Contoh kasus sediment transport dengan rumusmanual.

July 20, 2014 HYPERLINK "https://suyutimarzukidotcom.wordpress.com/category/uncategorized/" Uncategorized

KasusKasus (1). Gelombang laut dalam tinggi 2 m dan dengan periode 12 detik mempunyai sudut datang 150 (antara crest dengan shoreline). Gelombang pecah pada shoreline dengan sudut 70. Estimasikan berapa transport sediment yang terjadi.

Kasus (2). Gelombang pecah pada shoreline dengan kedalaman air 5 m tinggi gelombang pecah 4 m dengan sudut datang 70. Estimasikan berapa transport sediment yang terjadi.

PembahasanDASAR TEORI

Littoral process adalah merupakan hasil interaksi antara angin, gelombang, arus, pasang surut, sediment dan lain-lain kejadian di daerah littoral ((littoral zone). Terjadinya erosi dan akresi pada suatu pantai adalah contohnya, dimana erosi maupun akresi pada suatu pantai sangat tergantung dan dipengaruhi oleh pada keadaan angkutan sediment (transport sediment) di daerah tersebut.

Transpor sedimen di daerah littoral (littoral transport) dapat diklasifikasikan menjadi; 1. On shore off shore transport yaitu angkutan sediment terjadi dari pantai ke laut atau sebaliknya, 2. Longshore transport yaitu angkutan sediment di sepanjang pantai.

Sementara littoral transport dapat terjadi dalam 2 cara yaitu sebagai :1. Suspended load transport, dimana material suspensinya terjadi di dalam kolam air dan dipertahankan oleh turbulensi air agar tetap di atas dasar.2. Bed Load transport, dimana konsentrasi sediment yang bergerak disekitar dan sangat dekat dengan dasar (pengendapan), digerakkan pada keadaan terdispersi oleh kontak antar butir sediment.

Meskipun secara definitive perbedaanya sangat jelas tetapi kenyataannya kedua cara tersebut terjadi bersama-sama sehingga dalam pengukuran sulit memisahkan antara suspended dan bed load. Namun rasio suspension transport dengan total transport (suspended + bed load) diperkirakan kurang lebih 0,2.

Transport sediment sepanjang pantai terdiri dari dua komponen utama yaitu :1. Transpor sedimen dalam bentuk mata gergaji di garis pantai. Pada waktu gelombang menuju pantai dengan membentuk sudut terhadap garis pantai maka gelombang tersebut akan naik ke pantai (uprush) yang juga membentuk sudut, massa air yang naik tersebut kemudian turun lagi dalam arah dalam arah tegak lurus pantai, gerak air tesebut membentuk lintasan seperti mata gergaji yang disertai dengan terangkutnya sediment dalam arah sepanjang pantai.

2. Transpor sedimen sepanjang pantai di surf zone. Yaitu transport sediment yang ditimbulkan oleh arus sepanjang pantai yang dibangkitkan oleh gelombang pecah yang terjadi di surf zone.

Longshore Transport dari pasir di pantai termanifestasikan ketika gerakan ini dihalangi oleh suatu konstruksi, seperti : Breakwater, jetties, dan groins. Struktur ini berperan menghalangi littoral drift menyebabkan terjadinya / deposisi / akresi sediment di pantai pada updrift dan terjadi erosi terus menerus pada downdrift (lihat gambar 3 sampai 5).

Bangunan Pelindung Pantaia. GROINSAdalah struktur pelindung pantai yang didisain untuk menahan longshore sedimen/material. Terdiri dari struktur tipis dengan panjang bervariasi, tinggi bervariasi, dibuat tegak lurus dengan garis pantai.

b. J E T T YAdalah bangunan tegak lurus pantai yang diletakkan pada kedua sisi muara sungai yang berfungsi untuk mengurangi pendangkalan alur oleh sediment pantai.

c. BreakwaterBreakwater type shore connected, adalah struktur yang berfungsi melindungi daerah pantai, pelabuhan, perairan dari gelombang.

Breakwater type offshore, adalah struktur yang dirancang untuk memberi perlindungan terhadap gelombang pada suatu daerah perairan atau pantai didekat struktur breakwater.

Solusi

Kasus (1). Gelombang laut dalam tinggi 2 m dan dengan periode 12 detik mempunyai sudut datang 150 (antara crest dengan shoreline). Gelombang pecah pada shoreline dengan sudut 70. Estimasikan berapa transport sediment yang terjadi.

Analisa Karakteristik GelombangDiketahui : H0 = tinggi gelombang di laut dalam = 2 m T = periode gelombang = 12 detik 0 = Sudut datang gelombang dari laut = 150 antara crest dan shoreline b = Sudut datang gelombang pecah pada shoreline = 70

mencari L0 = panjang gelombang laut dalam C0 = Celerity gelombang

Diperoleh : L0 = 1,56 T2 = 1,56 (12)2 = 224,64 m C0 = L0 / T = 224,64 / 12 = 18,72 m/detikKesimpulan : H0 = 2 m T = 12 detik L0 = 224,64 m C0 = 18,72 m/detik

Refraksi GelombangSelama perambatan gelombang selain terjadi perubahan tinggi gelombang dan cepat rambat gelombang juga terjadi pembelokan arah puncak gelombang mengikuti bentuk kontur laut, pada kondisi ini gelombang tersebut dikatakan mengalami refraksi.Koefisien refraksi (Kr)Kr = = = 0,986Tinggi gelombang laut dalam ekivalen (H0) jika tinggi gelombang datang dari laut dalam H0 = 2 meter adalah :H0 = Ks Kr Ho dimana Ks dianggap = 1= 1 x 0,986 x 2 = 1,972 meterJadi tinggi gelombang (H0) adalah = 1,972 meter.

