sama dengan kedudukan sebelumnya.

C = kecepatan rambat gelombang = L/T

k = angka gelombang = jumlah gelombang = (2π/L)

ω = frekuensi gelombang = (2π/T)





2.2.1 Teori Pembangkitan Gelombang

Gelombang di laut dapat dibedakan menjadi beberapa macam tergantung gaya

pembangkitnya. Gelombang tersebut adalah gelombang angin yang dibangkitkan oleh

tiupan angin di permukaan laut, gelombang pasang surut dibangkitkan oleh gaya tarik

menarik benda-benda langit terutama matahari dan bulan terhadap bumi, dan

gelombang tsunami yang terjadi akibat letusan gunung api laut atau gempa bumi di

dasar laut.

Diantara gelombang tersebut yang paling berpengaruh dalam perencanan bangunan

pantai adalah gelombang yang dibangkitkan oleh angin (yang selanjutnya disebut

gelombang) dan gelombang yang dibangkitkan oleh pasang surut. Gelombang dapat

menimbulkan energi untuk membentuk pantai, menimbulkan arus, dan transpor

sedimen dalam arah tegak lurus sepanjang pantai, serta menyebabkan gaya-gaya yang

bekerja pada bangunan pantai. Gelombang merupakan faktor utama di dalam

penentuan tata letak (layout) pelabuhan, alur pelayaran, dan perencanaan bangunan

pantai. Pasang surut juga merupakan faktor penting karena bisa menimbulkan arus

yang cukup kuat terutama didaerah yang sempit seperti di teluk, estuari dan muara

sungai. Selain itu elevasi muka air pasang surut juga sangat penting dalam

perencanaan bangunan pantai. Pasang surut akan dibahas tersendiri pada bagian sub

bab Pantai.

2.2.1.1 Angin

Angin merupakan pembangkit gelombang laut yang utama. Angin merupakan suatu

sirkulasi udara yang kurang lebih sejajar dengan permukaan bumi. Pergerakan

sirkulasi udara ini disebabkan oleh perubahan temperatur atmosfer karena perbedaan

posisi bumi yang berbeda-beda sepanjang tahun terhadap matahari. Perubahan

temperatur atmosfer juga memacu perbedaan tekanan udara pada bagian-bagian bumi

sehingga angin akan bergerak dari tekanan tinggi menuju tekanan rendah.

Kecepatan angin diukur dengan sebuah alat yang dikenal sebagai anemometer.

Apabila tidak tersedia anemometer, keadaan angin dapat diperkirakan berdasarkan





keadan lingkungan dengan menggunakan skala Beaufort, seperti yang ditunjukkan di

bawah ini

Tabel 2.11 Skala Beaufort

Tingkat Sifat angin Keadaan LingkunganKecepatan Angin

V (knot)

Tekanan Angin P

(kg/m2)

0 Sunyi (calm ) Tidak ada angin, asap mengumpul 0-1 0.2

1 Angin sepoi Arah angin terlihat pada arah asap, 1-3 0.8

tidak ada bendera angin

2 Angin sangat lemah Angin terasa pada muka, 4-6 3.5

daun ringan bergerak

3 Angin lemah Daun/ranting terus menerus bergerak 7-10 8.1

4 Angin sedang Daun/kertas tertiup, 11-16 15.7

ranting dan cabang kecil bergerak

5 Angin agak kuat Pohon kecil bergerak, buih kecil di laut. 17-21 26.6

6 Angin kuat Dahan besar bergerak, suara mendesir 22-27 41.0

kawat telepon

7 Angin kencang Pohon seluruhnya bergerak, perjalanan 28-33 60.1

di luar sukar.

8 Angin sangat kuat Ranting pohon patah, berjalan menentang angin. 34-30 83.2

9 Badai Kerusakan kecil pada rumah, 41-47 102.5

genting tertiup dan terlempar.

10 Badai kuat Pohon tumbang dan kerusakan besar pada rumah. 48-55 147.5

11 Angin ribut Kerusakan karena badai terdapat di daerah yang luas 56-63 188.0

12 Angin topan Pohon besar tumbang, rumah rusak berat. 64 213.0

Kecepatan angin biasanya dinyatakan dalam knot. Satu knot adalah panjang satu

menit garis bujur melalui khatulistiwa yang ditempuh dalam satu jam, atau 1 knot =

1852 km/jam. Data angin ini dicatat setiap jamnya. Dengan pencatatan angin jam-

jaman tersebut akan dapat diketahui angin dengan kecepatan tertentu dan durasinya,

kecepatan angin maksimum, arah angin, dan dapat pula dihitung kecepatan angin

rerata harian. Sedangkan data angin yang diperlukan untuk perencanaan adalah data

data angin maksimum harian tiap jam berikut informasi mengenai arahnya yang

diperoleh dari Badan Geofisika dan Meteorologi setempat.

2.2.1.2 Analisa Data Angin

Setelah data angin maksimum dikumpulkan dan dicatat dalam periode sepuluh tahun

berturut-turut maka selanjutnya data angin tersebut diklasifikasikan berdasarkan

kecepatan dan arah yang kemudian dihitung besarnya prosentase kejadiannya. Arah

angin dinyatakan dalam bentuk delapan penjuru arah mata angin (Utara, Timur Laut,

Timur, Tenggara, Selatan, Barat Daya, Barat dan Barat Laut).





Dalam bentuk tabel angka-angka statistik klasifikasi angin tersebut dapat disajikan

secara visual dalam bentuk windrose. Dalam gambar tersebut, garis-garis radial

adalah arah angin dan tiap lingkaran menunjukkan prosentase kejadian angin dalam

periode waktu pengukuran. Penyajian statistik total (semua tahun data yang berhasil

dikumpulkan) kadang-kadang tidak mempunyai banyak arti karena musim angin dari

bulan ke bulan bervariasi. Yang justru lebih sering dibutuhkan adalah statistik angin

bulanan untuk mengetahui perilaku angin dan gelombang yang ditimbulkan menurut

bulan kejadiannya.

Adapun langkah-langkah analisa angin adalah sebagai berikut:

1. - Tentukan besar dan arah dari angin maksimum harian.

2. - Kelompokkan data angin tersebut menurut 8 arah mata angin.

3. - Hitung prosentase kejadian untuk setiap kecepatan angin pada setiap arahnya.

4. - Visualisasi data berdasarkan windrose.

Gambar 2.10 Contoh Windrose

2.2.2 Karakteristik Gelombang

Beberapa karakteristik gelombang yang sering digunakan dalam berbagai analisa

gelombang adalah perioda gelombang (T), tinggi gelombang (H), kecepatan

gelombang (C), kecepatan sudut gelombang (w), bilangan gelombang (k), dan arah

gelombang. Perioda gelombang selalu merupakan besaran yang diketahui dan selalu

tetap besarnya pada seluruh medan gelombang. Tinggi gelombang dapat diketahui

pada suatu posisi dan pada posisi lain adalah merupakan suatu besaran yang dicari

melalui analisa transformasi gelombang. Dengan diketahuinya perioda gelombang (T)





dan kedalaman perairan (h), dapat dicari karakteristik gelombang yang lainnya.

Persamaan yang menghubungkan antara T dan k dinyatakan dalam suatu persamaan

implisit yang disebut dengan persamaan dispersi seperti di bawah ini:

( )kdgk tanh2 =σ (2-28)

Dimana:

g = percepatan gravitasi

d = kedalaman perairan

Dengan diketahuinya T dan h, maka k dapat dicari melalui persamaan dispersi di atas

dengan bantuan metoda iterasi. Selanjutnya panjang gelombang dapat dicari sebagai

berikut:

Lk

π2= dan

T

πσ

2= (2-29)

maka persamaan dispersi di atas menjadi:

LL

gT

πππ 2tanh

222

=

Bila panjang gelombang di laut dalam diketahui, maka panjang gelombang di

kedalaman perairan tertentu dapat ditentukan dengan bantuan tabel panjang

gelombang yang dapat dilihat pada SPM Volume 1, 1984.

Dengan substitusi L = C x T ke persamaan panjang gelombang di atas, maka akan

diperoleh:

CT

dgTC

π

π

2tanh

2=

CT

dgTL

π

π

2tanh

2

2

=

Sementara itu kecepatan grup gelombang, Cg, dapat dicari dengan persamaan di

bawah ini:

Ckd

kdCg

+=

)2sinh(

21

2

1 (2-30)





2.2.3 Klasifikasi Gelombang

Gelombang yang menjalar dari laut dalam adalah gelombang sinusiodal. Penjalaran

gelombang di laut dalam tidak dipengaruhi oleh dasar, tetapi gelombang di laut

transisi dan laut dangkal penjalarannya dipengaruhi oleh dasar. Di daerah ini apabila

ditinjau suatu garis puncak gelombang, bagian dari puncak gelombang yang berada di

kedalaman yang lebih dangkal akan menjalar dengan kecepatan lebih kecil daripada

bagian yang menjalar di kedalaman yang lebih besar.

Berdasarkan kedalaman relatif, yaitu perbandingan antara kedalaman air d dan

panjang gelombang L, (d/L), gelombang dapat diklasifikasikan menjadi tiga macam

yaitu:

Tabel 2.12 Klasifikasi gelombang

Kalsifikasi diatas dilaksanakan untuk menyederhanakan persamaan umum

gelombang.

• Untuk gelombang di laut dalam d/L ≥ 0.5, maka nilai tanh(2πd/L) =1 sehingga

persamaan umum gelombang (1) dan (2) menjadi

π2

gTC =

π2

2gT

L =

Apabila nilai percepatan gravitasi adalah 9.81 m/det2 maka persamaan umum

gelombang menjadi:

L = 1.56 T2 (2-31)





• Untuk gelombang di laut transisi, denga nilai 1/20 < d/L < 0.5, maka cepat

rambat dan panjang gelombang

==

L

dtg

Lo

L

Co

C π2 (2-32)

• Untuk gelombang di laut dangkal d/L ≤ 1/20, maka nilai tanh(2πd/L) =2πd/L

dgC =

TCTdgC == (2-33)

Persamaan diatas menunjukkan bahwa di laut dangkal cepat rambat dan

panjang gelombang hanya tergantung pada kedalaman air.

2.2.4 Deformasi Gelombang

Apabila suatu deretan gelombang bergerak menuju pantai, gelombang tersebut akan

mengalami perubahan bentuk yang disebabkan oleh shoaling, refraksi, difraksi,

refleksi dan gelombang pecah.

BL

Pantai

Arus longshore

terjadi transformasi gelombang

1. Shoaling

2. Refraksi

3.Difraksi

4. Refleksi

5.Gelombang pecah

6. Longshore current

7. Longshore Transport

Ho, To

Laut dalam

Gambar 2.11 Transformasi gelombang dari laut dalam

2.2.4.1. Shoaling dan Refraksi

Dalam penjalarannya gelombang mengalami transformasi salah satunya adalah

shoaling dan refraksi. Shoaling adalah pendangkalan gelombang yang disebabkan

oleh berkurangnya cepat rambat gelombang karena kedalaman, karena dengan

berkurangnya kedalaman maka gelombang akan terpengaruh oleh dasar laut yang





akan mengakibatkan berkurangnya cepat rambat, sehingga panjang gelombang juga

akan berkurang secara linier. Sedangkan refraksi adalah pembelokan gelombang yang

terjadi karena variasi cepat rambat gelombang sepanjang puncak gelombang yang

bergerak dan membentuk sudut dengan kontur dasar laut, hal ini terjadi karena

gelombang laut dalam bergerak lebih cepat dari pada gelombang di laut dangkal,

shoaling dan refraksi terjadi secara simultan. Persamaan shoaling dapat diturunkan

dari persamaan daya gelombang (P).

P = E Cg (2-34)

2

8

1HgE ρ= = Energi gelombang

Cg = n C = kecepatan group gelombang

Gambar 2.12 Shoaling

Gambar 2. 13 Shoaling dan Refraksi

Sumber : Teknik Pantai, Bambang Triatmodjo





+=

==

=

=

=

khh

khn

KsHCn

CnHH

CnHgCnHg

CgECgE

PP

2sin

21

2

1

8

1

8

1

1

22

1112

22

2

211

2

1

2211

21

ρρ

Gambar 2.14 Refraksi


2.2.4.2 Difraksi

Difraksi adalah fenomena transfer energi yang terjadi secara lateral sepanjang puncak

gelombang, dalam arah penjalaran gelombang datang akan terganggu oleh pulau atau

rintangan lain dimana hal ini akan membuat gelombang tersebut akan masuk ke

daerah terlindung dibelakang rintangan itu.

Persamaan difraksi.

1

1

'' HKHH

HK =→= (2-35)

Dimana : K’ = koefisien difraksi

H = tinggi gelombang di daerah yang terpengaruh difraksi

H1 = tinggi gelombang di daerah yang tidak terpengaruh difraksi





Gambar 2.15 Difraksi


2.2.4.3 Refleksi

Refleksi yaitu pemantulan gelombang sebagian atau seluruhnya karena gelombang

datang mengenai/membentur suatu rintangan. Besar kemampuan suatu gelombang

memantulkan suatu gelombang diberikan oleh koefisien refleksi, yaitu perbandingan

antara tinggi gelombang refleksi dan tinggi gelombang datang.

2.2.4.4 Gelombang Pecah

Gelombang pecah terjadi apabila tinggi gelombang jauh lebih besar daripada panjang

gelombang, sehingga gelombang tidak stabil dan akhirnya pecah, hal ini terjadi karena

perubahan kedalaman (daerah dekat pantai dengan kedalaman lebih kecil) maka cepat

rambat gelombang akan berkurang seiring dengan berkurangnya panjang gelombang

tersebut (refraksi), sehingga akan mengakibatkan kemiringan gelombang. Kemiringan

yang lebih tajam dari batas maksimum akan menyebabkan gelombang tidak stabil dan

akhirnya pecah.

Batas rasio terjadinya gelombang pecah

Di laut dalam, Michell (1893)

7

1142.0 ≈=

Lo

Ho (2-36)

Di laut dangkal, Munk (1949)

( )28.1

'3.3

1

' 31

==Hb

dbdan

LooHoH

Hb (2-37)





Dimana :

Hb = tinggi gelombang pecah

db = kedalaman gelombang pecah

H’o = tinggi gelombang datang ( tidak terpengaruh refraksi) di laut dalam

Lo = panjang gelombang datang

Hbdbdan

oHHb

' bergantung pada slope pantai dan kecuraman gelombang

datang.

Gambar 2.16 Gelombang pecah

Sumber : Principles Of Sediment Transport in Rivers, Estuaries, and Coastal Seas

2.2.5 Peramalan Gelombang

Dalam perencanaan bangunan pantai perlu dipilih tinggi dan periode gelombang yang

dapat mewakili spektrum gelombang . Untuk mendapatkan gelombang representatif

tersebut dapat dapat dilaksanakan dengan dua cara baik dengan pengukuran langsung

ataupun dengan peramalan gelombang (hidcasting) yang mentransformasi data angin

menjadi data gelombang.

2.2.5.1. Pengukuran Langsung

Salah satu cara penentuan tinggi gelombang yang akan digunakan dalam suatu desain

bangunan pantai adalah dengan pengukuran langsung. Pengukuran langsung ini dilakukan

dengan mengamati gelombang pada lokasi studi (biasanya di daerah surf zone) menggunakan

alat yang disebut Wave Recorder.

Gambar 2.17 Wave Recorder





Namun, pencatatan dapat juga dilakukan dengan yang berupa pengamatan naik

turunnya muka air yang berurutan pada papan duga dan stop watch atau menggunakan

alat pencatat otomatis lainnya seperti wave rider, capitance gage, dan wave pressure

gage. Pengamatan dengan peralatan sederhana mempunyai kendala karena tidak bisa

memberikan hasil yang teliti dan tidak bisa memeberikan data gelombang secara

berurutan. Sedangkan alat pencatat otomatis dapat memberikan hasil pengukuran

yang teliti namun sangat mahal dan tak terlepas dari resiko hilang ataupun rusak.

Karena pemasalahan tersebut, untuk mendapatkan data gelombang representatif

biasanya menggunakan transformasi data angin menjadi data gelombang

(hindcasting).

2.2.5.2. Hindcasting

Salah satu cara peramalan gelombang adalah dengan melakukan pengolahan data

angin. Prediksi gelombang disebut hindcasting jika dihitung berdasarkan kondisi

meteorologi yang telah lampau dan forecasting jika dihitung berdasarkan kondisi

meteorologi hasil prediksi. Prosedur penghitungan keduanya sama, perbedaannya

hanya pada sumber data meteorologinya.

Gelombang laut yang akan diramal adalah gelombang di laut dalam suatu perairan

yang dibangkitkan oleh angin, kemudian merambat ke arah pantai dan pecah seiring

dengan mendangkalnya perairan di dekat pantai. Hasil peramalan gelombang berupa

tinggi dan perioda gelombang signifikan untuk setiap data angin. Data-data yang

dibutuhkan untuk meramal gelombang terdiri dari:

1. Penentuan Wind Stress Factor (UA)

Data angin yang berupa kecepatan perlu dikoreksi untuk mendapatkan wind

stress factor (UA). Adapun koreksi tersebut meliputi:

• Koreksi Elevasi

Data angin yang digunakan adalah data angin yang diukur pada elevasi 10 m

dari permukaan tanah. Apabila angin tidak diukur pada elevasi tersebut, maka

harus dikoreksi dengan persamaan:





7

1

10

10

=

zuu z (2-38)

Dimana:

10 = kecepatan angin hasil koreksi elevasi (m/s)

uz = kecepatan angin yang tidak diukur pada ketinggian 10 m (m/s)

z = elevasi alat ukur (m)

• Koreksi Durasi

Data angin yang tersedia biasanya tidak disebutkan durasinya atau merupakan

data hasil pengamatan sesaat. Kondisi sebenarnya kecepatan angin adalah

selalu berubah-ubah meskipun pada arah yang sama. Untuk melakukan

hindcasting, diperlukan juga durasi atau lama angin bertiup, di mana selama

dalam durasi tersebut dianggap kecepatan angin adalah konstan. Oleh karena

itu, koreksi durasi ini dilakukan untuk mendapatkan kecepatan angin rata-rata

selama durasi angin bertiup yang diinginkan.

Berdasarkan data hasil pengamatan angin sesaat, dapat dihitung kecepatan

angin rata-rata untuk suatu durasi angin tertentu, dengan prosedur sebagai

berikut:

a. Diketahui kecepatan angin sesaat adalah uf. Akan ditentukan kecepatan

angin dengan durasi t detik (ut).

b. det1609

1

fut =

c. Menghitung u3600.

cu

u f=

3600

c

uu

f=3600

dengan:

+=

tc

45log9.0tanh296.0277.1 untuk 1 < t1 < 3600 detik

5334.1log15.0 1 +−= tc untuk 3600 < t1 < 36000 detik





d. Menghitung ut, t = durasi yang ditentukan.

cu

ut =3600

(2-39)

c

uu t=3600

dengan:

+=

tc

45log9.0tanh296.0277.1 untuk 1 < t1 < 3600 detik

5334.1log15.0 1 +−= tc untuk 3600 < t1 < 36000 detik

Dimana:

uf = kecepatan angin maksimum hasil koreksi elevasi (m/s)

ut = kecepatan angin rata-rata untuk durasi angin yang diinginkan

(m/s)

t = durasi waktu yang diinginkan (detik)

• Koreksi Stabilitas

Apabila terdapat perbedaan temperatur antara udara dan laut, maka kecepatan

angin efektif dapat diperoleh dengan melakukan koreksi stabilitas sebagai

berikut:

tt Ruu .= (2-40)

Dimana:

RT = rasio amplifikasi, diperoleh dari grafik

ut = kecepatan angin hasil koreksi durasi (m/s)

Apabila data perbedaan temperatur tidak diketahui, maka SPM 1984

menyarankan penggunaan RT = 1,1.





Gambar 2.18 Grafik Rasio Amplifikasi.

• Koreksi Lokasi Pengamatan

Apabila pengukuran data angin dilakukan di atas daratan, maka perlu ada

koreksi lokasi untuk menjadikan data angin di atas daratan menjadi data angin

hasil pengukuran di laut. Berikut ini adalah persamaan yang digunakan:

Lt Ruu .= (2-41)

Dimana:

RL = rasio kecepatan angin di atas laut dengan di daratan

digunakan grafik

ut = kecepatan angin hasil koreksi stabilitas (m/s)

Untuk pengukuran angin yang dilakukan di pantai atau di laut, koreksi ini tidak

perlu dilakukan (RL =1).

