rekayasa pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. ·...

146
Rekayasa Pantai Oleh: Yati Muliati

Upload: others

Post on 18-Jan-2021

27 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

Rekayasa Pantai

Oleh:

Yati Muliati

Page 2: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

2

Cetakan 1, 2020

Hak Cipta dilindungi undang-undang

©2020, Penerbit Itenas

Dilarang keras menerjemahkan, memfotokopi, atau memperbanyak

sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa izin tertulis dari penerbit.

Hak Cipta pada Penerbit Itenas, 2020

ISBN: 978-623-7525-29-5

Penerbit Itenas,

Jl. PKH. Mustopha No.23 Bandung

Telp.: +62 22 7272215, Fax: +62 22 7202892

Email: [email protected]

Page 3: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

i

KATA PENGANTAR

Rekayasa Pantai adalah suatu ilmu yang mempelajari dan mencoba

menyelesaikan permasalahan di wilayah pantai seperti misalnya erosi pantai,

perencanaan bangunan pantai, perencanaan pelabuhan dan sebagainya.

Selain desain, pembangunan dan pemeliharaan struktur pantai, ahli pantai

sering terlibat dalam pengelolaan zona pantai terintegrasi (Integrated

Coastal Zone Management, ICZM). Kemampuan mereka tentang hidro dan

morfodinamika pantai dapat memberikan masukan dan teknologi untuk

misalnya penilaian dampak lingkungan, pengembangan pelabuhan, strategi

untuk perlindungan pantai, reklamasi lahan, dan lain-lain.

Untuk menunjang pemahaman tentang pantai bagi mahasiswa, dirasakan

perlu menyediakan suatu buku dalam Bahasa Indonesia yang dapat

memberikan gambaran umum yang cukup jelas tentang rekayasa pantai,

sehingga sumber daya alam di pantai dapat dikelola dan dimanfaatkan untuk

kepentingan manusia dengan dampak yang sekecil mungkin terhadap alam

dan lingkungan sekitarnya.

Buku ini berawal dari diktat kuliah yang kemudian dikembangkan dengan

mengacu pada berbagai sumber pustaka, makalah, laporan teknik, dan lain-

lain yang terkait dan mampu memberikan informasi awal tentang pantai.

Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. Syamsudin,

Dipl. HE (alm) yang pada masa lalu telah menginisiasi penyusunan diktat

Teknik Pantai untuk mendukung kegiatan kuliah pada tingkat sarjana.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang

telah memberikan dukungan, kesempatan kepada penulis untuk

mempersiapkan buku ini. Semoga bermanfaat.

Bandung, September 2020

Yati Muliati

Page 4: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

ii

DAFTAR ISI

Kata pengantar ...................................................................................... i

Daftar Isi ................................................................................................. ii

1. Pengantar Rekayasa Pantai .............................................................. 1

1.1. Definisi Pantai Secara Teknis ..................................................... 1

1.2. Fungsi Pantai ............................................................................... 2

1.3. Jenis Pantai ................................................................................... 2

1.3.1. Pantai Berpasir ................................................................. 2

1.3.2. Pantai Berlumpur .............................................................. 3

1.3.3. Pantai Berawa ................................................................... 3

1.3.4. Pantai Berbatu .................................................................. 4

1.4. Permasalahan di Wilayah Pantai ................................................. 4

1.5. Lokasi dan Jumlah Kasus Permasalahan di Indonesia ................. 5

1.6. Data yang Dibutuhkan untuk Penelitian Wilayah Pantai ............. 5

2. Survei Oseanografi ............................................................................ 11

2.1. Batimetri ..................................................................................... 11

2.1.1. Pengikatan Titik Referensi ke Benchmark ....................... 12

2.1.2. Pembuatan Titik Tetap (Beacon) ...................................... 13

2.1.3. Pengukuran Kedalaman Sepanjang Jalur Sounding

(Sounding Line) ............................................................... 13

2.1.4. Pengukuran Kedalaman di Sepanjang Jalur Silang ........... 14

2.1.5. Pengukuran Pasang Surut .................................................. 14

2.1.6. Penggambaran ................................................................... 14

2.2. Tinggi, Periode, dan Arah Gelombang ........................................ 14

2.3. Pasang Surut ................................................................................ 15

2.4. Kecepatan dan Arah Arus ............................................................ 18

2.5. Salinitas dan Suhu ....................................................................... 19

2.6. Komposisi Kimia Air Laut .......................................................... 19

2.7. Distribusi Butir Sedimen ............................................................. 19

3. Teori Gelombang ............................................................................... 21

3.1. Karakteristik Gelombang ............................................................. 21

3.2. Definisi Parameter Gelombang ................................................... 21

3.3. Kecepatan Rambat Gelombang ................................................... 23

3.4. Teori Gelombang Linier .............................................................. 23

3.5. Persamaan Gerak Gelombang ..................................................... 27

3.6. Energi Gelombang ....................................................................... 28

3.7. Analisis Statistik Gelombang dan Spektrum Gelombang ............ 32

3.7.1. Analisis Statistik Gelombang ............................................ 32

Page 5: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

iii

3.7.2. Spektrum Gelombang ........................................................ 33

3.7.3. Tinggi Gelombang Signifikan ........................................... 35

4. Peramalan dan Transformasi Gelombang ....................................... 39

4.1. Peramalan Gelombang ................................................................. 39

4.2. Arah Datang Gelombang ............................................................. 50

4.3. Transformasi Gelombang ............................................................ 51

4.3.1. Hubungan Antara Besaran-besaran Gelombang ............... 52

4.3.2. Perubahan Tinggi Gelombang .......................................... 52

4.3.3. Gelombang Pecah ............................................................. 54

5. Angkutan Sedimen Menyusur Pantai .............................................. 79

5.1. Proses Terjadinya Angkutan ........................................................ 79

5.2. Permasalahan Pantai dan Muara yang Terkait dengan Kejadian

Littoral Process ........................................................................... 80

5.3. Rumus Perhitungan ..................................................................... 86

6. Pemecah Gelombang dan Kelengkapannya .................................... 89

6.1. Pemecah Gelombang (PG)/Breakwater ....................................... 89

6.2. Pelindung Kaki (Toe Protection) ................................................. 95

6.3. Puncak/Mercu Pemecah Gelombang dan Tebal Lapisan Pelindung 96

6.4. Rayapan Gelombang (Wave Run Up) .......................................... 101

6.5. Tinggi Muka Air Laut Rencana ................................................... 106

7. Perubahan Garis Pantai .................................................................... 109

7.1. Perhitungan Perkembangan Garis Pantai ..................................... 109

7.2. Bentuk Garis Pantai ..................................................................... 115

8. Transmisi dan Gaya Gelombang ...................................................... 125

8.1. Transmisi Gelombang Akibat Adanya Konstruksi ...................... 125

8.2. Gaya Gelombang Pada Dinding Tegak ....................................... 126

8.2.1. Kondisi Gelombang Tidak Pecah Dengan Metode

Miche-Rundgren .............................................................. 126

8.2.2. Kondisi Gelombang Pecah Dengan Metode Minikin ....... 128

8.3. Gaya Gelombang Pada Pipa Atau Tiang Bulat ............................ 129

9. Perlindungan Pantai .......................................................................... 135

9.1. Tanggul Laut ............................................................................... 135

9.2. Revetment .................................................................................... 136

9.3. Tembok Laut (Seawall) ............................................................... 137

9.4. Dinding Penahan Tanah (Bulkhead atau Turap) .......................... 137

9.5. Pemecah Gelombang ................................................................... 137

Page 6: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

iv

9.6. Ambang Tenggelam .................................................................... 138

9.7. Groin ............................................................................................ 138

9.8. Jetty ............................................................................................. 139

9.9. Sand Bypassing ............................................................................ 139

Daftar Pustaka ....................................................................................... 141

Page 7: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

1

1 PENGANTAR REKAYASA

PANTAI

Rekayasa pantai adalah suatu ilmu yang mempelajari dan mencoba

menyelesaikan permasalahan di wilayah pantai seperti misalnya erosi pantai,

perencanaan bangunan pantai, perencanaan pelabuhan dan sebagainya. Ilmu

rekayasa pantai ini merupakan bagian dari ilmu teknik sipil yang mempunyai

kaitan erat dengan ilmu-ilmu lainnya, antara lain oseanografi, meteorologi,

geofisika, hidrolika, geologi, statistik dan matematika. Mengingat bahwa

Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia yang memiliki garis

pantai sepanjang ± 81.000 km, dengan luas daratan ± 1.900.000 km2 dan laut ±

3.270.000 km2, maka rekayasa pantai sangat penting untuk dipelajari.

Sehubungan dengan wilayah pantai yang merupakan pertemuan antara darat dan

laut, maka kawasan ini mempunyai ciri yang khas, karena ke arah laut dibatasi

oleh pengaruh fisik laut dan sosial ekonomi bahari, sedangkan ke arah darat

dibatasi oleh pengaruh proses alami dan kegiatan manusia terhadap lingkungan

darat.

1.1. Definisi Pantai Secara Teknis

Secara teknis, pantai didefinisikan dengan sketsa seperti tergambar pada Gambar

1.1 di bawah ini.

Gambar 1.1 Sketsa definisi pantai secara teknis

Page 8: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

2

1.2. Fungsi Pantai 1

Secara alami pantai berfungsi sebagai :

1) Pembatas antara darat dan laut;

2) Tempat hidup biota pantai;

3) Tempat sungai bermuara;

Dalam perkembangannya, fungsi pantai dapat berubah / bertambah sesuai dengan

kebutuhan manusia, antara lain :

4) Tempat saluran bermuara (misal : saluran untuk tambak);

5) Tempat peralihan kegiatan hidup di darat dan di laut (pelabuhan, pelayaran);

6) Tempat hunian nelayan;

7) Tempat wisata;

8) Tempat usaha;

9) Tempat budidaya pantai (antara lain : tambak dan pertanian);

10) Sumber bahan bangunan (antara lain pasir dan batukarang).

1.3. Jenis Pantai 2

Jenis pantai di Indonesia secara sederhana dapat dikelompokkan atas pantai

berpasir, pantai berlumpur, pantai berawa, dan pantai berbatu.

1.3.1. Pantai Berpasir 2

Pantai berpasir merupakan pantai yang didominasi oleh hamparan atau dataran

pasir, baik yang berupa pasir hitam, abu-abu atau putih. Selain itu terdapat

lembah-lembah di antara beting pasir. Tumbuh-tumbuhan yang dominan di hutan

pantai berpasir antara lain adalah kelapa dan cemara laut. Pantai berpasir

(Gambar 1.2) umumnya dijadikan kawasan pariwisata pantai, karena alamnya

yang indah dan menarik. Kawasan pantai berpasir yang sudah berkembang,

misalnya pantai Pangandaran, Carita, dan Pelabuhan Ratu (Jawa Barat). Parang

Tritis (Yogyakarta), pantai Sanur dan Kuta (Bali), pantai Ancol dan Kepulauan

Seribu (Jakarta).

Gambar 1.2 Pantai Berpasir2 Gambar 1.3 Pantai Berlumpur2

1 Syamsudin, Pengantar Teknik Pantai, Bandung, Itenas, 1995 2 Sugiarto dan Willy Ekariyono, Penghijauan Pantai, Jakarta, Swadaya, 1996.

Page 9: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

3

1.3.2. Pantai Berlumpur 2

Pantai berlumpur (Gambar 1.3) merupakan hamparan lumpur sepanjang pantai

yang dihasilkan dari proses sedimentasi atau pengendapan, umumnya terletak di

dekat muara sungai. Tanah pantai ini berasal dari endapan lumpur yang dibawa

oleh aliran sungai.

Struktur dan komposisi tumbuhan di kawasan pantai berlumpur Indonesia

merupakan formasi hutan mangrove yang didominasi oleh bakau hitam, bakau

putih, dll. Selain menghasilkan kayu, hutan mangrove juga menghasilkan bahan

penyamak atau bahan pewarna. Tunas-tunas baru selalu tumbuh dalam hutan

mangrove, sehingga kawasan hutan menjadi luas. Akibatnya, lambat laun daratan

pun makin meluas ke arah laut.

Hutan mangrove memberikan perlindungan terhadap daratan dan ancaman erosi.

Hutan mangrove juga berfungsi sebagai tempat pelestarian populasi ikan,

kepiting, udang dan kerang-kerangan. Di dalam perairan hutan mangrove banyak

terdapat jenis alga dan plankton yang menjadi sumber makanan bagi biota-biota

tsb. Daun, dahan, dan pohon-pohon mangrove yang telah tua akan tumbang dan

didekomposisi oleh fungsi dan bakteri menjadi bahan organik. Selanjutnya bahan

organik ini akan menjadi penyubur tanah, dan menjadi bahan makanan bagi biota

lainnya.

1.3.3. Pantai Berawa 2

Pantai berawa (Gambar 1.4) merupakan daerah yang tergenang air, baik secara

permanen ataupun temporer. Tanah dan air pantai ini memiliki tingkat keasaman

yang tinggi. Hutan pantai berawa umumnya ditumbuhi oleh jenis tumbuhan

seperti nipah, sagu, meranti, terentang.

Gambar 1.4 Pantai Berawa2 Gambar 1.5 Pantai Berbatu2

Page 10: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

4

1.3.4. Pantai Berbatu 2

Pantai berbatu (Gambar 1.5) umumnya terdiri dari bongkahan-bongkahan batuan

granit. Pantai seperti ini terdapat di kepulauan Natuna, Pulau Buton, dan Pantai

selatan Jawa (Pelabuhan Ratu dan Ujung Kulon).

1.4. Permasalahan di Wilayah Pantai 3

Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

dan pencemaran.

1) Erosi Pantai

Adalah proses mundurnya pantai dari kedudukan semula yang antara lain

disebabkan oleh tidak adanya keseimbangan antara pasok dan kapasitas

angkutan sedimen. Perubahan pantai jenis ini biasa terjadi pada pantai landai

(berpasir, atau berlumpur).

Beberapa faktor penyebab yang sering mengakibatkan tejadinya erosi pantai

antara lain :

- Pengaruh adanya bangunan pantai;

- Penambangan material pantai dan sungai;

- Pemindahan muara sungai;

- Pencemaran perairan pantai (dapat mematikan karang, hutan);

- Pengaruh pembuatan waduk di hulu (angkutan sedimen berkurang);

- Perusakan oleh bencana alam (misal : gelombang badai, tsunami).

2) Abrasi

Adalah proses erosi diikuti longsoran (runtuhan) pada material yang masif

(batu) seperti tebing pantai. Abrasi antara lain disebabkan oleh daya tahan

material menurun karena cuaca (pelapukan) dan selanjutnya daya tahan

tersebut dilampui oleh kekuatan hidraulik (arus dan gelombang).

3) Sedimentasi (Akresi)

Adalah proses pengendapan material yang terbawa oleh air, angin, maupun

gletser. Sedimentasi dapat terjadi di muara sungai dan di pelabuhan.

Sedimentasi di muara sungai terdiri atas proses penutupan dan proses

pendangkalan muara.

- Penutupan sungai tejadi tepat di mulut sungai pada pantai yang berpasir atau

berlumpur, yaitu dengan tejadinya formasi ambang di muara. Proses ini

biasanya disebabkan karena debit sungai kecil, terutama di musim kemarau,

sehingga aliran air tidak mampu membilas sedimen.

Page 11: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

5

- Pendangkalan muara sungai dapat terjadi mulai dari muara ke udik sampai

pada suatu lokasi di sungai dimana pengaruh intrusi air laut (pengaruh

pasang surut dan pencapuran air garam) masih ada.

1.5. Lokasi dan Jumlah Kasus Permasalahan di Indonesia3

Kawasan pantai dan muara disebut rusak apabila perubahan morfologi pantai

yang terjadi telah menurunkan atau bahkan melenyapkan sama sekali fungsinya.

Berdasarkan hal tersebut, maka Puslitbang Sumber Daya Air telah mengadakan

inventarisasi tentang kerusakan pantai dan muara di Indonesia sejak ± 30 tahun

yang lalu. Dan dari hasil inventarisasi ini tercatat pada tahun 2000 ada 60 lokasi

pantai dan muara yang rusak tersebar di 17 Propinsi. Pada Gambar 1.6, 1.7, dan

1.8 disajikan peta lokasi pantai dan muara yang mengalami kerusakan,

dilengkapi dengan tingkat kerusakannya. Sampai saat ini sudah banyak dilakukan

pengamanan pantai di lokasi-lokasi tersebut.

1.6. Data yang Dibutuhkan untuk Penelitian Wilayah Pantai

Data yang diperlukan untuk menunjang program penelitian dan penyelidikan

wilayah pesisir antara lain : data medan, data hidrolis, data angkutan sedimen dan

data angin.

1) Data Medan

Data medan berupa data topografi dan hidrografi. Data topografi dengan skala

antara 25.000 – 100.000 tersedia di Direktorat Geologi atau Jawatan

Topografi A.D. Data tersebut merupakan data pengukuran sebelum perang

dunia ke II. Perubahan-perubahan garis pantai yang terjadi setelah perang

dunia ke II belum terdeksi. Instansi lain yang mengembangkan perolehan peta

saat ini adalah Badan Informasi Geospasial (BIG, dahulu Bakosurtanal) di

Cibinong.

Data Hidrografi (peta batimetri) bisa didapat di Dinas Hidro-oseanografi

(Dishidros) Angkatan Laut. Data ini pun umumnya merupakan data lama

yang perlu diperbaharui. Peta batimetri dapat pula diperoleh dengan cara

mengunduh file dari General Bathymetric Chart of The Oceans (GEBCO).

Data medan wilayah pesisir yang merupakan wilayah peralihan antara darat

dan laut sangat terbatas dan sifatnya setempat-tempat.

2) Data Hidrolis Kelautan3

Data hidrolis kelautan berupa data gelombang, arus dan pasang surut. Data

gelombang jangka panjang dapat diperoleh dari US Wether Chart yang

3 Syamsudin, Pengantar Teknik Pantai, Bandung, Puslitbang Sumber Daya Air, 2000

Page 12: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

6

didapat berdasarkan data pengamatan secara visual. Data gelombang hasil

pengukuran dengan alat pengukur umumnya hanya didapatkan dalam jangka

pendek dan belum terorganisasi. Untuk itu nampaknya hal yang sangat

penting dan dirasa perlu adalah adanya stasiun pengukuran gelombang.

