8/10/2019 Hind Casting step

1/26

LAPORAN TUGAS AKHIR (KL-40Z0)Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Pile

di Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

Bab 3

Pengolahan Data Angin dan Pasut

8/10/2019 Hind Casting step

2/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-1

Bab 3

Pengolahan Data Angin dan PasutLaporan Tugas Akhir (KL-40Z0)Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Pile di Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3.1 Hindcasting3.1.1. Prosedur Hindcasting

Angin mengakibatkan gelombang laut, oleh karena itu data angin dapat digunakan untukmemperkirakan tinggi dan arah gelombang di lokasi kajian. Data angin diperlukan sebagaidata masukan dalam peramalan gelombang sehingga diperoleh tinggi gelombang rencana.Data angin yang diperlukan adalah data angin setiap jam berikut informasi mengenaiarahnya.

Arah angin dinyatakan dalam bentuk delapan penjuru arah angin (Utara, Timur Laut, Timur,Tenggara, Selatan, Barat Daya, Barat dan Barat Laut). Kecepatan angin disajikan dalam

bentuk satuan knot, dimana:

1 knot = 1 mil laut/jam

1 mil laut = 6080 kaki (feet) = 1853,18 meter

1 knot = 0.515 meter/detik

Data angin yang digunakan untuk melakukan peramalan gelombang (hindcasting) di lokasiproyek adalah data angin selama 14 tahun antara 1991-2004 dari stasiun pengamat cuacaMakassar.

Distribusi kecepatan angin di Makassar dapat dilihat pada Tabel 3.1. Data angin maksimumtahunan di Makassar dapat dilihat pada Tabel 3.2,sedangkannilai kecepatan angin ekstrimdisajikan dalam Tabel 3.3.

8/10/2019 Hind Casting step

3/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-2

Tabel 3.1 Distribusi Kecepatan Angin Makassar Rentang Tahun 1991 2004

Arah

< 5 5-10 10-15 15-20 > 20 Total < 5 5-10 10-15 15-20 > 20 Total

Utara 5074 1964 237 19 14 7308 4,13 1,60 0,19 0,02 0,01 5,95

Timur Laut 4790 1261 174 23 14 6262 3,90 1,03 0,14 0,02 0,01 5,10

Timur 11072 1888 243 55 17 13275 9,02 1,54 0,20 0,04 0,01 10,82

Tenggara 19622 1363 73 7 4 21069 15,99 1,11 0,06 0,01 0,00 17,17

Selatan 6014 514 42 5 2 6577 4,90 0,42 0,03 0,00 0,00 5,36

Barat Daya 3142 997 156 11 11 4317 2,56 0,81 0,13 0,01 0,01 3,52

Barat 5088 5320 1123 133 16 11680 4,15 4,33 0,91 0,11 0,01 9,52

Barat Laut 6995 5789 830 73 12 13699 5,70 4,72 0,68 0,06 0,01 11,16

Berangin = 84187 = 68,59

Tidak Berangin = 32006 = 26,08

Tidak Tercatat = 6544 = 5,33

Total = 122737 = 100,00

Jumlah Jam Persentase

Kecepatan angin dalam knot.

Tabel 3.2 Data Angin Maksimum Tahunan di Makassar Rentang Tahun 1991 2004

Knot m/s Bulan Tanggal Jam

1 1991 21 10.80 090 Mei 16 16

2 1992 26 13.38 200 Apr 12 23

3 1993 40 20.58 240 Jun 19 06

4 1994 23 11.83 270 Feb 26 00

5 1995 22 11.32 270 Feb 17 09

290 Mar 03 05

6 1996 20 10.29 210 Apr 18 07290 Sep 30 06

7 1997 55 28.29 330 Des 25 10

8 1998 16 08.23 300 Jun 19 07

350 Jun 27 06

060 Okt 21 20

360 Nov 21 20

290 Des 19 04

9 1999 50 25.72 340 Sep 08 09

10 2000 32 16.46 150 Nov 05 15

090 Nov 22 10

11 2001 40 20.58 030 Des 25 01

12 2002 31 15.95 003 Mei 28 0513 2003 33 16.98 210 Mei 16 11

14 2004 34 17.49 290 Mar 18 04

Tanggal KejadianNo. Tahun

KecepatanArah

8/10/2019 Hind Casting step

4/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-3

Tabel 3.3Nilai Kecepatan Angin Ekstrim Di Makassar

Periode Ulang

(tahun) (knot) (m/dt)

1 23,95 12,33425

2 30,02 15,4603

3 36,09 18,58635

5 42,83 22,05745

10 51,31 26,42465

25 62,02 31,9403

50 69,96 36,0294

100 77,85 40,09275

200 85,71 44,14065

Nilai Ekstrim Kecepatan Angin

Angka-angka statistik pada Tabel 3.1dapat disajikan secara visual dalam bentuk windroseseperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1.

8/10/2019 Hind Casting step

5/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-4

Gambar 3.1 WindroseTotal Tahun 1991-2004 Berdasarkan Pencatatan di Makassar.

