kuliah ke-5 pelabuhan wahyu

5/17/2018 Kuliah Ke-5 Pelabuhan Wahyu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-ke-5-pelabuhan-wahyu 1/43

Kuliah Pelabuhan



ANGIN, PASANG SURUT DAN

GELOMBANG

……….(Lanjutan)



GELOMBANG

Penting karena :

1. Gelombang akan menimbulkan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan di

pantai.2. Gelombang berpengaruh pada

ketenangan di pelabuhan.



Pembangkit Gelombang

1. Angin gelombang angin

2. Gaya tarik bulan dan matahari pasang surut

3. Gempa di laut atau letusan gunung berapi

tsunami4. Kapal yang bergerak

5. Dsb.

Yang paling penting dalam perencanaan pelabuhanadalah gelombang angin dan pasang surut.



Teori-teori Gelombang

1. Airy2. Stokes3. Gerstner4. Mich

5. Cnoidal6. Soliter7. Korteweg, de Vries dan Boussinesq8. Stream Function9. Fenton

Dalam mata kuliah Dasar Pantai & LepasPantai ini hanya akan dipelajari secarasingkat teori gelombang Airy



Teori Gelombang Airy

Disebut juga

Teori gelombang linier

Teori gelombang amplitudo kecil

Teori gelombang sinusoidal

Dikemukakan pertama kali oleh Airy padatahun 1845.

Teori ini paling sederhana tetapi sudahdapat dipakai sebagai dasar dalammerencanakan pelabuhan.



Definisi Gelombang



Notasi

d : jarak antara muka air rerata dan dasar laut

h (x,t) : fluktuasi muka air terhadap muka air rerata

a : amplitudo gelombang

H : tinggi gelombangL : panjang gelombang

T : periode gelombang

C : kecepatan rambat gelombang

k : angka gelombang

s : frekuensi gelombang



Rumus-rumus

H = 2a

T LC

Lk

2T

s

2

Cepat rambatgelombang

Angkagelombang

Frekuensigelombang

T C L



Profil Muka Air

Fluktuasi muka air adalah periodik terhadapx dan t, dan merupakan gelombangsinusoidal dan progresif yang menjalar

dalam arah sumbu x positif.

)cos(2),( t kx

H

t x s h



Cepat Rambat dan Panjang Gelombang

Jika kedalaman air dan periode gelombangdiketahui, maka dengan cara coba-banding(iterasi) akan didapat panjang gelombang L.

kd gT

L

d gT C tanh

2

2tanh

2

kd gT

L

d gT L tanh

2

2tanh

2

22



Klasifikasi Gelombang Menurut

Kedalaman Relatif

Berdasarkan kedalaman relatif, yaituperbandingan antara kedalaman air d danpanjang gelombang L, (d/L), gelombang dapatdiklasifikasikan menjadi 3 macam :

1. Gelombang di air dangkal jika d/L < 1/20

2. Gelombang di air transisi jika 1/20 < d/L < ½

3. Gelombang di air dalam jika d/L > 1/2

Klasifikasi ini dilakukan untukmenyederhanakan rumus-rumus gelombang.



Apabila nilai kedalaman relatif d/L adalah lebihbesar dari 0,5; nilai tanh (2 d/L) = 1,0 sehinggapersamaan cepat rambat dan panjang gelombangmenjadi (untuk g = 9,81 m/d2) :

Indeks o menunjukkan bahwa nilai-nilai tersebutadalah untuk kondisi di laut dalam.

T gT

C o 56,12

22

56,12

T gT

Lo



Apabila kedalaman relatif kurang dari1/20, nilai tanh (2 d/L) = (2 d/L)sehingga persamaan menjadi :

Di laut dangkal, cepat rambat danpanjang gelombang hanya tergantungpada kedalaman.

gd C T gd L



Tekanan Gelombang

Tekanan yang disebabkan oleh gelombangmerupakan gabungan dari tekananhidrostatis dan dinamis yang disebabkanoleh gelombang.

Dengan : r : rapat massa air

z : kedalaman air

)cos(cosh

)(cosh

2t kx

kd

zd k gH gz p s

r r



Energi Gelombang

Energi total gelombang adalah jumlah dari energikinetik dan energi potensial gelombang.