Namun mengingat biaya yang dibutuhkan untuk pengukuran sangat besar,

maka umumnya dilakukan peramalan gelombang. Data gelombang hasil

peramalan/hindcast ERA-Interim oleh European Centre for Medium-Range

Weather Forecasts (ECMWF) dapat diperoleh dengan cara diunduh melalui

situs http://ecmwf.int/. Data arus dan pasang surut berdasarkan hasil

peramalan dapat diperoleh di Dinas Hidrografi A.L. yang diterbitkan setiap

tahun.

3) Data Sedimen3

Data sedimen berupa gradasi sedimen dasar, konsentrasi dan gradasi sedimen

suspensi dan besar angkutannya. Data besarnya angkutan pasir sejajar pantai

dapat diukur berdasarkan pengendapan yang terjadi di udik (up drift)

bangunan-bangunan pantai yang menjorok ke laut. Data angkutan sedimen

sangat penting untuk keperluan perhitungan studi kelayakan dalam rangka

pemeliharaan bangunan pantai, seperti pelabuhan, struktur pengambilan air

tambak dan pengaruh arus muara sungai.

4) Data Angin3

Data angin dapat diperoleh di Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika

(BMKG). Data tersebut umumnya diperoleh dari stasiun pengamatan di darat

untuk keperluan penerbangan. Namun karena ketiadaan data angin yang lebih

tepat, dimana data tersebut banyak digunakan untuk meramalkan gelombang,

sehingga untuk menunjang ramalan gelombang perlu dibuat stasiun angin

pada lokasi yang tepat. Selain itu data angin dapat pula diperoleh dengan cara

mengunduh file dari ECMWF atau National Oceanic and Atmospheric

Administration (NOAA).

Page 13: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

7

Gambar 1.6 Lokasi Muara dan Pantai di Indonesia yang Mengalami Permasalahan (di luar Jawa, Bali, dan Lombok), (Syamsudin, 2000)

Page 14: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

8

Gambar 1.7 Lokasi Muara dan Pantai di Jawa yang Mengalami Permasalahan (Syamsudin, 2000)

Page 15: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

9

Gambar 1.8 Lokasi Muara dan Pantai di Bali dan Lombok yang Mengalami Permasalahan (Syamsudin, 2000)

Page 16: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

10

Page 17: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

11

2 SURVEI OSEANOGRAFI

Survei Oseanografi yang dimaksud termasuk survei penentuan kedalaman dasar

permukaan air (batimetri). Untuk kebutuhan perencanaan pelabuhan, survei

oseanografi yang diperlukan adalah pengukuran :

1. Batimetri

2. Tinggi, periode, dan arah gelombang

3. Fluktuasi pasang surut

4. Kecepatan dan arah arus

5. Salinitas dan suhu

6. Komposisi kimia air laut

7. Distribusi butir sedimen

Ketelitian dari data ini diperlukan untuk menentukan lay out pelabuhan,

perencanaan breakwater, penggunaan jenis material konstruksi, metode

pemeliharaan, dan menentukan kelayakan dari pelabuhan dilihat dari biaya

pembangunan dan biaya pemeliharaan.

2.1. Batimetri

Tujuan dari pekerjaan batimetri adalah untuk memetakan dasar laut yang hasilnya

adalah berupa gambar kontur kedalaman dasar dari permukaan laut, kontur pantai,

rintangan-rintangan di laut (jika ada), dan situasi. Untuk itu harus dibuatkan suatu

titik referensi yang terdapat di darat.

Pekerjaan survei batimetri ini akan meliputi pekerjaan :

- Pengikatan titik referensi ke Bench Mark yang terdekat.

- Pembuatan titik-titik tetap (beacon) di darat ataupun di laut yang kemudian

digunakan sebagai pedoman untuk menentukan posisi kapal.

- Pengikatan titik tetap terhadap titik referensi.

- Pengukuran kedalaman sepanjang jalur sounding (sounding lines)

- Pengukuran kedalaman sepanjang jalur silang (cross check lines)

- Pengukuran pasang surut.

- Penggambaran.

Sebelum pekerjaan–pekerjaan tersebut dilaksanakan, terlebih dahulu harus

dilakukan persiapan-persiapan secara seksama.

Pekerjaan persiapan adalah berupa :

- Mengumpulkan peta hidrografi dan topografi yang ada.

- Mencari titik Bench Mark.

- Memperkirakan lokasi dair titik referensi dan titik-titik pedoman (beacon).

Page 18: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

12

- Memperkirakan jalur sounding (pemeruman) dan jalur silang.

- Mempersiapkan peralatan yang dibutuhkan.

- Perijinan untuk melakukan survei dari pihak yang berwenang.

2.1.1. Pengikatan Titik Referensi ke Bench Mark

Pada saat pekerjaan persiapan, lokasi dari Bench Mark harus sudah diketahui.

Koordinat x,y, dan z harus sudah diperoleh dari instansi yang berwenang, seperti

Jawatan Topografi AD, BIG, Dinas Agraria, Balai Besar Wilayah Sungai, dan

instansi lainnya. Kemudian titik referensi yang telah diletakkan di lapangan,

diikatkan ke titik Bench Mark dengan menggunakan poligon tertutup (lihat

Gambar 2.1).

Titik referensi ini merupakan titik dasar dari titik-titik lainnya, dan jumlahnya

bergantung pada panjang pantai dan luas permukaan laut yang akan diukur. Jika

keadaan pantai penuh dengan hutan bakau, maka perlu dibuatkan titik-titik

referensi pembantu.

Gambar 2.1 Pengikatan titik referensi ke Bench Mark

Cara pengikatan ini juga bisa dilakukan tanpa poligon tertutup, tetapi pengukuran

dilakukan pulang pergi atau dapat dilakukan sekali jalan dengan pemeriksaan

azimuth.

Alat-alat yang dibutuhkan untuk survei ini adalah :

- EDM (Electronic Distance Meter) untuk mengukur jarak. Untuk pekerjaan

yang tidak memerlukan ketelitian yang tinggi bisa juga digunakan meet band

atau rantai.

- Teodolit T2 digunakan untuk mengukur sudut

- Eye Piece untuk menentukan azimuth

- Waterpas untuk mengukur ketinggian rambu.

Page 19: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

13

2.1.2. Pembuatan Titik Tetap (Beacon)

Titik tetap (Beacon) digunakan sebagai pedoman dalam mengukur posisi alat pada

saat pengukuran kedalam dilakukan. Titik tetap dalam jumlah yang besar

dibutuhkan bila menggunakan alat optis (sextan), sedangkan bila menggunakan

peralatan akustik seperti trisponder, jumlah beacon ini relatif lebih sedikit.

Beacon ini ditempatkan di sepanjang pantai ataupun di tengah laut dengan

menggunakan bui/pelampung (buoy).

Kemudian ditentukan koordinat x dan y untuk titik tetap tersebut dengan cara

mengikatkannya ke titik referensi.

Alat yang perlukan untuk pekerjaan ini adalah :

1. Teodolit T2

2. Rambu atau Bui

3. Pengukuran jarak meet band atau rantai

2.1.3. Pengukuran Kedalaman Sepanjang Jalur Sounding (Sounding Lines)

Pengukuran kedalaman laut sering disebut dengan istilah pemeruman, mengingat pelaksanaannya menggunakan alat perum gema (echosounder).

Pada pekerjaan ini persiapan jalur-jalur yang akan diukur terlebih dahulu

ditentukan di peta hidrografi. Jalur Sounding adalah jalur yang tegak lurus pantai,

sedangkan jalur silang adalah jalur yang sejajar pantai (lihat Gambar 2.2).

Gambar 2.2 Jalur Pengukuran

Jarak antara jalur sounding ds adalah antara 10 – 20 mm di peta yang berskala,

sedangkan jarak antara jalur silang dc adalah antara 5 ds sampai 10 ds. Jadi kalau

ingin mendapatkan peta dengan skala 1 : 1000, maka ds = 10 – 20 m dan dc = 50

– 200 m.

Sewaktu pengukuran kedalaman, lintasan kapal (perahu) harus selalu dijaga sesuai

dengan jalur yang telah ditentukan. Untuk hal ini setiap saat posisi kapal selalu

dicek, misalnya dengan bantuan dua bendera pengarah.

Page 20: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

14

Posisi kapal dapat ditentukan dengan menggunakan alat Global Position System

(GPS). Bersamaan dengan penentuan posisi dilakukan pengukuran kedalaman.

Alat-alat dan perlengkapan yang dibutuhkan dalam pekerjaan ini adalah :

- Kapal bermotor,

- GPS untuk menentukan posisi,

- Echosounder untuk mengukur kedalaman,

- Walkie Talkie untuk komunikasi ke darat

Setiap saat pengukuran kedalaman harus juga dicatat waktu pengukuran untuk

nantinya dilakukan koreksi terhadap fluktuasi pasang surut.

2.1.4. Pengukuran Kedalaman di Sepanjang Jalur Silang

Metode yang digunakan disini sama dengan pengukuran di sepanjang jalur

sounding (sounding line).

2.1.5. Pengukuran Pasang Surut

Pengamatan pasang surut dilakukan selama survei. Pengamatan dapat dilakukan

dengan menggunakan “automatic tide recording” ataupun dengan menggunakan

gage biasa (peilschal).

Fluktuasi dari muka air harus dicatat berdasarkan titik referensi, untuk itu di titik

nol pembacaan harus diikatkan ke titik referensi.

2.1.6. Penggambaran

Seluruh data posisi (koordinat x dan y) serta kedalamannya diplot pada suatu peta

yang kemudian dari titik-titik posisi yang ada dibuat interpolasinya untuk interval

kedalaman yang diinginkan.

Hasil dari penggambaran adalah berupa kontur kedalaman, garis pantai, rintangan,

bangunan laut, dan profil melintang sepanjang jalur sounding.

2.2. Tinggi, Periode, dan Arah Gelombang

Pengukuran tinggi gelombang dapat dilakukan secara visual ataupun secara

otomatis dengan menggunakan Automatic Wave Recording. Pengukuran secara

visual dilakukan dengan menempatkan sebuah peilschal di lokasi yang telah

ditentukan posisinya dari darat.

Puncak dan lembah dari gelombang ditentukan dengan membidikkan waterpas ke

titik sentuhan muka air dengan peilschal. Periode gelombang ditentukan dengan

mengukur waktu antara terjadinya puncak dan puncak.

Pengukuran gelombang otomatis menggunakan beberapa alat seperti Capasitor

Gage, atau Pressure Gage. Alat ini secara otomatis mencatat fluktuasi gelombang

pada kertas pencatat. Yang sulit dalam pengukuran gelombang ini adalah untuk

menentukan arah secara otomatis tanpa menggunakan alat yang mahal. Sebagai

perkiraan hal ini dapat dilakukan secara visual.

Page 21: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

15

Alat pengukur gelombang otomatis secara umum terbagi atas dua type, yaitu

a. type alat yang ditenggelamkan ke dasar laut atau digantung di bawah

permukaan air, seperti Wave Rider, Wave Recording, dimana data

rekaman fluktuasi muka air disimpan dalam memory pada alat yang

ditenggelamkan.

b. type alat yang menggunakan system transmitter-receiver, seperti Marine

Weather Buoy dimana alat perekam data diapungkan dengan buoy yang

dilengkapi dengan fasilitas sebagai transmitter dan data rekaman fluktuasi

muka air disimpan dalam memory pada alat penerima (receiver) yang

diletakkan di darat.

2.3. Pasang Surut

Pasang surut adalah fluktuasi muka air laut sebagai fungsi waktu karena adanya

gaya tarik benda-benda di langit, terutama matahari dan bulan terhadap massa air

laut di bumi. Pasangnya air laut dipengaruhi oleh gaya gravitasi bulan dan matahari

terhadap bumi. Tetapi pasang terutama disebabkan oleh gaya gravitasi bulan

karena jarak antara bumi dengan bulan jauh lebih dekat daripada jarak antara bumi

dengan matahari.

Jika antara gravitasi bulan dan gravitasi matahari bekerja dalam arah yang sama

akan terjadi pasang yang sangat besar. Untuk setiap kali bulan melintasi meridian,

akan terjadi dua pasang yang utama karena pengaruh gravitasi bulan. dalam satu

bulan terdapat dua pasang purnama dan dua pasang perbani. Di mana pasang

purnama ditandai dengan pasang terbesar dan pasang perbani ditandai dengan

pasang terkecil (Gambar 2.3).

Gambar 2.3 Posisi matahari, bumi, dan bulan saat pasang purnama dan pasang perbani

(Sumber: www.bayoffundy.com)

Page 22: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

16

Metode survai pasang surut seperti telah dijelaskan pada sub-bab 2.1.5, dapat

dilakukan dengan interval 30 menit atau 1 jam, tergantung kebutuhannya.

Setelah didapatkan data pasang surut dilakukan analisis pasang surut, yaitu

menentukan konstanta harmonik/komponen/konstituen pasang surut dengan Least

Square Method atau Metoda Admiralthy yang kemudian digunakan untuk

peramalan penentuan muka air terendah (LWL dan LLWL), muka air rata-rata

(MSL) dan muka air tertinggi (HWL dan HHWL).

Konstituen/komponen pasang surut yang dihasilkan adalah M2, S2, N2, K2, K1, O1,

P1, M4, MS4, di mana:

1. M2 : komponen utama bulan (semi diurnal)

2. S2 : komponen utama matahari (semi diurnal)

3. N2 : komponen eliptis bulan.

4. K2 : komponen bulan.

5. K1 : komponen bulan.

6. O1 : komponen utama bulan (diurnal).

7. P1 : komponen utama matahari.

8. M4 : komponen utama bulan (kuarter diurnal).

9. MS4 : komponen matahari bulan.

Tipe pasang surut ditentukan dengan formula Formzahl (F):

22

11

SM

OKF

+

+= (2.1)

Dari nilai Formzahl, dibagi dalam empat tipe pasang surut:

▪ 0 < F ≤ 0,25 : pasang surut harian ganda (Semi Diurnal)

▪ 0,25 < F < 1,50 : pasang surut campuran cenderung ganda (Mixed Semi

Diurnal)

▪ 1,50 < F< 3,00 : pasang surut campuran cenderung tunggal (Mixed Diurnal)

▪ F ≥ 3,00 : pasang surut harian tunggal (Diurnal)

Adapun pengertian dari beberapa elevasi pasang surut adalah sebagai berikut:

1. Muka air tinggi (high water level, HWL), muka air tertinggi yang dicapai

pada saat air pasang dalam satu siklus pasang surut.

2. Muka air rendah (low water level, LWL), kedudukan air terendah yang

dicapai pada saat air surut dalam satu siklus pasang surut.

Page 23: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

17

3. Muka air tinggi rerata (mean high water level, MHWL), adalah rerata dari

muka air tinggi selama periode 18,6 tahun.

4. Muka air rendah rerata (mean low water level, MLWL), adalah rerata dari

muka air rendah selama periode 18,6 tahun.

5. Muka air tinggi purnama (mean high water spring, MHWS), adalah rerata

dari dua muka air tinggi berturut-turut selama periode pasang purnama,

yaitu jika tunggang (range) pasut itu tertinggi.

6. Muka air rendah purnama (mean low water spring, MLWS), adalah rerata

dari dua muka air rendah berturut-turut selama periode pasang purnama.

7. Muka air laut rerata (mean sea level, MSL), adalah muka air rerata antara

muka air tinggi rerata dan muka air rendah rerata. Elevasi ini digunakan

sebagai referensi untuk elevasi di daratan.

8. Muka air tinggi tertinggi (highest high water level, HHWL), adalah air

tertinggi pada saat pasang surut purnama atau bulan mati.

9. Muka air rendah terendah (lowest low water level, LLWL), adalah air

terendah pada saat pasang surut purnama atau bulan mati.

10. Higher high water level, adalah air tertinggi dari dua air tinggi dalam satu

hari, seperti dalam pasang surut tipe campuran.

11. Lower low water level, adalah air terendah dari dua air rendah dalam satu

hari.

Dalam perencanaan sering pula digunakan istilah elevasi:

- HWS (High Water Springs, diambil sama dengan elevasi MHWL) dan

- LWS (Low Water Springs diambil sama dengan elevasi MLWL).

Namun untuk perencanaan dengan resiko yang lebih tinggi maka HWS menjadi

Highest Water Spring (=HHWL) dan LWS menjadi Lowest Water Spring (=

LLWL).

Contoh nilai-nilai konstituen/komponen pasang surut dan elevasi pasang surut

disajikan pada Tabel 2.1 dan Tabel 2.2:

Tabel 2.1 Contoh Nilai-Nilai Konstituen Pasang Surut

Konstituen Z0 M2 S2 N2 K2 K1 O1 P1 M4 MS4

Amplitudo

(cm)

149,73 55,64 10,13 7,63 26,7 28,43 5,84 16,64 3,98 3,8

Phase (o) 66,46 28,32 74,62 114,91 43,44 241,41 39,74 56,36 58,63

Page 24: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

18

Tabel 2.2 Contoh Nilai-Nilai Elevasi Pasang Surut

No Nama Elevasi Terhadap MSL

(cm)

Terhadap LWS

(cm)

1 HHWL Highest High Water Level 124,26 264,94

2 MHWS Mean High Water Spring 100,08 240,76

3 MHWL Mean High Water Level 63,11 203,79

4 MSL Mean Sea Level 0,00 140,68

5 MLWL Mean Low Water Level -60,26 80,42

6 MLWS Mean Low Water Spring -113,42 27,26

7 LLWL Lowest Low Water Level -140,68 0,00

Rentang jarak interval antara HWL dan LWL, atau HWS dan LWS disebut

tunggang pasang surut (pasut). Gambar 2.4 menampilkan beberapa elevasi pada

grafik pasut.

Gambar 2.4 Contoh grafik pasang surut beserta elevasinya.