Untuk mendapatkan gelombang rencana, akan dilakukan peramalan gelombangberdasarkan data angin jangka panjang dengan program Dina-Hindcast. Metode yangditerapkan mengikuti metode yang diberikan dalam Shore Protection Manual (CoastalEngineering Research Center, US Army Corp of Engineer) edisi 1984 yang merupakanacuan standar bagi praktisi pekerjaan-pekerjaan pantai.

Data angin jangka panjang, minimum 10 tahun, memberikan data statistik yang lebihmeyakinkan untuk metode hindcasting ini. Diagram proses hindcasting ditampilkan padaGambar 3.4

Di dalam proses hindcasting di atas terdapat parameter-parameter yang harus dihitungterlebih dahulu yaitu fetchefektif dan juga wind stress factor.

8/10/2019 Hind Casting step

6/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-5

A. Perhitungan Fetch Efektif

Untuk melakukan peramalan gelombang di suatu perairan diperlukan masukan berupa dataangin dan peta batimetri. Interaksi antara angin dan permukaan air menyebabkan timbulnyagelombang (gelombang akibat angin atau wind induced wave). Peta perairan lokasi dansekitarnya diperlukan untuk menentukan besarnya fetch atau kawasan pembentukangelombang. Fetch adalah daerah pembentukan gelombang yang diasumsikan memilikikecepatan dan arah angin yang relatif konstan. Adanya kenyataan bahwa angin bertiupdalam arah yang bervariasi atau sembarang, maka panjang fetch diukur dari titikpengamatan dengan interval 50.

Panjang fetchdihitung untuk 8 (delapan) arah mata angin dan ditentukan berdasarkan rumusberikut:

.cos

cos

Lfi iLfii

=

Dimana:

Lfi = panjang fetchke-i.

i = sudut pengukuran fetchke-i.

i = jumlah pengukuran fetch.

Jumlah pengukuran i untuk tiap arah mata angin tersebut meliputi pengukuran-pengukurandalam wilayah pengaruh fetch (22,50 searah jarum jam dan 22,50 berlawanan arah jarumjam).

B. Perhitungan Wind Stress Factor

Wind stress factor merupakan parameter yang digunakan untuk menghitung tinggigelombang yang dibangkitkan dalam proses hindcasting. Parameter ini intinya adalahkecepatan angin yang dimodifikasi.

Sebelum merubah kecepatan angin menjadi wind stress faktor, koreksi dan konversiterdahap data kecepatan angin perlu dilakukan. Berikut ini adalah koreksi dan konversi yangperlu dilakukan pada data angin untuk mendapatkan nilai wind stress factor.

1. Koreksi ketinggian

Wind stress factordihitung dari kecepatan angin yang diukur dari ketinggian 10 m di ataspermukaan. Bila data angin diukur tidak dalam ketinggian ini, koreksi perlu dilakukandengan persamaan berikut ini (persamaan ini dapat dipakai untuk z

8/10/2019 Hind Casting step

7/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-6

2. Koreksi stabilitas

Koreksi stabilitas ini berkaitan dengan perbedaan temperatur udara tempat bertiaupnyaangin dan air tempat terbentuknya gelombang. Persamaan koreksi stabilitas ini adalahsebagai berikut:

)10(URU T= Dimana:

U = Kecepatan angin setelah dikoreksi (m/s)

U(10) = Kecepatan angin sebelum dikoreksi (m/s)

RT = Koefisien stabilitas, nilai nya didapat dari grafik pada SPM (Vol. I, Figure 3-14), atau pada laporan ini disajikan pada Gambar 3.2

Jika data temperatur udara dan air (sebagai data untuk membaca grafik) tidak dimiliki,maka dianjurkan memakai nilai RT=1.10.

3. Koreksi efek lokasi

Koreksi ini diperlukan bila data angin yang diperoleh berasal dari stasiun darat, bukandiukur langsung di atas permukaan laut, ataupun di tepi pantai. Untuk merubahkecepatan angin yang bertiup di atas daratan menjadi kecepatan angin yang bertiup diatas air, digunakan grafik yang ada pada SPM (Vol I, Figure 3-15), atau pada Gambar3.3di laporan ini.

4. Konversi ke wind stress factor

Setelah koreksi dan konversi kecepatan di atas dilakukan, tahap selanjutnya adalahmengkonversi kecepatan angin tersebut menjadi wind stress factor, denganmenggunakan persamaan berikut ini.

23.171.0 UUA

=

Dimana:

UA = Wind stress factor (m/s)

U = Kecepatan angin (m/s)

Gambar 3.2Grafik yang digunakan untuk melakukan koreksi stabilitas

8/10/2019 Hind Casting step

8/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-7

Gambar 3.3Grafik yang digunakan koreksi efek lokasi.