Gambar 2.19 Grafik rasio kecepatan angin di atas laut dengan di daratan.





• Koreksi Koefisien Seret

Setelah data kecepatan angin melalui koreksi-koreksi di atas, maka data

tersebut dikonversi menjadi wind stress factor (UA) dengan menggunakan

persamaan di bawah ini:

23.1

A 71.0U U= (2-42)

di mana:

U = kecepatan angin hasil koreksi-koreksi sebelumnya (m/s)

UA = wind stress factor (m/s)

2. Daerah Pembentukan Gelombang (Fetch Efektif)

Fetch adalah daerah pembentukan gelombang yang diasumsikan memiliki

arah dan kecepatan angin yang relatif konstan. Karakteristik gelombang yang

ditimbulkan oleh angin ditentukan juga oleh panjang fetch.

Fetch efektif di titik tertentu adalah area dalam radius perairan yang

melingkupi titik tersebut di mana dalam area tersebut angin bertiup dengan

kecepatan konstan dari arah manapun menuju titik tersebut. Jika tidak dibatasi

pulau, maka radius perairannya adalah sebesar 200 km. Namun jika dibatasi

pulau, maka radius perairannya bisa kurang dari 200 km, bergantung pada

jarak pulau tersebut dari titik tinjau.

Penghitungan panjang fetch efektif ini dilakukan dengan menggunakan

bantuan peta topografi lokasi dengan skala yang cukup besar, sehingga dapat

terlihat pulau-pulau atau daratan yang mempengaruhi pembentukan

gelombang di suatu lokasi. Penentuan titik fetch diambil pada posisi laut

dalam dari lokasi perairan yang ditinjau. Ini karena gelombang yang

dibangkitkan oleh angin terbentuk di laut dalam suatu perairan, kemudian

merambat ke arah pantai dan pecah seiring dengan mendangkalnya dasar

perairan di dekat pantai.





Pada peramalan gelombang, data yang digunakan adalah data-data besar

kecepatan angin maksimum harian berikut arahnya yang kemudian diproyeksi

ke delapan arah mata angin utama. Selain itu juga dibutuhkan informasi

tentang panjang fetch efektif untuk delapan arah mata angin utama.

Untuk menghitung panjang fetch digunakan prosedur sebagai berikut:

a) Tarik garis fetch untuk suatu arah.

b) Tarik garis fetch dengan penyimpangan sebesar 50 dan –5

0 dari suatu arah

sampai pada batas areal yang lain. Pengambilan nilai 50

ini dilakukan

mengingat adanya keadaan bahwa angin bertiup dalam arah yang

bervariasi atau sembarang, maka panjang fetch diukur dari titik

pengamatan dengan interval 50. Tiap garis pada akhirnya memiliki 9 garis

fetch.

c) Ukur panjang fetch tersebut sampai menyentuh daratan terdekat, kalikan

dengan skala peta.

d) Panjang fetch efektif adalah:

∑

∑

=

==k

i

i

k

i

iiF

Feff

1

1

cos

cos

α

α

(2-43)

Dimana:

Fi = panjang fetch ke-i

ai = sudut pengukuran fetch ke-i

i = nomor pengukuranfetch

k = jumlah pengukuran fetch

2.2.5.3. Peramalan Tinggi dan Periode Gelombang

Untuk menentukan tinggi gelombang dan perioda gelombang, digunakan data hasil

hindcasting yang berupa Feff dan UA. Kedua parameter tersebut digunakan ke dalam

tiga persamaan berikut sesuai dengan prosedur peramalan gelombang dari SPM 1984:





2

1

2

20016.0

=

A

effAmo

U

gxF

g

xUH (2-44)

3

1

2

2857.0

=

A

effAp

U

gxF

g

xUT (2-45)

43

2

21015.78.68 x

U

gxFx

U

gxt

A

eff

A

≤

= (2-46)

Dimana:

Hmo = tinggi gelombang signifikan menurut energi spektral (m)

TP = perioda puncak spektrum (detik)

g = percepatan gravitasi bumi = 9.81 (m/s2)

UA = wind stress factor (m/s)

Feff = panjang fetch efektif (m)

T = durasi angin yang bertiup (detik)

Adapun prosedur peramalan gelombang adalah sebagai berikut:

1. Analisa perbandingan pada persamaan (2-45) di atas. Jika tidak memenuhi

persamaan tersebut, maka gelombang yang terjadi merupakan hasil

pembentukan gelombang sempurna. Penghitungan tinggi dan perioda

gelombangnya menggunakan persamaan-persamaan berikut:

g

xUH A

mo

22433.0

= (2-47)

g

xUT A

p

134.8= (2-48)

2. Jika hasil analisa perbandingan memenuhi persamaan (2-45) di atas, maka

gelombang yang terjadi merupakan hasil pembentukan gelombang tidak

sempurna. Pembentukan gelombang tidak sempurna ini ada 2 (dua) jenis,

yaitu pembentukan gelombang terbatas fetch dan terbatas durasi. Untuk

membedakannya perlu diketahui terlebih dahulu durasi kritis (tc), sebagai

berikut:

3

2

2

8.68

=

A

effAc

U

gxF

g

xUt (2-49)





3. Periksa durasi data yang ditentukan (t), lalu bandingkan terhadap durasi kritis

(tc).

a) Jika t > tc, maka gelombang yang terjadi merupakan gelombang hasil

pembentukan terbatas fetch. Pada pembentukan jenis ini, durasi angin yang

bertiup cukup lama. Penghitungan tinggi dan perioda gelombangnya

dilakukan dengan menggunakan persamaan (2-43) dan (2-44).

b) Jika t > tc, maka gelombang yang terjadi merupakan gelombang hasil

pembentukan terbatas durasi. Pada pembentukan ini, durasi angin yang

bertiup tidak cukup lama. Penghitungan tinggi dan perioda gelombangnya

dilakukan dengan menggunakan persamaan (2-43) dan (2-44) dengan

terlebih dahulu mengganti panjang Feff dengan Fmin berikut ini:

2

32

min6.68

=

A

A

xU

gxt

g

UF (2-50)

2.2.5.4 Waverose

Dari hasil hindcasting yang merupakan transformasi data angin menjadi data

gelombang, selanjutnya gelombang diklasifikasikan berdasarkan arah gelombang

sesuai dengan arah fetch gelombang. Kemudian dihitung besarnya persentase kejadian

berdasarakan arah fetch gelombang dan divisualisasilkan dalam bentuk waverose.

Secara umum antara waverose dan windrose hampir sama hanya dibedakan oleh data

yang ingin ditampilakan, dimana waverose menampilkan data gelombang berikut

dengan arah dan ketinggian gelombang sesuai arah fetch gelombang.

NW NE

0.2-0.4

"Calm Percentage : 54.55 %"

calm

W

SW

0.4-0.6 0.6-0.8 0.8-1.0 1.0-1.2 >1.2

S

SE

E

Wave Rose Perairan Kuta

Januari

N

Gambar 2.20 Contoh Waverose





2.2.6 Analisis Frekuensi Gelombang Ektrim

Penentuan tinggi gelombang rencana dengan periode ulang tertentu dapat dihitung

menggunakan metode analisa frekuensi. Beberapa metoda yang sangat dikenal antara

lain adalah Gumbell, dan Log Pearson Type III. Metoda yang dipakai nantinya harus

ditentukan dengan melihat karakteristik distribusi gelombang daerah setempat.

Periode ulang yang akan dihitung pada masing-masing metode adalah untuk periode

ulang 2, 5, 10, 25, 50 serta 100 tahun.

2.2.6.1. Metode Distribusi Gumbell

Metoda distribusi Gumbell yang banyak digunakan dalam analisa frekuensi

mempunyai rumus:

Xt = X + K. Sx (2-51)

K = (Yt - Yn)/Sn.

Yt =

+

1-T

T log 2.303 0.834 -

Dimana:

Xt = tinggi gelombang untuk periode ulang T tahun (m)

X = tinggi gelombang maksimum rata-rata

Sx = standar deviasi

K = faktor frekuensi

Yn = nilai rata-rata dari reduksi variat, nilainya tergantung dari jumlah

data

Sn = deviasi standar dari reduksi variat, nilainya tergantung dari jumlah

data

2.2.6.2 Metode Distribusi Log Pearson Type III

Metoda ini mempunyai persamaan sebagai berikut:

Log Xt = logX + K.S (2-52)

Dimana:

Log Xt = logaritmik tinggi gelombang untuk periode ulang T tahun

logX = logaritmik tinggi gelombang maksimum rata-rata.

= n

Xlog∑

S logX = standar deviasi = 1n

)logX(logX 2

−

−





K = karakteristik dari distribusi Log Pearson III

yang nilainya bergantung pada harga CS

CS = koefisien skewness =3

2

Si2)1).(n(n

logX)(logX

−−

−∑

Apabila nilai CS = 0, maka distribusi Log Pearson III identik dengan distribusi Log

Normal sehingga distribusi kumulatifnya akan tergambar sebagai garis lurus pada

kertas grafik log normal.

Perioda gelombang rencana bisa didapatkan dengan cara memetakan tinggi

gelombang yang didapat dari analisa frekuensi di atas ke scatter diagram perioda

gelombang terhadap tinggi gelombang.





2.3. Pantai

2.3.1 Fluktuasi Elevasi Muka Air Pantai

Elevasi muka air merupakan parameter sangat penting dalam perencanaan bangunan

pantai. Muka air laut berfluktuasi dengan periode yang lebih besar dari periode

gelombang. Dan ketinggian elevasi muka air tidak dipengaruhi oleh elevasi muka air

sungai tetapi oleh tsunami, pasang surut, dan kenaikan suhu global. Namun kenaikan

elevasi muka air juga dipengaruhi oleh gelombang (wave set-up) dan angin (wind set-

up).

Fluktuasi muka air laut karena tsunami, pasang surut dan gelombang badai

mempunyai periode yang berbeda-beda. Untuk gelombang tsunami periode

gelombang yang dipakai dalam satuan menit, setengah hari atau satu hari ( pasang

surut) , dan beberapa hari untuk gelombang badai. Sedangkan untuk akibat pemanasan

suhu global selalu bertambah seiring dengan pertambahan waktu.

Kenaikan muka air akibat gelombang (wave set-up) terjadi ketika gelombang yang

datang dari laut menyebabkan fluktuasi muka air di daerah pantai terhadap muka air

diam pada saat gelombang pecah. Kemudian dari titik gelombang pecah permukaan

air rerata miring ke atas ke arah pantai. Turunnya muka air tersebut dikenal dengan

wave set-down, sedangkan naiknya muka air disebut wave set up. Dengan

menggunakan Teori Longuet-Higgins dan Stewart (dalam CERC 1984 dan dalam

SPM 1984)

HbgT

HbSw

−=

282.2119.0 (2-53)

Dimana:

Sw = Tinggi wave-setup

Hb = Tinggi gelombang pecah

T = periode gelombang

g =percepatan gravitasi





Gambar 2.21 wave set up & wave set down

Sedangkan kenaikan muka air laut karena angin berlangsung saat angin dengan

kecepatan besar (strom surge). Fluktuasi elevasi muka air laut yang terjadi sangat

kompleks karena selain melibatkan interaksi angin dan air juga melibatkan perbedaan

tekanan atmosfer. Besarnya perubahan elevasi muka air akan sangat terhantung pada

kecepatan angin, fetch, dan kedalaman air dan kemiringan dasar. Biasanya ketika

gelombang badai terjadi, pasang surut juga terjadi. Besarnya kenaikan elevasi muka

air karena badai adalah :

2

Fih =∆ (2-54)

gd

VFch

2

2

=∆ (2-55)

Dimana:

∆h = Kenaikan elevasi muka air akibat 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)

g = percepatan gravitasi (m/dt2)





Dalam perencanaan bangunan pantai, dibutuhkan suatu elevasi muka air rencana yang

merupakan penjumlahan dari parameter-parameter yang telah disebutkan diatas

seperti tsunami, pasang surut, wave set-up, wind set-up, dan perubahan suhu global.

Namun kemungkinan parameter-parameter tersebut terjadi dalam waktu bersamaan

adalah sangat kecil karena penyebabnya yang berbeda. Sebagai contoh, tsunami

belum tentu bersamaan dengan gelombang badai karena penyebabnya yang berbeda.

Tsunami dapat terjadi pada saat cuaca cerah sehingga penggabungan tsunami,

gelombang besar (wave set-up, wind set-up) dan air pasang kemungkinan terjadinya

sangat kecil. Untuk itu, dalam penentuan elevasi muka air rencana didasarkan pada

dua kemungkinan paling umum yaitu akibat gelombang besar (badai) dan pasang

surut.

2.3.2 Pasang Surut

Pasang surut adalah fluktuasi muka air laut karena adanya gaya tarik benda-benda di

langit, terutama matahari dan bulan terhadap massa air di bumi. Meskipun massa

bulan jauh lebih kecil dari massa matahari, tetapi karena jarak bulan lebih dekat ke

bumi maka pengaruh gaya tarik bulan terhadap bumi lebih besar daripada pengaruh

gaya tarik matahari.

2.3.2.1. Pembangkitan Pasang Surut

Pembangkitan pasang surut yang dipengaruhi oleh gaya tarik menarik bumi, bulan

dan matahari dalam penjelasannya dianggap bahwa permukaan bumi dianggap

tertutup mrata oleh laut (bentuk permukaan air adalah bundar). Bumi berotasi sendiri

dalam mengelilingi matahari dalam waktu 24 jam, sedangkan bulan berotasi sendiri

dalam mengelilingi bumi pada saat yang bersamaan dalam waktu 24 jam 50 menit.

Selisih 50 menit ini menyebabkan besar gaya tarik bulan bergeser terlambat 50 menit

dari tinggi air yang ditimbulkan oleh gaya tarik matahari.

Gerak rotasi bumi mengelilingi matahari melalui suatu lintasan yang mempunyai

bentuk elliptis yang disebut bidang elliptis. Sudut inklinasi bumi terhadap bidang

elliptis sebesar 66.50, sedangkan sudut inklinasi bulan terhadap bidang rotasi bumi

adalah 50

9’. Jarak terdekat antara posisi bulan dan bumi disebut perigee dan jarak





terjauh disebut apogee, seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.22 . Keadaan

pasang pada saat perigee dan keadaan surut pada saat apogee.

Bm M

Bm

Bm

Bl

Bl Apogee

Perigee

Bm

orbit bumi

Gambar 2.22 Pergerakan bumi-bulan-matahari

Besar pengaruh bulan dan matahari terhadap permukaan air laut di bumi disesuaikan

dengan gaya-gaya yang bekerja satu sama lainnya. Adanya gaya tarik bulan dan

matahari menyebabkan lapisan air yang semula berbentuk bola menjadi ellips.

Peredaran bumi dan bulan pada orbitnya menyebabkan posisi bumi-bulan-matahari

selalu berubah setiap saat. Revolusi bulan terhadap bumi ditempuh dalam waktu 29.5

hari (jumlah hari dalam satu bulan menurut kalender tahun kamariah, yaitu tahun yang

didasarkan pada peredaran bulan). Pada sekitar tanggal 1 dan 15 (bulan muda dan

purnama) posisi bumi-bulan-matahari kira-kira berada pada satu garis lurus, seperti

yang dapat dilihat pada Gambar 2.23 sehingga gaya tarik bulan dan matahari

terhadap bumi saling memperkuat.

MBm

a

b

c

d

Bulan Purnama Bulan Mati

Bl Bl

a : tanpa pengaruh bulan dan

matahari

b : pengaruh matahari

c : pengaruh bulan

d : pengaruh bulan dan matahari

Gambar 2.23 Kedudukan bumi-bulan-matahari saat pasang purnama.





Dalam keadaan ini terjadi pasang surut purnama (pasang besar, spring tide), di mana

tinggi pasang surut sangat besar dibandingkan pada hari-hari yang lain. Sedangkan

sekitar tanggal 7 dan 21 (seperempat dan tiga perempat revolusi bulan terhadap bumi)

di mana bulan dan matahari membentuk sudut siku-siku terhadap bumi, seperti pada

Gambar 2.24, maka gaya tarik bulan terhadap bumi saling mengurangi. Dalam

keadaan ini terjadi pasang surut perbani (pasang kecil, neap tide) di mana tinggi

pasang surut kecil dibandingkan dengan hari-hari yang lain.

MBm

a

b

c

d

Seperempat

Pertama

Seperempat

Akhir

Bl

Bl

a : tanpa pengaruh bulan dan

matahari

b : pengaruh matahari

c : pengaruh bulan

d : pengaruh bulan dan matahari

Gambar 2.24 Kedudukan bumi-bulan-matahari saat pasang perbani

Gerakan benda-benda angkasa yang menimbulkan pasang surut berulang secara

periodik dan memiliki keteraturan tertentu, karena itu karakteristik pasang surut di

suatu lokasi pada masa yang akan datang dapat diramalkan berdasarkan data pasang

surut di lokasi tersebut pada waktu-waktu yang lampau.

2.3.2.2. Tipe Pasang Surut

Bentuk pasang surut di berbagai daerah tidak sama. Di suatu daerah dalam satu hari

dapat terjadi satu kali atau dua kali pasang surut. Secara umum pasang surut di

berbagai daerah dapat dibedakan dalam empat tipe, yaitu :

1. Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide)

Pasang surut harian ganda berarti dalam satu hari terjadi dua kali air pasang

dan dua kali air surut dengan tinggi yang hampir sama dan pasang surut terjadi

secara berurutan secara teratur. Periode pasang surut rata-rata adalah 12 jam

24 menit.





2. Pasang surut harian tunggal (diurnal tide)

Dalam pasang surut harian tunggal hanya terjadi satu kali air pasang dan datu

kali air surut dengan periode pasang surutnya adalah 24 jam 50 menit.

3. Pasang surut campuran condong ke harian ganda (mixed tide prevealing

semidiurnal)

Dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan air surut namun memiliki

perbedaan tinggi dan periode.

4. Paasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed tide prevealing

diurnal)

Dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan air surut, tetapi kadang-kadang

untuk sementara waktu terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan

tinggi dan periode yang sangat berbeda.

2.3.2.3. Analisa Harmonik Pasang Surut

Dalam analisa data pasang surut, data masukannya berasal data-data hasil pengamatan

pasang surut di lapangan yang dilakukan pada lokasi yang representatif dengan lama

pengamatan 15 x 24 jam atau 30 x 24 jam. Pengamatan dilakukan dengan cara

mamasang alat duga muka air yang dibaca setiap jam. Elevasi hasil pengamatan muka

air selanjutnya diikatkan pada titik tetap yang ada (Bench Mark).

Langkah-langkah dalam analisa pasang surut adalah :

1. Uraian Komponen-komponen Pasang Surut.

Menguraikan komponen-komponen pasang surut adalah menguraikan

fluktuasi muka air akibat pasang surut menjadi komponen-komponen

harmonik penyusunnya. Komponen utama adalah akibat gaya tarik bulan dan

matahari (lunar dan solar komponen). Komponen lainnya adalah komponen

non astronomis. Besaran yang diperoleh adalah amplitudo dan fasa setiap

komponen. Komponen pasang surut yang utama ada 9 (sembilan) buah.

Penjabaran delapan komponen pasang surut dapat dilihat pada Tabel 2.13 di

bawah ini.





Tabel 2.13 Komponen Pasang Surut

Komponen SimbolPeriode

(jam)Keterangan

Utama bulan M2 12.4106

Utama matahari S2 12.0000

Bulan akibat variasi bulanan jarak bumi-bulan N2 12.6592

Matahari-bulan akibat perubahan sudut deklinasi matahari-bulan K2 11.9673

Matahari-bulan K1 23.9346

Utama bulan O1 25.8194

Utama matahari P1 24.0658

Utama bulan M4 6.2103

Matahari-bulan MS4 6.1033

Pasang Surut Semi Diurnal

Pasang Surut Diurnal

Perairan Dangkal

Pengerjaan penentuan tetapan pasang surut dapat dilakukan dengan

menggunakan komputer.

2. Penetuan Besar Tetapan Pasang Surut

Dalam analisa harmonik pasang surut, dalam penentuan besarnya tetapan

pasang surut dari data pengamatan dapat melakukan tiga metode yaitu:

a) Metode Admiralty

Analisa pasang surut menggunakan metode Admiralty selalu dilakukan

dengan menyusun skema-skema Admiralty sebagai berikut:

• Skema I

Berisi data pasang surut tiap jam yang telah dikoreksi (dilengkapi)

sebanyak 15 atau 29 hari (satuan elevasi pasang surut yang digunakan

adalah cm). Pada skema ini tentukanlah waktu pertengahan

pengamatan.