2.4. Kecepatan dan Arah Arus

Pengukuran kecepatan permukaan dan arah arus dapat dilakukan dengan

menggunakan pelampung, dimana kecepatan adalah jarak lintasan dibagi dengan

waktu, sedangkan untuk mendapatkan data yang lebih teliti dan untuk mengetahui

distribusi kecepatan vertikal, maka dapat digunakan directional current meter

otomatis ataupun bukan otomatis.

Pengukuran arus biasanya dilakukan selama satu siklus pasang surut;

- 2 x 25 jam pada saat pasang purnama (pasang besar, spring tide, tgl 1 dan

15 ),

- 2 x 25 jam pada saat pasang perbani (pasang kecil, neap tide, tgl 7 dan 21).

Page 25: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

19

Data kecepatan dan arah arus dibutuhkan untuk peramalan gerak sedimen dan juga

untuk merencanakan pintu masuk kolam pelabuhan, serta alur pelayaran, sehingga

tidak mengganggu gerak kapal.

2.5. Salinitas dan Suhu

Pengukuran kadar garam (salinitas) dilakukan dengan menggunakan alat

salinometer yang akan mencatat kadar garam yang biasanya dengan standar ukuran

ppm (part per million) yang ekivalen dengan 1 mg/liter.

Distribusi suhu menurut kedalaman diukur dengan termometer. Data salinitas dan

suhu diperlukan untuk menentukan tingkat korosi dari air laut.

2.6. Komposisi Kimia Air Laut

Contoh air yang diperoleh diperiksakan di laboratorium untuk mengetahui kadar

suspensi endapan, kadar zat-zat kimia yang dapat merusak bangunan-bangunan

laut dan sebagainya.

2.7. Distribusi Butir Sedimen

Distribusi butir sedimen diperoleh dari analisa ayak dan hidrometer di

laboratorium. Disamping itu juga perlu diketahui berat jenis dan porositas dan juga

kecepatan jatuh dari butir-butir sedimen. Data ini dibutuhkan untuk analisis

angkutan sedimen.

Page 26: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

20

Page 27: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

21

3 TEORI GELOMBANG

3.1. Karakteristik Gelombang4

Parameter terpenting yang digunakan untuk menjelaskan suatu gelombang adalah

tinggi dan panjang gelombang serta kedalaman perairan dimana gelombang

tersebut merambat. Kecepatan rambat gelombang secara teoritis dapat ditentukan

dari kualitas parameter tersebut.

Gelombang di alam jarang tampak persis sama dari satu gelombang ke gelombang

yang lainnya. Juga tidak selalu menyebar ke arah yang sama. Seandainya suatu

alat untuk mengukur elevasi muka air, η , sebagai fungsi dari waktu ditempatkan

pada suatu anjungan di tengah laut, akan diperoleh suatu rekaman data gelombang

yang berbentuk acak. Laut tersebut dapat dipandang sebagai superposisi dari

banyak sinusoid yang bergerak ke segala arah. Superposisi sinusoid tersebut

memberikan kemungkinan penggunaan analisa Fourier dan teknik spektrum untuk

digunakan dalam menjelaskan kondisi gelombang laut. Hanya saja banyak

keacakan yang terjadi di laut, sehingga dibutuhkan teknik statistik untuk dapat

menunjang penyelesaian masalah. Tetapi disamping itu terdapat keuntungan yang

dijumpai, yaitu gelombang di perairan dangkal mempunyai bentuk yang lebih

teratur dibandingkan dengan gelombang di laut dalam. Oleh karena itu dalam

kasus ini setiap gelombang lebih sederhana jika dijabarkan dengan satu sinusoid

yang berulang secara periodik.

Dalam hal ini gelombang yang nonlinier dilinierkan dengan menggunakan

berbagai asumsi. Teori ini dikenal dengan Teori Gelombang Linier atau Teori

Gelombang Amplitudo Kecil. Teori ini biasanya merupakan pendekatan pertama

dalam mempelajari masalah gelombang. Teori Gelombang Linier akan dijelaskan

lebih rinci pada salah satu sub bab dalam bab ini.

3.2. Definisi Parameter Gelombang 4

Tinggi gelombang H adalah jarak vertikal dari puncak gelombang ke lembah

gelombang. Periode gelombang T adalah lamanya waktu dua puncak gelombang

berturutan melewati suatu titik tertentu. Panjang gelombang L adalah jarak

4 Yati Muliati, Studi Awal Perumusan Karakteristik Gelombang Laut Jawa, Bandung, ITB,

1997.

Page 28: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

22

horisontal antara dua puncak gelombang berturutan atau jarak horisontal antara

dua titik yang bersesuaian pada dua gelombang berturutan.

Pada Gambar 3.1 ditunjukkan skema dua dimensi penyebaran gelombang

sederhana dalam arah–x untuk menunjukkan definisi dari parameter gelombang.

Parameter η menyatakan pergerakan muka air relatif terhadap muka air tenang

(SWL) dan merupakan fungsi dari x dan waktu t. Pada puncak gelombang, ղ sama

dengan amplitudo gelombang, a atau setengah tinggi gelombang.

Panjang gelombang berkaitan dengan kedalaman perairan. Kedalaman perairan

dengan variabel d, diukur dari dasar perairan ke muka air tenang (SWL = Still

Water Level).

Gambar 3.1 Definisi parameter gelombang

Dalam hal ini hubungan antara keduanya adalah sebagai berikut:

L = gT2

2πtanh (

2πd

L) (3.1)

dengan : L = Panjang gelombang (meter)

T = Periode gelombang (detik)

d = Kedalaman perairan (meter)

g = Percepatan gravitasi (meter/detik2)

Page 29: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

23

3.3. Kecepatan Rambat Gelombang 4

Cepat rambat gelombang disebut kecepatan fasa gelombang C (celerity). Jarak

yang ditempuh oleh sebuah gelombang selama satu periode gelombang sama

dengan satu panjang gelombang, oleh karena itu kecepatan gelombang dapat

dihubungkan dengan periode dan panjang gelombang oleh persamaan :

C = L

T (3.2)

3.4. Teori Gelombang Linier5

Teori gelombang dua dimensi dikembangkan dengan melakukan linierisasi

persamaan gelombang yang kompleks. Penyederhanaan ini diharapkan akan

memudahkan perhitungan-perhitungan yang berhubungan dengan gelombang

akan tetapi masih memenuhi persyaratan yang ada. Persamaan gelombang dua

dimensi diturunkan dengan mengambil kondisi batas (boundary condition);

permukaan air dan dasar laut.

Asumsi yang umumnya digunakan dalam pembuatan teori gelombang ini adalah:

1. Amplitudo gelombang adalah kecil dibandingkan dengan panjang

gelombang dan kedalamannya dan bentuk gelombang tidak berubah

terhadap waktu dan ruang.

2. Fluida bersifat ideal atau inviscid (kekentalannya rendah)

3. Gerakan partikel fluida adalah tidak berrotasi (irrotational). Tidak ada

tegangan geser pada batas air dan udara atau pada dasar laut. Tegangan

permukaan (surface tension) dapat diabaikan.

4. Fluida bersifat seragam (homogen) dan tidak mampu mampat

(incompressible)

5. Dasar perairan merupakan suatu batas yang impermeabel, horisontal, dan

diam/tetap, yang menyebabkan kecepatan vertikal pada dasar adalah nol.

6. Tekanan pada permukaan bebas seragam dan konstan. Tekanan angin tidak

diperhitungkan dan perbedaan tekanan hidrostatis karena perbedaan elevasi

diabaikan.

7. Efek coriolis dapat diabaikan (Efek Coriolis adalah pembelokkan arah

benda yang bergerak ketika dilihat dari kerangka acuan yang berputar)

8. Gelombang yang sedang diselidiki tidak berinteraksi dengan gerakan air

lainnya.

5 Yati Muliati, Studi Awal Perumusan Karakteristik Gelombang Laut Jawa, Bandung, ITB,

1997.

Page 30: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

24

Teori Gelombang Linier dapat diturunkan dengan menggunakan 5 buah asumsi

pertama di atas, dibantu dengan persamaan pengatur serta syarat-syarat batas.

Adapun persamaan pengatur yang digunakan adalah Persamaan Laplace, yaitu :

k wˆ iu Vdan kecepatan potensi dimana 0, 2 =++=== jv

Karena pembahasan dua dimensi dan diambil arah vertikalnya, maka sumbu yang

digunakan adalah sumbu arah-x dan arah–z, sehingga Persamaan Laplace yang

digunakan adalah menjadi sebagai berikut :

02

2

2

2

=

+

zx

(3.3)

Persamaan pengatur tersebut berlaku pada daerah dengan :

- Arah horisontal : - ∞ < x < ∞

- Arah vertikal : d < z < η (x,t)

Dengan pengertian : z = -d adalah di dasar dan

z = η adalah di permukaan.

Syarat batas yang berlaku adalah syarat batas gerak periodik dalam ruang dan

waktu, syarat batas kinematis dan syarat batas dinamis. Adapun pengertian dari

ketiga syarat batas tersebut diuraikan dibawah ini.

1. Syarat Gerak Periodik dalam ruang dan waktu

Dalam ruang, gelombang berulang dalam jarak L atau Ф(x,z,t) =Φ(x+L, z,t)

Dalam waktu, gelombang berulang dalam waktu T atau Φ(x,z,t) = Φ(x,z,

t+T).

Syarat batas ini biasa disebut PLBC (Periodic Lateral Boundary Conditions).

2. Syarat Batas Kinematis

Partikel fluida yang berada pada perbatasan antara fluida yang bersangkutan

dengan fluida/zat lain akan tetap berada pada perbatasan tersebut. Suatu

perbatasan dapat dinyatakan secara matematis, sebagai fungsi dari ruang dan

waktu dalam bentuk :

F (x,z,t) = 0. Sebagai contoh untuk bentuk lingkaran dengan jari-jari r, maka:

F (x,z,t) = x2 + z2 - r2 = 0. Bila suatu partikel fluida pada perbatasan mengikuti

gerak perbatasan yang bersangkutan, maka geraknya memenuhi persamaan:

00),,(

=

+

+

=

z

Fw

x

Fu

t

F

Dt

tzxDF (3.4)

dengan :

Page 31: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

25

u =- =

x

= kecepatan partikel arah–x dan

w= -z

= kecepatan partikel arah–z

2.a. Syarat Batas Kinematis pada Dasar Perairan

Pada dasar perairan z = -d, d = konstan, sehingga F = z + d = (-d) + d = 0,

maka syarat batas kinematis pada F=0 :

000 ==

+

+

= w

z

Fw

x

Fu

t

F

Dt

DF

atau 0=

z

di z = -d (3.5)

Persamaan 3.5 adalah syarat batas dengan pengertian pada dasar perairan

tidak ada aliran arah–z, yang kemudian diterapkan pada persamaan

pengatur. Persamaan ini biasa disebut BBC (Bottom Boundary Condition).

2.b Syarat Batas Kinematis pada Permukaan Perairan

Pada permukaan perairan z = η (x,t), sehingga F = z - η (x,t) = η (x,t) - η

(x,t) = 0, maka syarat batas kinematis pada F=0 disubstitusi ke persamaan

(3.4) menjadi :

- 0=+

w

xu

t

di z = η

Persamaan di atas dilinierkan, hingga menjadi 0=+

− w

t

di z = 0 atau

menjadi

tz

−=

di z = 0 (3.6)

Persamaan 3.6 adalah syarat batas yang kemudian diterapkan pada

persamaan pengatur dengan pengertian bahwa kecepatan partikel arah–z di

permukaan sama dengan besarnya kecepatan naik turun permukaan.

Persamaan ini biasa disebut KFSBC (Kinematic Free Surface Boundary

Condition).

2. Syarat Batas Dinamis di Permukaan

Digunakan persamaan Bernoulli, yaitu persamaan yang berasal dari

persamaan gerak untuk fluida tak kental/inviscid fluid, sebagai berikut :

Page 32: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

26

( )

)(p

2

1

)(p

2

1

2

22

tCgzt

tCgzwut

=+=+

=++++

Karena di permukaan air : p = 0 dan z = η , maka pers. Bernoulli menjadi :

)(2

1 2

tCgt

=++

di z = η

Dilinierkan menjadi : - ( )tCgt

=+

atau

g

tC

tg

)(1+

=

di z = 0 (3.7)

Persamaan 3.7 adalah syarat batas yang biasa disebut DFSBC (Dynamic

Free Surface Boundary Condition)

Gambar 3.2 Syarat batas gelombang air 6

Dengan penurunan secara matematis, seluruh persamaan pengatur dan syarat-

syarat batas seperti ditunjukkan pada Gambar 3.2 di atas digunakan untuk

mendapatkan suatu persamaan, yaitu persamaan gelombang. Persamaan

gelombang ini diambil dengan meninjau gelombang yang hanya bergerak ke kanan

atau ke arah x positif saja dan dipilih dalam bentuk kosinus.

6 Robert G.Dean dan Robert Dalrymple, Water Wave Mechanics for Engineers and Scientists,

New Jersey USA, Prentice Hall, 1984.

Page 33: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

27

3.5 Persamaan Gerak Gelombang

Persamaan gerak gelombang yang dihasilkan adalah

)cos( tkx −= a (3.8)

Dengan : = pergerakan muka air relatif terhadap muka air tenang (SWL)

a = amplitudo = H/2 ; H = tinggi gelombang

k = 2 /L ; L = panjang gelombang

= 2 /T ; T = periode gelombang

Sehingga persamaan gelombang (3.8) dapat juga dituliskan menjadi :

−=

T

t

L

x

22cos a (3.9)

Gelombang dapat diklasifikasikan menurut kedalaman relatif

L

d dan nilai batas

tanh

L

d2 sebagai berikut :

Tabel 3.1 Klasifikasi Kedalaman Perairan

Klasifikasi d/L 2 d/L tanh (2 d/L)

Perairan dalam

(deep water wave)

>1/2 > ≈ 1

Perairan peralihan

(transition)

1/25 – 1/2 1/4 - tanh (2 d/L)

Perairan dangkal

(shallow water wave)

< 1/25 < 1/4 ≈ 2 d/L

Selain parameter yang telah disebut di atas parameter gelombang lainnya yang

penting adalah sudut datang gelombang, , yaitu besarnya sudut antara arah

datang gelombang dan normal kontur. Normal kontur adalah garis yang tegak lurus

kontur.

Khusus untuk perairan dalam, parameter-parameter gelombang H, L, C dan ,

diberi notasi “o”, yaitu :

Ho ; Lo ; Co dan , o .

Parameter T tidak berubah/tetap, baik untuk perairan dalam maupun dangkal.

Dengan memasukan nilai dalam daftar klasifikasi ke persamaan (3.1) dan (3.2)

maka untuk perairan dalam didapatkan :

2

2

0

gTL = (3.10)

Page 34: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

28

Dan dengan nilai percepatan gravitasi, g = 9,81 m/det2 dan = 3,14 maka

persamaan (3.10) menjadi

Lo = 1,56 T2 (3.11)

dan

Co =1,56 T. (3.12)

Gelombang laut berdasarkan informasi meteorologi kelautan dibedakan atas jenis

pembangkitnya meliputi tiga jenis gelombang, yaitu:

- gelombang akibat angin,

- gempa bumi (tsunami), dan

- akibat gaya tarik menarik bumi-bulan-matahari atau disebut dengan

gelombang tidal atau pasang surut (WMO-No. 741, 2001).

Pond dan Pickard (1983) mengklasifikasikan gelombang berdasarkan periodenya,

sebagai berikut:

Tabel 3.2 Klasifikasi Gelombang Berdasarkan Periode (Pond dan Pickard, 1983)

Periode Panjang Gelombang Jenis Gelombang

0 – 0,2 detik Beberapa centimeter Riak (Riplles)

0,2 – 0,9 detik Mencapai 130 meter Gelombang angin

0,9 -15 detik Beberapa ratus meter Gelombang besar (Swell)

15 – 30 detik Ribuan meter Long Swell

0,5 menit – 1

jam

Ribuan kilometer Gelombang dengan periode yang panjang

(termasuk Tsunami)

5, 12, 25 jam Beberapa kilometer Pasang surut

3.6. Energi Gelombang

Pada dasarnya pergerakan laut yang menghasilkan gelombang laut terjadi akibat

dorongan pergerakan angin. Angin timbul akibat perbedaan tekanan pada 2 titik

yang diakibatkan oleh respons pemanasan udara oleh matahari yang berbeda di

kedua titik tersebut. Mengingat sifat tersebut maka energi gelombang laut dapat

dikategorikan sebagai energi terbarukan.

Gelombang laut secara ideal dapat dipandang berbentuk gelombang yang memiliki

ketinggian puncak maksimum dan lembah minimum (lihat Gambar 3.1). Pada

selang waktu tertentu, ketinggian puncak yang dicapai serangkaian gelombang laut

berbeda-beda, bahkan ketinggian puncak ini berbeda-beda untuk lokasi yang sama

jika diukur pada hari yang berbeda. Meskipun demikian secara statistik dapat

ditentukan ketinggian signifikan gelombang laut pada satu titik lokasi tertentu.

Page 35: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

29

Bila waktu yang diperlukan untuk terjadi sebuah gelombang laut dihitung dari data

jumlah gelombang laut yang teramati pada sebuah selang tertentu, maka dapat

diketahui potensi energi gelombang laut di titik lokasi tersebut. Potensi energi

gelombang laut pada satu titik pengamatan dalam satuan kw per meter berbanding

lurus dengan setengah dari kuadrat ketinggian signifikan dikali waktu yang

diperlukan untuk terjadi sebuah gelombang laut. Berdasarkan perhitungan ini

dapat diprediksikan berbagai potensi energi dari gelombang laut di berbagai

tempat di dunia. Dari data tersebut, diketahui bahwa pantai barat Pulau Sumatera

bagian selatan dan pantai selatan Pulau Jawa bagian barat berpotensi memiliki

energi gelombang laut sekitar 40 kw/m

Pada dasarnya prinsip kerja teknologi yang mengkonversi energi gelombang laut

menjadi energi listrik adalah mengakumulasi energi gelombang laut untuk

memutar turbin generator. Karena itu sangat penting memilih lokasi yang secara

topografi memungkinkan akumulasi energi. Saat ini banyak penelitian untuk

mendapatkan teknologi yang optimal dalam mengkonversi energi gelombang laut.