Pembentukan gelombang di laut dalam dianalisa dengan formula-formula empiris yangditurunkan dari model parametrik berdasarkan spektrum gelombang JONSWAP (ShoreProtection Manual, 1984). Prosedur peramalan tersebut berlaku baik untuk kondisi fetchterbatas (fetch limited condition) maupun kondisi durasi terbatas (duration limited condition)sebagai berikut:

32

2AA

d

31

2A

2A

p

21

2A

2A

m

U

gF8.68

U

gt

U

gF2857.0

U

gT

U

gF0016.0

U

gH0

=

=

=

dalam persamaan tersebut,23.1

10A U71.0U = adalah faktor tekanan angin, dimana Ua dan

U10 dalam m/detik. Hubungan antara Tp dan Ts diberikan sebagai Ts = 0.95 Tp.

Persamaan tersebut di atas hanya berlaku hingga kondisi gelombang telah terbentuk penuh(fully developed sea condition), sehingga tinggi dan perioda gelombang yang dihitung harusdibatasi dengan persamaan empiris berikut:

4

A

d

A

p

2A

0m

1015.7U

gt

13.8U

gT

243.0U

gH

=

=

=

8/10/2019 Hind Casting step

9/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-8

Di mana:

Hmo = tinggi gelombang signifikan menurut energi spektral.

Tp = perioda puncak gelombang.

Distribusi arah dan tinggi gelombang hasil peramalan gelombang disajikan dalam bentuk

waveroseseperti pada Gambar 3.5.

Gambar 3.4 Diagram Alir Proses Peramalan Gelombang Berdasarkan Data Angin.

No(Fully

Developed)

Start

4

32

2 10x15.78.68

=

AA U

gF

U

gtYes(Non FullyDeveloped)

t8.68

32

2

=

g

U

U

gFt

A

A

c

g

U

U

gtF

A

A

223

min8.68

=

No(Duration Limited)

0016.0

21

2

2

0

=

A

A

mU

gF

g

UH

31

22857.0

=

A

A

pU

gF

g

UT

Yes(Fetch Limited)

2433.0

2

0g

UH

A

m =

g

UT

A

p = 134.8

Finish Finish

minFF=

HS = significant wave height

TP = peak wave period

F = effective fetch length

8/10/2019 Hind Casting step

10/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-9

3.1.2. Hasil Hindcasting

Interaksi antara angin dan permukaan air menyebabkan timbulnya gelombang (gelombangakibat angin atau wind induced wave). Peta perairan lokasi dan sekitarnya diperlukan untukmenentukan besarnya fetch atau kawasan pembentukan gelombang. Fetchadalah daerahpembentukan gelombang yang diasumsikan memiliki kecepatan dan arah angin yang relatifkonstan. Adanya kenyataan bahwa angin bertiup dalam arah yang bervariasi atausembarang, maka panjang fetchdiukur dari titik pengamatan dengan interval 50. Fetch efektifdi lokasi pekerjaan yang digunakan dalam proses hindcasting dapat dilihat pada Tabel 3.4

Gambar 3.5 Peta FetchGarongkong

Tabel 3.4 Panjang Fetch Efektif di Garongkong (m)

Arah Fetch Efektif( m )

Utara 95461

Timur Laut 36518

Timur 0

Tenggara 0

Selatan 217230

Barat Daya 558688

Barat 796191

Barat Laut 401238

8/10/2019 Hind Casting step

11/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-10

Dari proses hindcasting ini didapatkan data gelombang signifikan beserta periodanyasebanyak data angin yang dimiliki. Distribusi tinggi gelombang dapat dilihat pada Tabel 3.5sedangkan data tinggi maksimum tahunan di lepas pantai Garongkong dapat dilihat padaTabel 3.6.

Tabel 3.5 Distribusi Tinggi Gelombang (%) di Lepas Pantai Garongkong

< 0,5 0,5-1.0 1.0-1,5 1,5-2.0 2.0-2,5 > 2,5 Total

Utara 6,251 2,439 0,612 0,061 0,016 0,009 9,39

Timur Laut 3,778 0,348 0,053 0,000 0,009 0,000 4,19

Timur 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00

Tenggara 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00

Selatan 4,425 0,064 0,006 0,000 0,000 0,000 4,49

Barat Daya 2,376 0,168 0,054 0,007 0,000 0,000 2,60

Barat 6,550 2,914 0,371 0,076 0,029 0,005 9,95

Barat Laut 5,469 1,726 0,317 0,074 0,060 0,019 7,66

Bergelombang = 38,28Tidak Bergelombang (calm) = 58,13

Tidak Tercatat = 3,59

T o t a l = 100,00

ArahTinggi Gelombang (m)

Tabel 3.6 Data Tinggi Gelombang Maksimum Per Tahun Per Arah di Lepas Pantai Garongkong

(1991-2004)

Terbesar

U TL T TG S BD B BL Absolut Bln Tgl Jam Durasi (jam)

1 1991 0,56 0,69 C al m Ca lm 0,23 0,34 1,27 1,13 1,27 Sep 12 03 09(3,28) (3,79) (2,45) (2,15) (5,68) (4,61) (5,68)