• Skema II

Berisi nilai fungsi-fungsi X1, Y1, X2, Y2, X4, dan Y4 yang masing-

masing dikelompokkan berdasarkan tanda positif (+) dan negatif (-).

Besarnya nilai positif (+) dan negatif (-) konstanta diperoleh dengan

cara mengalikan data pengamatan pada saat tertentu (Skema I) dengan

besaran konstanta penyusun Skema II





Tabel 2.14 Konstanta Pengali untuk Memperoleh Skema II

Jam

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

X1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

Y1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

X2 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1

Y2 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1

X4 1 0 -1 -1 0 1 1 0 -1 -1 0 1 1 0 -1 -1 0 1 1 0 -1 -1 0 1

Y4 1 1 1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 -1

Koefisien

• Skema III

Merupakan penjumlahan dari komponen (+) dan (-) dari Skema II.

• Skema IV

Berisi nilai dari komponen Skema II dan Skema III yang ditambahkan

suffix kedua berupa 0, 2, b, 3 dan c berdasarkan tabel pembantu untuk

menyusun Skema IV.

Tabel 2.15 Konstanta Pengali Untuk Memperoleh Skema IV

Indeks Kedua 0 2 b 3 c 4 d

Pengali untuk B (29 piantan) -29 -1 0 -1 0 -1 0

Pengali untuk B (15 piantan) -15 1 0 5 0 1 0

1 1 0 -1 1 1 0

1 1 -1 -1 1 1 -1

1 1 -1 1 1 -1 -1

1 1 -1 1 1 -1 -1

1 -1 -1 1 1 -1 1

1 -1 -1 1 -1 1 1

1 -1 -1 1 -1 1 1

1 -1 0 -1 -1 1 0

1 -1 1 -1 -1 1 -1

1 -1 1 -1 -1 -1 -1

1 -1 1 -1 1 -1 -1

1 1 1 -1 1 -1 1

1 1 1 1 1 -1 1

1 1 1 1 1 1 1

Waktu menengah 1 1 0 1 0 1 0

1 1 -1 1 -1 1 -1

1 1 -1 1 -1 -1 -1

1 1 -1 -1 -1 -1 -1

1 -1 -1 -1 -1 -1 1

1 -1 -1 -1 1 -1 1

1 -1 -1 -1 1 1 1

1 -1 0 -1 1 1 0

1 -1 1 1 1 1 -1

1 -1 1 1 1 1 -1

1 -1 1 1 -1 -1 -1

1 1 1 1 -1 -1 1

1 1 1 1 -1 -1 1

1 1 1 -1 -1 1 1

1 1 1 1 -1 -1 1

1 1 0 -1 -1 1 0

Konst

anta

untu

k 1

5 p

ianta

n

Konst

anta

untu

k 2

9 p

ianta

n

• Skema V dan VI

Skema V dan Skema VI merupakan hasil perkalian matriks antara

kolom pertama skema-skema ini dengan tabel pembantu untuk

menyusun Skema V dan Skema VI Admiralty, di mana harga kolom





pertama didapatkan dari hasil selisih aljabar menurut suatu aturan

tertentu dari komponen-komponen pada Skema IV.

Tabel 2.16 Konstanta Pengali untuk Memperoleh Kolom Pertama Skema V dan Skema VI

Penggunaan Perhitungan S0 M2 S2 N2 K1 O1 M4 MS4

X00 1.00

X10 0.01 -0.01 0.01 0.03 1.00 -0.07 0.01

X12 - Y1b -0.02 0.09 -0.01 -0.09 -0.09 1.00 -0.02 0.02

Untuk Skema V X13 - Y1c 0.04 -0.07 0.01 0.13 0.20 -0.59 0.03

Harga PR cos r X20 -0.01 -0.15 1.00 0.29 0.01 -0.02 0.00

X22 - Y2b 0.01 1.00 -0.14 -0.61 -0.02 -0.03 0.03 -0.03

X23 - Y2c -0.02 -0.65 0.25 1.00 0.03 -0.05 -0.01

X42 - Y4b 0.01 0.01 0.10 1.00

X44 - Y4d -0.01 0.01 0.02 1.01 -0.05

Y10 -0.01 0.02 1.01 -0.08 0.01 0.01

Y12 + X1b 0.05 0.01 -0.05 -0.12 1.05 -0.03 0.01

Untuk Skema VI Y13 + X1c -0.02 -0.02 0.09 0.24 -0.65 0.04 0.02

Harga PR sin r Y20 -0.16 1.00 0.30 -0.01 0.02 -0.03 -0.01

Y22 + X2b 1.04 -0.15 -0.64 0.02 -0.10 0.04 -0.02

Y23 + X2c -0.70 0.26 1.03 -0.03 0.09 -0.07 -0.03

Y42 + X4b 0.02 0.11 1.00

Y44 + X4d -0.03 0.01 0.05 1.00 -0.06

Untuk Skema VII P 360 175 214 166 217 177 273 280

Untuk Skema VII p 333 345 327 173 160 307 318

• Skema VII dan Skema VIII

Merupakan tahap akhir dari proses mencari komponen pasang surut

menurut metode Admiralty. Aturan pengisian masing-masing kolom

mengikuti rumus yang tertera pada kolom pertama dari masing-masing

skema ini.

Dengan menggunakan komputer, penghitungan di atas akan menjadi

jauh lebih mudah dan cepat.

b) Metode Kuadrat Terkecil (Least Square)

Metoda ini menggunakan prinsip bahwa kesalahan peramalan harus

sekecil-kecilnya, sehingga jumlah selisih kuadrat antara peramalan

dengan data pengamatan harus minimum.

Kita misalkan jumlah konstituen adalah satu, sehingga persamaan

modelnya menjadi:

∑ ∑= =

++=k

i

k

i

iit tBtAZZ1 1

110 sincos ωω (2-56)

Misalkan data pengamatan kita adalah D, maka persamaan errornya

akan menjadi:





22 )( DZt −=ε

∑ ∑= =

−++=k

i

k

i

ii DtBtAZ1

2

1

110

2)sincos( ωωε

berhubung jumlah konstituen, k=1, maka persamaan di atas menjadi:

2

11110

2 )sincos( DtBtAZ −++= ωωε

Untuk mendapatkan harga minimum, maka persamaan di atas

diturunkan secara parsial untuk setiap variabelnya.

( )DtBtAZ

Z=++→= 11110

0

2

sincos0 ωωδ

εδ

( )tDttBtAZ

A1111110

1

2

coscos)sincos(0 ωωωωδ

εδ=++→=

( )tDttBtAZ

B1111110

1

2

sinsin)sincos(0 ωωωωδ

εδ=++→=

Misalkan q adalah jumlah pengamatan dan p adalah nomor

pengamatan, maka ketiga persamaan di atas dapat ditulis sebagai

berikut:

∑∑==

=++q

p

p

q

p

pp DtBtAZ11

11110 )sincos( ωω

[ ] ∑∑==

=++q

p

pp

q

p

ppp tDttBtAZ1

1

1

111110 coscos)sincos( ωωωω

[ ] ∑∑==

=++q

p

pp

q

p

ppp tDttBtAZ1

1

1

111110 sinsin)sincos( ωωωω

Ketiga persamaan di atas bila ditampilkan dalam bentuk matriks akan

seperti di bawah ini:

=

∑

∑

∑

∑∑∑

∑∑∑

∑∑

=

=

=

===

===

==

q

p

pp

q

p

pp

q

p

p

q

p

pp

q

p

pp

q

p

p

q

p

pp

q

p

pp

q

p

p

q

p

p

q

p

p

tD

tD

D

B

A

Z

ttttt

ttttt

ttq

1

1

1

1

1

1

1

0

1

11

1

11

1

1

1

11

1

11

1

1

1

1

1

1

sin

cos

sinsinsincossin

cossincoscoscos

sincos

ω

ω

ωωωωω

ωωωωω

ωω (2-57)

Matriks di atas dapat diselesaikan dengan bantuan Eliminasi Gauss

sehingga nila Z0, A1, dan B1 dapat ditemukan.





Penyelesaian di atas dapat pula diterapkan pada persamaan gerak

harmonik dengan 9 buah konstanta. Untuk mempermudah,

penyelesaian di atas dapat dilakukan dengan bantuan komputer.

c) Metode Analisa Harmonik

Merupakan metode yang didasarkan pada manipulasi persamaan

berikut:

∑=

−+=k

i

iiit tZZZ1

0 )cos( αω (2-58)

Dimana:

Zt = elevasi muka air

Z0 = tinggi muka air rata-rata dari datum

= ∑=

N

n

iZM 1

1

M = jumlah data observasi

N = jumlah komponen

Zi = amplitudo komponen i

ωi = frekuensi sudut dari komponen ke-i

= iT

π2

Ti = periode komponen i

αi = undur/beda fasa dari komponen ke-i

t = waktu

k = jumlah komponen

3. Penentuan Jenis Pasang Surut Yang Terjadi

Komponen-komponen terpenting, yaitu M2, S2 , K1 , dan O1, menentukan

karakteristik pasang surut yang terjadi. Defant (1958) membagi pasang surut

menjadi 4 (empat) jenis berdasarkan besarnya angka bentuk (form

number/formzall), yaitu perbandingan antara jumlah amplitudo komponen K1

dan O1 dengan jumlah amplitudo komponen M2 dan S2 sebagai berikut:

F = 22

11

ASAM

AKAO

+

+ (2-59)





Dimana:

AO1 = amplitudo komponen O1

AK1 = amplitudo komponen K1

AM2 = amplitudo komponen M2

AS2 = amplitudo komponen S2

Macam tipe pasang surut berdasarkan angka formzall dapat dilihat pada Tabel

berikut.

Tabel 2.17 Tipe Pasang Surut

Bilangan Formzall

(F)Tipe Pasang Surut Keterangan

F < 0.25 Pasang harian ganda (semidiurnal)

Dalam 1 hari terjadi 2 kali air pasang dan 2 kali air surut dengan

ketinggian yang hampir sama dan terjadi berurutan secara teratur.

Periode pasang surut rata-rata adalah 12 jam 24 menit.

0.25 < F < 1.5 Campuran, condong ke semi diurnalDalam 1 hari terjadi 2 kali air pasang dan 2 kali air surut dengan

ketinggian dan periode yang berbeda.

1.5<F<3.0 Campuran, condong ke diurnal

Dalam 1 hari terjadi 1 kali air pasang dan 1 kali air surut dengan

ketinggian yang berbeda. Kadang-kadang terjadi 2 kali air pasang

dalam 1 hari dengan perbedaan yang besar pada tinggi dan waktu.

F < 3.0 Pasang harian tunggal (diurnal)Dalam 1 hari terjadi 1 kali air pasang dan 1 kali air surut. Periode

pasang surut adalah 24 jam 50 menit

4. Peramalan Fluktuasi Muka Air Akibat Pasang Surut

Peramalan elevasi muka air dapat dilakukan dengan menggunakan sebuah

metode yang disebut dengan Metode Analisa Harmonik. Berdasarkan

pengamatan bahwa muka air pasang surut berubah secara periodik dan

merupakan penjumlahan gelombang-gelombang harmonik, fluktuasi muka air

pasang surut dapat dinyatakan dalam persamaan berikut:

∑=

−+=k

i

iiit tZZZ1

0 )cos( αω (2-60)

Dimana:

Zt = elevasi muka air

Z0 = tinggi muka air rata-rata dari datum

= ∑=

N

n

iZM 1

1

M = jumlah data observasi

N = jumlah komponen





Zi = amplitudo komponen i

ωi = frekuensi sudut dari komponen ke-i

= iT

π2

Ti = periode komponen i

αi = undur/beda fasa dari komponen ke-i

t = waktu

k = jumlah komponen

Pengaruh lain yang harus diperhitungkan adalah pengaruh perputaran nodal

bulan yang mengakibatkan koreksi pada amplitudo dan undur fasa. Perubahan

ini mempunyai perioda yang cukup lama, yakni + 18,6 tahun.

Sehubungan dengan adanya koreksi nodal, maka persamaan di atas menjadi:

( )∑=

−+++=k

i

iiiiii uvtcHfZZ1

00t gos ω (2-61)

Dimana:

fi = koreksi nodal untuk amplitudo

Hi = amplitudo komponen i

= i

i

f

Z

v01 = suku koreksi undur fasa

u1 = suku koreksi nodal untuk undur fasa

g1 = undur fasa komponen i

= )( 0 iii uv ++α

Tiap-tiap komponen mempunyai perioda dan kecepatan sudut tertentu yang

besarnya selalu tetap dan dapat ditentukan secara teoritis. Besarnya amplitudo

dan undur fasa masing-masing komponen tidak dapat ditentukan secara

teoritis, melainkan harus dihitung berdasarkan data pengamatan pasang surut

di perairan yang bersangkutan.





5. Elevasi Muka Air Acuan

Dalam elevasi muka air acuan ada beberapa parameter penting yang terkait

yakni :

a) Duduk Tengah Muka Air Laut (Mean Sea Level)

Seluruh pengukuran vertikal dari ketinggian tanah dan kedalaman laut

serta variasi permukaan air laut harus direferensikan terhadap level nol

atau disebut juga bidang datum. Secara umum dipakai duduk tengah

permukaan laut (disingkat: duduk tengah; dalam Bahasa Inggris: Mean

Sea Level), sebagai level nol, tetapi sering juga dipakai bidang datum

lainnya (seperti Chart Datum) sebagai acuan vertikal.

Duduk tengah muka laut tidak hanya merupakan titik nol bagi ordinat

dari komponen harmonik pasut, juga sebagai datum acuan standar bagi

elevasi daratan. Jika gaya pasut tidak ada, maka permukaan laut tanpa

gangguan pasut itu adalah duduk tengah. Duduk tengah (DT) di

beberapa tempat yang berbeda tidak tepat sama dengan level

permukaan geodetik. Hal ini disebabkan oleh adanya variasi densitas

air laut akibat perubahan temperatur dan salinitas laut, variasi tekanan

atmosfer, efek angin yang bervariasi, penguapan dan curah hujan.

Untuk menghitung duduk tengah, kita harus mengeliminasi pasut

dengan jalan merata-ratakan tinggi muka air hasil pengamatan dalam

suatu selang waktu. Pengamatan sebaiknya harus cukup panjang untuk

mengeliminasi efek pasut astronomi dan meminimalkan efek

meteorologis. Penghitungan yang teliti memerlukan analisa harmonik

dari data pengamatan lebih dari satu tahun.

Suatu DT pendekatan dapat diperoleh dari data 29 hari. Dengan

pengamatan 29 hari tidak hanya gangguan meteorologis tapi juga

fluktuasi kecil dari pasut setengah tahunan dan bulanan dapat

tereliminasi. Perkiraan DT yang kasar dapat diperoleh dari data 1 hari

atau lebih (24 jam, 25 jam, dan 39 jam).





b) Bidang Datum

Untuk keperluan navigasi dibutuhkan suatu peta yang menunjukkan

kedalaman minimum hasil aproksimasi, atau level air rendah yang

biasanya dipakai sebagai chart datum.

Penghitungan chart datum berbeda-beda di beberapa negara yang

menerbitkan peta hidrografi, hal ini menyebabkan kurang efisien. Pada

Konferensi Hidrografi Internasional tahun 1926 diusulkan bahwa

“datum dari peta seharusnya sebuah bidang serendah mungkin

sehingga elevasi pasut jarang sekali lebih rendah dari bidang itu”.

Chart datum juga digunakan untuk peramalan pasut. Di bawah ini

akan diuraikan penghitungan yang dipakai sebagai chart datum di

beberapa negara.

• Chart Datum yang digunakan di Perancis

Sebagai datum digunakan definisi dari air rendah yang paling

rendah yang mungkin (lowest possible low water). Level ini

tidak dapat diuraikan secara eksak oleh Rumus Harmonik.

Sebagai pendekatan digunakan rumus:

)(2.1 2220 KSMS ++− (2-62)

Di mana M2, S2, K2 dan menunjukkan masing-masing

amplitudo komponen M2, S2, dan K2. S0 adalah muka air laut

rata-rata.

• Chart Datum pada Peta Admiralty Inggris

Datum yang digunakan dihitung sebagai rata-rata dari air

rendah pasut purnama (mean spring low water). Notasi

harmonik yang mendekati level di atas adalah:





)(1.1 220 SMS +− (2-63)

• Chart Datum pada Peta-Peta Amerika Serikat

Untuk pantai timur Amerika dipakai rata-rata air rendah:

20 MS −

Sekitar 50% dari air rendah ada di bawah level ini.

Acuan untuk pantai barat Amerika adalah rata-rata air rendah

terendah (mean lower low water). Nilai rata-rata dari dua level

air rendah yang terendah tiap harinya. Uraian harmonik yang

eksak dari level ini tidak dapat diberikan. Suatu pendekatan

dirumuskan sebagai berikut:

( )[ ]0

1120 45cosOKMS ++= (2-64)

Sekitar 50% dari seluruh air rendah terendah dan 25 % dari air

rendah berada di bawah level ini.

• Chart Datum menurut definisi Hidrografi Internasional

Seperti telah disebut di muka, chart datum sebaiknya

merupakan sebuah bidang serendah mungkin, jadi kita bisa

mengambil perumusan untuk bidang tersebut sebagai berikut:

∑=

−N

i

iAS1

0 (2-65)

Di mana Ai adalah amlpitudo komponen ke-i dan N adalah

jumlah komponen.

c) Elevasi Muka Air Penting

Penentuan muka air dilakukan dengan menggunakan komponen pasang

surut yang telah dihasilkan. Dari penentuan tersebut dapat ditentukan

beberapa elevasi muka air penting seperti pada Tabel 2.18





Tabel 2.18 Elevasi Muka Air Penting

Elevasi Muka Air Keterangan

HHWL (Highest High Water Level) Air tertinggi pada saat pasang surut purnama atau bulan mati.

MHWS (Mean High Water Spring) Rata-rata muka air tinggi saat purnama.

MHWL (Mean High Water Level) Rerata dari muka air tinggi selama periode 19 tahun.

MSL (Mean Sea Level) Muka air rerata antara muka air tinggi rerata dan muka air rendah rerata.

MLWL (Mean Low Water Level) Rerata dari muka air rendah selama periode 19 tahun.

MLWS (Mean Low Water Spring) Rata-rata muka air rendah saat purnama.

LLWL (Lowest Low Water Level) Air terendah pada saat pasang surut purnama atau bulan mati.

Secara skematis digambarkan kedudukan dari ketiga datum pasut

(duduk tengah, chart datum, dan datum elevasi) seperti pada Gambar

2.25 . Dari beberapa elevasi muka air tersebut, dipilih salah satu muka

air yang akan digunakan sebagai dasar dalam perencanaan yang

disebut elevasi muka air rencana.

BM Air tinggi tertinggi pada pasang besar

Air tinggi tertinggi pada rata-rata pasang

Air rendah terendah pada rata-rata surut

Air rendah terendah pada surut besar

Paras laut pada saat t

Paras laut rata-rata

Duduk Tengah

Elevasi Datum

Elevasi di atas

duduk tengah

Muka Surutan

Paras yang ditentukan

dari muka surutan

Tunggang air

rata-rata

Gambar 2.25 Sketsa elevasi acuan pasang surut

2.3.3 Tipologi Pantai

Bentuk profil pantai sangat dipengaruhi oleh serangan gelombang, sifat-sifat sedimen

seperti rapat massa dan tahanan terhadap erosi, ukuran dan bentuk partikel, kondisi

gelombang dan arus, serta batimetri pantai. Karena pantai selalu menyesuaikan bentuk

profilnya sedemikian rupa agar mampu menghancurkan energi gelombang yang

datang. Penyesuaian bentuk tersebut merupakan tanggapan dinamis alami pantai

terhadap laut.