Energi gelombang terdiri dari energi kinetis akibat dari gerakan partikel air dan

energi potensial karena adanya perubahan elevasi muka air (Hang Tuah, 1987).

( ) 222

2

1

2

1++=

+=

wu

EEE pk

m (3.13)

Gambar 3.3 Badan air (body water)

Untuk satu siklus selama T maka energi yang terkandung pada badan air (Gambar

3.3) tersebut adalah :

Page 36: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

30

( )

)sin(sinh

)(sinh

)cos(cosh

)(cosh

..2

1 22

tkxkh

zhk

w

agk

z

tkxkh

zhk

w

agk

x

dtdzdx

L

O

T

O

O

h

−+

=

−=

−+

=

=

+= −

w

- u

wu Ek

Dari persamaan dispersi gk

2wkh tanh = (3.17)

Jadi )cos(sinh

)(cosh u wtkx

kh

zhkaw −

+= (3.18)

)sin(sinh

)(sinhwtkx

kh

zhkaw −

+=w (3.19)

Maka

( ) ( ) dtdxdzwtkxzhkwtkxzhkkh

awO

h

T

O

L

O

..)(sin).(sinhcoscoshsinh

)(

2

1 2222

2

2

−++−+=

kE

( ) O

h

O

hh

zhkzdzzhk

−−

++=+ 4

2sinh

2)(cosh 2

k

khh

4

.2.sinh

2+=

+=

kh

khkhh

2

2.sinh2

2

+−=+

−kh

khkh

z

hdzzhk

O

h2

2.sinh2)(sinh2

( ) ( ) dtdxtkxdtdxtkx

L

O

T

O

.(2cos12

1.cos2

−+=−

dttkxx

L

O

T

O

−+= )(2sin2

1

(3.14)

(3.15)

(3.16)

Page 37: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

31

dtk

t

k

tT

O

+−=

2

2sin

2

2.sin

2

1

2

LT= (3.20)

( ) ( ) dtdxtkxdtdxtkx .(2cos12

1.sin 2

−−=−

( )dt

k

tkxx

L

O

T

O

−−=

2

2sin

2

1

2

LT= (3.21)

=

hk

khLTh

kh

wa 2sinh

22sinh2

1E

2

22

k

k

khkh

khLTa

coshsinh2

sinh 2

22

8=

khgkLTa

fg

tanh

22

8=

LTH 2

16

= (3.22)

Kerapatan Energi :

1616

1 22 HLTH

=

=

LTEk (3.23)

Energi Potensial :

dtdx

L

O

T

O

.2

1 2= pE

Page 38: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

32

dttkxH

)(cos22

1 22

−=

LTHLTH

162

22 =

=

8 (3.24)

Kerapatan Energi :

1616

1 22 HLT

H

LT

=

=pE (3.25)

Total kerapatan energi :

281616E

2222 aHHH =

=

+

= (3.26)

Dapat disimpulkan bahwa kerapatan energi per satuan luas permukaan tidak

tergantung pada besarnya kedalaman perairan dan periode gelombang, tetapi

hanya bergantung dari tinggi gelombang.

3.7. Analisis Statistik Gelombang dan Spektrum Gelombang

Analisis statistik gelombang dan spektrum gelombang adalah cara untuk

menggambarkan karakteristik gelombang, yang antara lain menyajikan nilai tinggi

gelombang signifikan pada suatu lokasi tinjau.

3.7.1 Analisis Statistik Gelombang6

Berdasarkan tujuannya analisis statistik gelombang dapat dibedakan menjadi

empat hal (Yuwono, 1992), yaitu :

1. Evaluasi distribusi probabilitas tinggi gelombang dari suatu hasil

pencatatan yang lamanya berkisar antara 10 s/d 20 menit. Analisis ini

ditujukan terutama untuk mendapat H100, H33, H10, atau H1/100, H1/10, H1/3,

(short term).

2. Menentukan masa ulang atau kejadian gelombang ekstrim. Data

gelombang yang diolah biasanya lebih dari 10 tahun. Analisis ini

ditujukan untuk mendapat periode ulang dari gelombang signifikan misal

(Hs)20th, (Hs)50th, (H0.01)25th, dan seterusnya. (long term).

3. Menentukan spektrum energi gelombang (short term). Analisis ini

ditujukan untuk mendapat informasi mengenai komposisi gelombang,

6 Nur Yuwono, Dasar-dasar Perencanaan Bangunan Pantai, Yogyakarta, KMTSFT-UGM,

1992.

Page 39: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

33

yaitu dengan ditunjukkan dengan lebar dan sempit spektrum. Analisis ini

juga dapat dipergunakan untuk menentukan gelombang signifikan (Hs).

4. Menentukan distribusi arah gelombang (medium term)

Analisis ini ditujukan untuk mendapatkan informasi distribusi arah

gelombang pada suatu pantai atau laut. Biasanya hasil dari analisis ini

berupa mawar gelombang (wave rose) dan hasil ini sangat berguna untuk

perhitungan angkutan sedimen termasuk perhitungan perubahan garis

pantai. Biasanya diperlukan data selama 5 sampai 10 tahun.

Berdasarkan data tinggi gelombang laut dapat ditentukan fungsi distribusi

probabilitas gelombang laut, sedangkan berdasarkan waktu periode dapat

ditentukan bentuk spektrum gelombang laut.

3.7.2. Spektrum Gelombang6

Data pencatatan/rekaman gelombang selama 15-20 menit dibutuhkan untuk

keperluan analisis spektrum gelombang. Diskusi tentang prosedur untuk

mendapatkan spektrum energi ini diberikan oleh Blackman dan Tuckey (1958),

Kinsman (1965), dan Harris (1974). Pada tahun 1967, Cooley dan Tuckey

memperbaiki prosedur yang sebelumnya telah ia kembangkan dengan prosedure

“Fast Fourier Transform, FFT”.

Prinsip analisis spektrum gelombang adalah menguraikan suatu gelombang

irreguler (tidak teratur) menjadi suatu susunan dari gelombang teratur dari

berbagai frequensi dan tinggi gelombang (lihat Gambar 3.4).

Periode gelombang signifikan adalah periode gelombang yang mempunyai

kerapatan energi (energy density) maksimum dari suatu spektrum (lihat Gambar

3.5).

Bretschneider (1959) mengusulkan spektrum yang didasarkan pada periode dan

tinggi gelombang rata-rata sbb.:

SH2(T) = 3,44

(H)2T3𝑒−0,675(TF

)4

(T)4 (3.27)

Dengan: H = tinggi gelombang rerata = H100

T = periode gelombang rerata

6 Nur Yuwono, Dasar-dasar Perencanaan Bangunan Pantai, Yogyakarta, KMTSFT-UGM,

1992.

Page 40: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

34

Gambar 3.4 Asumsi penyusunan gelombang irregular 6

Gambar 3.5 Contoh spektrum energi gelombang 6

Pierson dan Moskowitz (1964) mengadakan evaluasi hasil pencatatan gelombang

yang dilakukan oleh “British ships” di Atlantic Utara. Dari pencatatan tersebut

dipilih gelombang yang ditimbulkan oleh angin dengan kecepatan 20-40 knots (1

knot = 0,514 m/det) (1 knot = 1852/jam = 1 mil/jam). Hasil evaluasi tersebut

digunakan Pierson dan Moskowitz untuk membuat spektrum sintetik yang

dirumuskan sebagai berikut.: 6

SH2(T) =

8,1 10−3 g2 T3𝑒−0,74(

gT2πU

)4

(2𝜋)4 (3.29)

U adalah kecepatan angin pada elevasi 19,5 m di atas muka air laut. Spektrum

Pierson dan Moskowitz dipakai secara luas sebagai spektrum rencana. Spektrum

ini diturunkan berdasar kondisi Fully Developed Sea (FDS). 6

(3.28)

Page 41: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

35

H33 = 0,0056 U2 (m) (3.30)

T33 = T 0,33 U (detik) (3.31)

Keterangan: U dalam knots

3.7.3. Tinggi Gelombang Signifikan

Tinggi Gelombang Signifikan (Significant Wave Height), Hs adalah parameter

yang paling sering digunakan untuk menggambarkan keadaan laut. Secara historis,

Hs didefinisikan sebagai berikut: dari seri waktu rekaman tinggi gelombang yang

diambil selama prevalensi satu keadaan laut tertentu, ketiga terbesar dipilih

(prevalensi adalah proporsi dari populasi yang memiliki karakteristik tertentu

dalam jangka waktu tertentu).

Dengan demikian tinggi gelombang yang signifikan biasanya agak mirip dengan

tinggi gelombang yang akan dilaporkan oleh pengamat yang berpengalaman

sebagai tinggi gelombang yang berlaku dengan pengamatan visual. 7

Istilah ini awalnya diciptakan oleh Walter Munk selama Perang Dunia II, ketika

upaya pertama untuk peramalan gelombang dikembangkan dalam persiapan

operasi pendaratan AS dan istilah "tinggi gelombang signifikan" berhubungan

dengan ketinggian gelombang yang dirasakan oleh pengemudi pendaratan kapal

(the drivers of the landing crafts).7

Jadi mengacu pada seri waktu rekaman tinggi gelombang, maka Hs sama dengan

rata-rata tinggi gelombang (dari puncak ke lembah) dari sepertiga gelombang laut

tertinggi. Rata-rata dari sepertiga gelombang terbesar (H1/3) ini kemudian disebut

sebagai tinggi gelombang (H) yang signifikan yang mencirikan keadaan laut

tertentu.

Hs juga dapat ditentukan dari spektrum gelombang. Untuk hal ini, spektrum

biasanya dinyatakan dalam bentuk momen-momen spektrum (distribusi), dimana

momen-urutan ke-n mn dari spektrum didefinisikan oleh persamaan 3.32 berikut: 7

𝑚𝑛 = ∫ ∫ 𝜔𝑛∞

0𝐹2(𝜔, Φ)𝑑𝜔 𝑑Φ

0 (3.32)

Dalam definisi ini momen urutan nol m0 mewakili varians dari bidang gelombang

(wave field). Oleh karena itu digunakan untuk definisi parameter tinggi gelombang

yang berasal dari spektrum. Dapat ditunjukkan bahwa parameter tinggi gelombang

7 Ralf Weisse dan Hans Von Storch, Marine Climate and Climate Change. Storms, Wind Waves,

and Storm Surges, UK, Springer-Praxis, 2010, 102-103

Page 42: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

36

yang sesuai/sedekat mungkin dengan tinggi gelombang signifikan Hs yang berasal

dari rekaman gelombang dapat diperoleh dengan persamaan 3.33. 7

H𝑚0= 4 √∫ 𝐹2 (ω, Φ)dωdΦ

𝜔,Φ = 4 √𝑚0 (3.33)

Dalam teori korespondensi antara Hmo dan H1/3 hanya berlaku untuk spektrum yang

sangat sempit, tetapi dalam banyak kasus perbedaannya hanya 5% (WMO, 1998).

Karena kedua definisi tinggi gelombang signifikan menghasilkan hasil yang

sedikit berbeda, tinggi gelombang signifikan yang ditentukan dari spektrum

umumnya disebut sebagai Hmo untuk membedakannya dari H1/3 yang berasal dari

rekaman gelombang.

Parameter berikut ini juga sering digunakan: frekuensi gelombang puncak fp (the

peak wave frequency) adalah frekuensi yang sesuai dengan puncak spektrum;

yaitu, frekuensi dimana ∫ 𝐹2(𝜔, Φ)dΦ = max. Periode puncak Tp (the peak

period) adalah periode yang sesuai dengan fp.

Periode Tm01 didefinisikan oleh Tm01 = 𝑚0

𝑚1 dan mewakili periode gelombang yang

sesuai dengan frekuensi rata-rata dari spektrum.

Periode Tm02 didefinisikan oleh Tm02 = √𝑚0

𝑚2 . Secara teoritis, ini setara dengan

periode zero-downcrossing rata-rata yang diperoleh dari rekaman gelombang.

Periode Tm02 peka terhadap frekuensi tinggi terputus (cut-off) dalam integrasi

persamaan 3.32. Untuk data buoy, batas ini biasanya terjadi pada sekitar 0,5 Hz. 7

LATIHAN 1 PERSAMAAN GERAK GELOMBANG

Gambarkan gelombang (fluktuasi muka air laut, ɳ) dari persamaan gerak

gelombang sebagai berikut: ɳ =a cos (2𝜋𝑥

𝐿−

2𝜋𝑡

𝑇) ; dimana a=

𝐻

2 dan 𝜋 = 180 °

untuk t = 0, 1

4 T ,

2

4T , ¾ T dan T serta x = 0,

1

4L ,

2

4 L , ¾L , dan L.

Data tinggi gelombang, H tergantung angka akhir dari NRP/NIM anda

(NRP=Nomor Registrasi Pokok, NIM=Nomor Induk Mahasiswa), sbb.:

NRP ... 1 sampai ... 5 , H = 1,5 m

... 6 sampai ... 0 , H = 1,9 m

Page 43: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

39

4 PERAMALAN DAN

TRANSFORMASI GELOMBANG

4.1. Peramalan Gelombang (Wave Hindcasting)

Karakteristik gelombang (H=tinggi gelombang dan T=periode gelombang) di laut

dapat diperoleh dari peramalan dan pengamatan. Peramalan gelombang dari data

angin (wind wave hindcasting) meliputi:

a. Peramalan gelombang pada satu titik koordinat lokasi, dengan metoda a.l.:

grafik Groen and Dorrestein, grafik atau persamaan dari Shore Protection

Manual (SPM) US Army.

Data yang dibutuhkan: kecepatan dan arah datang angin, durasi angin bertiup,

dan peta lokasi untuk menghitung fetch.

b. Peramalan gelombang pada suatu kawasan, dengan pemodelan numerik a.l.:

Simulating WAves Nearshore (SWAN), Wavewatch III, Windwave-5, WAve

Model (WAM).

Data yang dibutuhkan: kecepatan dan arah datang angin untuk rentang waktu

tertentu, peta lokasi, peta bathimetri yang telah didigitasi.

Contoh hasil peramalan gelombang dengan SWAN pada perairan antara

Pulau Sumatera, Jawa, dan Kalimantan seperti ditampilkan pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Contoh hasil peramalan gelombang dengan SWAN pada perairan antara Pulau

Sumatera, Jawa, dan Kalimantan (Muliati, 2018)

Samudera

Hindia

Page 44: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

40

Data angin dapat diperoleh di Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika

(BMKG) di Jakarta, maupun di semua stasiun BMKG di bandara se-Indonesia.

Selain itu dapat pula dengan mengunduh (download) dari lembaga klimatologi di

Eropa atau negara lain, seperti European Centre for Medium-Range Weather

Forecasts (ECMWF), dan National Oceanic and Atmospheric Administration

(NOAA) dari Amerika Serikat.

Pembangkitan Gelombang oleh Angin

Gaya pembangkit yang paling umum untuk gelombang air adalah angin. Saat angin

bertiup melintasi permukaan air, gesekan atau tarikan antara udara dan air

cenderung membentur permukaan air, sehingga permukaan yang semula tenang,

akan tampak gangguan pada permukaan tersebut, dengan timbulnya riak

gelombang kecil (ripples). Apabila kecepatan angin bertambah, maka riak tersebut

menjadi semakin besar, dan jika angin bertiup/berhembus lebih lama di atas air,

maka akan terbentuk gelombang. Semakin lama durasi angin bertiup, semakin kuat

angin berhembus, dan semakin panjang daerah pembangkitan gelombang, maka

gelombang yang terbentuk menjadi semakin besar. Oleh karena itu pembangkitan

gelombang oleh angin sangat tergantung pada parameter berikut ini:

1. Kecepatan angin rata-rata di permukaan air (W atau U)

2. Arah datang angin

3. Panjang daerah pembangkitan gelombang, dengan kecepatan dan

arah angin yang konstan (fetch, F)

4. Lama hembus angin atau durasi angin bertiup pada fetch (t)

Kecepatan angin rata-rata di permukaan air diperoleh setelah terlebih dahulu

melakukan analisis distribusi arah datang angin, yaitu meninjau angin yang terjadi

pada suatu tempat dari berbagai arah. Arah yang ditinjau umumnya mengacu pada

8 arah mata angin, yaitu dengan interval 450 dengan batasan sebagai berikut:

1. Utara (337,5 ≤ x < 3600 atau 00 ≤ x < 22,5)

2. Timur Laut (22,50 ≤ x < 67,50)

3. Timur (67,50 ≤ x < 112,50)

4. Tenggara (112,50 ≤ x < 157,50)

5. Selatan (157,50 ≤ x < 202,5,50)

6. Barat Daya (202,50 ≤ x < 247,50)

7. Barat (247,50 ≤ x < 292,50) 8. Barat Laut (292,50 ≤ x < 337,50)

Satuan kecepatan angin dalam knot atau dalam m/s, dimana 1 knot = 1 nautical

mile/hour = 1 nm/hr = 0,5148 m/s.

Secara visual, hasil analisis distribusi angin umumnya ditampilkan dalam bentuk

mawar angin (windrose) seperti contoh pada Gambar 4.2.

Page 45: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

41

Gambar 4.2 Contoh mawar angin/windrose (Sucilestari dkk., 2017)

Windrose pada Gambar 4.2 menunjukkan arah angin dominan datang dari Barat

(West). Arah dominan ini perlu dikaitkan dengan posisi perairan yang ditinjau.

Fetch adalah jarak sumber angin atau jarak seret angin, yang dapat diperkirakan

dari panjang/jarak laut bebas antara lokasi yang ditinjau terhadap pulau atas

daratan yang mengelilinginya. Persamaan untuk menghitung fetch efektif adalah:

𝐹𝑒𝑓𝑓 =∑𝑋𝑖𝑐𝑜𝑠𝛼

∑𝑐𝑜𝑠𝛼 (4.1)

dengan:

Feff = panjang fetch efektif (satuan panjang; km atau m)

Xi = panjang fetch yang diukur dalam arah tertentu dari titik lokasi tinjau

ke ujung akhir fetch yang mengenai daratan (km atau m)

sudut simpangan antara jalur fetch yang ditinjau terhadap arah angin

tertentu, tanda positif ke arah kanan jalur fetch yang ditinjau, tanda

negatif untuk arah sebaliknya.