2 1992 1,61 1,06 C al m Ca lm 0,67 0,49 1,49 0,94 1,61 Apr 10 03 08

(6,09) (4,58) (2,82) (3,30) (5,75) (4,64) (6,09)

3 1993 0,69 0,65 C al m Ca lm 0,94 1,09 2,47 1,03 2,47 Des 22 18 10

(3,79) (3,85) (4,64) (3,43) (7,56) (4,18) (7,56)

4 1994 1,30 0,80 C al m Ca lm 1,27 1,94 1,00 1,68 1,94 Okt 07 08 13

(5,76) (4,02) (5,68) (7,24) (4,90) (6,83) (7,24)

5 1995 1,20 1,09 C al m Ca lm 0,56 0,76 1,45 1,27 1,45 Sep 27 02 07

(5,55) (4,54) (3,28) (3,41) (5,70) (5,68) (5,70)

6 1996 1,13 1,06 C al m Ca lm 0,41 0,56 1,80 2,00 2,00 Feb 25 02 09

(4,81) (4,58) (2,68) (3,28) (6,53) (6,81) (6,81)

7 1997 1,09 1,09 C al m Ca lm 0,41 0,58 1,16 4,04 4,04 Des 25 09 03

(3,43) (3,43) (2,68) (3,69) (4,86) (7,23) (7,23)

8 1998 0,94 0,69 C al m Ca lm 0,55 0,50 1,00 1,68 1,68 Jan 23 02 13

(4,64) (3,79) (3,44) (2,90) (4,58) (6,83) (6,83)

9 1999 3,49 0,98 C al m Ca lm 0,59 0,93 1,29 1,48 3,49 Sep 08 09 03(6,82) (4,35) (3,97) (3,71) (5,42) (4,85) (6,82)

10 2000 1,16 0,98 C al m Ca lm 0,40 0,44 1,00 1,38 1,38 Des 06 09 10

(4,86) (4,35) (2,86) (2,98) (4,58) (5,99) (5,99)

11 2001 2,10 2,47 C al m Ca lm 0,59 0,95 1,06 2,24 2,47 Des 25 00 03

(5,57) (5,95) (3,97) (4,49) (5,01) (7,53) (5,95)

12 2002 2,36 0,94 C al m Ca lm 0,76 1,09 2,15 1,34 2,36 Mei 14 09 05

(6,46) (4,40) (3,41) (4,92) (5,95) (5,15) (6,46)

13 2003 1,48 1,27 C al m Ca lm 1,28 1,47 2,33 3,15 3,15 Feb 23 01 12

(5,56) (4,83) (4,21) (4,45) (7,06) (8,65) (8,65)

14 2004 1,29 2,09 C al m Ca lm 0,65 1,19 2,75 3,54 3,54 Feb 11 01 14

(5,07) (5,75) (3,85) (4,09) (7,89) (9,34) (9,34)

No. TahunTanggal KejadianPer Arah

Angka-angka statistik pada Tabel 3.5dapat disajikan secara visual dalam bentuk windroseseperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6.

8/10/2019 Hind Casting step

12/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-11

Gambar 3.6 Waverose Total Tahun 1991-2004

3.2 Analisa Tinggi Gelombang Rencana di Laut Dalam

3.2.1. Prosedur Analisis Tinggi Gelombang Rencana di Laut Dalam

Tinggi gelombang rencana yang diperlukan sebagai data input dalam analisis gelombangselanjutnya diperoleh dengan cara sebagai berikut:

- Dari hasil peramalan gelombang, diambil tinggi gelombang yang terbesar denganperiodanya untuk tiap arah yang mendatangkan gelombang, tiap tahun.

- Dari tabel tersebut untuk tiap tahun diambil gelombang terbesar, tidak peduli arahnya.Hasil inventarisasi gelombang terbesar ini disajikan dalam bentuk tabel dengan informasimengenai arah gelombang sudah hilang dalam analisis selanjutnya.

- Dilakukan analisis harga ekstrim berdasarkan data gelombang terbesar tahunan yang

telah tersusun dari langkah sebelumnya. Dengan cara analisis harga ekstrim yangdidasarkan pada tinggi gelombang ini, maka informasi mengenai perioda gelombanghilang dalam langkah selanjutnya.

8/10/2019 Hind Casting step

13/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-12

- Analisis frekuensi gelombang rencana dengan metode yang digunakan terdiri daribeberapa distribusi yaitu Log Normal, Log Pearson III, Pearson III dan Gumbell. Analisisfrekuensi adalah kejadian yang diharapkan terjadi, rata-rata sekali setiap N tahun ataudengan perkataan lain tahun berulangnya N tahun. Kejadian pada suatu kurun waktutertentu tidak berarti akan terjadi sekali setiap 10 tahun akan tetapi terdapat suatukemungkinan dalam 1000 tahun akan terjadi 100 kali kejadian 10 tahunan.

- Pemilihan distribusi yang sesuai dari beberapa distribusi tersebut untuk memberikan nilaigelombang rencana.