Ada dua tipe tanggapan pantai dinamis terhadap gerak gelombang, yaitu tanggapan

terhadap kondisi gelombang normal dan tanggapan terhadap kondisi gelombang

badai. Kondisi gelombang normal terjadi dalam waktu yang lebih lama, dan energi

gelombang dengan mudah dapat dihancurkan oleh mekanisme pertahanan alami

pantai. Sedangkan pada saat terjadi gelombang badai yang mempunyai energi besar

maka seringkali pertahanan alami pantai tidak mampu menahan serangan gelombang,

sehingga pantai menjadi tererosi. Setelah gelombang besar reda, barulah pantai akan

kembali ke bentuk semula oleh pengaruh gelombang normal. Tetapi adakalanya

pantai yang tererosi tersebut tidak kembali ke bentuk semula karena material

pembentuk pantai telah terbawa arus ke tempat lain dan tidak kembali ke lokasi

semula. Dengan demikian pantai tersebut mengalami erosi. Material yang terbawa

arus tersebut, akan mengendap di daerah yang lebih tenang, seperti di muara sungai,

teluk dan pelabuhan.

Material pembentuk pantai bisa berupa lumpur, pasir atau kerikil (gravel). Meterial

pembentuk pantai ini pada akhirnya juga mempengaruhi kemiringan dasar pantai.

Pada dasarnya di Indonesia terdapat dua macam tipe pantai, yakni:

1. Pantai Pasir

Pantai berpasir terdapat di sebagian besar pantai yang menghadap ke

Samudera Indonesia seperti pantai Barat Sumatera, Pantai Selatan Jawa, dan

lain-lain. Kemiringan pantai pasir berkisar 1:20 sampai 1:50. Berikut profil

pantai berpasir :

Gambar 2.26 Profil Pantai Berpasir





Dalam gambar tersebut, pantai dibagi menjadi backshore dan foreshore. Batas

antara kedua zona adalah puncak berm, yaitu titik dari runup maksimum pada

kondisi gelombang normal. Runup gelombang mencapai batas antara pesisir

dan pantai hanya selama terjadi gelombang badai.

Beberapa defenisi bagian-bagian yang terkait dengan pantai :

• Offshore Zone

Offshore zone adalah daerah yang terbentang dari lokasi gelombang

pecah ke arah laut. Pada daerah ini gelombang dan arus menimbulkan

gerak orbit partikel air dengan orbit lintasan partikel tidak tertutup

sehingga menimbulkan transpor massa air yang disertai dengan

terangkatnya sedimen dasar dalam arah menuju pantai dan

meninggalkan pantai.

• Surf Zone

Daerah surf zone adalah daerah antara gelombang pecah dan garis

pantai yang ditandai dengan penjalaran gelombang setelah pecah ke

arah pantai. Gelombang pecah menimbulkan arus dan turbulensi yang

sangat tinggi yang dapat menggerakkan sedimen dasar. Kecepatan

partikel air hanya bergerak dalam arah penjalaran gelombang saja.

• Swash Zone

Daerah swash zone adalah daerah pantai di mana gelombang dan arus

yang sampai di garis pantai menyebabkan massa air bergerak ke atas

dan kemudian turun kembali pada permukaan pantai. Gerak massa air

tersebut disertai dengan terangkutnya sedimen.

Dari ketiga daerah tersebut, karakteristik gelombang dan arus pada

daerah surf zone dan swash zone adalah yang paling penting. Arus

yang terjadi di kedua daerah tersebut sangat tergantung pada arah

datang gelombang.

• Longshore bar

Merupakan tempat gelombang pecah berupa gundukan pasir di dasar

yang memanjang sepanjang pantai.





• Offshore bar

Merupakan akumulasi endapan pasir yang tererosi. Endapan ini

membentuk gundukan sepanjang sejajar garis pantai (longshore bar).

Offshore bar juga berfungsi sebagai mekanisme pertahanan pantai

terhadap serangan gelombang.

• Sand dunes

Bukit pasir yang berada pada bagian backshore atau lebih jauh ke arah

pesisir pantai. Sand dunes juga berfungsi sebagai pertahanan pantai

terhadap serangan gelombang.

2. Pantai Lumpur

Pantai berlumpur terjadi di daerah pantai dimana terdapat banyak muara

sungai yang membawa sedimen suspensi dalam jumlah besar ke laut. Selain

itu kondisi gelombang di pantai tersebut relatif tenang sehingga tidak mampu

membawa dispersi sedimen ke perairan dalam di laut lepas sehingga sedimen

tersebut terus mengendap dan menyebar merata yang pada akhirnya membuat

pantai menjadi datar, luas dan dangkal. Kemiringan pantai berlumpur sangat

kecil sampai mencapai 1:5000.

Pantai berlumpur juga merupakan daerah rawa yang rendah yang selalu

terendam pada saat pasang. Daerah pantai ini banyak ditumbuhi oleh tanaman

pantai seperti bakau (mangrove). Mangrove juga dapat berperan sebagai

peredam energi gelombang sehingga terlindung dari erosi. Daerah pantai

berlumpur juga merupakan habitat bagi beberapa jenis ikan dan udang karena

merupakan salah satu daerah yang subur dan kaya bahan organik.

Ciri lain dari pantai berlumpur terlihat dari sifat sedimen yang mendiami

wilayah ini. Sedimen pada pantai berlumpur merupakan sedimen kohesif

dengan butiran sangat kecil yang sangat terpengaruh oleh gaya-gaya tarik

menarik dan gaya tolak pada permukaan daripada gaya berat. Akibat adanya

gaya tarik menarik antara partikel sedimen kohesif maka akan partikel-partikel





sedimen akan berkumpul dan membentuk flokulon dan selanjutnya merupakan

dasar terbentuknya sedimen pada pantai berlumpur.

2.3.4 Arus Pantai

Arus yang terjadi pada dibedakan menjadi dua bagian yakni arus dekat pantai dan arus

sejajar pantai.

2.3.4.1 Arus Dekat Pantai

Gelombang yang menjalar menuju pantai membawa massa air dan momentum dalam

arah penjalarannya. Transpor massa dan momentum tersebut menimbulkan arus di

daerah dekat pantai. Dibeberapa daerah yang dilewatinya, perilaku gelombang dan

arus berbeda-beda. Daerah yang dilewati oleh gelombang dan arus adalah offshore

zone, surf zone, dan swash zone. Di daerah lepas pantai (offshore zone) gelombang

bergerak menimbulkan gerak orbit partikel air, orbit lintasan yang tidak tertutup

menimbulkan terjadinya transpor massa air yang disertai dengan terangkutnya

sedimen dasar. Di surf zone yang ditandai dengan gelombang pecah yang menjalar ke

arah pantai, yaitu daerah antara gelombang pecah dan garis pantai. Gelombang pecah

akan mengakibatkan turbulensi yang sangat besar dan dapat menggerakkan sedimen

dasar, setelah pecah gelombang melintasi surf zone menuju pantai. Sedangkan di

swash zone, gelombang yang sampai ke garis pantai menyebabkan massa air bergerak

ke atas dan kemudian turun kembali pada permukaan pantai yang diikuti oleh

terangkutnya sedimen. Arus yang terjadi di dekat pantai sangat tergantung pada arah

datang gelombang.

Gambar 2.27 Zona Pembentukan arus






Ketika garis puncak gelombang sejajar dengan garis pantai, maka akan terjadi arus

dominan di pantai berupa sirkulasi sel dengan rip current yang menuju kelaut. Selain

itu, sirkulasi sel dan dan rip current juga terjadi karena adanya variasi dari tinggi

gelombang pecah di sepanjang pantai. Rip current adalah pertemuan arus di sepanjang

pantai yang berasal dari sebelah kiri dan kanannya yang dibelokkan kembali ke arah

laut.

Gambar 2.28 Arah Datang Gelombang dan rip current

2.3.4.2 Arus Sejajar Pantai (Longshore Current)

Arus sejajar pantai (longshore current) dapat ditimbulkan oleh gelombang pecah yang

membentuk sudut terhadap garis pantai. Arus ini terjadi di daerah antara gelombang

pecah dan garis pantai (surf zone). Parameter terpenting di dalam menentukan

kecepatan arus sejajar pantai adalah tinggi dan sudut gelombang datang. Ketika

gelombang pecah membentuk sudut terhadap garis pantai (αb > 5 ˚).





Arus sejajar pantai yang ditimbulkan oleh gelombang pecah dengan sudut tertentu

dibangkitkan oleh momentum yang dibawa oleh gelombang. Longut-Higgins, (komar,

1985) menurunkan rumus untuk menghitung arus sejajar pantai sebagai berikut :

( ) bbHbgV αα cossin17.12

= (2-66)

Dimana

V = kecepatan arus sejajar pantai

Hb = tinggi gelombang pecah

bα = sudut datang gelombang pecah

Berikut ini adalah tambahan distribusi arus sejajar pantai :

Gambar 2.29 Longshore current

Sumber : Beach Nourishment-Coastal Geology

2.3.5 Sediment Transport

Sedimen transport yang terjadi terdiri dari dua jenis yaitu sedimen transport dari sungai dan

sedimen transport di pantai.

Aliran sungai yang mengalir dari hulu ke hilir dapat mengakibatkan angkutan sedimen baik

dalam bentuk suspended load ataupun bed load. Suspended load adalah terangkutnya pertikel

sedimen layang dalam massa air karena adanya gaya turbulen yang akan mengakibatkan

partikel sedimen terbawa oleh arus. Bed load adalah proses ’rolling’ partikel sedimen

sepanjang saluran, proses ini juga dibantu oleh gaya turbulen yang pada waktu yang sama

juga membawa partikel sedimen layang. Arus aliran sungai mengakibatkan partikel sedimen

ber’saltate’ atau bahkan bergerak sepanjang saluran dalam suatu seri lompatan. Ukuran

partikel yang lebih kecil lebih mudah terbawa oleh aliran dibandingkan dengan ukuran





partikel yang lebih besar, oleh karena itu suspended load biasanya terdiri dari silt dan pasir,

bahkan tanah liat apabila ada.

Sedimen transport di pantai biasanya terjadi dalam dua bentuk yakni transpor menuju dan

meninggalkan pantai (onshore-offshore transport) dan transpor sepanjang pantai (longshore

transport). Sedimen yang masuk atau keluar dari pantai bisa berasal dari berbagai sumber,

yaitu :

1. Pergerakan dan erosi dari tepi pantai

2. Erosi pasir oleh angin dan erosi yang diakibatkan oleh pasang surut

3. Erosi dekat pantai

4. Pengerukan

5. Erosi lahan yang dibawa oleh arus sungai

6. Erosi dasar sungai

Gambar 2.30 Sumber sedimen di muara

Sumber : Beach Nourishment-Coastal Geology

2.3.5.1 Jenis Sedimen

Ukuran sedimen bermacam-macam dari ukuran partikel yang besar hingga partikel

koloidal dengan bermacam bentuk dari bundar hingga mempunyai sudut. Sifat-sifat

sedimen adalah sangat penting untuk mengetahui proses erosi dan sedimentasi. Sifat-





sifat sedimen adalah ukuran partikel dan distribusi butir sedimen, rapat massa, bentuk,

kecepatan endap (kecepatan jatuh), tahanan terhadap erosi, dan lain sebagainya.

Karakteristik sedimen dapat dibagi menjadi 3 bagian utama yaitu :

1. Ukuran partikel

2. Komposisi sedimen

3. Bulk characteristic

Selain intu sedimen ada 2 jenis yaitu :

1. Sedimen kohesive

2. Sedimen non-kohesive

Pada penelitian ini sedimen yang dibahas dibatasi hanya pada sedimen non-kohesive

saja, yaitu sedimen seperti pasir.

Tabel 2.19 Klasifikasi sedimen

2.3.5.2 Angkutan Sedimen

Aliran dengan kecepatan tertentu dapat membawa partikel sedimen sebagai bed-load

ataupun sebagai suspended load. Suspended load diartikan sebagai partikel sedimen

layang yang terdapat dimassa air karena adanya gaya turbulen, pertikel layang ini

terbawa karena adanya arus dengan kecepatan tertentu. Sedangkan bed-load transport





adalah proses pergerakan sedimen dasar karena arus, dimana sedimen dasar tersebut

dapat bergeser, berputar atau bahkan loncat yang membuat sedimen dasar tersebut

berpindah tempat. Sedimen dengan ukuran yang lebih kecil membuatnya bisa lebih

mudah bergerak, biasanya sedimen ini adalah sedimen jenis silt atau pasir. Dengan

adanya gaya turbulen, misal gelombang pecah maka partikel layang akan mudah

terbawa sebagai suspended load transport ataupun sedimen dasar berputar sehingga

menghasilkan bed-load transport.

Proses angkutan sedimen dapat terjadi apabila tegangan geser dasar lebih gesar dari

daya tahan sedimen yang disebut sebagai tegangan geser kritis sedimen. Suatu aliran

dengan kecepatan tertentu menimbulkan gaya geser antara fluida dengan dasar

saluran, gaya ini disebut tegangan geser dasar, sedangkan partikel sedimen di dasar

saluran juga mempunyai daya tahan, apabila tegangan geser yang merupakan fungsi

dari kecepatan aliran nilainya sama besar dengan daya tahan sedimen pada saat itu

pertikel sedimen mulai bergerak, dan kemudian apabila tegangan geser dasar lebih

besar daripada daya tahan sedimen maka sedimen akan bergerak mengikuti arus

aliran. Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa model transport sedimen terbagi

atas tiga jenis, yaitu bed load transport, suspended load transport dan total load

transport.

1. Transpor Sedimen Dasar (Bed-load Transport)

Apabila kondisi aliran memenuhi kecepatan tertentu untuk menimbulkan

gerak awal, maka partikel sedimen sepanjang dasar saluran mulai bergerak.

Apabila pergerakan partikel sedimen dasar adalah berputar (rolling), meluncur

(sliding), dan terkadang lompat sepanjang saluran (jumping), pergerakan

partikel sedimen tersebut disebut bed-load transport. Umumnya bed-load

transport sepanjang saluran hanya berkisar antara 5 – 25%, tetapi untuk

sedimen yang lebih kasar kisaran bed-load transport yang terjadi bisa lebih

besar daripada 5 – 25%. Aliran air dengan kecepatan tertentu menghasilkan

tegangan geser dasar pada saluran, kecepatan yang makin besar akan

menghasilkan tegangan geser yang besar pula. Ketika tegangan geser

mencapai tegengan geser kritis q q = debit aliran [(m3/s)/m], qc = debit aliran





kritis [(m3/s)/m] pada saat sedimen akan bergerak (incipient motion), d =

diameter partikel. qb (Kg/s)/m yang dibutuhkan untuk yang dibutuhkan untuk

gerak awal, maka partikel sedimen akan mulai berputar, meluncur ataupun

loncat sepanjang aliran dan terus menerus kontak dengan dasar sepanjang

saluran

2. Transpor Sedimen Layang (Suspended-load Transport)

Transport sedimen layang adalah transport sedimen tersuspensi dalam massa

air yang terjadi karena adanya turbulensi. Pada kebanyakan sungai alami

sedimen pada umumnya bergerak sebagai suspended load transport. Yang

perlu diketahui adalah bahwa bed-load transport dan suspended load terjadi

secara simultan.

Pada transport sedimen , terjadi fenomena caring capacity, dimana aliran air

dapat membawa partikel sedimen dengan kecepatan tertentu. Seberapa besar

aliran dapat membawa sedimen sangat tergantung oleh kecepatan aliran dan

ukuran butiran sedimen. Pada partikel sedimen layang dengan ukuran butiran

yang lebih kecil mengakibatkan aliran dapat membawa sedimen, dimana hal

ini juga bergantung dengan kecepatan jatuh, dengan kata lain apabila

kecepatan aliran semakin kecil, maka sedimen layang tersebut akan jatuh di

suatu titik pada saluran yang diakibatkan oleh kecepatan jatuh.

3. Total load Transport.

Total load transport adalah penjumlahan antara bed-load transport dan

suspended load transport.

2.3.5.3 Transport Sedimen On-shore dan Off-shore

Transport sedimen di laut dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu transport sedimen

akibat gelombang dan transport sedimen akibat kombinasi gelombang dan arus.

Transport sedimen akibat gelombang biasa terjadi di laut lepas (off shore), sedangkan

transport sedimen akibat kombinasi gelombang dan arus biasa tejadi di near shore,





salah satu contoh transpor sedimen kombinasi arus dan gelombang adalah transpor

sedimen sejajar pantai (longshore sedimen transport).

Pergerakan gelombang dalam arah penjalarannya diatas dasar yang berpasir dapat

mengakibatkan sedimen tresuspensi dengan konsentrasi sedimen yang besar dekat

dasar, contoh kasus adalah non-breaking wave. Gelombang yang mengakibatkan

proses transport berhubungan dengan kecepatan yang dihasilkan oleh perbedaan

tinggi frekwensi fenomena gelombang.

2.3.5.4 Transpor Sedimen Sejajar Pantai (Longshore Sediment Transport)

Longshore transport atau longshore drift (transpor sedimen sejajar pantai) adalah

pergerakan sedimen sepanjang pantai yang diakibatkan oleh arus longshore yang

terjadi di surf zone. Dimana arus sejajar pantai (longshore current) dapat ditimbulkan

oleh gelombang pecah yang membentuk sudut terhadap garis pantai. Arus ini terjadi

di daerah antara gelombang pecah dan garis pantai (surf zone). Parameter terpenting

di dalam menentukan kecepatan arus sejajar pantai adalah tinggi dan sudut gelombang

datang. Besar dan arah longshore transport sangat tergantung pada hubungan yang

kompleks antara tinggi dan periode gelombang datang, sudut gelombang datang

terhadap garis pantai, kondisi bathymetri pantai, serta tergantung pada ukuran dan

ketersediaan sedimen.

Transpor sedimen sejajar pantai terdiri dari dua komponen utama yaitu transpor

sedimen dalam bentuk zig-zag dan transpor sedimen sejajar pantai di surf zone. Pada

waktu gelombang datang dengan membentuk sudut terhadap garis pantai, maka

gelombang tersebut akan naik ke pantai. Massa air yang naik akan turun kembali

dalam arah tegak lurus pantai, dimana gerakan tersebut akan berbentuk zig-zag yang

disertai dengan terangkutnya sedimen dengan arah sejajar pantai. Yang kedua adalah

transpor sedimen sejajar pantai yang diakibatkan oleh arus sejajar pantai yang

dibangkitkan oleh gelombang pecah, dimana transpor sedimen sejajar pantai ini

terjadi di surf zone.





Laju longshore transport dapat ditentukan dengan menggunakan rumus empiris

(Kamphuis et.al, 1983), pendekatan flux energy gelombang (CERC, 1984),

pendekatan “steady flow approximation”, (Bijker 1981) ataupun dengan pengukuran.

Gambar 2.31 Proses terjadinya longshore transport

Sumber : NSW Coastline Management Manual

2.3.5.5 Transpor Sedimen Tegak Lurus Pantai (Crosshore Sediment Transport)

Pasang surut terjadi karena adanya gaya tarik bulan, yang menyebabkan adanya

perbedaan tinggi muka air laut, akibat perbedaan tinggi muka air, akan timbul

kecepatan sehingga menimbulkan arus, arus akibat pasang surut dapat membawa

sedimen, sehingga akan terjadi transport sedimen tegak lurus pantai.

2.3.5.6 Sediment Budget

Sedimen budget untuk inlet yang berhubungan dengan pantai menyediakan suatu

konsep dan model kuantitatif terhadap pathways dan besarnya sedimen transpor

dalam suatu periode waktu. Dengan menggunakan sedimen budget diharapkan akan





mempermudah dalam pemahaman suatu sistem yang kompleks dari suatu inlet yang

berhubungan dengan pantai.

Konsep kesetimbangan suatu muara adalah mengetahui dimana sedimen diendapkan

dan mengetahui darimana sedimen tersebut berasal, dimana kesetimbangan sedimen

dihitung berdasarkan volume yang diendapkan dan volume yang tererosi. Mengetahui

kesetimbangan muara sangan penting untuk aktivitas enginering, design enginering,

keputusan konstruksi dan salah satu keputusan manajemen pantai adalah dengan

mengetahui kesetimbangan di muara.

Kesetimbangan sedimen di muara merupakan aplikasi dari hukum kontinuitas dan

hukum kekekalan massa. Salah satu fenomena dari kesetimbangan sedimen adalah

sedimen budget. Sedimen yang berubah terhadap waktu pada suatu sistem dimana

sejumlah sedimen masuk dan keluar dari kontrol volume disebut sedimen budget

(Komar. 1976). Syarat batas dari sedimen budget ditentukan dari arean penelitian

yang dipilih, skala waktu yang ditentukan, dan tujuan penelitian. Untuk

mempermudah penelitian yang dilakukan, sedimen yang dibatasi oleh suatu ruang

sangat diperlukan. Penentuan kontrol volume tergantung dari sudut gelombang datang

dan respon garis pantai, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada ilustrasi berikut :

Gambar 2.32 Kontrol Volume dengan source dan sink





2.3.5.7 Persamaan Sedimen Transport

1. Persamaan Kontinuitas Sediment

Persamaan kontinuitas sedimen dirumuskan dengan anggapan bahwa profil

pantai berbentuk seperti pada Gambar 2.33.