Contoh penentuan fetch disajikan pada Gambar 4.3, dan contoh hasil untuk arah

Barat disajikan pada Tabel 4.1.

Gambar 4.3 Contoh penentuan fetch (Softwatilah dan Muliati, 2017)

Page 46: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

42

Tabel 4.1 Contoh Hasil Perhitungan Fetch Efektif untuk Arah Barat

(Softwatilah dan Muliati, 2017)

Arah Mata

Angin

Sudut

Simpangan,

Panjang

Fetch, Fi

(km)

cos Fi cos i

Fetch

efektif

(km)

20 18,5 0,94 17,39

15 16 0,97 15,52

10 19,7 0,98 19,31

5 15,5 0,99 15,35

Barat 0 18,7 1,00 18,70 452,7695

-5 1000 0,99 990,00

-10 1000 0,98 980,00

-15 1000 0,97 970,00

-20 1000 0,94 940,00

Metoda Grafis Groen dan Dorrestein

Salah satu cara peramalan gelombang di perairan dalam secara grafis pada suatu

titik lokasi adalah dengan menggunakan grafik hasil empiris dari Groen and

Dorrestein (GD) pada Gambar 4.4a atau Gambar 4.4 b, dimana untuk peramalan

H dan T diperlukan data angin dengan parameter:

1. Kecepatan angin (W) dalam satuan m/s

2. Lama angin bertiup (t) dalam satuan jam

3. Fetch (F) jarak sumber angin yang sesuai dengan kecepatan dalam km

4. Arah datang angin (utara, timur laut, timur, tenggara, selatan, barat daya,

barat, dan barat laut).

Mengingat bahwa :

a. Besarnya W, t maupun F tidak tepat sekali (banyak diambil anggapan-

anggapan)

b. Adanya hubungan antara H, T, W, t dan F berdasarkan grafik GD (Gambar

4.4a atau Gambar 4.4b)

c. Berdasarkan grafik GD, H, T ditentukan dengan 2 parameter saja,

maka untuk menentukan besarnya H dan T diperlukan suatu kombinasi dari ketiga

parameter.

Page 47: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

43

Contoh Peramalan Gelombang di Perairan Dalam Menggunakan Grafik Groen dan

Dorrestein:

Tentukan besarnya tinggi dan periode gelombang di perairan dalam (Ho dan T)

bila diketahui:

Data angin :

Arah Timur Laut (North East, NE)

Kecepatan angin (W) = 10 m/s

Lamanya angin bertiup (t) = 8 jam

Fetch (F) = 100 km

Jawab :

Dari grafik Groen & Dorrestein didapat 3 kombinasi sebagai berikut :

Kombinasi I : W = 10 m/d

t = 8 jam

Dari grafik (Gambar 4.4) didapat :

H = 1,70 m

T = 5,1 det

F = 90 km < F yang ada = 100 km (memenuhi)

Kombinasi II : W = 10 m/d

F = 100 km

Dari grafik (Gambar 4.4) didapat :

Ho = 1,75

T = 5,3 det

t = 9 jam > t yang ada (tidak memenuhi)

t yang ada = 8 jam

Kombinasi III : F = 100 km

t = 8 jam

Dari grafik (Gambar 4.4) didapat :

Ho = 2,25 m

T = 5,7 det

W = 11,8 m/det > W yang ada (tidak memenuhi)

W yang ada = 10 m/det

Jadi dari ketiga kombinasi di atas (I, II, dan III) maka kombinasi I adalah kombinsi

yang mungkin yaitu : W = 10 m/d

t = 8 jam

Ho = 1,70 m

T = 5,2 det

Dengan F sesuai data yang ada = 100 km

Page 48: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

44

Gambar 4.4a Grafik Groen dan Dorrestein (Syamsudin, 2000)

Page 49: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

45

Gambar 4.4b Grafik Groen dan Dorrestein

(Groen and Dorrestein, 1976 dalam buku WMO, 1998)

Metoda SPM-US Army

Cara peramalan gelombang di perairan dalam pada satu titik lokasi lainnya

adalah dengan Metoda dari Shore Protection Manual (SPM, 1984) yang

dikeluarkan oleh US Army Corps of Engineer. Metoda ini memberikan

perhitungan secara analitis dan grafik dengan kurva-kurva yang linier.

Dalam metoda SPM, kecepatan angin perlu dimodifikasi menjadi UA (Wind Stress

Factor), dengan cara melakukan koreksi-koreksi dan konversi. Koreksi antara lain

terhadap ketinggian, stabilitas dan efek lokasi dengan bantuan Gambar 4.5 dan

Gambar 4.6, serta konversi menjadi Wind Stress Factor (UA) diuraikan pada

halaman berikut.

Grafik peramalan gelombang dari SPM disajikan pada Gambar 4.7. Perhitungan

matematisnya disusun dalam sebuah model matematis yang mengikuti suatu bagan

alir perhitungan (lihat Gambar 4.8).

Page 50: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

46

Perhitungan Wind Stress Factor

Wind stress factor merupakan parameter yang digunakan untuk menghitung tinggi

gelombang yang dibangkitkan dalam proses hindcasting. Parameter ini intinya

adalah kecepatan angin yang dimodifikasi. Sebelum mengubah kecepatan angin

menjadi wind stress factor, koreksi dan konversi terhadap data kecepatan angin

perlu dilakukan. Berikut ini adalah koreksi dan konversi yang perlu dilakukan pada

data angin untuk mendapatkan nilai wind stress factor.

1. Koreksi Ketinggian

Wind stress factor dihitung dari kecepatan angin yang diukur dari ketinggian 10 m

di atas permukaan. Bila data angin diukur tidak dalam ketinggian ini, koreksi perlu

dilakukan dengan pers. berikut ini (persamaan ini dapat dipakai jika z <20m):

(4.2)

Dengan : U(10) : Kecepatan angin pada elevasi 10 m (m/s)

U(z) : Kecepatan angin pada ketinggian pengukuran (m/s)

z : elevasi/ketinggian pengukuran (m).

2. Koreksi Stabilitas

Koreksi stabilitas ini berkaitan dengan perbedaan temperatur udara tempat

bertiupnya angin dan air tempat terbentuknya gelombang. Persamaan koreksi

stabilitas ini adalah sebagai berikut:

)10(URU T (4.3)

Dengan: U : Kecepatan angin setelah dikoreksi (m/s)

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

RT : Koefisien stabilitas, nilainya didapat dari grafik pada SPM

(Vol. I, Figure 3-14), atau disajikan pada Gambar 4.5.

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,

bukan diukur langsung di atas permukaan laut, ataupun di tepi pantai. Untuk

merubah kecepatan angin yang bertiup di atas daratan menjadi kecepatan angin

yang bertiup di atas air, digunakan grafik yang ada pada SPM Vol I, Figure 3-15

atau pada Gambar 4.6.

Page 51: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

47

4. Konversi ke Wind Stress Factor

Setelah koreksi dan konversi kecepatan di atas dilakukan, tahap selanjutnya adalah

mengkonversi kecepatan angin tersebut menjadi wind stress factor, dengan

menggunakan persamaan berikut ini.

23.171,0 UU A (4.4)

dengan: UA : Wind stress factor (m/s)

U : Kecepatan angin (m/s)

Gambar 4.5 Grafik untuk melakukan koreksi stabilitas. (SPM Vol.I,1984)

Gambar 4.6 Grafik yang digunakan koreksi efek lokasi.(SPM Vol.I,1984)

Page 52: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

48

Gambar 4.7 Grafik Peramalan Gelombang dari Shore Protection Manual (SPM Vol.I, 1984)

Page 53: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

49

Gambar 4.8 Bagan alir Metoda SPM

Saat menghitung dengan tahapan seperti pada bagan alir (Gambar 4.8) di atas, yang

perlu diperhatikan adalah kesesuaian satuan, misal:

- satuan fetch (F), semula km diubah menjadi meter, atau

- durasi angin bertiup (t), semula jam diubah menjadi detik.

Hmo

= HS

= tinggi gelombang signifikan/significant wave height

TP = periode gelombang puncak/peak wave period

F = panjang fetch efektif/effective fetch length

UA = faktor tegangan angin/wind stress factor (modified wind speed)

t = durasi angin/wind duration

g = percepatan gravitasi

Page 54: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

50

4.2. Arah Datang Gelombang

Arah datang gelombang (ADG) umumnya sangat dipengaruhi oleh arah datangnya

angin, mengingat angin sebagai pembangkit gelombang. Besaran arah datang

gelombang dalam satuan derajat, dan searah jarum jam dari Utara, dimana arah

Utara = 0o, Timur =900, Selatan=1800, dan seterusnya.

ADG secara alami dapat tergambar puncak dan lembah gelombang. Secara

teknis/rekayasa digambarkan arah gelombang tegak lurus puncak gelombang

(Gambar 4.9).

- d5 > d4 > d3 > d2 > d1

- Normal kontur = garis yang

tegak lurus kontur

Gambar disamping menunjukkan:

- Arah gelombang searah dengan

normal kontur

- Arah gelombang tegak lurus

kontur kedalaman

- Jadi gelombang tidak mengalami

perubahan arah atau tidak ada

pembelokan

- Tidak ada pembelokan gelombang

= tidak mengalami refraksi

koefisien refraksi, Kr = 1

Gambar 4.9 Sketsa arah datang gelombang

Dalam Gambar 4.9 arah pantai adalah 00 - 1800, artinya searah jarum jam mulai

dari 00 sampai dengan 1800 merupakan daratan.

Sudut datang gelombang = sudut antara arah datang gelombang dengan normal

kontur

Refraksi gelombang = pembelokan arah gelombang akibat adanya perubahan

kedalaman

Difraksi gelombang = pembelokan arah gelombang akibat adanya perubahan

kedalaman dan struktur bangunan.

Page 55: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

51

Pola refraksi dan difraksi gelombang seperti pada Gambar 4.10 berikut.

Gambar 4.10 Refraksi Gelombang (SPM, 1984)

4.3. Transformasi Gelombang

Dalam perambatan gelombang dari perairan dalam ke perairan dangkal terjadi

proses perubahan besaran-besaran gelombang H, L, C, dan , yang merupakan

fungsi dari kedalaman (d). Perubahan tersebut dikenal dengan transformasi

gelombang.

Page 56: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

52

Transformasi gelombang dari perairan dalam ke perairan transisi dan dangkal

(menuju ke pantai) dipengaruhi oleh faktor pendangkalan, refraksi dan pecah

gelombang.

Anggapan-anggapan dalam transformasi gelombang

1. Wave energy antara 2 raai konstan

2. Arah gelombang tegak lurus dengan puncak gelombang, sehingga arahnya

othogonal

3. Kecepatan rambat gelombang (C) hanya tergantung dari kedalaman (d)

4. Perubahan dasar (topografi) teratur

5. Gelombang dianggap mempunyai puncak yang panjang, periode konstan dan

amplitudo yang kecil

6. Pengaruh arus angin dan refleksi dari pantai diabaikan

4.3.1 Hubungan Antara Besaran-Besaran Gelombang

Dari rumus panjang gelombang (3.1) :

L

dgTL

2tanh

2

2

terdapat hubungan antara d dan L. Besaran L ada pada kedua suku. Dengan harga

T tertentu, untuk menentukan harga L yang merupakan fungsi dari d, dapat

dilakukan dengan :

a. Coba-coba (trial & error)...menggunakan program komputer

b. Menggunakan tabel WIEGEL (terlampir) yang menyajikan hubungan

antara:

/...,........., 'o

o

HHL

d

L

ddimana

2.56,1 TLo

4.3.2 Perubahan Tinggi Gelombang

Perubahan tinggi gelombang dirumuskan sebagai berikut :

H = Kr Ks H0 (4.5)

dengan :

H = Tinggi gelombang pada kedalaman (d) tertentu

Ks = Koefisien pedangkalan (shoaling coef.)

Kr = Koefisien refraksi (refraction coef.)

Harga Ks dirumuskan sebagai berikut :

LdLdLd

LdHHKs

/2tanh

1

/4/4sinh

/4sinh / '

0

(4.6)

Page 57: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

53

H0’ = Tinggi gelombang perairan dalam tanpa memperhitungkan refraksi

gelombang yaitu apabila arah gelombang tegak lurus kontur

kedalaman.

Sebagai contoh, dengan harga T = 8 det dan H0’ = 2 m, dapat dihitung untuk

beberapa nilai kedalaman (d), harga d/Lo, kemudian d/L dan Ks didapat dari Tabel

WIEGEL, selanjutnya dihitung tinggi gelombang, H. Contoh perhitungan dapat

dilihat pada Tabel 4.2.

Dari contoh perhitungan pada Tabel 4.2 terlihat bahwa kedalaman (d) makin kecil,

maka panjang gelombang (L) makin pendek, dan kecepatan rambat gelombang (C)

makin kecil. Gelombang pada perairan yang lebih dalam bergerak lebih cepat

dibandingkan dengan pada perairan yang lebih dangkal.

Apabila gelombang yang datang dari perairan dalam ke perairan dangkal

membentuk sudut dengan garis kontur kedalaman, maka perubahan kecepatan

rambat gelombang akan menyebabkan pembelokan arah gelombang menyesuaikan

dengan kedalamannya. Efek pembelokan ini disebut REFRAKSI. Proses terjadinya

refraksi gelombang dapat dilihat pada Gambar 4.11. Untuk menentukan gambar

refraksi gelombang dapat dilakukan dengan grafik/nomogram dan dapat dilakukan

pula dengan bantuan komputer.

Tabel 4.2 Contoh Perhitungan L, C, dan H dengan Tabel Wiegel (Kr =1)

T

(det)

Lo =

1,56T2

d

(m) d/L0 d/L

L

(m)

C = L/T

(m/s) Ks

H

(m)

8 100

50

30

10

3

1

0,1

0,5000

0,3000

0,1000

0,0300

0,0100

0,0010

0,5018

0,3121

0,1410

0,07135

0,04032

0,01263

=100

96,12

70,92

42,05

24,81

7,92

12,50

12,02

8,87

5,26

3,10

0,99

0,9905

0.9490

0,9327

1,125

1,435

2,515

1,98

1,90

1,86

2,25

2,87

5,03

Fenomena refraksi gelombang seperti tersebut pada Gambar 4.11 dapat diuraikan

sebagai berikut :

d1 : kontur kedalaman 1

d2 : kontur kedalaman 2

d3 : kontur kedalaman 3

d1 > d2 > d3

C1 : kecepatan rambat gelombang pada d1

Page 58: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

54

C2 : kecepatan rambat gelombang pada d2

C3 : kecepatan rambat gelombang pada d3

C1 > C2 > C3

Pada selang waktu t, gelombang akan merambat sejauh C1.t > C2.t > C3.t. Dengan

perbedaan jarak tempuh tersebut, maka akan terjadi proses pembelokan

gelombang.

Dalam refaksi gelombang berlaku rumus Snellius :

n

nCCC

sinsinsin 2

1

1

1 (4.7)

Sehingga berlaku pula : 𝐶0

𝑠𝑖𝑛 𝛼0=

𝐶

𝑠𝑖𝑛 𝛼 (4.8)

dengan

C0 = kecepatan rambat gelombang perairan dalam

0 = sudut datang gelombang perairan dalam

Dengan mengganggap energi antara dua jalur/raai gelombang selalu tetap,

koefisien refraksi gelombang dirumuskan dengan :

1

0

b

bK r (4.9)

Pada kontur yang sejajar maka harga koefisien refraksi dirumuskan sebagai

berikut :

cos

cos 0rK (4.10)

4.3.3 Gelombang Pecah

Perubahan tinggi gelombang (H) pada kedalaman yang ditinjau seperti pada Tabel

4.2, dimana untuk kedalaman 0,1 diperoleh H = 5,03 m dan pada kedalaman 0 akan

diperoleh harga H = ~, hal ini tidak mungkin terjadi karena pada kenyataannya di

tepi pantai dengan gelombang d ≈ 0, maka H ≈ 0. Fenomena ini disebabkan karena

gelombang yang bergerak ke pantai pada kedalaman tertentu akan mengalami

proses pecah gelombang.

Gelombang yang bergerak menuju daratan dengan membawa energi kinetik

berubah bentuk menjadi energi panas dan suara.

Page 59: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

55

Gambar 4.11 Diagram refraksi gelombang (Syamsudin, 1995)

Page 60: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

56

Kedalaman dimana pecah gelombang terjadi ditulis dengan notasi db dan tinggi

gelombangnya dengan notasi Hb. Dari lokasi pecah gelombang yang pertama kali

sampai ke pantai (kedalaman d ≈ 0) proses pecah gelombang akan berlangsung

terus, sehingga di tepi pantai tinggi gelombang menjadi berharga nol (0).

Banyak ahli yang telah menjabarkan hubungan antara db dan Hb tersebut, salah satu

hubungan yang paling sederhana dirumuskan oleh Munk (1949) dalam SPM

(1984):

bb

b

b dHataud

H 78,078,0 (4.11)

Dengan mengambil berbagai harga db maka dari harga perbandingan di atas dapat

ditentukan harga Hb yang bersangkutan (Tabel 4.3)

Tabel 4.3 Perhitungan Hb

db (m) Hb (m)

1

2

3

5

10

30

0,78

1,56

2,34

3,9

7,80

23,40

Harga db dan Hb digambarkan dalam grafik Hb = 0,78 db. Perpotongan antara grafik

H = Kr . Ks . Ho dan grafik Hb = 0,78 db merupakan lokasi pecah gelombang

pertama.

Dari perairan dalam sampai pada kedalaman d = db masih berlaku hubungan rumus

transisi H = Kr. Ks. Ho, yaitu rumus pada teori linier untuk gelombang tidak pecah.

Dari kedalaman d = db sampai ke pantai d ≈ 0 berlaku rumus/hubungan Hb = 0,78

db yaitu rumus/hubungan pada kondisi gelombang pecah. Untuk jelasnya fenomena

transformasi gelombang dapat dilihat pada Gambar 4.12, 4.13 dan 4.14.