Berikut ini adalah penjelasan untuk masing-masing distribusi frekuensi yang digunakan padatahap (iv) diatas:

A. Distribusi Log Normal

Suatu nilai acak X memiliki fungsi distribusi Log Normal apabila nilai dari fungsi probabilitasdenstitasnya seperti persamaan dibawah ini (Ochi 1992).

( )

8/10/2019 Hind Casting step

14/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-13

C. Distribusi Log Pearson Tipe III

Distribusi Log Pearson III merupakan modifikasi dari distribusi Pearson Tipe III denganmengubah y = log (x) sehingga mengurangi nilai kemencengan (skewness). Persamaandistribusi Log Pearson adalah sebagai berikut (Ochi 1992).

( ) ( )[ ]( )

)xlog(y,xexpx

)x(f1

=

=

Dimana:

2

s

x

)y(C

2,

s

=

=

= xsy

D. Distribusi Gumbel

Distribusi Gumbel berasal dari Distribusi Nilai Asimtot Ekstrim Tipe I dan merupakan fungsidistribusi kumulatif sebagai berikut (Ochi 1992):

==

uxxXPxF exp)()(

atau dalam fungsi probabilitas densitas dinyatakan sebagai berikut:

= x-;

uxexpexp1)x(f

Dimana:

=

6s

= 5772.0xu

s = standar deviasi

x = rata-rata

Keempat distribusi yang telah dijelaskan di atas diterapkan ke dalam nilai tinggi gelombangmaksimum seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Nilai dari gelombang maksimum hasilprediksi berdasarkan masing-masing distribusi diplot berdasarkan nilai gelombang hasilpengamatan. Data pengamatan diplot berdasarkan nilai probabilitas Weibull yangterlampaui. Persamaan probabilitas Weibull adalah sebagai berikut :

1n

m)xX(P m

=

8/10/2019 Hind Casting step

15/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-14

Dimana:

)xX(P m = probabilitas dari suatu nilai X yang berada di bawah suatu nilai di bawah xm.

m = ranking dari xm.

n = jumlah total data dari nilai maksimum.

Fungsi distribusi yang paling sesuai dapat dipilih berdasarkan: (1) pengamatan visual, dan(2) nilai error (= perbedaan antara data dan perhitungan). Definisi dari rata-rata erroradalah sebagai berikut:

Error rata-rata =( )

1N

XX2

DataonDistributi

Dimana:

XDistribustion = tinggi gelombang hasil perhitungan.

XData = tinggi gelombang hasil peramalan.

N = jumlah data.

Selanjutnya dengan menggunakan metoda error terkecil akan ditemukan distribusi teroritismana yang memiliki error terkecil. Distribusi teoritis tersebut yang akan digunakan dalamanalisis pada pekerjaan ini.

Setelah mendapatkan tinggi gelombang rencana untuk periode ulang tertentu kemudiandianalisis periode gelombang yang sesuai melalui sebuah grafik hubungan antara tinggigelombang dengan periode gelombang seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3.7.

3.2.2. Hasil Analisis Tinggi Gelombang Rencana di Laut Dalam

Dari hasil hindcasting didapat nilai tinggi gelombang signifikan maksimum di laut dalam yang

tertera pada Tabel 3.6di atas. Dari nilai tinggi gelombang signifikan maksimum pertahun

dan per arah ini kemudian dilakukan analisis harga ekstrim dan analisis frekuensi gelombang

rencana dengan metode yang digunakan terdiri atas beberapa distribusi yaitu Log Normal,

Pearson III, Log Pearson III dan Gumbel. Dari kelima distribusi teoritis ini kemudian dipilih

distribusi yang mendekati data untuk menentukan nilai tinggi gelombang rencana, dalam hal

ini fungsi Gumbel.

Untuk menghitung perioda gelombang rencana, grafik hubungan tinggi gelombang signifikanterhadap periodanya, yang merupakan hasil dari proses hindcasting, dibuat. Dari grafiktersebut (disajikan dalam Gambar 3.7), model garis yang mewakili sebaran titik-titik datatersebut dapat dihitung, yaitu yang dirumuskan dengan persamaan di bawah ini:

1.8830.059( )

s sH T=

Hasil tinggi gelombang signifikan rencana di laut dalam ini disajikan dalam Tabel 3.7

8/10/2019 Hind Casting step

16/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-15

Gamb

ar2.7

Grafikhubunganantaratinggigelombangsignifikan(Hs

)de

nganperiodanya(Ts

).

Gambar3.7

Grafikhubunganantaratingg

igelombangsignifikan(Hs

)denganperiodanya(Ts

).