Gambar 2.33 Penyederhanaan profil pantai dan perubahan garis kontur

Akibat erosi ataupun akresi, perubahan posisi terjadi pada masing-masing

kontur. Untuk suatu kontur yang posisinya begeser sejauh ∆y, sedang beda

elevasi antara kontur yang bersangkutan dengan kontur yang sebelumnya

adalah ∆d, maka volume sedimen yang terendapkan adalah xyddv ∆∆∆= , di

mana volume tersebut adalah volume padat dan ∆x adalah lebar segmen

sejajar pantai.

Bila per satuan waktu, sedimen yang masuk adalah Q, sedang yang keluar

adalah

∆+

dx

dQxQ , maka volume sedimen yang tertinggal pada segmen

tersebut dalam waktu ∆t adalah tdx

dQxQQ ∆

∆+− . (2-67)

Berdasarkan Hukum Kekekalan Massa, maka haruslah:

tdx

dQxQQdv ∆

∆+−= (2-68)

dx

dQ

t

yd −=

∆

∆∆

0=+∆

∆∆

dx

dQ

t

yd





untuk ∆t mendekati nol, maka persamaan terakhir di atas dapat ditulis sebagai

berikut:

0=+∆dx

dQ

dt

dyd (2-69)

Persamaan di atas dikenal sebagai persamaan kontinuitas sedimen.

2. Persamaan Angkutan Sediment

Untuk suatu gelombang yang masuk dengan arahθ , maka debit sedimen yang

terbawa adalah:

)2sin(' 2

5

θbHCQ = , dengan (2-70)

21

21

)78.0)(16)(1)(( p

gKC

S −−=

ρρ

ρ

Dimana:

K = koefisien dari Komar = 0.77

ρS = rapat massa sedimen = 5.14 slug/ft4

ρ = rapat massa air laut = 1.99 slug/ft4

p = angka pori sedimen = 0.4

Sehingga C’ = 0.345

Gambar 2.34 Sudut datang Gelombang





Dari Gambar diatas terlihat hubungan bahwa θ = α – β, maka persamaan debit

longshore sediment menjadi :

)(2sin' 2

5

βα −= bHCQ (2-71)

2.3.6 Morfologi Perubahan Garis Pantai

Morfologi garis pantai sangat ditentukan oleh gerak sedimen di daerah pantai (littoral

transport) oleh gelombang dan arus. Sehingga pada garis pantai akan selalu

berlangsung proses dinamis untuk mencapai keseimbangan.

2.3.6.1 Evolusi Garis Pantai

Akibat adanya suatu bangunan yang menghambat gerakan sedimen pantai, dapat

terjadi perubahan garis pantai, yaitu pada suatu sisi tererosi dan pada sisi lain akan

terakresi. Untuk melakukan analisa garis pantai tersebut, digunakan suatu model yang

disebut dengan one line model.

Model one line ini beranggapan bahwa perubahan garis pantai sepenuhnya disebabkan

oleh transpor sedimen sejajar pantai (longshore sediment), sedangkan transpor

sedimen tegak lurus pantai dianggap sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Dengan

anggapan tersebut, maka dapat diikuti perubahan posisi satu garis kontur akibat

peristiwa erosi maupun akresi dan karena itu model ini disebut one line model.

Pada model ini, posisi garis kontur dinyatakan terhadap suatu sistem sumbu koordinat

di mana sumbu-x searah dengan garis pantai, sedapat mungkin sejajar dengan garis

pantai tetapi tidak mutlak, dan sumbu-y positif adalah ke arah laut, seperti pada

Gambar 2.35. Perubahan garis pantai adalah perubahan posisi suatu titik (x,y0)

menjadi (x,y1), atau (x, yt) menjadi (x, y

t+∆t).

Gambar 2.35 Definisi perubahan garis pantai.





2.3.6.2 Penyelesaian Persamaan Evolusi Garis Pantai dengan Skema Eksplisit

Persamaan garis pantai dengan skema eksplisit adalah:

0"2

2

=+dx

ydC

dx

dy (2-72)

dengan mencari solusi persamaan selisih hingga pada persamaan evolusi, akan

diperoleh persamaan:

02

"2

11 =∆

+−+

∆

− +−∆+

x

yyyC

x

yyt

i

t

i

t

i

t

i

tt

i

( )t

i

t

i

t

i

t

i

tt

i yyyCyy 11 2 +−

∆+ +−−=

2

"

x

tCC

∆

∆=

Nilai C dapat pula diperoleh dengan

( )2

25

cos2cos'

2x

tH

d

CC b

∆

∆−

∆−= ββα

Penyelesaian persamaan evolusi garis pantai ini memerlukan syarat batas yang

tergantung pada permasalahan yang ada.

2.3.6.3 Penyelesaian Persamaan Evolusi Garis Pantai dengan Genesis

Berikut ini merupakan metodologi analisis yang akan diterapkan dalam mencapai

hasil melalui sebuah program simulasi, yaitu GENESIS (Generalized Model for

Simulating Shoreline Change) dari US Army Corps of Engineers (ASCE).

GENESIS�.

1. Model Garis Pantai Menurut Genesis

Model garis pantai adalah model prakiraan numerik yang didasarkan pada

persamaan kontinyuitas sedimen dan persamaan laju angkutan sedimen

sepanjang pantai. Laju angkutan sedimen sepanjang pantai merupakan fungsi

dari variasi tinggi dan arah gelombang sepanjang pantai yang terbentuk karena

pengaruh refraksi dan difraksi. Pada model garis pantai tidak digambarkan

angkutan yang dihasilkan oleh arus pasang surut, angin atau sumber gaya

lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa model sebaiknya digunakan jika





gelombang pecah merupakan mekanisme yang dominan dalam angkutan

sedimen sepanjang pantai.

Model garis pantai hanya dapat digunakan untuk memperkirakan evolusi

pantai oleh angkutan sedimen sepanjang pantai dalam skala waktu yang lama

dan skala ruang yang luas. Hal ini khususnya untuk menggambarkan erosi dan

akresi di sekitar bangunan-bangunan pantai seperti groin, jetty dan pemecah

gelombang lepas pantai (detached breakwater) yang disebabkan oleh

terhalangnya angkutan sedimen sejajar pantai.

Model garis pantai tidak dapat menggambarkan formasi bar dan profil

bertingkat yang disebabkan oleh perubahan kondisi gelombang musiman, erosi

atau akresi di sekitar kepala jetty yang disebabkan oleh arus ke arah laut di

sepanjang jetty, gerusan di kaki bangunan dan pengendapan sedimen suspensi

di kolam pelabuhan.

Model perubahan garis pantai yang digunakan pada kajian ini adalah

GENESIS (Generalized Model for Simulating Shoreline Change). GENESIS

mensimulasikan perubahan garis pantai yang terjadi dalam periode bulanan

sampai tahunan yang disebabkan terutama oleh gelombang. Model tersebut

dapat digunakan untuk mensimulasikan perubahan garis pantai dengan

susunan beberapa bangunan pantai. GENESIS tidak dapat digunakan untuk

menghitung perubahan garis pantai pada kondisi-kondisi berikut: perubahan

pantai pada inlet atau daerah yang didominasi pasang surut; perubahan pantai

yang disebabkan oleh arus yang dibangkitkan oleh angin, erosi pantai oleh

badai yang didominasi oleh angkutan sedimen tegak lurus pantai dan gerusan

di sekitar bangunan. Pada kondisi tersebut perubahan pantai tidak

berhubungan dengan bangunan pantai, kondisi batas atau angkutan sedimen

sepanjang pantai karena induksi gelombang.

Model GENESIS tersusun dari dua buah bagian model utama. Bagian model

yang pertama menghitung laju perpindahan sedimen sepanjang pantai. Bagian

model kedua berupa model gelombang yang menghitung tinggi dan arah





gelombang pecah sepanjang pantai berdasarkan nilai tinggi gelombang yang

diberikan di lepas pantai.

• Asumsi dasar

Perubahan posisi garis pantai digambarkan oleh satu garis kontur, sedangkan

akresi dan erosi pantai digambarkan dengan volume suatu sedimen. Sedimen

dipindahkan sepanjang pantai di antara dua batas elevasi profil yang tertentu.

Batas ke arah pantai terletak pada bagian atas berm aktif dan batas ke arah

laut terletak pada kedalaman yang sudah tidak terjadi perubahan yang berarti

(significant). Pembatasan perpindahan profil di antara dua batas tersebut

untuk menentukan parameter perubahan volume pada tampang melintang

pantai. Angkutan sedimen sepanjang pantai semata-mata hanya dihasilkan

oleh gelombang datang, tidak memperhitungkan angkutan yang dihasilkan

oleh arus pasang surut, angin atau sumber gaya lainnya.

• Persamaan perubahan garis pantai

Untuk memperkirakan perubahan garis pantai diperlukan dua persamaan

dasar yaitu persamaan kontinyuitas sedimen dan persamaan laju angkutan

sedimen sejajar pantai. Persamaan kontinyuitas sedimen pembentuk posisi

garis pantai adalah:

01

=

−

∂

∂+

∂

∂q

y

Q

Dt

x

s

s (2-73)

dengan:

q = qs + q0

Q : resultan laju volume angkutan sedimen sejajar pantai (m3/dt)

q : laju sedimen yang masuk dan keluar profil dari darat dan laut

(m3/dt/m)

qs : laju sedimen yang masuk atau keluar selebar unit garis pantai

(m3/dt/m)

q0 : laju sedimen dari arah laut (m3/dt/m)

pada model perubahan garis pantai tunggal, asumsi dasar yang digunakan

adalah bahwa profil pantai aktif berpindah secara pararel sampai suatu





kedalaman tertentu, Ds, atau sampai profil tidak berubah lagi. Laju

perubahan volume adalah t

yxD

t

V s

∆

∆∆=

∆

∆, dan perubahan ini dikontrol oleh

laju bersih pasir yang masuk dan keluar dari keempat sisi seperti ditunjukkan

pada Gambar.

Gambar 2.36 Skematisasi perubahan garis pantai

Resultan laju angkutan sedimen sepanjang pantai, Q, adalah faktor utama

yang mengontrol evolusi jangka panjang garis pantai. Prediksi Q biasanya

ditunjukkan pada kondisi gelombang di garis dengan persamaan:

( )

∂

∂−=

y

HaacHQ B

BSBSBg αα cossin 21

2 (2-74)

dengan cg kecepatan group gelombang (m/dt), αBS sudut puncak gelombang

terhadap garis pantai, subskrip B menunjukkan kondisi pecah, dan parameter

non dimensi a1 dan a2 adalah

( )

−

−

=

25

11

416.11116 p

Ka

s

ρ

ρ (2-75)

( )

−

−

=

25

22

416.1.tan118 βρ

ρp

Ka

s

(2-76)

dengan K1 dan K2 adalah parameter kalibrasi, ρs dan ρ rapat massa sedimen

dan air (kg/m3), p adalah porositas sedimen dan tan β adalah kemiringan





dasar rerata. Faktor 1.416 digunakan untuk konversi dari HS ke HRMS. Bagian

pertama persamaan menunjukkan laju angkutan sedimen sepanjang pantai

karena gelombang yang datang miring. Bagian kedua menghitung laju

angkutan sedimen sepanjang pantai yang disebabkan oleh variasi tinggi

gelombang pecah sepanjang pantai.

Kedalaman angkutan DS, pada persamaan model garis pantai, persamaan

(13), berhubungan dengan batas ke arah laut dari zona aktif angkutan

sedimen sejajar pantai. Hal ini berbeda dengan kedalaman kritik untuk awal

gerak sedimen, yang lebih memperhatikan angkutan sedimen melintang

pantai. Nilai DS lebih besar daripada rerata kedalaman pecah. Pada kondisi

gelombang datang yang sama, kedalaman kritik untuk awal gerak sedimen

akan mempunyai nilai lebih besar.

Zone angkutan yang berhubungan dengan model perubahan garis pantai,

memanjang dari batas tinggi berm (upwash) ke kedalaman di mana profil

pantai terpindahkan. Kedalaman angkutan DS, yang digunakan dalam model

garis pantai dirumuskan sebagai berikut:

DS = Db + Dc (2-77)

dengan:

Db : adalah tinggi berm dari MSL (ditentukan dari data tinggi

karakteristik di lapangan)

Dc : kedalaman dari MSL ke kedalaman profil yang

terpindahkan (diperkirakan dari data survei profil)

Diasumsikan bahwa Dc ≈ DSH dengan:

0

0

09.1028.2 HL

HDSH

−= (2-78)

dengan:

H0 dan L0 : tinggi dan panjang gelombang di laut dalam





• Angkutan Sedimen

Persamaan empiris dalam GENESIS yang digunakan untuk menghitung laju

angkutan sedimen sepanjang pantai. Laju angkutan sedimen diperoleh

sebagai fungsi arah gelombang dan garis pantai/kontur pada setiap langkah

waktu dan pada setiap titik grid, kecuali pada batas pantai terbuka. Laju

angkutan sedimen hasil keluaran model dinyatakan dalam laju angkutan

kotor Qg (gross) dan laju angkutan bersih Qn (netto).

Laju angkutan kotor Qg, ditetapkan sebagai jumlah angkutan ke kanan dan ke

kiri melewati suatu titik pada garis pantai pada suatu periode yang

ditentukan.

Qg = Qrt + Q lt (2-79)

dengan:

Qrt : angkutan sedimen ke arah kanan

Q lt : angkutan sedimen ke arah kiri

Arah angkutan sedimen ke kanan dan ke kiri ditetapkan berdasarkan arah

kanan dan kiri pengamat yang berdiri di tepi pantai menghadap ke arah laut.

Laju angkutan bersih, Qn adalah perbedaan antara pergerakan angkutan ke

kiri dan ke kanan melewati suatu titik pada garis pantai pada suatu periode

waktu yang ditentukan. Nilai Qn didefinisikan sebagai berikut:

Qn = Qrt – Qlt (2-80)

dengan:

Qrt : angkutan sedimen ke arah kanan

Q lt : angkutan sedimen ke arah kiri

Laju angkutan bersih adalah merupakan jumlah vektor laju angkutan sedimen

dan besarnya diperlukan untuk menentukan apakah suatu bagian pantai

mengalami erosi atau akresi. Laju Q digunakan oleh GENESIS untuk

menghitung perubahan garis pantai melalui perbedaan bersih laju angkutan

sedimen sepanjang pantai.





Model GENESIS tidak memiliki fasilitas untuk memperhitungkan angkutan

sedimen yang berasal dari sungai/saluran. Untuk memodelkan fenomena

tersebut digunakan fasilitas dalam GENESIS yang dianggap paling

mendekati, yaitu penimbunan pantai (beach fill). Asumsi yang digunakan

dalam penimbunan pantai adalah sebagai berikut:

a. timbunan berupa pasir asli dengan ukuran butir rerata sama,

b. profil timbunan yang ditunjukkan dalam model mempunyai bentuk

seimbang yang berkaitan dengan ukuran butirnya,

c. tinggi berm pantai yang ditimbun sama dengan pantai aslinya.

Asumsi ini diperlukan karena parameter angkutan, bentuk profil pantai dan

tinggi berm dipertimbangkan konstan untuk seluruh pantai yang

disimulasikan. Meskipun timbunan pantai dibangun dengan profil potongan

melintang tertentu, setelah periode waktu tertentu, biasanya dalam waktu

beberapa minggu atau bulan, timbunan akan didistribusikan kembali oleh

serangan gelombang ke dalam bentuk keseimbangan pantai. Model garis

pantai GENESIS menginterpretasikan adanya tambahan lebar pantai sebagai

penyesuaian ke bentuk seimbang.

• Metode Hitungan Numerik

Dalam GENESIS hasil hitungan sepanjang garis pantai didiskretisasikan

pada system staggered grid yang mana posisi garis pantai yi ditentukan di

tengah sel grid (titik y) dan laju transport Qi pada dinding sel (titik Q), seperti

ditunjukkan pada Gambar. Batas kiri ditentukan pada sel grid 1 dan batas

kanan pada sel grid N. Seluruhnya terdapat N nilai posisi garis pantai,

sehingga nilai awal poisisi garis pantai harus diberikan pada N titik. Terdapat

N+1 nilai laju angkutan sedimen sepanjang pantai, karena terdapat N+1

dinding sel yang menutup N sel. Nilai laju angkutan sedimen harus

ditentukan pada kondisi batas, Q1 dan QN+1 dan nilai Qi dan seluruh yi akan

dihitung. Karena Qi merupakan fungsi kondisi gelombang, seluruh nilai





gelombang dihitung pada titik Q. Ujung bangunan juga berada pada titik Q.

Penimbunan pantai, debit sungai serta sumber dan pengambilan pasir lainnya

berada pada titik y.

Gambar 2.37 Skema diferensi hingga Staggered Grid

Skema yang digunakan adalah skema implisit Crank Nicholson yang mana

penurunan ∂Q/∂x pada setiap titik grid ditunjukkan sebagai suatu

kesebandingan rerata pemberat antara langkah waktu sekarang dan langkah

waktu berikutnya.

∆

−+

∆

−=

∂

∂ ++

x

QQ

x

QQ

2

1

x

Q i1i

'

i

'

1ii (2-81)

Subskrip i menunjukkan besaran yang ada pada nomor sel i di sepanjang

pantai. Tanda petik (‘) digunakan untuk menunjukkan besaran pada langkah

waktu yang baru, sedangkan besaran tanpa tanda petik menunjukkan besaran

pada langkah waktu sekarang yang telah diketahui. Besarnya y’ dan Q’ tidak

diketahui dan akan diperoleh dalam proses penyelesaian, besaran lain seperti

q’ dan DB’ mengacu data pada langkah waktu berikutnya dan telah diketahui.





Longshore transport rate (Q), atau tingkat angkutan sedimen sejajar pantai,

lazim mempunyai satuan meter kubik per tahun (dalam SI). Karena

pergerakannya sejajar pantai, maka ada dua kemungkinan arah pergerakan,

yaitu ke arah kanan dan kiri relatif terhadap seorang pengamat yang berdiri di

pantai menghadap ke laut. Pergerakan dari kanan ke kiri diberi notasi Qlt, dan

pergerakan dari kiri ke kanan Qrt, sehingga didapat tingkat angkutan sedimen

‘kotor’ (gross) Qg = Qlt + Qrt , dan tingkat angkutan ‘bersih’ (net) Qn = Qlt -

Qrt . Nilai Qg digunakan untuk meramalkan tingkat pendangkalan pada suatu

alur perairan yang terbuka, Qn untuk desain alur yang dilindungi dan perkiraan

erosi pantai, dan Qlt serta Qrt untuk desain penumpukan sedimen di ‘belakang’

sebuah struktur pantai yang menahan pergerakan sedimen.

Untuk perencanaan ini, metode yang digunakan untuk perkiraan longshore

transport rate adalah dengan metode numerik. Metode numerik yang

digunakan pada adalah Program GENESIS (Generalized Model for

Simulating Shoreline Change) dari US Army Corps of Engineers (ASCE).

Data masukan yang dibutuhkan pada GENESIS adalah sebagai berikut:

a) Data posisi awal garis pantai berupa koordinat (x,y). Fixed boundaries

dari garis pantai yang akan ditinjau adalah posisi dimana perubahan

garis pantai tersebut dapat dianggap tidak signifikan terhadap hasil

simulasi, atau pada sebuah struktur yang rigid (misalnya karang).

Batasan ini diperlukan karena di dalam simulasi, perubahan garis

pantai pada kedua titik batas tersebut di atas besarnya dianggap nol.

b) Time series data gelombang lepas pantai atau gelombang laut dalam,

tinggi gelombang, perioda dan arah rambat gelombang terhadap garis

normal pantai untuk selang waktu tertentu. Untuk pantai dengan kontur

batimetri yang sejajar pantai maka data gelombang ini akan dihitung

pergerakan akibat refraksi dan difraksi secara internal di dalam

GENESIS sendiri.





c) Grid simulasi yang melingkupi garis pantai serta perairan dimana

gelombang akan merambat. Jumlah grid pada arah sumbu x untuk

program ini terbatas hingga 80 buah.

d) Struktur bangunan pantai eksisting atau yang direncanakan dan data

struktur-struktur laut lainnya yang berada pada perairan yang ditinjau.

e) Data-data lain seperti ukuran butiran (D50), parameter kalibrasi, posisi

seawall, beach fill yang diakibatkan oleh masuknya sedimen dari

sungai, dan parameter-parameter lain.

