hind casting step

Download Hind Casting step

Post on 02-Jun-2018

224 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 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

    =

    =

    =

    d