Energi kinetik gelombang :

Energi potensial gelombang :

Energi total gelombang :

16

2 LgH

E k

r

16

2 LgH

E p r

8

2 LgH

E t r



DEFORMASI GELOMBANG

Deformasi gelombang (perubahan bentukgelombang) terjadi pada waktugelombang bergerak menuju pantai.

Deformasi terjadi oleh karena adaperistiwa :

1. Refraksi

2. Difraksi

3. Refleksi

4. Gelombang pecah (breaking wave)



Refraksi

Refraksi adalah pembelokan arahgelombang karena pengaruh perubahankedalaman air laut. Garis puncak

gelombang akan berusaha sejajar gariskontur dasar laut. Sedangkanortogonal/garis arah gelombang akanberusaha tegak lurus garis kontur dasar

laut.



Difraksi

Difraksi terjadi apabila tinggi gelombangdi suatu titik pada garis puncakgelombang lebih besar daripada titik di

dekatnya yang menyebabkan perpindahanenergi sepanjang puncak gelombang kearah tinggi gelombang yang lebih kecil.

Difraksi biasa terjadi ketika suatu deretan

gelombang terhalang oleh suatu rintanganseperti pemecah gelombang atau pulau.



Refleksi

Refleksi adalah pemantulan gelombangakibat gelombang mengenai/membentursuatu bangunan

Refleksi gelombang di sekitar pelabuhanakan menyebabkan ketidaktenanganperairan pelabuhan.



Gelombang Pecah

Jika gelombang menjalar dari tempat yangdalam menuju ke tempat yang makinlama makin dangkal maka pada suatu

lokasi tertentu gelombang tersebut akanpecah.

Gelombang pecah dipengaruhikemiringannya yaitu perbandingan antara

tinggi dan panjang gelombang.



Rumus Gelombang Pecah Di laut dalam kemiringan gelombang maksimum

di mana gelombang mulai tidak stabil diberikanoleh bentuk berikut :

Di laut dangkal gelombang akan pecah jika:

142,07

1

0

0

L

H

78,0b

b

d

H

28,1b

b

H

d

Atau

Rumus di atas hanya merupakan satu dari banyak rumus

untuk memperkirakan gelombang pecah.



Refraksi



Hukum Snellius



Refraksi



Difraksi



Refleksi



Refleksi

G l b P h



Gelombang Pecah



Contoh-contoh Hitungan Ilustrasi

1. Berapa cepat rambat gelombang jikapanjangnya 60 m dan periodenya 6detik?

2. Di suatu laut dengan kedalaman 40

meter terjadi gelombang dengan periode8 detik. Hitunglah panjang dan cepatrambat gelombang tersebut !

m/d106

60 T LC



kd gT

L

d gT L tanh

2

2tanh

2

22

Dipakai cara coba-banding/iterasi

Dicoba L1 = 100 m

621,98

100

402tanh

2

881,9 2

L

Dicoba L2 = 99 m

685,9899

402tanh

2

881,9 2

L

L2 ≠ L1

L3 ≠ L2

Dicoba terus hingga Ln+1 = Ln

Jawab : Panjang gel. L = 98,70 m

Cepat rambat gel. C = L/T = 98,7/8 = 12,3 m/d



3. Jika diketahui periode gelombang adalah 12 detik, makaberapakah cepat rambat dan panjang gelombang di lautdalam?

4. Jika diketahui periode gelombang adalah 10 detik,kedalaman laut adalah 2 m dan gelombang pada lokasi ituternyata tergolong gelombang di laut dangkal makaberapakah cepat rambat dan panjang gelombang di

tempat itu?

m/d72,181256,156,12

T gT C o

m64,2241256,156,12

222

T gT

Lo

m/d43,4281,9 gd C

m3,4410281,9 T gd L



5. Berapakah energi kinetik, energipotensial dan energi total gelombang jikadiketahui tinggi gelombang 2,5 m dan

panjang gelombang 120 m? joule470880

16

1205,281,91024 2

k E

joule47088016

1205,281,91024 2

p E

joule941760

8

1205,281,91024 2

t E



6. Jika di suatu laut dangkal dengan kedalaman 4mterjadi gelombang setinggi 3,5 m, selidikiapakah gelombang sudah pecah!

0,78875,00,4

5,3

b

b

d

H GELOMBANG

PECAH !

kuliah ke-5 pelabuhan wahyu

Documents