Program GENESIS ini, dengan data-data masukan di atas dapat memberikan

perkiraan nilai longshore transport rate serta perubahan garis pantai akibat

angkutan sedimen tersebut tanpa maupun dengan adanya struktur jetty atau

breakwater pada pantai untuk jangka waktu tertentu.

Simulasi yang dilakukan pada sebuah kawasan kajian mencakup:

a) Laju angkutan sedimen total (jumlah angkutan sedimen akibat

longshore transport ke arah kiri maupun kanan relatif terhadap posisi

PPI).

b) Perubahan garis pantai kumulatif dalam kurun waktu 10 tahun.

c) Kondisi awal garis pantai pada kawasan kajian (eksisting) dan

perubahan posisi garis pantai dalam kurun waktu 10 tahun.





Gambar 2.38 Pembagian zone pantai berdasarkan Shore Protection manual, 1984

Program GENESIS menerapkan “one-line simulation”, dimana batas antara

laut dan darat di pantai digambarkan sebagai suatu bidang yang tegak

(tembok). Pengembangan atas program GENESIS ini adalah program “n-line

simulation” yang mensimulasikan kondisi pantai secara lebih realistis, dimana

kontur pantai dapat disimulasikan dengan mendekati kondisi batimetri yang

ada. Pada saat ini, program “n-line” ini sedang dalam tahap pengembangan

oleh Konsultan. Sebagai alternatif, jika memungkinkan program “n-line” ini

akan digunakan oleh Konsultan untuk melakukan simulasi perubahan garis

pantai.





2.4 Fasilitas dan Kriteria Perencanaan Pelabuhan

Perubahan yang terjadi dalam dunia teknologi perkapalan dan penangan muatan yang

sepertinya terus berkelanjutan. Oleh karena itu, satu kunci dasar perencanaan fasilitas

pelabuhan laut adalah dengan merancang rencana pengembangan sefleksibel mungkin

dalam menghadapi perubahan kondisi di masa mendatang. Perencanaan pelabuhan

laut idealnya dirancang sebagai suatu sistem transportasi terpadu yang berada pada

satu kesatuan manajemen. Fasilitas pelabuhan yang direncanakan hendaknya mampu

mengakomodasi seluruh kepentingan dan kegiatan pelabuhan laut. Pada prinsipnya

dalam perencanaan pelabuhan sangat berkaitan dengan tingkat produktivitas, jumlah

fasilitas yang diperlukan, serta tingkat pelayanan jasa yang disediakan.

2.4.1 Dermaga

Dermaga adalah merupakan tempat yang berfungsi sebagai tempat membongkar

muatan (unloading), memuat ikan/perbekalan (loading), mengisi perbekalan

(servicing) dan berlabuh (berthing). Berhubung kegiatan tersebut Dalam praktek

ketiga fungsi ini dipisahkan, sehingga dikenal istilah dermaga bongkar, dermaga

muat, dan dermaga berlabuh.

Konstruksi dermaga dibedakan menjadi wharf/quay dan pier/ jetty. Wharf atau quay

adalah dermaga yang sejajar/dekat dengan pantai/garis air. Apabila bagian belakang

konstruksi diisi dengan tanah maka disebut juga dengan tembok penahan tanah bulk

head atau quay wall. Sedangkan pier atau jetty merupakan konstruksi dermaga yang

menjorok keluar dan bisa tegak lurus dengasn garis air sehingga kedua sisinya dan

ujungnya dapat digunakan sebagai dermaga.

Dasar pertimbangan bagi perencanaan dermaga adalah sebagai berikut:

1. penempatan posisi dermaga mempertimbangkan arah angin, arus dan perilaku

pantai yang stabil.

2. panjang dermaga disesuaikan dengan kapasitas kebutuhan kapal yang akan

berlabuh





3. lebar dermaga disesuaikan dengan kapasitas kebutuhan kapal yang akan

berlabuh, dan kemudahan aktivitas dan gerak bongkar muat kapal dan

kendaraan darat.

4. berjarak sependek mungkin dengan fasiltas darat (khususnya TPI dan gudang

penyimpanan sementara) dengan mempertimbangkan kedalaman peraiaran.

5. ketinggian dermaga juga mempertimbangkan kondisi pasang surut, jika

perbedan pasang surut besar maka direncanakan dengan dermaga ponton atau

sistem operasional yang efektif

2.4.1.1 Perencanaan Panjang Dermaga

1. Dermaga bongkar

Dermaga bongkar dibagi menjadi dua zona:

• Zona I (kapal<30GT), berhubungan langsung dengan TPI dan fasilitas

industri kecil/tradisional

• Zona II (kapal >30 GT), berhubungan langsung dengan TPI dan fasilitas

industri pengolahan modern

Kriteria perencanaan dermaga bongkar:

• Dermaga bongkar ditempatkan sedekat mungkin dengan fasilitas di darat.

• Panjang dermaga ditentukan dengan mempertimbangkan jenis kapal yang

dilayani, jumlah kapal, dan pola operasi (terutama lama waktu bongkar).

Panjang dermaga bongkar dihitung dengan rumus PIANC sebagai berikut:

STUD

QLUnL

c

×××

××= (2-82)

Dimana:

n = jumlah kapal yang dilayani (unit)

LU = panjang dermaga yang dibutuhkan per kapal (m)

= 1.1 x LOA

LOA = panjang total kapal terbesar (m)

Q = jml.muatan rata-rata/kapal yang bongkar setiap pelayaran (ton)

S = faktor ketidakteraturan

Dc = rata-rata perioda ulang pelayaran (hari)

U = rata-rata kecepatan pembongkaran, (persiapan) (ton/jam)

T = waktu yang diperlukan untuk pembongkaran per hari (jam)





2. Dermaga Muat

Kriteria perencanaan dermaga muat:

• Dermaga muat ditempatkan sedekat mungkin dengan fasilitas-fasilitas

perbekalan seperti tempat BBM, gudang, dan air bersih.

• Panjang dermaga muat ditentukan dengan mempertimbangkan jenis kapal

yang dilayani, jumlah kapal, dan pola operasi (terutama lama waktu memuat

perbekalan).

Panjang dermaga muat dihitung dengan rumus PIANC sebagai berikut:

STD

TSLUnL

c

××

××= (2-83)

Dimana:

n = jumlah kapal yang dilayani (unit)

LU = panjang dermaga yang dibutuhkan per kapal (m)

= 1.1 x LOA

LOA = panjang total kapal (ukuran terbesar)

TS = waktu rata-rata pelayanan yang dibutuhkan oleh setiap kapal

S = faktor ketidakteraturan

Dc = rata-rata perioda ulang pelayaran (hari)

T = waktu yang diperlukan untuk pemuatan per hari (jam)

2.4.1.2 Perencanaan Elevasi Lantai Dermaga

Penentuan elevasi lantai dermaga sesuai dengan kondisi pasut, yaitu:

E = HWS + 1/2H + F (2-84)

Dimana:

HWS = highest water surface = elevasi pasut tertinggi

H = tinggi gelombang

F = free board = tinggi jagaan (biasanya diambil = 0.5 m)

2.4.1.3 Perencanaan Pembebanan

Beban yang diperhitungkan dalam struktur dermaga adalah :

• Beban Horisontal

1. Beban Angin dan Arus

Beban angin dalam kenyataan merupakan kondisi pembebanan yang rumit

yang harus diidealisasikan agar memberi desain yang dapat mewakili kondisi

yang sebenarnya. Pemodelan gaya angin bersifat dinamis, dimana angin yang





bekerja selama selang tertentu, gaya ini dapat didekati sebagai beban statik

yang didistribusikan secara merata pada bagian dermaga yang terbuka.

Bagian dermaga yang terbuka diambil sebagai luas permukaan agregat dari

semua elemen seperti dilihat dari atas (yakni tegak lurus terhadap sumbu

longitudinal) dimana gaya angin diberikan pada arah transversal dan

longitudinal pada titik berat struktur yang terbuka.

Perhitungan beban angin dan arus berdasarkan Technical Standards and

Commentaries for Port and Harbour Facilities in Japan.

Fa = ½ . CS . ρ . As . Va2 (2-85)

dimana :

Fa = gaya angin (kN)

Cs = koefisien angin

ρ = berat jenis udara (1.25 kg/m3)

Va = kecepatan angin max (m/s)

As = luas proyeksi angin

Perhitungan beban angin dan arus berdasarkan Technical Standards and

Commentaries for Port and Harbour Facilities in Japan.

Fc =. Cc . Ap . Vc2

(2-86)

dimana :

Fc = gaya arus (kN)

Cc = koefisien arus

Vc = kecepatan arus max (m/s)

Ap = luas proyeksi arus

2. Beban Akibat Benturan kapal

Kriteria perencanaan energi tumbuk akan dijelaskan pada perencanaan Sistem

Fender dan Peralatan Penambat.

3. Gaya gempa

Besarnya gaya gempa adalah F = k w (2-87)

Dimana :

k = koefisien gemp

w = beban vertikal dengan beban hidup

selanjutnya dalam perhitungan gaya gempa untuk struktur dermaga akan

digunakan perhitungan gaya gempa statik.





Gaya gempa memberikan pada dermaga didefenisikan sebagai fungsi dari

faktor-faktor berikut:

• Berat mati bangunan

• Gerakan tanah (percepatan gempa)

• Periode getaran

• Jenis tanah yang ada

• Beban Vertikal

1. Beban Mati

Beban mati struktur adalah berat agregat seluruh elemen struktur atas. Salah

satu langkah dalam mendesain bangunan adalah menyusun daftar seluruh

elemen yang memberi konstribusi sebagai beban meti.

2. Beban Mati Superimposed

beban-beban tambahan yang diletakkan pada struktur setelah dek mengerasdan

mulai bekerja dengan komponen primer dalam menahan beban.

3. Beban Hidup

Beban yang terjadi akibat pemakaian dan penggunaan, termasuk beban yang

terdapat pada lantai dek yang berasal dari barang-barang yang dapat

berpindah, beban akibat air hujan, crane, dll.

2.4.1.4 Metode Desain

Ada dua metode desain yang sering menjadi acuan dalam perencanaan desain

bangunan (struktur):

1. Desain Tegangan Kerja ( Working stress design)

Desain tegangan kerja adalah suatu pendekatan dimana unsur struktur yang

direncanakan terhadap beban kerja sedemikian rupa sehingga tegangan yang

terjadi lebih kecil daripada tegangan yang diijinkan, yaitu:

σσ ≤ (2-88)

Dimana :

σ = tegangan kerja

σ = tegangan izin

Tegangan izin didefenisikan oleh tegangan batas dibagi faktor keamanan

dan merupakan suatu fraksi dari tegangan runtuh material.





Pada pendekatan tegangan kerja, tegangan aktual merepresentasikan

tegangan-tegangan akibat beban layan atau beban kerja yang akan ditumpu

oleh struktur. Dalam metode ini, keseluruhan struktur didesain berada dalam

rentang elastik material yang menyususun elemen atau komponen.

2. Desain Kondisi Batas (Limit states design)

Desain kondisi batas dikembangkan untuk mengakomodasi kekurangan

pendekatan dengan metode kerja dengan memanfaatkan rentang plastik

untuk desain komponen struktual dan menggunakan faktor beban untuk

memperhitungkan keanekaragaman konfigurasi pembebanan. Metode

desain kondisi batas dikenal istilah kekuatan dan kemampulayanan.

Kekuatan (ultimit) adalah kondisis batas yang mendefenisikan operasi

aman dan ketahanan struktur. Kondisi batas ultimit yang disebabkan oleh

beberapa faktor antara lain:

• Hilangnya keseimbangan lokal atau global

• Rupture : hilangnya ketahanan lentur dan geser elemen-elemen struktur

• Keruntuhan progressive akibat adanya keruntuhan lokal pada daerah

sekitarnya

• Pembentukan sendi plastis, ketidakstabilan struktur

• Fatigue

Kondisi batas kemampulayanan yang menyangkut berkurangnya fungsi

struktur yaitu :

• Defleksi yang berlebihan pada kondisi layan

• Lebar retak yang berlebih

• Vibrasi yang menganggu

Dan kondisi batas khusus yang menyangkut keruntuhan/kerusakan akibat

beban abnormal, dapat berupa keruntuhan pada kondisi gempa ekstrim,

kebakaran dan ledakan serta korosi.

nn SSSRn αααφ +++≥ ...2211 (2-89)

Dimana:

Rn = kekuatan nominal

S = pengaruh beban

φ = faktor reduksi bernilai < 1

αi = faktor-faktor beban bernilai >1





2.4.1.5 Perencanaan Tiang Pancang

Dalam perencanaan tiang pancang harus memenuhi kriteria dasar kekuatan dan

keamanan. Secara umum, kriteria desain tiang pancang :

• Keamanan terhadap guling

• Keamanan terhadap gelincir

• Keamanan terhadap keruntuhan dukung tanah

• Keamanan terhadap penurunan yang berlebih atau tidak seragam

Faktor lain yang harus diperhitungkan adalah pengaruh gerusan yang membahayakan

tiang dan untuk melindungi tiang dapat digunakan riprap.

Aspek penting dalam desain tiang dermaga adalah desain komponen tekan (kolom).

Beberapa kriteria utama dalam menentukan desin komponen tekan adalah:

1. Desain faktor beban

Kekuatan terhadap beban aksial dari suatu komponen tekan didasarkan pada

parameter berikut:

• Kekuatan beton yang digunakan

• Kuat leleh tulangan yang ada

• Luas penampang bruto komponen

• Luas total tulangan longitudinal

2. Pengaruh kelangsingan

Rasio kelangsingan didefenisikan

r

luk. (2-90)

Dimana

k = faktor panjang efektif untuk komponen tekan

lu = panjang takterkekang dari komponen tekan

r =jari-jari girasi

Kapasitas tiang pancang ditentukan oleh kapasitas ujung tiang dan friksi total yang

diturunkan dari interaksi tanah. Persamaan umumnya :

QsQpQu += (2-91)

Dimana :

Qu = kapasitas tiang pancang ultimate

Qp = daya dukung beban dari ujung

= )'( NqqcNcAqAQp ppp +==

= untuk kondisi tiang pancang pada tanah lempung jenuh ( φ =0), (Meyerhoff)

= 9Cu Ap





Qs = tahanan friksi

= ∑ ∆= LfpQs

= untuk kondisi tanah lempung jenuh (Metode α)

= ∑ ∆= LCupQs α

Untuk menentukan besar gerusan yang terjadi pada kaki tiang pancang dapat

digunakan beberapa persamaan :

1. Persamaan Colorado State University (CSU)

43.0

65.0

3211

21

Frh

aKKK

h

hs

= (2-92)

43.0

1

35.0

13212 Fr

a

yKKK

a

hs

= (2-93)

Dimana:

hs = kedalaman gerusan (m)

h1 = kedalaman aliran tepat di hulu pilar (m)

K1 = faktor koreksi untuk bentuk hidung pilar

K2 = faktor koreksi untuk sudut hantam aliran

K3 = faktor koreksi untuk kondisi dasar

a = lebar pilar (m)

L = panjang pilar (m)

Fr = bilangan Froude

Tabel 2.20 Faktor Koreksi, K1, untuk bentuk hidung pilar

Bentuk Hidung Pilar K1

persegi 1.1

bundar 1

selinder melingkar 1

tajam 0.9

kelompok selinder 1

Tabel 2.21 Faktor Koreksi, K2, untuk sudut hantam aliran

Sudut L/a=4 L/a=8 L/a=12

0 1 1 1

15 1.5 2 2.5

30 2 2.75 3.5

45 2.3 3.3 4.3

90 2.5 3.9 5





Tabel 2.22 Faktor kenaikan kedalaman gerusan seimbang pada pilar K3

untuk berbagai kondisi dasar

Kondisi Dasar Tinggi Gelombang K 3

Gerusan tanpa muatan sedimen N/A 1.1

Aliran Dasar Rata &Anti gelombang N/A 1.1

Gelombang kecil 10>Hdune<2 1.1

Gelombang menengah 30>Hdune>10 1.1-1.2

Gelombang besar Hdune >30 1.3

2. Persamaan Froechlich

Dengan mengembangkan analisa regresi linear terhadap 83 pengukuran

gerusan pilar di lapangan, Froelich (1998) mengembangkan persamaan

sebagai berikut:

1)/()/()/'(32.0 8.0

50

2.046.0

1

62.0

1 += DaFrahaaKhs (2-94)

Dimana:

hs = kedalaman gerusan (m)

h1 = kedalaman aliran tepat di hulu pilar (m)

K1 = faktor koreksi untuk bentuk hidung pilar

a = lebar pilar (m)

a’ = lebar proyeksi pilar tegak lurus terhadap aliran datang

L = panjang pilar (m)

Fr = bilangan Froude

D50 = diameter tengah batu (m)

2.4.1.6 Peralatan Penambat dan Sistem Fender

1. Peralatan penambat (mooring devices)

Peralatan penambat didesain dengan memperhitungkan gaya-gaya tarik yang

ditimbulkan oleh kapal. Gaya tarik oleh kapal pada saat ditambat

dipengaruhi oleh bobot kapal, gelombang, angin, dan arus. Peralatan

penambat paling umum digunkan adalah:

• Bollard, yang paling umum dipakai adalah bollard yang terbuat dari

baja tuangan atau beton.

• Dolphin, merupakan jenis alat penambat yang dipasang terpisah di laut

lepas.

Gaya reaksi dari kapal yang bertambat pada prinsipnya merupakan gaya-gaya

horisontal yang disebabkan oleh angin dan arus. Sistem mooring ( tambat)

didesain untuk dapat mengatasi gaya-gaya akibat kombinasi angin dan arus.





Keseluruhan gaya angin dan arus yang terjadi dapat dimodelkan sebagai

gaya-gaya dalam arah transversal dan longitudinal yang dikombinasikan

dengan gaya momen terhadap sumbu vertikal yang bekerja di tengah kapal,

dan dikombinasikan dengan gaya longitudinal di tengah kapal.

Gaya arus bekerja pada sisi badan kapal yang berada di bawah air (draft),

sedangkan gaya angin bekerja pada sisi badan kapal yang berada di atas air

(dikalikan 1.3).

Gambar 2.39 Sistem tambat kapal.

2. Sistem Fender

Fender dipasang pada tepi dermaga dan berfungsi untuk menyerap energi

yang berasal dari tumbukan kapal saat akan berlabuh. Pada perencanaan

fender ini digunakan kapal terbesar rencana yang yanga kan beroperasi di

pelabuhan perikanan. Tata letak fender harus sedemikian rupa, sehingga

dapat menyerap energi tumbukan pada saat air pasang dan surut.

Fender didesain dengan memperhatikan kecukupan kekuatan fender dalam

menerima beban tumbuk kapal yang berlabuh selain itu, memenuhi syarat

jarak maksimum sehingga tidak menabrak dinding dermaga secara langsung

yang dapat membahayakan bagi kapal itu sendiri.

Dalam keadaan normal, energi tumbuk yang bekerja pada fender secara

umum dihitung dengan rumus sebagai berikut:

• Side Berting

cSEMBDN CCCCVME2)(

2

1= (2-95)





• Dolphin Berthing

cSEMBDN CCCCVME2)(

2

1= (2-96)

• Lock Entrance

cSEMDN CCCCVME2)sin(

2

1α= (2-97)

• Ship to Ship Berthing

cSEMB

MDMD

MDMD

N CCCCVCMCM

CMCME

2

1211

1211 )()()(

)()(

2

1

×+×

×××= (2-98)

• End Berthing

2)(2

1VME DN = (2-99)

Pada kondisi tidak normal akibat kerusakan mesin, sentakan kapal, dan

kesalahan manusia, perubahan cuaca tiba-tiba maka fender didesain dengan

memperhitungkan faktor keamanan hingga samapai 2 kali kondisi normal

sehingga :

NSA EFE ×= (2-100)

Dimana:

EN = Energi tambat dalam keadaan normal

MD = Displacement (Ton)

VB = Kecepatan bertambat (m/dt)

CM = Koefisien massa tambahan

Cc = Faktor bentuk tempat berlabuh

CE = Koefisien eksentritas

CS =Koefisien softness

PIANC memperkirakan besarnya faktor keamanan yang dapat digunakan

utuk memperkirakan besarnya energi abnormal pada tabel berikut:





Tabel 2.23 Faktor keamanan

Type of Berth Vessel Safety factor

Tankers & Bulk cargo Largest 1.25

Smallest 1.75

Container Largest 1.5

Smallest 2

General cargo 1.75

Roro & Ferries 2.0 or higher

Tugs, Workboats 2

2.4.2 Breakwater

Breakwater adalah bangunan laut yang berfungsi untuk melindungi kolam pelabuhan

dari gangguan gelombang. Bangunan ini memisahkan daerah perairan laut bebas,

sehingga perairan pelabuhan tidak banyak dipengaruhi oleh gelombang besar dilaut.