Page 61: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

57

a) Potongan melintang perairan dan besaran-besaran gelombang

b) Refraksi gelombang

c) Grafik hubungan antara d,H dan

Gambar 4.12. Skematika Transformasi Gelombang (Syamsudin, 1995)

Page 62: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

58

Gambar 4.13. Penjalaran gelombang dari perairan dalam ke perairan dangkal (Syamsudin, 2010)

Gambar 4.14. Grafik hubungan antara Tinggi Gelombang (H), Kedalaman (d), dan Sudut

datang gelombang () (Syamsudin, 2010)

Dari contoh peramalan gelombang pada kondisi perairan dalam (deep water)

dengan grafik Groen dan Dorrestein, maka H harus diberi notasi “0” menjadi:

H0 = 1,70 m

T = 5,2 det

Lo = 1,56 T2 = 42,18 m

Co = 1,56 T = 8,11 m/s

Arah angin dari Timur Laut, sehingga yaitu arah datang gelombang terhadap

normal kontur di perairan dalam (=sudut datang gelombang) adalah 450.

Page 63: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

59

Sin = Sin 450 = 0,707

Cos = Cos 450 = 0,707

Transformasi gelombang dari perairan dalam ke perairan transisi dan dangkal

(menuju ke pantai) dipengaruhi oleh faktor pendangkalan, refraksi dan pecah

gelombang.

a. Pengaruh pendangkalan dan refraksi dirumuskan : H=Kr . Ks . Ho

Dimana :

H = Tinggi gelombang pada kedalaman yang ditinjau

Kr = Koefisien Refraksi gelombang

=

cos

cos oo

b

b (untuk kontur yang paralel)

Ks = Koef. pendangkalan yang didapat dari tabel WIEGEL dan tergantung

dari d/Lo.

Perubahan sudut datangnya gelombang akibat pengaruh refraksi dihitung

dengan rumus Snellius sebagai berikut :

o

o

Sin

C

Sin

C

o

o

SinC

CSin dapat dihitung

Dimana :

Co = Kecepatan rambat gelombang di perairan dalam = 1,56 T

C = Kecepatan rambat gelombang pada kedalaman yang ditinjau = L/T

L = Gelombang pada kedalaman yang ditinjau

Harga C dan L dihitung berdasarkan hubungan antara d, d/Lo dan d/L dari tabel

WIEGEL.

Tabel 4.4 menyajikan contoh perhitungan transformasi gelombang akibat

pengaruh pendangkalan dan refraksi, dimana dalam contoh ini ditiinjau untuk

kedalaman 0,25; 0,50; 1,00; 2,00; 4,00; 6.00; 8,00; dan 10,00 meter.

b. Pengaruh pecah gelombang

Salah satu kriteria pecah gelombang adalah hubungan antara tinggi gelombang

“Hb” dan “db” dimana menurut Munk (1949) dalam SPM (1984):

Hb/db ≈ 0,78 atau

db = 1,28 Hb atau

db /Hb = 1,28.

SPM memberikan nilai db/Hb berdasarkan hubungan antara Hb/(gT2) dengan

kemiringan pantai, seperti ditampilkan pada Gambar 4.15 serta definisi geometri

pecah gelombang pada Gambar 4.16.

Page 64: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

60

Tabel 4.4 Contoh Perhitungan Transformasi Gelombang untuk Kontur yang Paralel

d atau db

(m) d/Lo d/L L (m)

C=L/T

(m/s) C/Co Sin

( o ) Cos

α Cos

α Cos 0 Kr Ks

H = Kr.Ks.Ho

(m)

H=0,78 db

(m)

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14)

0,25

0,50

1,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,006

0,012

0,024

0,047

0,095

0,142

0,190

0,237

0,0308

0,0441

0,0634

0,0909

0,1366

0,1766

0,2170

0,2570

8,130

11,35

15,79

21,99

29,28

33,98

36,92

38,47

1,56

2,18

3,04

4,23

5,63

6,53

7,10

7,49

0,193

0,269

0,374

0,521

0,694

0,806

0,875

0,924

0,136

0,190

0,265

0,369

0,491

0,570

0,619

0,653

7,830

10,96

15,35

21,63

29,39

34,74

38,24

40,79

0,991

0,982

0,964

0,930

0,871

0,822

0,785

0,757

0,714

0,720

0,733

0,761

0,811

0,860

0,900

0,934

0,845

0,849

0,856

0,872

0,901

0,928

0,949

0,966

1,641

1,384

1,800

1,034

0,937

0,915

0,916

0,928

2,36

2,00

1,72

1,53

1,44

1,44

1,48

1,52

0,20

0,39

0,78

1,56

3,12

4,68

6,24

7,80

Lihat dari Tabel Wiegel Lihat dari Tabel Wiegel

Keterangan :

- Dipilih beberapa nilai kedalaman, d

- Dihitung Lo = 1,56T2

- Dihitung d/Lo, kemudian lihat tabel Wiegel untuk d/L dan Ks (= kolom H/Ho’)

- Dihitung L=d

d/L ; C=

L

T ; C0 = 1,56 T ;

C

C0 ; oSin

oC

Csin ; ; cos ;

cos

cos oKr

Page 65: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

61

Gambar 4.15 Nilai db/Hb berdasarkan hubungan antara Hb/(gT2) dengan kemiringan pantai (SPM,1984),

Page 66: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

62

Gambar 4.16 Definisi geometri pecah gelombang (SPM,1984)

Penentuan lokasi gelombang pecah atau tidak pecah bermanfaat untuk antara lain :

1. Menentukan angkutan sedimen (So).

2. Menentukan koefisien KD yang digunakan untuk menentukan berat unit armor,

untuk desain pemecah gelombang. (KD = koefisien kestabilan).

LATIHAN 2 PERAMALAN GELOMBANG (WAVE HINDCASTING)

Ramalkan karakteristik gelombang di perairan dalam (𝑯°, 𝑻) dengan :

a. Nomogram/grafik Groen & Dorrestein

b. Nomogram SPM

c. Rumus SPM

Dari hasil ramalan cara a dan b yang memenuhi, serta hasil ramalan cara c, pilih nilai

𝑯° yang maksimum.

Data sebagai berikut :

Note: = (4,0 – 9,25 m) is the dimensionless plunge distance

Page 67: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

63

NRP W ( 𝒎 𝒔⁄ ) NRP F (km) t (jam)

22 xxxx x0x 10 22 xxxx xx0 150 10

22 xxxx x1x 11 22 xxxx xx1 140 7

22 xxxx x2x 12 22 xxxx xx2 130 8

22 xxxx x3x 8 22 xxxx xx3 120 9

22 xxxx x4x 9 22 xxxx xx4 110 10

22 xxxx x5x 10 22 xxxx xx5 100 6

22 xxxx x6x 11 22 xxxx xx6 90 7

22 xxxx x7x 12 22 xxxx xx7 100 8

22 xxxx x8x 8 22 xxxx xx8 110 9

22 xxxx x9x 9 22 xxxx xx9 120 10

LATIHAN 3 ARAH DATANG GELOMBANG DAN SUDUT DATANG

GELOMBANG

Tentukan sudut datang gelombang di perairan dalam (∝°) berdasarkan data arah datang

gelombang (ADG) dan arah pantai seperti pada tabel berikut.

Gambarkan sudut datang gelombang (∝°) tersebut.

Asumsi : kontur kedalaman sejajar garis pantai.

NRP ADG ( °) Arah Pantai / Bagian Darat ( °)

…... 0 25° 135° - 315°

…... 1 33° 75° - 255°

…... 2 30° 95° - 275°

...... 3 50° 155° - 335°

...... 4 20° 55° - 235°

…... 5 200° 320° - 140°

…... 6 170° 250° - 70°

…... 7 225° 350° - 170°

…... 8 325° 20° - 200°

…... 9 80° 195° - 15°

Page 68: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

64

LATIHAN 4 TRANSFORMASI GELOMBANG

a. Tentukan tinggi gelombang (H) dan sudut datang gelombang (∝ ) pada

kedalaman 0,1 m ; 0,5 m ; 1 m ; 2 m ; 5 m ; dan 10 m dari data Ho dan T hasil

latihan 2 serta ∝o dari latihan 3.

b. Tentukan : (i) lokasi gelombang pecah pertama(𝑑𝑏),

(ii) tinggi gelombang pecah (𝐻𝑏), dan

(iii) sudut datang gelombang pecah (∝b)

Page 69: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

65

Tabel 4.5 Tabel WIEGEL (SPM Vol.II,1984)

Page 70: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

66

Page 71: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

67

Page 72: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

68

Page 73: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

69

Page 74: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

70

Page 75: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

71

Page 76: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

72

Page 77: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

73

Page 78: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

74

Page 79: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

75

Page 80: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

76

Page 81: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

77

Page 82: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

78

Page 83: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

79

5 ANGKUTAN SEDIMEN

MENYUSUR PANTAI

5.1. Proses Terjadinya Angkutan

Angkutan sedimen menyusur pantai (Longshore Sediment Transport) atau angkutan

sedimen sejajar pantai ini termasuk bagian dari Littoral Process (proses di daerah

pesisir) yang merupakan hasil interaksi antara angin, gelombang, arus, pasang surut,

sedimen (pasir), dan kejadian-kejadian lainnya di daerah pesisir.

Proses transpor sedimen menyusur pantai dapat mengakibatkan erosi, yang berdampak

pada mundurnya garis pantai (abrasi pantai), atau menyebabkan pandangkalan yang

berakibat pada majunya garis pantai (akresi pantai), yang akhirnya mengurangi fungsi

pantai atau bangunan pantai. Terjadinya erosi (erosion) atau akresi (accretion) pada

suatu pantai tergantung pada keadaan angkutan sedimen di daerah tersebut. Pada suatu

pantai yang stabil dapat terjadi proses erosi atau akresi, apabila antara lain di daerah

tersebut didirikan suatu bangunan pantai (misal: pemecah gelombang groin, jetty).

Arus yang terjadi di zona littoral (pesisir) disebabkan oleh kombinasi dari arus pasang

surut, arus akibat angin, arus akibat perbedaan temperatur, kerapatan masa, dan arus

akibat gelombang. Arus akibat gelombang terjadi akibat terjadinya perbedaan elevasi

muka air (akibat perbedaan set up karena perbedaan tinggi gelombang di sepanjang

pantai). Arus ini terjadi paling besar di tengah area surfzone, dan dikenal sebagai arus

littoral (Hang Tuah, 1992).

Gelombang pecah menyebabkan turbulensi yang mengangkat sedimen dasar ke atas

bercampur dengan air. Karena adanya arus littoral sedimen ini juga ikut terbawa

dengan arus yang bergerak sepanjang pantai. Pergerakan sedimen ini disebut angkutan

sedimen littoral.

Sirkulasi arus yang disebabkan oleh gelombang dapat tergantung pada geometri pantai

dan juga arah datang gelombang. Arus yang bergerak sejajar pantai disebut longshore

current, dan konsentrasi arus yang bergerak dari pantai dan berhenti di tengah laut

disebut rip current.

Gelombang adalah penyebab utama transportasi sedimen di littoral zone.

Gelombang yang besar akan pecah lebih jauh dari pantai, sehingga

Surf zone bertambah lebar

Bertambahnya transportasi sedimen di pantai tersebut

Littoral transport dapat terjadi dengan cara:

Page 84: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

80

- Bed load transport, dan atau

- Suspended load transport

Biasanya kedua cara tersebut terjadi bersama-sama.

Littoral transport dapat diklasifikasikan, menjadi :

a. On-shore (Son) dan off-shore (Soff) sand transport = angkutan pasir tegak lurus

pantai yang terjadi dari pantai ke laut atau sebaliknya.

b. Long-shore sand transport (So) = angkutan pasir di sepanjang pantai

Proses transpor terpenting adalah

- di zone lepas pantai (offshore) : onshore – offshore transport

- di surf zone : onshore – offshore dan long shore transport

5.2 Permasalahan Pantai dan Muara yang Terkait dengan kejadian Littoral

Process

Erosi, abrasi, dan sedimentasi adalah tiga dari beberapa permasalahan yang paling

banyak terjadi di kawasan pantai dan berkaitan erat dengan littoral process.

Contoh permasalahan yang terkait dengan kejadian Littoral Process

a. Akresi/sedimentasi, karena adanya pemecah gelombang lepas pantai

(offshore breakwater), (Gambar 5.1).

Gambar 5.1 Tombolo yang terbentuk setelah pemasangan pemecah gelombang sejajar pantai.

b. Akresi dan erosi pada pelabuhan (Gambar 5.2).

Gambar 5.2 Akresi dan erosi yang terbentuk setelah dibangun pemecah gelombang di pelabuhan.

Page 85: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

81

c. Erosi dan akresi karena adanya groin (Gambar 5.3 dan 5.4)

Gambar 5.3 Akresi dan erosi yang terbentuk setelah dibangun pemecah gelombang tegak lurus

pantai.

Gambar 5.4 Proses erosi-sedimentasi akibat bangunan pantai menjorok ke laut (Syamsudin, 2010).

Permasalahan pantai dan muara sungai di bawah ini mengganggu keseimbangan

pesisir pantai, yang tentu saja sebagai akibat dari adanya littoral process, yaitu

masalah:

d. Erosi akibat adanya pengambilan material pantai

e. Erosi akibat adanya sudetan (untuk mengendalikan banjir)

f. Erosi akibat adanya penebangan bakau pada pantai yang semula stabil

g. Erosi akibat penggalian karang

h. Erosi akibat dibuatnya waduk di hulu sungai

i. Sedimentasi di muara sungai; penutupan mulut muara dan pendangkalan

8 Syamsudin, Pengantar Rekayasa Pantai, Bandung, Puslitbang SDA, 2010

Page 86: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

82

d. Erosi akibat adanya pengambilan material pantai8

Profil melintang pantai merupakan suatu lengkungan membentuk profil

keseimbangan. Profil keseimbangan setiap pantai dipengaruhi oleh kondisi

gelombang dan sedimen pantainya.

Apabila pada pantai tersebut dilakukan pengambilan material pantai, maka

akan terbentuk lubang-lubang bekas galian. Akibat pengaruh gelombang

akan terjadi perpindahan pasir dari bagian lain mengisi lubang bekas galian.

Perpindahan pasir dari pantai muka ke lubang bekas galian menyebabkan

terjadinya erosi (lihat Gambar 5.5).

Gambar 5.5 Perubahan profil pantai akibat penggalian (Syamsudin, 2010).

e. Erosi akibat adanya sudetan (untuk mengendalikan banjir)8

Untuk menanggulangi bahaya banjir yang menggenangi areal di wilayah

pesisir, kadang-kadang dilakukan dengan pembuatan sudetan yang

mengalirkan sebagian debit sungai langsung ke laut. Dengan adanya sudetan

tersebut telah terjadi perubahan jumlah angkutan sedimen yang menuju mulut

muara lama; menjadi lebih kecil dari sedimen semula. Sementara angkutan

sedimen akibat gelombang jumlahnya tetap, maka pengurangan suplay

sedimen dari sungai ke pantai akan menyebabkan terjadinya perubahan

keseimbangan (Gambar 5.6). Perubahan keseimbangan sedimen ini telah

menyebabkan terjadinya erosi.

f. Erosi akibat adanya penebangan bakau pada pantai yang semula stabil8

Pantai yang ditumbuhi bakau umumnya pantai berlumpur. Pada kondisi

pantai stabil dengan tumbuhan bakau, adanya bakau berfungsi meredam

gelombang. Dengan adanya bakau, gelombang yang mencapai pantai akan

lebih rendah dibandingkan dengan tinggi gelombang di luar area bakau. Pada

kondisi gelombang yang rendah, sedimen suspensi akan mengendap di dasar

pantai.

Page 87: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

83

Apabila bakau ditebang untuk kepentingan usaha budidaya tambak, maka

fungsi peredaman gelombang akan hilang. Gelombang langsung

menghempas ke pantai yang lemah (karena pantai merupakan pantai

berlumpur) dan akan menyebabkan erosi (Gambar 5.7).

Gambar 5.6 Perubahan keseimbangan angkutan sedimen di muara akibat adanya sudetan

(Syamsudin, 2010).

Gambar 5.7 Perubahan keseimbangan pantai akibat penebangan hutan bakau (Syamsudin, 2010).

Page 88: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

84

g. Erosi akibat penggalian karang8

Pantai berkarang umumnya terdiri dari material pasir yang berasal dari

pecahan karang. Di depan pantai muka terdapat dataran karang (Gambar

5.8a).

Material pantai di pantai muka berasal dari pecahan karang di dataran karang.

Penggalian karang dilakukan pada lokasi dataran karang, membentuk lubang-

lubang (Gambar 5.8b). Akibatnya selain mematikan karang juga menjadi

tempat jebakan angkutan pasir yang menuju pantai. Jumlah suplai pasir dari

dataran karang menjadi berkurang. Kurangnya suplai sedimen tersebut telah

menyebabkan terjadinya erosi.

Gambar 5.8 Perubahan keseimbangan pantai akibat penggalian karang (Syamsudin, 2010).

Page 89: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

85

h. Erosi akibat dibuatnya waduk di hulu sungai8

Dengan dibuatnya waduk di hulu sungai (Gambar 5.9), maka sebagian

sedimen sungai akan tertahan di waduk, sehingga suplai sedimen ke muara

sungai akan berkurang. Suplai sedimen berkurang, sementara kapasitas

angkutan sedimen akibat gelombang masih tetap, maka akan terjadi

perubahan keseimbangan pantai yang menimbulkan proses erosi pantai.

Gambar 5.9 Perubahan keseimbangan pantai akibat pembuatan waduk (Syamsudin, 2010).

i. Sedimentasi di muara sungai; Penutupan Mulut Muara dan

Pendangkalan8

Penutupan mulut muara terutama terjadi di musim kemarau akibat

angkutan sedimen/pasir menyusur pantai yang tidak dapat terbilas oleh aliran

debit sungai yang kecil. Pada saat debit sungai besar, yaitu pada musim

penghujan, maka mulut sungai terbuka. Pada muara sungai yang

dipergunakan untuk lalu lintas nelayan keluar masuknya perahu ke lokasi

pendaratan ikan tidak mengalami kesulitan. Pada saat debit kecil, di mulut

muara terbentuk formasi ambang. Perahu mengalami kesulitan untuk keluar

masuk. Pada sungai-sungai yang dipergunakan untuk lalu lintas nelayan,

penutupan mulut muara mengganggu lalu lintas nelayan, sementara pada

muara sungai yang berfungsi sebagai alur pembuang dapat menyebabkan

banjir.