8/10/2019 Hind Casting step

17/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-16

Tabel 3.7 Tinggi Gelombang Ekstrim di Lepas Pantai Garongkong

Periode Ulang Nilai Ekstrim

(tahun) Tinggi Gel. (m)

1 1,75

2 2,22

3 2,69

5 3,22

10 3,88

25 4,71

50 5,33

100 5,94

200 6,56

3.3 Pasang Surut

3.3.1 Umum

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

terutama matahari dan bulan terhadap massa air di bumi. Bumi berotasi mengelilingi

matahari dalam waktu 24 jam,sedangkan bulan berotasi mengelilingi bumi pada saat yang

bersamaan dalam waktu 24 jam 50 menit. Selisih waktu berotasi sebesar 50 menit ini

menyebabkan besar gaya tarik bulan bergeser terlambat 50 menit dari tinggi air yangditimbulkan 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 adalah

sebesar 66.5o, sedangkan sudut inklinasi bulan terhadap bidang rotasi bumi adalah 5o9.

Jarak terdekat antara posisi bulan dan bumi disebut perigee dan jarak terjauh disebut

apogee. Keadaan pasang pada saat perigee dan keadaan surut pada saat apogee.

Besar pengaruh bulan dan matahari terhadap permukaan 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, dan matahari

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

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

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

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

tarik bulan dan matahari terhadap bumi saling memperkuat. Dalam keadaan ini terjadi

pasang purnama (pasang besar, sprin gtide), dimana tinggi pasang surut sangat besar

dibandingkan pada hari-hari yang lain. Sedangkan sekitar tanggal 7 dan 21 (seperempat dan

tigaperempat revolusi bulan terhadap bumi) dimana bulan dan matahari membentuk sudut

siku-siku terhadap bumi, 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 hari-hari yang lain.

8/10/2019 Hind Casting step

18/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-17

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 tipe pasang surut di berbagai

daerah dapat dibedakan menjadi empat tipe yaitu pasang surut harian tunggal (diurnal tide),

pasang surut harian ganda (semidiurnal tide), pasang surut campuran condong ke harian

ganda (mixed tide prevailing semidiurnal), dan pasang surut campuran condong ke harian

tunggal (mixed tide prevailing diurnal). Penjelasan untuk masing-masing tipe pasang surutdapat dilihat pada Tabel3.8berikut ini.

Tabel 3.8Tipe Pasang Surut

Tipe Pasang Surut Keterangan

Pasang Surut Harian Tunggal

(Diurnal Tide)

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

surut.Periode pasang surut rata-rata adalah 24

jam 50 menit.

Pasang surut harian ganda

(Semidiurnal tide)

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

surut dengan ketinggian yang hampir samadan

terjadi berurutan secara teratur. Periode Pasang

surut rata-rata adalah 12 jam 24 menit.

Pasang surut campuran condong ke harian

ganda

(Mixed tide prevailing semidiurnal)

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

surut dengan ketinggian dan periode yang

berbeda.

Pasang surut campuran condong ke harian

tunggal

(Mixed tide prevailing 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.

Perubahan elevasi muka air laut di suatu lokasi dapat diramalkan dengan hasil yang baik.

Untuk mengetahui pasang surut yang terjadi pada suatu lokasi, terlebih dahulu dilakukan

pengukuran elevasi muka air laut di lapangan. Pengukuran dilakukan sekurang-kurangnya

selama 15 hari secara kontinu dengan interval pengukuran adalah 1 jam. Setelah didapatkan

data hasil pengukuran pasang surut lapangan, data kemudian dianalisa untuk mendapatkan

komponen-komponen pasang surut, sesudah itu baru dapat dilakukan peramalan pasang

surut untuk jangka waktu yang diinginkan.

Komponen pasang surut merupakan penjabaran pengaruh benda-benda langit terhadap

terjadinya pasang surut. Ada sembilan komponen pasang surut yang utama. Kesembilan

komponen tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.9

8/10/2019 Hind Casting step

19/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-18

Tabel 3.9SembilanKomponen Pasang Surut

3.3.2 Least Square Method

Dalam mendapatkan nilai komponen pasang surut digunakan metode kuadrat terkecil (Least

Square Method). Metoda ini menggunakan prinsip bahwa kesalahan peramalan pasang

surut harus sekecil-kecilnya, sehingga jumlah selisih kuadrat antara peramalan dengan data

pengamatan harus minimum.

Gambar 3.8 Komponen Gelombang

Dengan i ialah nomor pengamatan dan m adalah jumlah pengamatan, maka persamaanmodelnya dapat ditulis, sebagai berikut :

Dapat ditulis menjadi

( )1

!( ) cos( )

! !

m

i i i

i

nz t So A t

r n r

=

= +

=

++=m

i

iiii tBtASotz1

sincos)(

8/10/2019 Hind Casting step

20/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-19

Misalkan data pengamatan kita ialah )(^

iz , maka persamaan errornya akan menjadi :

Untuk mendapatkan harga minimum, maka persamaan diatas diturunkan secara parsial

untuk setiap variabel atau parameternya :

Ketiga persamaan diatas bila ditampilkan dalam bentuk matriks akan seperti dibawah ini :