Hal ini dibutuhkan oleh pelabuhan untuk memungkinkan kapal dapat melakukan

operasi bongkar muat dengan lancar. Apabila daerah perairan tempat pelabuhan

tersebut sudah terlindungi secara alamiah, maka tidak diperlukan pemecah

gelombang.

Menurut Port Standar Facilities ini Japan 1980 susunan letak break water tergantung

pada arah gelombang terbesar, arah litoral sand drive, luas kolam pelabuhan yang

dibutuhkan, kedalaman pelabuhan, serta kemampuannya mengurangi tinggi

gelombang di dalam kolam pelabuhan sampai lebih kecil dari tinggi toleransi (25 cm).

Ujung luar dari breakwater (pierheads) harus berada di luar daerah gelombang pecah

dan mencapai kedalaman minimum kolam pelabuhan. Berdasarkan bentuknya

breakwater dibagi menjadi beberapa type yaitu:

a. Breakwater sisi miring (sloping breakwater), biasanya berupa rubble mound.

Breakwater ini sifatnya fleksibel untuk perairan yang dangkal.

Gambar 2.40 Potongan melintang breakwater.





Tipe pemecah gelombang sisi miring ini terdapat materialnya beberapa pilihan

matrial penyusun strukturnya. Material penyusun breakwater ini akan

mempengaruhi stabilitas dari struktur breakwter itu sendiri.

b. Breakwater sisi tegak (vertikal), biasanya berupa sheet piles atau caisson.

Breakwater ini banyak digunakan untuk perairan yang dalam.

Sis i pelabuhanPuncak beton

Caisson

Blok beton

pelindung Batu

MHWL

Sis i laut

Gambar 2.41 Penampang melintang breakwater sisi tegak

c. Brakwater kombinasi, biasanya merupakan kombinasi rubble mound dan

caisson. Pada umumnya digunakan untuk kondisi perairan yang tidak terlalu

dalam.

Sisi pelabuhanCaisson

Blok beton

pelindungBatu

MHWL

Sisi laut

Gambar 2.42 Penampang melintang breakwater campuran

Dasar pertimbangan bagi perencanaan pemecah gelombang (breakwater) adalah:

• Kegiatan kapal dalam bongkar, kolam pelabuhan yang aman terhadap gangguan

gelombang.

• Melindungi alur pelayaran, kolam pelabuhan dari pendangkalan/sedimentasi dari

laut.

• Penempatan arah pemecah gelombang mempertimbangkan arah datang gelombang

dan perubahannya.

• Pemecah gelombang harus mampu menahan gelombang signifikan.





• Tipe konstruksi ditentukan oleh kemudahan mendapatkan bahan, jadwal

pelaksanaan dan harga.

Dalam pemilihan bentuk penampang breakwater secara umum didasarkan dengan

pertimbangan seperti yang di ilustrasikan pada Tabel 2.24.

Tabel 2.24 Keuntungan Dan Kerugian Tiap Tipe Breakwater

Keuntungan Kerugian

1. Elevasi puncak 1. Dibutuhkan jumlah material

bangunan rendah besar

2. Gelombang refleksi kecil / 2. Pelaksanaan pekerjaan lama

meredam energi gelombang 3. Kemungkinan kerusakan

3. Kerusakan berangsur-angsur pada waktu pelaksanaan besar.

4. Perbaikan mudah 4. Lebar dasar besar

5. Murah

1. Pelaksanaan pekerjaan cepat 1. Mahal

2. Kemungkinan kerusakan 2. Elevasi puncak bangunan

pada waktu pelaksanaan kecil tinggi

3. Luas perairan pelabuhan 3. Tekanan gelombang besar

lebih besar 4. Diperlukan tempat pembuatan

4. Sisi dalamnya dapat digunakan kaison yang luas

sebagai dermaga 5. Kalau rusak sulit diperbaiki

atau tempat tambatan 6. Diperlukan peralatan berat.

5. Biaya perawatan kecil 7. Erosi kaki Pondasi

1. Pelaksanaan pekerjaan cepat 1. Mahal

2. Kemungkinan kerusakan 2. Diperlukan peralatan berat.

pada waktu pelaksanaan kecil 3. Diperlukan tempat pembuatan

3. Luas perairan pelabuhan kaison yang luas

lebih besar

Tipe

Pemecah Gelombang Sisi

Miring

Pemecah Gelombang

SisiTegak

Pemecah Gelombang

Komposit (Campuran)

2.4.2.1 Material Armor Unit Breakwater Rubblemound

Pada suatu breakwater sisi miring (Rubblemound Breakwater) terdapat beberapa

alternatif material penyusun breakwater. Material tersebut memiliki beberapa

karakteristik yang berbeda. Ada beberapa prinsip dalam pemilihan material tersebut

sebagai material penyusun breakwater rubblemound yaitu:

• Material tersebut harus mampu melindungi struktur breakweater secara

keseluruhan.

• Materi tersebut harus ekonomis.

• Mudah untuk didapatkan.

Adapun beberapa alternatif material sangat mempengaruhi bentuk dan dimensi

struktural dari breakwater tersebut. Bahan yang biasanya digunakan sebagai material

adalah:





a. Batu alam (Quarry Stone)

Batu alam adalah yang paling sering digunakan sebagai unit lapis pelindung

karena mudah dalam pelaksanaan konstruksinya, batu ini tidak memerlukan

pencetakan seperti batu buatan. Namun masalah yang sering dijumpai dengan

betu alam adalah sumber material, mutu (kekerasan), jumlah yang tersedia,

bentuk (ukuran), dan produksinya memerlukan penanganan khusus (misalnya

penggalian dengan alat atau peledakan). Disamping itu faktor bentuk batu alam

memiliki tingkat kestabilan yang rendah dalam menahan gaya-gaya gelombang.

b. Unit batu lapis lindung buatan (artificial armor unit)

Sebagai alternatif penggunaan abatu alam dapat dipakai batu batu buatan yang

biasanya terbuat dari beton. Keuntungan batu lapis buatan adalah memeiliki

kestabilan yang lebih baik dari pada batu alam terhadap gaya-gaya gelombang

yang terjadi pada lokasi breakwater. Dengan demikian brakwater ini dapat

dibangun dengan kemiringan yang jauh lebih curam dan material armor yang

lebih ringan. Keuntungan lain pada batu buatan adalah dapat diproduksi setiap

saat.

Namun batu buatan ini juga memilki kerugian, yaitu membutuhkan waktu lebih lama

dalam produksinya dalam hal pencetakan, pengeringan dan biaya lebih mahal. Selain

itu diindonesia masih sangat sedikit perusahaan yang memproduksi batu lapis lindung

buatan. Sehingga usulan pemakaian unit batu lapis lindung buatan harus

dipertimbangkan dengan jadwal waktu penyelesaian.

Ada beberapa jenis batu lapis lindung buatan yang biasa dipakai yaitu:

1. Kubus beton

Kubus beton adalah batu lapis buatan yang paling sederhana karena

pembuatannya lebih mudah, tetapi memiliki kestabilan yang paling rendahdi

antara batu lapis lindung yang ada. Sebagai alternatif untuk menambah

kestabilan dapat digunakan kubus beton yang dimodifikasi (modified cube)





2. Akmon

Akmon adalah salah satu varian unit batu lepas lindung yang terdiri dari ruas

bersilangan yang dihubungkan dengan ruas yang lain. Secara dinamik akmon

memilki kestabilan yang lebih baik dibandingkan dengan kubus beton.

3. Dolos

Dolos adalah bentuk pengembangan yang jauh lebih baik dari pada akmon.

Dolos memilki kestabilan yang lebih tinggi dibandingkan dengan akmon

maupun tetrapod.

4. Tetrapod

Tetrapod terdiri dari 4 ruas kerucut terpancung yang saling dihubungkan pada

pangkalnya. Tetrapod banyak dipakai sebagai lapisan pelindung pada

breakwater yang ada di Indonesia.

5. A-Jack

Ajack merupakan salah satu jenis unit lapisan pelindung buatan yang memiliki

tingkat kestabilan yang cukup tinggi. Tingkat kestabilan A-Jack dalam menahan

gaya-gaya gelombang diperoleh melalui keadaan saling mengunci

(interlocking) diantara A-jack yang saling berdekatan.

Tingkat kestabilan breakwater tersebut ditentukan sebagai harga Kd. Tabel 2.25 2.25

menunjukan perbandingan harga Kd untuk setiap jenis armor unit.

Tabel 2.25 Koefisien stabilitas unit lapisan pelidung

Kd

2

15.8

7

25-100A-Jack

Quarry Stone (Rough Angular)

Dolos

Tetrapod

Material

Pada pemilihan jenis armor material yang digunakan dalam perencanaan breakwater

untu pelabuhan rencana dalam studi tugas akhir ini karena kondisi gelombang pada

kondisi eksisiting yang tidak terlalu besar, sehingga tidak memerlukan lapisan armor

material dengan tingkat kestabilan yang tinggi kemudian karena lokasi perairan

perencanaan pelabuhan yang tidak terlalu dalam maka cukup efektif dengan

menggunakan armor material batu alam yang diapatkan dari Quarry disekitar lokasi

rencana pelabuhan.





2.4.2.2 Perencanaan Layout Breakwater

Biasanya butir batu breakwater disusun dalam beberapa lapis, dengan lapis terluar

(lapis pelindung) terdiri dari batu berukuran besar dan semakin ke dalam ukurannya

semakin kecil. Ambil contoh desain rubble mound breakwater sisi miring dengan tiga

lapisan. Lapis pelindung berfungsi sebagai pelindung dan pendisipasi energi

gelombang utama. Lapis ke dua berfungsi selain sebagai pendisipasi energi

gelombang juga untuk memfilter lapisan inti yang armor unitnya lebih kecil sehingga

tidak dapat keluar.

Berat batu lapisan pelindung didapat dari rumus Hudson

( ) θθθθ

γγγγ

cotSK

HW

r

r

r 3

3

1−=

∆

(2-101)

Setelah mendapatkan armor unit yang dibutuhkan maka langkah selanjutnya adalah

menyusun breakwater sesuai desain. Setiap lapisan memiliki kebutuhan armor unit

yang berbeda, semakin ke dalam armor unit akan semakin kecil. Armor unit yang

dipakai diusahakan agar sama dengan desain, akan tetapi ada gradasi yang masih

diizinkan yakni sebagai berikut:

• Batu lapisan pelindung pertama, gradasi yang diizinkan adalah antara 75%

sampai 125% dari armor unit weight desain.

• Batu lapisan kedua, gradasi yang diizinkan adalah antara 75% sampai 125%

dari armor unit weight desain.

• Batu lapisan inti, gradasi yang diizinkan adalah antara 30% sampai 170% dari

armor unit weight desain.

Gambar 2.43 Penampang Break Water

– 1.5 H

– H

El. m.a. minimum El. puncak

W/2–W

W/10 -W/15

W

W/200 – W/6000

El. m.a. maksimum

Run-up gelombang Lebar

puncak





2.4.2.3 Stabilitas Breakwater

Metode Irisan (Method of Slice)

Analisis stabilitas dengan menggunakan metode irisan, dapat dijelaskan dengan

menggunakan dengan AC merupakan lengkungan lingkaran sebagai permukaan

bidang longsor percobaan. Tanah yang berada diatas bidang longsor percobaan dibagi

dalam beberapa irisan tegak. Lebar dari tiap-tiap irisan tidak harus sama. Perhatikan

satu satuan tebal tegak lurus irisan melintang talud seperti gambar; gaya-gaya yang

bekerja pada irisan tertentu (irisan no n) ditunjukkan dalam Error! Reference source

not found.r 2.44. Wn adalah berat irisan. Gaya-gaya Nr dan Tr adalah komponen tegak

dan sejajar dari reaksi R . Pn dan Pn+1 adalah gaya normal yang bekerja pada sisi-sisi

irisan. Demikian juga, gaya geser yang bekerja pada sisi irisan adalah Tn dan Tn+1.

Untuk memudahkan, tegangan air pori dianggap sama dengan nol. Gaya Pn, Pn+1, Tn,

dan Tn+1 adalah sulit ditentukan. Tetapi, kita dapat membuat asumsi perkiraan bahwa

resultan Pn dan Tn adalah sama besar dengan resultan Pn+1 dan Tn+1 dan juga garis-

garis kerjanya segaris.

Untuk pengamatan keseimbangan

Nr = Wn cos αn (2-102)

Dimana :

Nr = gaya normal bidang gelincir

Wn = gaya berat dari potongan tanah

αn = sudut antara bidang gelincir dengan bidang datar

Gaya geser perlawanan dapat dinyatakan sebagai berikut:

Tr = ( )( )

[ ] n

ss

nfnd L tanc

F

1

F

LL ∆φσ+=

∆τ=∆τ

Dengan: Tr = Gaya geser perlawanan

τd = teg. Geser desain

τf = teg. Geser nominal

Fs = safety factor

c = kohesi tanah

σ = teg. Normal

∆Ln = panjang bidang gelincir

Tegangan normal σ dalam persamaan (1) di atas adalah sama dengan:

n

nn

n

r

L

cos W

L

N

∆

α=

∆

(2-103)





Gambar 2.44 Skema Gaya yang Bekerja pada Sisi Miring Break water

Gambar 2.45 Geometri model sayatan

Untuk keseimbangan blok percobaan ABC, momen gaya dorong terhadap titik O

adalah sama dengan momen gaya perlawanan terhadap titik O, atau

( )( )rL tanL

cosWc

F

1 sinrW n

n

nnpn

1n s

n

pn

1nn ∆

φ

∆

α+=α ∑∑

=

=

=

=

(2-103)

Atau Fs =

∑

∑

=

=

=

=

α

φα+∆

PN

1Nnn

pn

1nnnn

sinw

) tan. cos WL c(

(2-104)

Catatan : nL∆ dalam Persamaan (2-104) diperkirakan sama dengan n

n

cos

)b(

α

dengan bn = lebar potongan nomor n.

Tn

Wn

Tn+

Pn+1

Nr

R=W

Tr

bn





Perhatikan bahwa harga αn bisa negatif dan positif. Harga αn adalah positif bila talud

bidang longsor yang merupakan sisi atas dari irisan. Untuk mendapatkan angka

keamanan yang minimum yaitu, angka keamanan untuk lingkaran kritis-beberapa

percobaan dibuat dengan cara mengubah letak pusat lingkaran yang dicoba. Metode

ini umumnya dikenal sebagai “metode irisan yang sederhana (ordinary menthod of

Slices)”.

Grafik Cousinus

Analisa stabilitas lereng ialah pada saat kritis, yaitu pada saat ada air rembesan yang

tetap. Cousinus (1978) menggunakan suatu variasi metode lingkaran geser menurut

Taylor untuk membuat grafik stabilitas dengan memperhatikan pengaruh-pengaruh

tekanan air pori yang disebabkan oleh air rembesan. Parameter-parameter yang

bermacam-macam yang digunakan dalam pembuatan grafik-grafik tersebut adalah :

a. Tinggi talud, H

b. Fungsi kedalaman, D

c. Berat volume tanah, g

d. Parameter Kekuatan geser efektif tanah, c dan φ

e. Rasio tegangan pori, ru yang didefinisikan sebagai : wu

hr

z

γ

γ=

f. tan

c

H

cϕ

γ ϕλ =

g. Faktor stablitas, Ns yang didefinisikan sebagai HFs

Nsc

γ=

Untuk definisi parameter-parameter diatas dapat dilihat pada Gambar 2.46 2.46





Gambar 2.46 Grafik Cousinus

Untuk kemudahan dalam perhitungan stabilitas breakwater akan menggunakan

program DELFT . Sedangkan untuk menghitung daya dukung tiang akan digunakan

bantuan program N solve untuk pondasi tiang grup (group pile).

2.4.2.4 Daya Dukung Tanah

Dalam perencanaan breakwater, daya dukung tanah lokasi studi sangat penting untuk

diketahui. Untuk menghitung daya dukung tanah pada pondasi tiang pancang sangat

erat kaitannya dengan perhitungan daya dukung aksial pada pondasi tiang pancang itu

sendiri. Rumus umum daya dukung aksial pondasi tiang adalah :

QsQpQu += (2-105)

FS

QuQall = (2-106)

Dimana:

Qu = Tahanan ultimate tiang

Qs = Tahanan geser tiang

Qp = Tahanan ujung tiang

Qall = Daya dukung ijin pondasi tiang

Dalam menghitung tahanan ujung tiang (Qp) sangat dipengaruhi oleh sifat properties

tanah (soil property) dan luas diameter tiang. Persamaan umum dalam menghitung

tahanan ujung :

*)*( qNqcNcApQp += (2-107)





Dimana:

Qp = Tahanan ujung tiang

Ap = luas penampang tiang

c = kohesi undrained

q = tekanan overburden

Nc*, Nq* = faktor daya dukung

Dalam menghitung faktor daya dukung tanah dalam menghitung tahanan ujung,

beberapa ahli mengadakan beberapa pendekatan sebagai berikut:

1. Meyerhoff (1976)

2. Vesic (1977)

φcot)1( −= NqNc (2-108)

Dimana:

Nq = f(Irr)

Nq* = 4/3 ln (Irr +1) + π/2 + 1

Nilai Irr ditunjukkan dalam tabel

Tabel 2.26 Nilai Irr

Soil Type Ir

Sand 70-150

Silt and clays (drained condition) 50-100

Clays (undrained condition) 10-200

Dalam menghitung tahanan geser selimut tiang, dipengaruhi soil propertys antara lain

sudut geser tanah (φ) dan nilai kohesi tanah (c):

• Kontribusi dari nilai kohesi tanah

CuLipQs α= (2-109)

Dimana:

α = koefisien adhesi ntara tanah dan tiang

Cu = kohesi undrained

Li = panjang lapisan tanah

p = keliling tiang

• Kontribusi dari nilaisudut geser dalam

pLfQs ii= (2-110)

Dimana:

fi = tahanan geser selimut tiang per satuan luas = Ko σo’ tan(2/3φ)

Li = panjang lapisan tanah

P = keliling tiang





Dalam menghitung faktor adhesi pada tanah, digunakan beberapa pendekatan sebagai

berikut:

1. API Metode 2 (1986)

2. Tomlinson (1977)

Dalam menentukan daya dukung kelompok tiang (group pile) ditentukan oleh

efesiensi kelompok tiang, susunan kelompok tiang dan nilai tahanan ujung dan nilai

tahanan geser.

2.4.3 Tempat Pelelangan Ikan

Bangunan gedung didesain sesuai dengan syarat-syarat kekuatan konstruksi.

Perhitungan gaya-gaya yang bekerja, misalnya gaya lintang, gaya normal, tegangan

geser, dan momen lentur, dan desain konstruksi (misalnya konstruksi beton, baja,

kayu) dihitung dengan metode perhitungan yang umum dipakai, baik secara manual

maupun dengan perangkat lunak yang telah dikenal dan dapat diandalkan.

2.4.3.1 Tahapan Perencanaan TPI

Perencanaan struktur bangunan akan dilakukan sebagai berikut:

• tahap awal adalah tahap preliminary design

• tahap kedua pemodelan

• tahap ketiga analisis struktur

• tahap keempat perencanaan dimensi komponen-komponen struktur.

2.4.3.2 Peraturan-Peraturan dan Standar Perencanaan untuk Bangunan

Pada perencanaan struktur ini, digunakan peraturan-peraturan berikut sebagai acuan:

• SNI 03–2847–2002 : Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan

Gedung

• SNI 03–1726–2003 : Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk

Bangunan Gedung

Kekuatan Material yang digunakan

• Kuat tekan Beton (fc’) 30 MPa .