Pendangkalan muara sungai terjadi dari mulut sampai pengaruh pasang

surut/intrusi air asin masih ada, terutama diakibatkan oleh adanya

flokulasi/penggumpalan sedimen pada pertemuan air asin dan air tawar. Pada

Gambar 5.10 disajikan proses penutupan mulut muara yang menyulitkan lalu

lintas perahu nelayan.

Page 90: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

86

Gambar 5.10 Proses terjadinya penutupan mulut dan pendangkalan muara (Syamsudin, 2010).

5.3. Rumus Perhitungan

Rumus-rumus untuk menghitung ‘Long shore transport’ :

a. Rumus CERC (dari US Army Coastal Engineering Research Center)

b. Rumus Frijlink – Bijker

c. Rumus Engelund – Hansen

d. Rumus White – Ackers

Page 91: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

87

CERC adalah rumus yang paling sederhana, karena dapat dihitung langsung (hand

calculation). Rumus lainnya cukup teliti, yaitu dengan memasukkan parameter selain

gelombang (arus air dan ukuran butir pasir), sehingga perlu bantuan komputer.

Penjabaran rumus CERC (Yuwono, 1986) :

S = A. P’ ............... (5.1), dengan S = jumlah angkutan pasir per detik

A = koefisien

P’ = Komponen energi flux yang masuk

breaker zone per satuan panjang

P = E.n.c ............. (5.2), dengan E = energi flux

C = kecepatan rambat gelombang

n = ½ untuk deep water, 1 untuk shallow

water

E = 16

1ρ g H2 ……….... (5.3), dengan ρ = rapat massa air laut

g = percepatan gravitasi

H = tinggi gelombang signifikan

Gambar 5.11 Sket wave ray (Yuwono, 1986)

Dari persamaan (5.1) dan (5.2) :

.cos.sin.Co.Kr.g.Ho.32

1. bb

2

b

2 AS

bbA cos.sin.Co.Kr.Ho .' 2

b

2 …………………..(5.7)

Page 92: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

88

Dari pengamatan lapangan dan penelitian laboratorium, didapatkan harga A’ = 0,014

(koefisien CERC).

(m3/detik) (5.8)

Dengan :

So = jumlah angkutan pasir per detik

Ho = tinggi gelombang di perairan dalam (m), Hs

Co = kecepatan rambat gelombang di perairan dalam (m/det)

Krb = koefisien refraksi di sisi luar breaker zone

b = sudut antara puncak gelombang dengan garis pantai di sisi luar breaker

zone

= sudut antara arah datang gelombang dengan normal kontur di sisi luar

breaker zone

So = 0,44 . 106 . Ho2 . Co . Krb2 . sin b .cos b (m

3/tahun) (5.9)

Tabel 5.1 Koefisien CERC (Yuwono, 1986)

No Penemu Jenis Gel. Koefisien CERC

A’ (m3/det) A” (m3/tahun)

1

2

3

4

5

Original CERC

SPM (1975)

Komar (1976)

Svasek

Delf University

Hs

Hrms

Hs

Hrms

Hrms

Hrms

0,014

0,028

0,025

0,049

0,039

0,039

0,44 . 106

0,88 . 106

0,79 . 106

1,55 . 106

1,23 . 106

1,23 . 106

Syarat-syarat pemakaian rumus CERC :

a. Diameter pasir 175 µm – 1000 µm

b. Hanya untuk menentukan angkutan total, jadi tidak memberikan informasi

tentang distribusi angkutan pada surf zone.

c. Gaya-gaya yang bekerja pada air hanya didapatkan dari gelombang

d. Rumus CERC tidak berlaku pada ‘shoal’ , tanah tuangan, dsb.

bbbKrCoHoSo cos.sin....014,0 22

Page 93: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

89

6 PEMECAH GELOMBANG DAN

KELENGKAPANNYA

6.1. Pemecah Gelombang (PG) /Breakwater

Pemecah Gelombang yang sering juga disebut krib dibedakan atas tipenya sbb. :

Sisi tegak : turap, caison

Sisi miring : rubble mound (tumpukan armor batu/beton)

Selain itu berdasarkan bentuk, dibedakan atas bentuk:

a. Tegak lurus pantai (untuk mengubah arah datang arus dan gelombang)

Gambar 6.1 Pemecah gelombang tegak lurus pantai (groin)

b. Sejajar pantai (untuk memajukan garis pantai, sehingga terbentuk tombolo

Gambar 6.2 Pemecah gelombang sejajar pantai

c. Kombinasi a dan b

Potongan melintang I dan II pada Gambar 6.3 dapat dilihat pada Gambar 6.5.

Gambar 6.3 Pemecah gelombang kombinasi bentuk (a) dan (b)

Page 94: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

90

Perhitungan dibedakan atas pembagian gelombang bagian kepala (ujung krib) dan

bagian badan. Bagian kepala (ujung) menerima gaya gelombang yang lebih

banyak arahnya dari pada bagian badan, seperti pada Gambar 6.4.

Gambar 6.4 Arah gaya gelombang yang bekerja pada pemecah gelombang

Perhitungan unit armor setiap lapisan pada Gambar 6.5 berdasarkan rumus di

bawah ini yang selengkapnya dari SPM dapat dilihat pada Gambar 6.6a dan 6.6b.

Gambar 6.5. Potongan melintang pemecah gelombang

1. Lapisan armor primer: W, dengan

cotg SK

HW

rD

3

r

31.

.

dalam kg (6.1)

2. Lapisan sekunder: kondisi gelombang tidak pecah 10

W sampai dengan 5

W

kondisi gelombang pecah 10

W

3. Lapisan inti: kondisi gelombang tidak pecah 200

Ws.d.

6000

W

kondisi gelombang pecah 200

W s.d. 4000

W

4. Lapisan dasar: kondisi gelombang tidak pecah 200

W s.d. 6000

W

kondisi gelombang pecah 200

W s.d. 4000

W

Page 95: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

91

5. Pelindung kaki (rumus W khusus, WPK)

1S.N

H.W

3

r

3

S

3

rP K

(6.2)

dengan :

W = Berat unit armor (kg)

WPK = Berat unit armor untuk pelindung kaki (kg)

H = Tinggi gelombang, tergantung kedalaman, d (meter)

Sr = Kerapatan relatif atau Bj spesifik = 𝜌𝑟

𝜌𝑤

ρr = Kerapatan unit armor (kg/m3), batu 2700 kg/m3, beton 2400 kg/m3

ρw = Kerapatan air laut, 1025 kg/m3

KD = Koefisien kestabilan armor (lihat Tabel 6.1) 3

SN = Koefisien kestabilan pelindung kaki (lihat grafik)

θ = Kemiringan lereng

Catatan :

cotg θ = 1

tg𝜃=

1

𝑦/𝑥=

𝑥

𝑦

Bila lapisan primer berupa armor batu berdimensi besar sulit didapat, maka diganti

dengan beton. Namun agar lebih ekonomis, lapisan sekunder, inti, dan dasar tetap

dari batu :

Jadi lapis sekunder : 10

Wbatu , lapis inti misal200

Wbatu dan lapisan dasar

misal : 200

Wbatu -

4000

Wbatu

Jika lapis 1 beton, lapis 2 (sekunder) batu, maka cotg θ tiap lapis dalam suatu

struktur harus sama

cotg θ di kepala = cotg θ di badan untuk memudahkan pelaksanaan.

Bila lapisan sekunder juga masih batu berukuran besar yang sulit didapat, maka

lapis primer dan sekunder diganti dengan beton, lapis lainnya tetap batu.

Berbagai jenis batu pelindung (Armour Unit) menurut HRS, Wallingford notes,

(1987) dalam Yuwono (1992) disajikan pada Gambar 6.7.

Page 96: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

92

(a)

(b)

Gambar 6.6 Penampang Rubble mound dengan beberapa model lapisan (Sumber: SPM,1984)

Page 97: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

93

Tabel 6.1 Harga KD1) yang Disarankan untuk Menentukan Berat Unit Armor 8)

(SPM Vol. II,1984)

Tidak ada kriteria kerusakan dan limpasan kecil

Unit Armor n 3) Penempatan

Struktur Badan

KD2)

Struktur Kepala

KD Kemiringan

Gelombang

Pecah

Gelombang

tdk Pecah

Gelombang

Pecah

Gelombang

tdk Pecah cot θ

Batu Belah

- Bulat halus

- Bulat halus

- Bulat kasar

2

>3

1

Acak

Acak

Acak 4)

1,2

1,6 4)

2,4

3,2

2,9

1,1

1,4 4)

1,9

2,3

2,3

1,5 to 3,0 5)

5)

- Bulat kasar 2 Acak 2,0 4,0

1,9

1,6

1,3

3,2

2,8

2,3

5

2,0

3,0

- Bulat kasar

- Bulat kasar

- Parallelepiped

3

2

2

Acak

Khusus 6)

Khusus 1)

2,2

5,8

7,0 – 20,0

4,5

7,0

8,5 – 24,0

2,1

5,3

--

4,2

6,4

--

5)

5)

--

Tetrapod

dan

Quadripod

2

Acak

7,0

8,0

5,0

4,5

3,5

6,0

5,5

4,0

1,5

2,0

3,0

Tribar 2 Acak 9,0 10,0

8,3

7,8

6,0

9,0

8,5

6,5

1,5

2,0

3,0

Dolos 2 Acak 15,8 31,8 8,0

7,0

16,0

14,0

2,0

3,0

Kubus Beton

Hexapod

Toskane

Tribar

Batu belah

Campuran

(KRR)

2

2

2

1

-

-

Acak

Acak

Acak

Seragam

Acak

6,5

8,0

11,0

12,0

2,2

7,8

9,5

22,0

15,0

2,5

--

5,0

--

7,5

--

5,0

7,0

9,5

--

5)

5)

5)

5)

Keterangan :

1) Harga KD dengan tulisan miring tidak ditunjang oleh hasil test di Laboratorium; hanya

untuk keperluan prarencana.

2) Memenuhi untuk kemiringan 1 : 1,5 sampai 1 : 5

3) n adalah jumlah lapisan armor

4) Penggunaan 1 lapisan armor tidak disarankan khususnya pada kondisi gelombang pecah.

Apabila akan dipergunakan, maka cara pemasangannya harus hati-hati/cermat

5) Penggunaan harga KD terbatas pada kemiringan talud 1 : 1,5 sampai 1 : 3

6) Penempatan khusus dengan bagian yang panjang dari batu tegak lurus dengan muka

struktur (bagian miring talud)

7) Parallelepiped : adalah suatu armor dari batu (atau beton) dengan ukuran bagian yang

panjang kira-kira 3 kali dari bagian yang pendek

8) Diterjemahkan dari Tabel 7-8 Shore Protection Manual 1984 Volume II

Page 98: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

94

Gambar 6.7 Berbagai jenis batu pelindung (Armour Unit) (HRS, Wallingford notes,

1987 dalam Yuwono, 1992)

Page 99: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

95

6.2 Pelindung Kaki (Toe Protection)

Pelindung kaki dibutuhkan untuk menahan gerusan yang terjadi di depan

konstruksi pemecah gelombang. Gerusan tersebut disebabkan oleh arus dan

gelombang.Jika konstruksi tidak dilindungi, maka gerusan yang terjadi terus

menerus dapat mengakibatkan struktur/konstruksi utama menjadi runtuh dalam

waktu yang relatif pendek.

Pelindung kaki ini dapat pula berfungsi sebagai fondasi atau berm pada pemecah

gelombang monolit (Gambar 6.8)

Ukuran pelindung kaki ditentukan sebagai berikut :

a) Lebar pelindung kaki dipilih yang besar diantara nilai :

B1 = 2 H atau B2 = 0,4 ds dengan ds = kedalaman rencana

Apabila tanah di depan dinding pemecah gelombang sangat lunak,

pelindungan harus : B ≥ 3/8 panjang gelombang.

b) Tebal pelindung kaki tidak ada batasan, sehingga dapat menyesuaikan

kebutuhan.

c) Berat batu (WPK) dihitung dengan rumus HUDSON yang dimodifikasi :

3r

3

S

3

rP K

1S.N

H . W

(6.2)

dengan :

WPK = Berat unit batu pelindung untuk pelindung kaki (kg)

H = Tinggi gelombang rencana (m)

Sr = Kerapatan unit armor/batu =𝜌𝑟

𝜌𝑤

ρr = Kerapatan unit armor/batu (kg/m3)

ρw = Kerapatan air laut, sekitar 1025 kg/m3 (Bj air laut) 3

SN = Koefesien kestabilan pelindung kaki (lihat grafik pada

Gambar 6.9).

a. Rubble as Toe Protection b. Rubble as Foundation

Gambar 6.8 Pelindung kaki (a) sebagai berm atau (b) sebagai fondasi

Page 100: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

96

Gambar 6.9 Koefisien kestabilan pelindung kaki (SPM Vol.II, Fig.7-120, 1984)

6.3 Puncak/Mercu Pemecah Gelombang dan Tebal Lapisan Pelindung

Pada puncak pemecah gelombang tumpukan batu, kadang-kadang dibuat dinding

dan lapis beton yang dicor setempat, yang berfungsi memperkuat puncak

bangunan, menambah tinggi puncak bangunan, dan sebagai jalan untuk perawatan.

Elevasi puncak/mercu pemecah gelombang

Elevasi puncak pemecah gelombang tumpukan batu tergantung pada

limpasan (overtopping) yang diijinkan. Elevasi puncak bangunan dihitung

berdasarkan rayapan gelombang (wave run up), sehingga persamaannya

menjadi:

Elevasi puncak pemecah gelombang = muka air rencana +tinggi rayapan+

tinggi jagaan

Elevasi puncak = HHWS + R + freeboard (6.3)

Page 101: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

97

Lebar puncak/mercu pemecah gelombang

3

1

r

W.k n B

(6.4)

Dengan :

B = lebar puncak (m)

n = Jumlah butir batu (n,min = 3)

k = Koefisien lapis (lihat Tabel 6.2)

W = Berat butir batu pelindung (lapis primer)

ρr = Rapat masa / kerapatan batu pelindung

Tebal lapisan pelindung & jumlah butir batu tiap satu luasan

3

1

r

W k .n t

(6.5)

3

2

r

W100

P-1k .n .A N

(6.6)

Dengan :

t = Tebal lapisan pelindung

n = Jumlah lapis batu dalam lapis pelindung (tabel KD, sesuai

hitungan W)

k = Koefisien lapis (lihat Tabel 6.2)

A = Luas permukaan

P = Porositas rata-rata dari lapis pelindung (lihat Tabel 6.2)

N = Jumlah butir batu untuk satu satuan luas permukaan A

ρr = Rapat massa / kerapatan batu pelindung

Tabel 6.2 Koefisien Lapis (Triatmojo, 1996)

Batu Pelindung n Penempatan Koef. Lapis

k

Porositas P

(%)

Batu alam (halus)

Batu alam (kasar)

Batu alam (kasar)

2

2

>3

Random/acak

Random/acak

Random/acak

1,02

1,15

1,10

38

37

40

Kubus

Tetrapod

Quadripod

Hexapod

2

2

2

2

Random/acak

Random/acak

Random/acak

Random/acak

1,10

1,04

0,95

1,15

47

50

49

47

Tribard

Dolos

Tribar

Batu alam

2

2

1

Random/acak

Random/acak

Seragam

Random/acak

1,02

1,00

1,13

54

63

47

37

Page 102: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

98

Dalam merencanakan tinggi breakwater, dapat dipilih overtopping atau

non overtopping breakwater, seperti pada Gambar 6.10 dan 6.11. Hal ini

dipengaruhi oleh besarnya tinggi rayapan (wave run up). Oleh karena itu

dalam menetapkan elevasi puncak pemecah gelombang, tinggi rayapan

perlu dihitung terlebih dahulu.

Gambar 6.10 Overtopping breakwater (Yuwono, 1992)

Gambar 6.11 Non-overtopping breakwater (Yuwono, 1992)

Contoh penampang melintang pemecah gelombang secara lengkap dapat

dilihat pada Gambar 6.12, dan tahapan/cara pembangunan pemecah

gelombang dapat dilihat pada Gambar 6.13.

Page 103: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

99

Gambar 6.12. Contoh Penampang Melintang Pemecah Gelombang (Yuwono, 1992)

Page 104: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

100

Gambar 6.13 Contoh Pembangunan Suatu Pemecah Gelombang (Yuwono, 1992)

Page 105: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

101

6.4 Rayapan Gelombang (Wave Run Up)

Gelombang yang bergerak menuju bangunan miring (dinding tembok laut atau

pemecah gelombang) akan dipantulkan atau pecah di daerah tersebut. Sebagian

dari momentum gelombang tersebut akan diubah menjadi gerakan air yang

meluncur ke atas lereng, yang disebut rayapan gelombang. Rayapan gelombang

berguna untuk menentukan elevasi puncak struktur pengaman pantai.

Tinggi rayapan dapat didefinisikan sebagai elevasi vertikal maksimum yang dapat

dicapai oleh gerakan air yang meluncur ke atas lereng, diukur dari muka air tenang

(SWL = Sea Water Level), seperti terlihat pada Gambar 6.14.

Gambar 6.14 Sketsa rayapan gelombang (Yuwono, 1992)

Keterangan gambar :

R = Tinggi rayapan / run-up (m)

H = Tinggi gelombang datang (m)

T = Periode gelombang (detik)

d = Kedalaman (m)

n = Porositas bahan pelindung

r = Kekasaran dinding bangunan

= Landai dinding bangunan

β = Landai pantai

Jadi tinggi rayapan gelombang (R), diperlukan untuk menentukan tinggi struktur

yang tidak memperkenankan adanya limpasan (overtopping).