Menghitung Gelombang PecahApabila gelombang bergerak menuju laut dangkal, kemiringan batas gelombang tergantung pada kedalaman relative d/L dan kemiringan dasar laut m. Gelombang dari laut dalam yang bergerak menuju pantai akan bertambah kemiringannya sampai akhirnya tidak stabil dan pecah pada kedalaman tertentu, yang disebut dengan kedalaman gelombang pecah db. Tinggi gelombang pecah diberi notasi Hb. Munk (1949, dalam CERC, 1984) memberikan rumus untuk menentukan tinggi dan kedalaman gelombang pecah sebagai berikut :

(Parameter Hb/H0 disebut dengan indek tinggi gelombang pecah. Rumus di atas tidak memberikan pengaruh kemiringan dasar laut terhadap gelombang pecah).dimana :Hb = Tinggi gelombang pecah (m)H0 = Tinggi gelombang laut dalam ekivalen = 1,972 mdb = Kedalaman air dimana gelombang pecah (m)L0 = Panjang gelombang laut dalam = 224,64 msehingga= 1,466Hb = 1,466 (1,972) = 2,89 m

db = 1,28 (2,89) = 3,699 mCepat rambat gelombang pecah (Cb)

= 6,023 m/det.

Kesimpulan : Hb = 2,89 m db = 3,699 m Cb = 6,023 m/detik b = 70

Menghitung Transpor Sedimen yang terjadi

Menghitung / memprediksi transpor sedimen sepanjang pantai disini kami menggunakan rumus empiris yang didasarkan pada kondisi gelombang di daerah yang ditinjau. Rumus yang ada untuk menghitung transpor sedimen sepanjang pantai dikembangkan berdasar data pengukuran model dan prototip pada pantai berpasir. Sebagian rumus-rumus (lihat tabel 1) tersebut merupakan hubungan yang sederhana antara transpor sedimen dan komponen fluks energi gelombang sepanjang pantai dalam bentuk persamaan umum :

Pl =Atau menggunakan persamaan dalam SPM 1984 (Ch. 4, Sec. IV.5, eqs. (4-37)), pendekatan untuk Pl pada daerah breaker line adalah :

Karena,

Di mana :Qs = angkutan sedimen sepanjang pantai (m3 / hari)Pl = komponen fluks energi gelombang sepanjang pantai pada breaker line (Nm/d/m) = rapat massa air laut = 1,03 ton/m3Hb = tinggi gelombang pecah = 2,89 mdb = kedalaman gelombang pecah = 3,699 mCb = cepat rambat gelombang pecah = 6,023 m/d= sudut datang gelombang pecah = 70K, n = konstanta (dimensionless) lihat table 1.

Tabel 1. Beberapa rumus empiris transpor sediment sepanjang pantaiNo Nama Rumus Empiris123456789 CaldwellSavageIjima, Sato, Aono, IshiIchikawa, Achiai, Tomita, MurobuseIjima, SatoTanakaKomar, InmanDasCERC Qs = 1,200 Pl0,8Qs = 0,219 PlQs = 0,130 Pl054Qs = 0,130 Pl0,8Qs = 0,060 PlQs = 0,120 PlQs = 0,778 PlQs = 0,325 PlQs = 0,401 PlSumber. Triatmojdo, 1999Menghitung Nilai PlPl == = 0,7831 tm/d/m= 0,7831 x 24 x 3600 = 67,659 x 103 tm/hari/m

Nilai Qs Lihat table 2.

Tabel 2. Nilai transpor sediment sepanjang pantaiNo Nama Nilai Qs (m3/hari)123456789 CaldwellSavageIjima, Sato, Aono, IshiIchikawa, Achiai, Tomita, MurobuseIjima, SatoTanakaKomar, InmanDasCERC 8.77914.817539514.0608.11952.63921.98927.131

Kasus (2). Gelombang pecah pada shoreline dengan kedalaman air 5 m tinggi gelombang pecah 4 m dengan sudut datang 70. Estimasikan berapa transport sediment yang terjadi.

Jika : Hb = tinggi gelombang pecah = 4 m b = Sudut datang gelombang pecah pada shoreline = 70 db = Kedalaman air gelombang pecah = 5 mMaka Transpor Sedimen yang terjadi

Di mana :Qs = angkutan sedimen sepanjang pantai (m3 / hari)Pl = komponen fluks energi gelombang sepanjang pantai pada breaker line (Nm/d/m) = rapat massa air laut = 1,03 ton/m3Hb = tinggi gelombang pecah = 4 mCb = cepat rambat gelombang pecah = (g x db)1/2 m/d= sudut datang gelombang pecah = 70K, n = konstanta (dimensionless) lihat table 1.

Menghitung Nilai PlPl == = 1,7442 tm/d/m= 1,7442 x 24 x 3600 = 1,5069 x 105 tm/hari/m

Nilai Qs Lihat table 3.

Tabel 3. Nilai transpor sediment sepanjang pantai (soal nomor 2)No Nama Nilai Qs (m3/hari)123456789 CaldwellSavageIjima, Sato, Aono, IshiIchikawa, Achiai, Tomita, MurobuseIjima, SatoTanakaKomar, InmanDasCERC16,65933,001811,8059,04118,083117,23748,97460,427

KESIMPULANBerdasarkan perhitungan transpor sedimen dari kedua nomor soal di atas, ternyata nilai Qb yang diperlihatkan pada table 2 dan table 3 untuk masing masing rumus empiris yang ada, terlihat bahwa masing masing rumus memberikan perbedaan yang cukup besar.