• Tegangan Leleh Baja (fy) pada elemen struktural 400Mpa.





2.4.3.3 Pembebanan dan Kombinasi Pembebanan

• Beban Mati

Pengertian beban mati menurut SNI 03 - 2847 - 2002 adalah berat semua

bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala beban tambahan,

finishing, mesin-mesin serta peralatan tetap yang merupakan bagian yang tak

terpisahkan dari gedung tersebut.

Beban mati yang diperhitungkan berdasarkan Pedoman Perencanaan

Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung adalah berat sendiri yang terdiri dari:

o Berat bahan bangunan (beton bertulang) = 2400 kg/m3

o Dinding pasangan batu merah = 250 kg/m2

• Beban Hidup

Pengertian beban hidup menurut SNI 03 - 2847 - 2002 adalah semua beban

yang terjadi akibat pemakaian dan penghunian suatu gedung, termasuk beban-

beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah dan

atau beban akibat air hujan pada atap.

Besarnya beban hidup yang diperhitungkan berdasarkan Pedoman

Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung adalah:

o Beban hidup pada lantai gedung = 250 kg/m2

o Beban hidup pada atap = 100 kg/m2

o Beban hujan (dengan kemiringan = 0º) = 20 kg/m2

• Beban Angin

Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian

gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Beban angin

ditentukan dengan menganggap adanya tekanan positif dan tekanan negatif

(isapan), yang bekerja tegak lurus pada bidang-bidang yang ditinjau.

Besarnya beban angin yang diperhitungkan berdasarkan Pedoman

Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung adalah:

Besarnya tekanan tiup = 25 kg/m2

• Beban Gempa

Beban gempa adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada gedung

atau bagian gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat

gempa itu. Pada tugas besar ini diasumsikan bahwa beban yang terjadi adalah

beban statik ekivalen.





Struktur bangunan gedung beraturan dapat direncanakan terhadap pembebanan

gempa nominal dalam arah masing-masing sumbu utama denah struktur

tersebut, berupa beban gempa nominal statik ekivalen.

tW

R

ICV

.1= (2-111)

dimana:

V = beban geser dasar nominal statik ekivalen

1C = faktor respons gempa

I = faktor keutamaan ( untuk perkantoran = 1,5)

tW = berat total struktur

R = faktor reduksi gempa

Berat total struktur tW ditetapkan sebagai jumlah dari beban-beban berikut:

1. Beban mati total dari struktur bangunan gedung.

2. Bila digunakan dinding partisi lantai maka harus diperhitungkan tambahan

beban sebesar 0.5 KPa.

3. Pada gudang-gudang dan tempat penyimpanan barang maka sekurang-

kurangnya 25% dari beban hidup rencana harus diperhitungkan.

4. Beban tetap total dari seluruh peralatan dalam struktur bangunan gedung

harus diperhitungkan.

5. Beban tetap total dari seluruh peralatan dalam struktur bangunan gedung

harus diperhitungkan.

V

zW

zWF

n

j

ii

ii

i

∑=

=

1

(2-112)

dimana:

iF = beban gempa nominal statik ekivalen

iW = berat lantai tingkat ke- i

iz = ketinggian lantai ke-i

• Kombinasi Pembebanan

Dalam detail disain penampang elemen-elemen struktur diperlukan gaya-gaya

dalam elemen struktur ultimate akibat beban-beban yang bekerja pada

bangunan. Untuk mendapatkan gaya-gaya dalam ultimate tersebut digunakan





kombinasi-kombinasi pembebanan sesuai dengan peraturan pembebanan yang

berlaku. Berikut ini adalah kombinasi pembebanan yang digunakan dalam

analisis struktur :

Kombinasi 1

U = 1.4 D

Kombinasi 2

U = 1.2 D + 1.6 L

Kombinasi 3

U = 1.2 D + 1.0 L ± 1.6 W

Kombinasi 4

U = 0.9 D ± 1.6 W

Kombinasi 5

U = 1.2 D + 1.0 L ± 1.0 E

Kombinasi 6

U = 0.9 D ± 1.0 E

Dengan :

D = berat mati

L = beban hidup

W = beban angin

E = beban gempa

• Envelope

Untuk disain digunakan gaya dalam ultimate terbesar dari analisis struktur

dengan kombinasi-kombinasi pembebanan di atas. Untuk memperoleh gaya

dalam ultimate terbesar dari seluruh kombinasi pembebanan digunakan

envelope gaya dalam dari seluruh kombinasi pembebanan.

2.4.3.4 Faktor Reduksi

• Faktor Reduksi (φ ) untuk pembebanan

a. Beban mati = 0.90

b. Beban hidup

o Untuk gedung = 0.6

c. Beban angin

o Pihak angin = 0.90

o Belakang angin = -0.40

o Sejajar dengan arah angin = -0.40

d. Beban gempa = 0.30





• Faktor Reduksi (φ ) untuk kekuatan

a. Lentur tanpa beban aksial = 0.80

b. Aksial tarik dan aksial tekan dengan lentur = 0.80

c. Aksial tekan dan aksial dengan lentur = 0.70

d. Geser dan torsi = 0.75

2.4.3.5 Sistem Struktur

Sistem struktur yang dipakai dalam perencanaan bangunan gedung Tempat

Pelelangan Ikan Lampulo adalah sistem struktur Moment Resisting Frame

(MRF).

Aspek-aspek yang terkait dalam Moment Resisting Frame (MRF) :

1. Moment Resisting Frame (MRF) adalah struktur portal/ rangka lengkap

yang memikul beban gravitasi dan memberikan tahanan terhadap beban

lateral melalui gaya-gaya lentur pada elemennya.

2. Moment Resisting Frame (MRF) terbagi atas:

o Sistem Rangka Pemikul Momen Biasa

o Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah

o Sistem Rangka Pemikul Momen Khusus

3. Perbedaan perilaku dari berbagai jenis Moment Resisting Frame (MRF)

ditentukan oleh kapasitas struktur dan kondisi batas elemen.

Dalam perencanaan bangunan gedung TPI ini, Momen Resisting Frame yang

dipakai adalah jenis Sistem Rangka Pemikul Momen Menengah dengan

ketentuan-ketentuan dari SNI 03-2847-2002.

2.4.3.6 Perencanaan Kolom

Perencanaan Kolom Beton Bertulang terhadap Kombinasi Lentur dan Beban Aksial

Perilaku Kolom terhadap Kombinasi Lentur dan Aksial Tekan

Momen selalu digambarkan sebagai perkalian beban aksial dengan eksentrisitas,

yaitu:





Gambar 2.47 Perilaku Kolom

Perilaku terhadap Kombinasi Lentur dan Beban Aksial

Compression

Controls

Tension

Controls

0.003

0.003

0.0

03

Gambar 2.48 Diagram interaksi Beban Aksial dan Momen (Failure Envelope)

Cat : Kombinasi sembarang P dan M yang berada diluar envelope akan menyebabkan

keruntuhan.





Plastic Centroid

b

As

d’es’

ec = 0.003

Pn = Pb

0.85f’c

Cs= As.f’c

Cc = 0.85f’c.ab.b

ey=fy/es

Pn = Pb

T=As.fy

Gambar 2.49 Aksi Gaya Resultan pada Centriod (h/2 dalam kasus ini)

2scsn TCCP −+= (2-113)

Momen terhadap pusat geometri

−+

−+

−=

2*

22*

2* 2211

hdT

ahCd

hCM Scsn (2-114)

Kolom yang mengalami Tarik Murni

Penampang retak, yakni apabila beton tidak memiliki kapasitas aksial

Regangan Seragam yε−≥

∑=

−=N

i

sytarikn iAfP

1

)( (2-115)

Faktor Reduksi

Faktor Reduksi Kekuatan, Φ (SNI Pasal 11.3.2)

a. Tarik aksial dan tarik aksial dengan lentur Φ = 0.8

b. Tekan aksial dengan tekan aksial dengan lentur.

Elemen struktur dengan tulangan spiral sesuai dengan pasal 12.9.3 Φ = 0.70

Elemen struktur lainnya Φ = 0.65

Kecuali untuk nilai tekan aksial yang rendah, Φ boleh ditingkatkan sebagai berikut :

Jika MPaf y 400≤ dan tulangan bersifat simetris dan ( )

70.0'

>−−

h

ddh s dengan

ds adalah jarak dari serat tarik terluar ke pusat tulangan tarik.





Maka Φ boleh ditingkatkan secara linear menjadi 0.8 seiring dengan menurunnya ΦPn

dari 0.10 fc Ag ke nol. Untuk komponen struktur yang tidak memenuhi syarat yang

disampaikan sebelumnya :

Φ boleh ditingkatkan secara linear menjadi 0.8 seiring menurunnya ΦPn dari nilai

terkecil antara (ΦPb atau 0.1 fc Ag) ke nol.

Desain Kolom Pendek terhadap Kombinasi Lentur dan Beban Aksial

Tipe Kolom

1. Kolom berspiral lebih efisien untuk 1.0<h

etetapi mahal

2. Kolom bersengkang ikat, tulangan dipasang dileempat sisi bila 2.0<h

e dan

untuk kasus lentur biaksial

3. Kolom bersengkang ikat, tulangan dipasang hanya di dua sisi

- Efisien bila 2.0>h

e

- Bentuk persegi meningkatkan efisiensi

-

Sambungan Lewatan (Splice)

Umumnya, tulangan longitudinal kolom disambung lewatkan persis di atas level lantai

(hanya diperbolehkan untuk desain non-gempa).

Jenis sambungan lewatan tergantung pada kondisi tegangan (SNI 14.17)

Bila semua tulangan dalam kondisi tekan digunakan sambungan lewatan tekan (SNI

14.16)

Bila 0 ys ff 5.0≤≤ maka sambungan lewatan termasuk tarik kelas A (<1/2 jumlah

tulangan disambung lewatkan).

Bila ys ff 5.0≤ maka sambungan lewatan tarik termasuk tarik kelas B (>1/2 jumlah

tulangan disambung lewatkan).

Geser Kolom

Untuk tekan aksial dbcf

A

NV w

g

u

c6

'

141

+= (2-116)

Jika Vu>0.5ΦVc sengkang harus memenuhi SNI Bab 13 dan Pasal 9.10.5





Rasio Tulangan

08.001.0 ≤≤ ρ (SNI 12.9.1)

(SNI 12.8.4) Untuk penampang yang lebih besar dari yang dibutuhkan berdasarkan

beban :

Tulangan minimum dapat dihitung berdasarkan luas efektif yang dikurangi Ag

( )2/1( totalAg≥ . Selama kekuatan yang diberikan oleh luas yang dikurangi tersebut

serta Ast yang dihasilkan masih memadai untuk pembebanan yang ditinjau.

Diagram Interaksi yang dinormalisasi

hA

Mversus

A

P

g

n

g

n

.

atau hA

Mversus

A

P

g

n

g

n

.

φφ

tanpa satuan cfhA

Mversus

cfA

P

g

n

g

n

'..'.

φφ

2.4.3.7 Perencanaan Balok

Balok yang didesain (Mu) harus dapat melayani beban momen terfaktor (Mn) yang

bekerja pada balok tersebut. Adapun persyaratanyang harus dipenuhi adalah sebagai

berikut

MuM u ≤φ (2-117)

Untuk kombinasi beban hidup dan beban mati dapat dirumuskan sebagai berikut:

LLDLu MMM += (2-118)

Dimana :

MDL = Momen akibat beban mati

MLL = Momen akibat beban hidup





Perhitungan Analisis

Gambar 2.50 Analisis Tension dan Compression pada Balok

Pada gambar di atas besar gaya tekan C, pada beton :

abfcC )'.85,0(= (2-119)

Gaya tarik pada baja:

ss fAT .= (2-120)

Jika tulangan diasumsikan leleh, maka:

ys fAT .= (2-121)

Keseimbangan gaya horizontal akan memberikan:

C = T (2-122)

85,0'..85,0

'..85,0

d

bf

fAa

fAabf

c

ys

ysc

ω==

=

(2-123)

Dimana:

ω = ρ fy / fc’ (2-124)

ρ = As / (bd) (2-125)

Mn dapat dihitung sebagai berikut

d

C

fs fs T

c

0.85 fc’

a = β1.c





−=

−=

=

2

:

2

.

adfAM

sehingga

adfAM

JTM

ysn

ysn

dn

φφ

−=

−=

=

2'85,0

:

2'85,0

.

adabfM

sehingga

adabfM

JCM

cn

cn

dn

φφ

Persamaan di atas dalam bentuk lain:

( )[ ]ωωφφ 59,01' 2 −= bdfM cn (2-126)

Periksa apakah fs = fy

2.4.3.8 Perencanaan Pelat

Tipe plat yang akan digunakan pada perencanaan gedung TPI adalah tipe slab. Plat

tipe ini tergolong jenis pelat satu arah. Pelat direncanakan sebagai pelat menerus.

Tebal plat lantai minimum untuk jenis pelat menerus adalah sebagai berikut:

tmin = mS

17,030

3≥

+ (2-127)

maka digunakan ketebalan pelat = 200 mm.

2.4.3.9 Perencanaan Pondasi

Daya dukung pondasi dangkal menurut Terzaghi akan tergantung dari tiga faktor yaitu

kohesi, sudut geser serta berat jenis tanah. Perumusan daya dukung ultimit pada

pondasi bujur sangkar menurut terzaghi adalah sebagai berikut:

γγ NBNqNcq qcu ⋅⋅+⋅+⋅⋅= 4.03.1 (2-128)

Dimana:

qu = daya dukung ultimit (kN/m2)

c = kohesi tanah (kN/m2)

γ = berat unit tanah (kN/m3)





B = lebar pondasi (m)

q = beban merata di atas pondasi akibat tanah/ γ.Df

Df = kedalaman pondasi (m)

qu akan dalam bentuk dayadukung merata terhadap areal luas dasar permukaan

pondasi. Adapun daya dukung yang diperbolehkan , qall akan tergantung dari safety

faktor yang dipilih.

SF

qq u

all = (2-129)

Dengan safety factor berkisar antara 2,5 sampai 4 tergantung perencana. Sedangkan

beban terpusat di atas pondasi akan tergantung pada luasan pondasi tersebut,

sehingga:

2BqQ all ⋅= (2-130)





2.5 Konsep Pengembangan Pelabuhan

Pola pikir pembangunan dan pengembangan pada hakekatnya merupakan dasar

pemikiran bagaimana sebaiknya PPS dibangun apakah ada kemungkinan untuk

dijadikan pusat pertumbuhan perikanan (growth center) khususnya pelabuhan

perikanan ditengah-tengah keberadaan beberapa pelabuhan perikanan dan PPS

disekitarnya.

Pola pembangunan dan pengembangan bottom-up yang berarti bertitik tolak dari

kondisi dan daya dukung yang ada kemudian secara bertahap tumbuh dan

berkembang secara progresif sesuai dengan perkembangan operasional PPS

tersebut. Sejalan dengan itu akan dilakukan peningkatan skala pelabuhan untuk

jangka menengah dan panjang.

Analisa pembangunan dan pengembangan dilakukan dengan konsepsi SWOT

yaitu konsep Pengembangan yang berdasarkan analisa atas anatomi Kekuatan

(Strength), Kelemahan (Weakness), Peluang (Opportunity) dan Ancaman

(Threat). Faktor-faktor yang menjadi kekuatan dan peluang didorong dan

dikembangkan secara maksimal, sedangkan faktor-faktor yang menjadi

kelemahan dan ancaman harus ditekan dan dihilangkan.

Proyeksi perikanan yang mencakup proyeksi produksi dan armada penangkapan,

dibuat berdasarkan potensi sumberdaya perikanan yang ada dan belum

dimanfaatkan, dan pola kecenderungan (trend) yang terjadi. Proyeksi ini dibuat

untuk jangka waktu 20 tahun dengan mempertimbangkan faktor-faktor

lingkungan yang mempengaruhinya seperti kebijaksanaan Pemerintah,

globalisasi ekonomi, informasi dan sebagainya.

Skala pembangunan dan pengembangan ditetapkan berdasarkan pola bottom-up

yang berarti pemekaran/pengembangan dilakukan secara bertahap dari skala

kecil ke skala besar. Sedang tahapan Pengembangan dibuat dalam tiga tahap

yaitu :

• Pengembangan jangka pendek;





• Pengembangan jangka menengah;

• Pengembangan jangka panjang.

Dalam rangka menjamin agar sasaran Pengembangan dapat tercapai, perlu

disusun strategi Pengembangan dan langkah-langkah kebijaksanaan. Strategi

Pengembangan yang diambil antara lain dengan memadukan ketiga jalur pelaku

kegiatan perikanan yaitu koperasi nelayan, Badan Usaha Milik Negara dan

perusahaan swasta.

Sedangkan langkah-langkah kebijaksanaan yang perlu diambil antara lain

sebagai berikut :

• Pengembangan sumberdaya manusia

• Pengembangan produksi

• Peningkatan pemasaran

• Pembinaan mutu hasil perikanan

• Pengembangan agribisnis

• Pengembangan infrastruktur

• Penanaman modal

2.6 Analisa Ekonomi

Bunga merupakan kompensasi atas ketidakpastian masa yang akan datang. Konsep

bunga menyebabkan terjadinya perubahan nilai oleh perubahan waktu dimana nilai

sekarang berbeda dengan nilai masa datang.

Konsep bunga ada dua, yaitu bunga sederhana (simple interest) dan bunga berganda

(compound interest).

• Bunga Sederhana (Simple Interest) Bunga sederhana yaitu bunga yang dihitung hanya dari nilai pokok saja.

)1( inPF += (2-131)

Keterangan:

F =Nilai masa datang

i =tingkat suku bunga

n =periode pembungaan





• Bunga Berganda (Coumpound Interest) Bunga berganda yaitu bunga yang dihitung dari nilai total termasuk bunga yang

dibungakan:

Tabel 2.27 Rumus Bunga Berganda

Tahun Pertama P + iP = P(1+i)

Tahun Kedua P(1+i) + iP (1+i) = P(1+i)2

Tahun Ketiga P(1+i)2 + iP (1+i)

2 = P(1+i)

3

Tahun Ke-n P(1+i)n-1

+ iP (1+i)n-1

= P(1+i)n

Dengan kata lain, nilai sekarang bertambah pada n periode menjadi P(1+i)n, maka

hubungan nilai mendatang dan nilai sekarang dapat dituliskan

niPF )1( += (2-132)

n

niF

iFP

−+=+

= )1()1(

1 (2-133)

2.6.1 Pembungaan Periode Tak Terhingga

Untuk proyek-proyek yang masa pakainya tidak terbatas seperti jalan, bendungan,

pelabuhan, dan lain-lain. Maka periode pemakaian yang terjadi menjadi tidak

terhingga. Persamaan untuk periode pembungaan yang tidak terhingga adalah:

P= A x i (2-134)

Untuk menentukan suatu proyek menguntungkan atau tidak dapat dianalisis melalui

metode pada sub bab berikutnya.

2.6.2 Benefit Cost Ratio

BCR adalah perbandingan antara keuntungan tahunan yang diperoleh dari suatu

pembangunan proyek dengan pengeluaran tahunan dari proyek tersebut. Suatu proyek

dianggap menguntungkan jika BCR-nya >1

IC

BBCR

+= (2-135)

Dimana:

B = Keuntungan (benefit)

C = Pengeluaran (Cost)





I = Biaya investasi awal (initial)

2.6.3 Internal Rate of Return (IRR)

IRR adalah persentase keuntungan yang akan diperoleh dengan membangun proyek

yang anggarannya berasal dari dana pinjaman. Suatu proyek dianggap

menguntungkan jika IRR-nya> dari bunga yang dikenakan pada pinjaman. Besarnya

IRR dapat diketahui dengan NPV = 0 atau NFV = 0

Dimana:

NPV( Net Present Value) = nilai bersih masa sekarang

NFV (Net Future Value) = nilai bersih masa datang

2.6.4 Analisis Titik Impas (Break Event Point Analysis)

BEP diperlukan untuk mengetahui kapan suatu proyek mengalami pengembalian

modal yaitu jumlah pengeluaran (termasuk investasi) = pendapatan. BEP dapat

dihitung denganmembandingkan NPV dari pengeluaran dan pendapatan, BEP dicapai

pada saat nilai NPV pengeluaran = NPV pendapatan.

bab ii dasar teori dan kriteria · pdf fileperencanaan nya harus memperhitungkan angka debit...

Documents