Atau

tBtASoiz

izizJt

sincos)(

0)()(

^

2^

2

++=

=

==

0)(

=

parameter

J

{ }=

=m

i

t itBitASoizJ

1

2)(sin)(cos)(

( ){ }=

==

m

i

t itBitASoizitB

J

1

)(sin)(cos)()(sin20

( ){ }=

==

m

i

t itBitASoizSo

J

1

)(sin)(cos)(20

( ){ }=

==

m

i

t itBitASoizitA

J

1

)(sin)(cos)()(cos20

=

=

=

=

===

===

==

m

i

t

m

it

m

i

t

m

i

m

i

m

i

m

i

m

i

m

i

m

i

m

i

itiz

itiz

iz

BA

So

itititit

itititit

ititm

1

1

1

1

2

11

11

2

1

11

)(sin)(

)(cos)(

)(

)(sin)(sin)(cos)(sin

)(cos)(sin)(cos)(cos

)(sin)(cos

[ ] { }zB

A

So

D =

[ ] { }zDB

A

So1

=

8/10/2019 Hind Casting step

21/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-20

Matriks di atas dapat diselesaikan dengan Eliminasi Gauss sehingga nilai S0, A, B dapat

diketahui. A dan B ialah komponen pasang surut.

Selanjutnya untuk mendapatkan nilai amplitudo dan beda fasa dari kesembilankomponen

pasut (m = 9) digunakan persamaan berikut :

Amplitudo :

Fasa :

3.3.3 Peramalan Pasang Surut

Setelah kesembilan komponen pasut berikut amplitudo dan fasanya diketahui, maka

perubahan elevasi muka air akibat pasang surut dihitung untuk jangka waktu 18,6 tahun.Jangka waktu 18,6 tahun adalah periode ulang pasang surut.

Berdasarkan peramalan pasang surut, didapatkan data fluktuasi elevasi muka air laut

selama 18,6 tahun. Untuk keperluan perencanaan, ditetapkan elevasi-elevasi yang

digunakan sebagai elevasi acuan dengan cara menganalisa data ramalan pasang surut

tersebut (lihat Tabel 3.10). Analisa dilakukan dengan metode statistika.

Tabel 3.10 Elevasi Muka Air Rencana

Elevasi Muka Air Keterangan

HWS Air tertinggi pada saat purnama atau bulan mati

MHWS Rata-rata muka air tinggi saat purnamaMSL Muka air rata-rata antara muka air tiggi rerata dan muka air rendah rerata

MLWS Rata-rata muka air rendah saat purnama

LWS Air terendah pada saat surut purnama

3.2.4. Hasil dan Analisis

Data pasang surut yang digunakan dalam laporan ini didapat dari . Data pasang surut yang

digunakan adalah data pasang surut hasil peramalan RMA 2, mulai dari tanggal 2 Februari

2008 sampai 26 Februari 2008. Berikut ini adalah plot time series elevasi pasang surut di

Garongkong hasil peramalan dengan RMA 2.

22BAC +=

=

A

B1tan

8/10/2019 Hind Casting step

22/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-21

Data Pengamatan Pasang Surut di Lokasi Garongkong

Waktu (2005)26/Feb 00:0023/Feb 00:0020/Feb 00:0017/Feb 00:0014/Feb 00:0011/Feb 00:0008/Feb 00:0005/Feb 00:0002/Feb 00:00

ElevasiMukaAir(cm)

75

50

25

0

-25

-50

-75

Gambar 3.9 Time SeriesElevasi Pasut Hasil Peramalan dengan RMA2 di Lokasi Garongkong

a. Komponen Pasang Surut

Untuk menguraikan data pasang surut menjadi komponen-komponen pasut penyusunnya,digunakan program ERGTIDE yang prinsip kerjanya menerapkan metode Least Square.

Dengan input berupa data elevasi pasut di Pangkep hasil peramalan dengan RMA2 selama1 bulan, maka dengan program ERGTIDE dihasilkan parameter amplitudo and beda fasadari sembilan komponen pasang surut yang dapat dilihat padaTabel 2.11dibawah ini.

Tabel 3.11 Konstituen Pasang Surut di Lokasi Tinjauan

No KONSTITUEN AMPLITUDO (cm) BEDA FASA

1 M2 19,5 -46,42 S2 17,4 176,1

3 N2 4,4 63,6

4 K2 5,0 216,5

5 K1 29,9 209,0

6 O1 20,8 211,8

7 P1 8,3 153,1

8 M4 1,5 83,8

9 MS4 0,8 23,9

10 SO -0,1

8/10/2019 Hind Casting step

23/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-22

Di mana:

M2 = komponen utama bulan (semi diurnal)

S2 = komponen utama matahari (semi diurnal)

N2 = komponen bulan akibat variasi bulanan jarak bumi-bulan (semidiurnal)

K2 = komponen matahari-bulan akibat perubahan sudut deklinasimatahari-bulan(semidiurnal)

K1 = komponen matahari-bulan (diurnal)

O1 = komponen utama bulan (diurnal)

P1 = komponen utama matahari (diurnal)

M4 = komponen utama bulan (kuartel diurnal)

MS4 = komponen matahari-bulan

b. Peramalan Pasang Surut dan Elevasi Muka Air Rencana

Setelah kesembilan komponen pasut berikut amplitudo dan fasanya diketahui, selanjutnyadilakukan peramalan perubahan elevasi muka air akibat pasang surut untuk jangka waktu18,6 tahun (jangka waktu 18,6 tahun adalah periode ulang pasang surut). Peramalan ini dilakukan menggunakan program ERGRAM, dan didapatkan data fluktuasi elevasi mukaairlaut selama 18,6 tahun. Selanjutnya, untuk keperluan perencanaan bangunan pantai,dihitung elevasi-elevasi acuan penting dengan menganalisa data ramalan pasang surutselama 18,61 tahun tersebut. Analisa ini dilakukan dengan menggunakan programERGELV. Dalam Tabel 3.12 berikut ditampilkan harga elevasi-elevasi acuan penting dilokasi tinjauan hasil running program ERGELV.

Tabel 3.12 Elevasi Penting di Lokasi Tinjauan Diikatkan Terhadap LWS

Elevasi Muka Air Elevasi (m)

HWS (High Water Spring) 1,8

MHWS (Mean High Water Spring) 1,63

MSL (Mean Sea Level) 0,98

MLWS (Mean Low Water Spring) 0,22

LWS (Low Water Spring) 0

Tunggang Pasang 1,8

Dari tabel diatas diketahui tunggang pasang di lokasi sebesar 1,80 meter dengan muka air muka air

tertinggi (HWS) 1,80 meter diatas LWS. Informasi ini diperlukan untuk menentukan elevasi dermaga.

8/10/2019 Hind Casting step

24/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-23

HHWL = +1,8 m

MSL = +0,98 m

LLWL = +0,0 m

Sea Bead = -15 m

Lantai Dermaga

Gambar 3.10 Sketsa Elevasi Dermaga

3.4 Analisis Refraksi Difraksi menggunakan CG WAVE

3.4.1. Dasar Teori

CGWAVE secara umum adalah sebuah software model prediksi gelombang yang paling

maju, hampir mendekati kondisi real lapangan. Software ini dapat digunakan untuk

mengestimasi medan gelombang di pelabuhan, pantai, inlet, sekitar pulau, dan sekitar

struktur/bangunan.

Selain mensimulasikan gabungan efek refraksi-difraksi gelombang yang terdapat dalam

persamaan mild-slope, CGWAVE juga mensimulasikan efek dari disipasi gelombang akibat

gesekan, gelombang pecah, dispersi amplitude nonlinier, dan pengurangan energi

gelombang di mulut pelabuhan. CGWAVE adalah finite-element model dengan interface

SMS (Surface Water Modelling System). Secara klasik, metode super-element sama sepertimetode aproksimasi parabolik yang dikembangkan belakangan ini, yang harus

memperhatikan syarat batas terbukanya. Sebuah prosedur iteratif (Conjugate Gradient

Method) dan modifikasinya, digunakan untuk menyelesaikan diskritisasi persamaannya,

sehingga daerah model lebih luas dapat disimulasikan juga.

HWS = +1,8 m

LWS = 0,0 m

Sea Bed = -15 m

8/10/2019 Hind Casting step

25/26

Laporan Tugas Akhir (KL-40Z0)

Perancangan Dermaga dan Trestle Tipe Deck On Piledi Pelabuhan Garongkong, Propinsi Sulawesi Selatan

3-24

3.4.2. Penentuan Orientasi Dermaga

Dari tabel 3.5 kejadian gelombang (hal 3-10) dapat dilihat kejadian gelombang dalam

bulanan/tahunan. Persentase ini didasarkan atas kejadian selama 14 tahun.

Tabel 3.13Persentase Kejadian Gelombang Bulanan dan Tahunan

Arah %Kejadian

Jumlah Tahun dalam

14 Tahun

(% 14 Tahun) Ekivalensi

dalam Satu Tahun

Jumlah Kejadian

pertahun (bulan)

Utara 9,39 1,31 0,094 1,1

Timur Laut 4,19 0,6 0,043 0,5

Timur 0 0 0 0

Tenggara 0 0 0 0

Selatan 4,49 0,63 0,045 0,5

Barat Daya 2,6 0,36 0,026 0,3

Barat 9,95 1,4 0,1 1,2

Barat Laut 7,66 1,07 0,076 0,9

Dari tabel 3.13 diatas bahwa kejadian dengan durasi lama adalah gelombang dari arah barat(1,2 bulan) sehingga akan dipakai gelombang datang dari arah barat sebagai acuan desainorientasi dermaga.

Dari hasil vektor arah gelombang seperti terlihat pada gambar 3.17, kita akan menyesuaikanarah orientasi dermaga searah dengan arah gelombang datang pada lokasi dermaga.

8/10/2019 Hind Casting step

26/26

Gambar 3.11 Vektor arah gelombang datang dari arah barat

Apabila orientasi dermaga tegak lurus arah datang gelombang, maka akan terjadi hempasangelombang pada lambung kapal yang juga akan menghempas dermaga.

Arah Datang

Gelombang

Arah Orientasi

Dermaga