Page 106: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

102

Limpasan setelah melewati puncak pemecah gelombang perlu dibuat tampungan

yang selanjutnya air limpasan tersebut dialirkan menuju laut seperti sketsa pada

Gambar 6.15.

Gambar 6.15 Sketsa limpasan

Debit Limpasan :

2

5

2

3

2

3

2

1

1.12,0R

h

H

RHgq

(6.7)

dengan : g = percepatan gravitasi

H = tinggi gelombang di depan struktur

h = tinggi mercu terhadap muka air

Tinggi rayapan dapat ditentukan secara :

1. Grafis

2. Rumus Empiris, misal : oHo

Lo

Ho

R

180

.2

1

; R = tinggi rayapan (tanpa

limpasan)

Nilai rayapan tergantung pada bentuk dan kekasaran struktur, kedalaman air pada

struktur pelindung kaki, kelandaian dasar pantai di muka struktur dan karakteristik

gelombang pecah. Karena banyaknya macam faktor yang mempengaruhi tersebut,

maka suatu kejadian secara lengkap tidak dapat disajikan pada fenomena rayapan

Page 107: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

103

gelombang yang dipengaruhi oleh seluruh faktor-faktor geometris pantai dan

kondisi gelombang terjadi. Beberapa teori yang dapat dipergunakan untuk

menghitung nilai rayapan gelombang hasil penelitian laboratorium oleh para ahli

yaitu :

a. Teori Nur Yuwono (1990)

Rumus yang dipergunakan untuk menentukan rayapan gelombang pada

permukaan halus yang kedap air adalah sebagai berikut :

)(f,f

o

oL

H

H

R (6.8)

dengan

)(f = fungsi dari tinggi gelombang, panjang gelombang dan sudut

kemiringan struktur

2

1

tan

OL

H

(6.9)

= Angka Iribarren

R = Tinggi rayapan gelombang (m)

H = Tinggi gelombang di lokasi bangunan (m)

LO = Panjang gelombang pada perairan dalam (m)

= Sudut kemiringan struktur

Rumus di atas dapat dijabarkan sebagai berikut :

H

R untuk : < 2,5 (6.10)

275,33,0 H

R untuk : 4,25 > > 2,5 (6.11)

2H

R untuk : > 4,25 (6.12)

Untuk konstruksi dengan permukaan kasar dan lolos air nilai tersebut masih

harus dikoreksi dengan faktor 0,5 – 0,8.

b. Teori Battjes (1970)

Battjes menyajikan suatu hasil penelitian tentang pengaruh kondisi

permukaan air laut (surface condition) tehadapat rayapan gelombang (wave

run-up). Dari penelitian tersebut didapatkan koefisien rayapan (r) yaitu rasio

antara rayapan gelombang (wave run-up) yang terjadi pada suatu bangunan

Page 108: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

104

dengan permukaan licin dan kedap air (impermeable) dan rayapan

gelombangnya terjadi pada suatu bangunan dengan kondisi permukaan

tertentu.

Adapun rumus rayapan gelombang pada struktur :

rH

L

H

Ro

O

O

O

180

2

1

(6.13)

dengan :

R = Tinggi rayapan gelombang

HO = Tinggi gelombang di perairan dalam

LO = Panjang gelombang di perairan dalam

θ = Kemiringan talud

= 3,14

r = Koefisien rayapan yang tergantung pada karakteristik

permukaan, nilai dari koefisien rayapan Battjes dapat dilihat

pada Tabel 6.3.

Tabel 6.3 Pengaruh Permukaan Bangunan Terhadap Rayapan Gelombang

(Battjes, 1970 dalam Yuwono, 1986)

Karakteristik Permukaan Miring r

Pelat beton 0,90

Susunan balok basalt 0,85 – 0,90

Rumput 0,85 – 0,90

Satu lapis rip-rap yang kedap air 0,80

Susunan batu = Quarrystone 0,75 – 0,80

Batu bulat 0,60 – 0,65

Batu yang dipadatkan 0,50 – 0,60

Dua atau lebih susunan rip-rap 0,50

Tetrapod dan lain-lain 0,50

Selain dengan rumus empiris di atas, tinggi rayapan dapat ditentukan pula

dengan cara grafis, yaitu menggunakan grafik hubungan bilangan Irribaren

dan tinggi relatif wave run-up (Ru) atau wave run down (Rd) untuk berbagai

jenis lapis lindung (lihat Gambar 6.16).

Jadi dari perpotongan antara bilangan Irribaren tertentu, dengan garis

lengkung dari jenis lapis lindung yang dipilih, kemudian dihubungkan secara

horizontal dengan sumbu ordinat, maka diketahui nilai Ru/H atau Rd/H.

Dengan H merupakan tinggi gelombang di lokasi rencana, maka Ru atau Rd

dapat dihitung.

Page 109: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

105

Gambar 6.16 Tinggi relatif run-up untuk berbagai jenis lapis lindung (Yuwono, 1992)

Page 110: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

106

6.5 Tinggi Muka Air Laut Rencana

Tinggi muka air laut rencana (Design Water Level, ds) adalah tinggi muka air

maksimum yang digunakan untuk perencanaan bangunan pantai/laut (pemecah

gelombang, revetmen, dll.). Seluruh perencanaan bangunan pantai/laut harus

memperhitungkan berbagai kondisi elevasi muka air laut, yang utamanya

disebabkan oleh adanya pengaruh pasang surut.

Namun demikian pengaruh wind set-up, dan storm surge juga perlu diperhitungkan

dalam perancangan. Selain itu bila bangunan penting seperti dermaga dan

pelindung lahan reklamasi atau polder, maka muka air laut rencana harus

diperhitungkan terhadap kenaikan muka air laut global akibat efek rumah kaca

(green house effect). Bangunan penting tersebut tentu akan digunakan dalam

waktu yang cukup lama (lebih dari 100 tahun), sedangkan prediksi kenaikan muka

air laut selama masa tersebut sudah cukup signifikan, yaitu sekitar 60 cm (IPCC,

1990 dalam Triatmodjo, 1996).

Tinggi muka air laut rencana, ds ditentukan dengan persamaan (Yuwono, 1992):

ds = (HHWL-BL) + stormsurge atau wind set-up + SLR (6.14)

dengan:

ds = kedalaman kaki bangunan pantai

HHWL = Highest High Water Level atau muka air pasang tertinggi

BL = Bottom Level atau elevasi dasar pantai di depan bangunan

SLR = Sea Level Rise atau kenaikan muka air laut

Untuk perencanaan yang lebih ekonomis, HHWL terkadang diubah menjadi

MHWS.

Page 111: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

107

LATIHAN 5 ANGKUTAN SEDIMEN SEJAJAR PANTAI DAN PEMECAH

GELOMBANG

1. Tentukan angkutan sedimen sejajar pantai (So) dalam 𝑚3/detik dan

𝑚3/tahun dimana pengaruh pasang surut diurnal, maka diambil = 1

2 x So

(𝑚3/th)

2. Tentukan arah angkutan (lihat posisi ADG pada Latihan 3)

3. a. Desain pemecah gelombang (breakwater) bagian badan type rubble

mound, dengan menentukan unit armor dari data sbb.:

NRP/NIM Jenis Armor dan Lokasi Pemecah Gelombang

NRP …0 s.d … 2 Batu belah bulat halus

NRP …3 s.d … 5 Batu belah bulat kasar

NRP …6 s.d … 9 Kubus Beton

NRP Ganjil Lokasi = 500 meter dari patok tetap (lihat gambar)

NRP Genap Lokasi = 150 meter dari patok tetap (lihat gambar)

b. Tentukan berat, W dan dimensi tiap lapis pelindung (khusus untuk material

beton,lapisan sekunder,inti dan dasar diganti dengan batu)

c. Tentukan berat, WPK dan dimensi pelindung kaki

d. Tentukan lebar mercu kaki, B

e. Tentukan tebal setiap lapisan, t (kecuali lapisan inti)

f. Tentukan tinggi rayapan dengan grafik (dari Yuwono, 1992)

g. Gambar desain pemecah gelombang (potongan)

Catatan: Dimensi batu belah dianggap sama dengan bentuk kubus.

Sisi kubus, s =

Page 112: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

108

Page 113: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

109

7 PERUBAHAN GARIS PANTAI

7.1. Perhitungan Perkembangan Garis Pantai

Perhitungan ini bertujuan untuk menentukan majunya pantai di updrift dari krib

yang merupakan fungsi dari waktu (t), besarnya sudut datang gelombang pecah

(b) dan besarnya angkutan pasir sejajar pantai per tahun (So/th). Perhitungan ini

dikenalkan oleh PELNARD CONSIDERE.

Perubahan garis pantai akibat adanya krib secara skematis disajikan pada Gambar

7.1. Majunya garis pantai dirumuskan s.b.b :

t

Atxy b

.4.),(

a (7.1)

Dimana :

y(x,t) : Majunya garis pantai pada lokasi x dari krib pada tahun ke t (saat

pembangunan krib t = 0

b : Sudut datang gelombang pecah dalam rad

t : Waktu peninjauan

a : So/(b. h)

h : Tebal lapisan pasir yang bergerak

A : koefisien yang berupa funsi dari , diberikan pada Tabel 7.1 berdasarkan

rumus A = μerfc πμμ-exp 2

(7.2)

Po : Pantai/berm saat t = 0

Pt : Garis pantai saat t tahun

K0 : Kaki pantai saat t = 0

Kt : Kaki pantai saat t tahun

m : Kemiringan pantai muka

Harga A tergantung dari harga , dimana :

4a.t

X μ (7.3)

Pada x =0 (pada lokasi krib), u=0; A=1

a.t4),( btoy (7.4)

Page 114: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

110

h.

S a

b

o

(7.5)

Persamaan (7.5) disubstitusi ke persamaan (7.1) menjadi

h

tStoy

b

ob

..

..4.,

2

(7.6)

h

tStoy bo

.

...4,

(7.7)

Saat krib dengan panjang tertentu penuh dengan endapan disebut tL. Mulai saat itu

sedimen/pasir melimpas melalui ujung krib.

Volume angkutan sedimen/pasir yang melimpas ujung krib setiap tahun disebut

Sm.

Hubungan antara t/tL dan Sm/So disajikan pada Tabel 7.2.

Untuk t/tL > 1,5 harga Sm/So dapat dihitung dengan rumus:

38,0/

21

L

omtt

SS

(7.8)

Tabel 7.1 Parameter Perubahan Garis Pantai

(Syamsudin, 2000)

Erfc (u) A

0

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

2,50

3,00

3,50

1,000

0,8875

0,7773

0,6714

0,5716

0,4795

0,3962

0,3222

0,2579

0,2031

0,1573

0,0771

3,389x10-2

1,333x10-2

4,680x10-3

4,084x10-4

2,216x10-5

7,430x10-7

1,000

0,8327

0,6852

0,5569

0,4469

0,3538

0,2764

0,2128

0,1616

0,1209

0,0890

0,0388

1,529x10-2

5,418x10-3

1,726x10-4

1,208x10-4

5,581x10-6

1,759x10-7

Tabel 7.2 Hubungan antara t/tL dan Sm/So

(Syamsudin, 2000)

t/tL Sm/So

1,0

1,25

1,50

2,00

3,00

4,00

5,00

0

0,298

0,394

0,499

0,606

0,665

0,704

Page 115: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

111

a) Pengendapan dan erosi di up drift dan down drift krib

b) Majunya garis pantai pada lokasi X saat t

c) Majunya garis pantai pada lokasi krib ( x = 0)

Gambar 7.1. Skematisasi Perubahan Garis Pantai Dengan Adanya Krib (Syamsudin, 2000)

Perhitungan Panjang Krib (pada x=0)

Pada saat tertentu dengan panjang krib terbatas, maka sedimen/pasir akan

melimpas krib. Waktu dimana sedimen sudah mulai melimpas, disebut tL.

Sedimen akan melimpas saat kaki pantai mencapai ujung krib.

Perkembangan garis pantai di bagian updrift krib untuk tahun ke-1 (t1), tahun ke-

2 (t2) dan seterusnya umumnya akan membentuk lengkung seperti disajikan dalam

sketsa pada Gambar 7.2.

Page 116: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

112

Gambar 7.2 Sketsa majunya garis pantai

Perhitungan panjang krib (Lk) berdasarkan majunya garis pantai (y(0,t)) untuk:

a. Apabila kemiringan damping pantai tidak diperhitungkan atau

diasumsikan damping pantai datar adalah dengan persamaan sbb.:

Lk = y(0,t) + m . h (7.9)

Jika tersedia data Lk, maka majunya garis pantai adalah:

y(0,t) = Lk – m . h (7.10)

b. Apabila kemiringan damping pantai diperhitungkan (Gambar 7.3),

maka:

Lk = y(0,t) + m . h + m . n (7.11)

Dengan perbandingan segitiga pada Gambar 7.3, didapat:

n=Lk-m.h

s (7.12)

dengan s = kemiringan dasar damping pantai

sehingga diperoleh persamaan untuk menghitung panjang krib, sbb.:

Lk = y(0,t) + m . h + m .

s

h x m - Lk (7.13)

atau jika tersedia data Lk, maka majunya garis pantai adalah:

y(0,t) = Lk – m . h – m .

s

h x m - Lk (7.14)

Page 117: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

113

Asumsi damping pantai datar (Gambar 7.5)

Gambar 7.3 Sketsa profil melintang, jika kemiringan damping pantai diperhitungkan

Contoh Kasus :

Data : S0 = 4500 m3/th

b = 100 ; m=15 ; s=100

Gambar 7.4 Sketsa profil melintang pantai untuk contoh kasus

Ditanyakan : a. Kapan sedimen mulai melimpas (tL)?

b. Berapa angkutan sedimen yang melimpas pada tahun ke-180?

(t = 180, Sm = ?).

Jawab :

a. h

S a

4.a.t . t)y(0,

b

0b

.

b dalam radian

tahun 146 t t

tahun 146 0,174 x 4500 x 4

2 x 3,14 x 270 t

2 x 3,14

t x 0,174 x 4500 x 4 270

0,174 3,14 x 10

: radian dalam

m 270 ) 15 x (2 - 300 t)y(0,

.h

t4.S t) y(0,: maka

L

2

0

b

bo

0180

..

Jika kemiringan damping pantai (s=100)

diperhitungkan, maka

n=(Lk-m.h)/s = (300-15.2)/100=2,7

y(0,t) = Lk – m . h – m .n

= 300 – 15 . 2 – 15 . 2,7 =229,5 m

Sehingga t=tL = 106 tahun

Page 118: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

114

b. t = 180 tahun

1,23 146

180

Lt

t≈1,25 Dari tabel diperoleh 298,0

O

m

S

S

298,0O

m

S

S

Sm = 0,298 x S0

= 0,298 x 4500

= 1341 m3

Gambar 7.5 Sketsa profil melintang untuk contoh kasus, dengan asumsi damping pantai datar

Page 119: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

115

7.2. Bentuk Garis Pantai

Bentuk garis pantai sangat dipengaruhi oleh angkutan sedimen menyusur/sejajar

pantai (SO). Bila SO masuk = SO keluar artinya pantai stabil. Sketsa perubahan

bentuk garis pantai akibat adanya groin dapat dilihat pada Gambar 7.6.

Gambar 7.6 Sketsa perubahan bentuk garis pantai akibat adanya groin

Page 120: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

116

Difraksi adalah pembelokan arah gelombang akibat adanya struktur.

Gambar 7.7 menyajikan sketsa perubahan bentuk garis pantai akibat adanya groin

paralel dan kondisi pantai stabil.

Gambar 7.7 Sketsa perubahan bentuk garis pantai akibat adanya groin paralel dan kondisi

pantai stabil

Bentuk garis pantai dapat diperoleh dengan perhitungan secara grafis maupun

numerik.

Page 121: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

117

Cara Grafis untuk Menggambar Bentuk Garis Pantai Berpasir Stabil

Antara Dua Struktur Pembatas (Head Land)

Garis pantai stabil merupakan kondisi yang diharapkan dalam rangka usaha

konservasi pantai. Garis pantai berpasir stabil antara dua struktur pembatas dapat

terbentuk secara alamiah dan buatan. Struktur alamiah yang ada umumnya

berbentuk tanjung, sementara struktur pembatas buatan dapat berupa krib/groin.

Beberapa ahli telah mengenalkan bentuk garis pantai stabil tersebut, antara lain:

Prof. Silvester dengan Terminologi Logaritmic Spiral

)cot(

1

2 geR

R

Kemudian dimodifikasi oleh Prof. Hsu (Hsu dan Evans, 1989 dalam Herbich,

2000) dengan Terminologi Parabolic Form

θ

β C

θ

β C C

R

R210

0

Teori ini dikenal dengan Teori Keseimbangan Statistik Teluk (Statistic

Equilibrium Bays) dari John R.C.Hsu, seperti sketsa pada Gambar 7.8 dan 7.9,

dengan parameter-parameter yang diperlukan untuk menentukan lengkungan

parabolic meliputi :

- Arah datang gelombang

- Ujung titik tetap udik yang merupakan titik tetap difraksi

- Ujung tetap hilir

- Garis kontrol (Ro) yang merupakan jarak antara ujung tetap udik dan

ujung tetap hilir

- Garis R yang merupakan jarak antara titik tetap udik dan posisi titik-titik

garis pantai

- Sudut ᵦ adalah sudut normal gelombang dengan Ro

- Sudut θ adalah sudut antara normal gelombang dengan R

Hubungan antara harga R/Ro, θ dan ᵦ, disajikan dalam grafik/nomogram pada

Gambar 7.10 atau dengan persamaan :

θ

0,81β

R

R0,77

0,83

O

ᶿ bervariasi 200, 300 dan seterusnya.

Contoh bentuk garis pantai di antara beberapa groin disajikan pada Gambar 7.11.

Page 122: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

118

Catatan : ujung tetap hilir mula-mula ditetapkan sembarang

Gambar 7.8. Lengkung Parabolic Garis Pantai Stabil Antara Dua Pembatas (Syamsudin, 2000)

Page 123: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

119

Gambar 7.9. Bentuk Garis Pantai Parabolic Stabil Antara Dua Titik tetap (Head land)

(Syamsudin, 2000)

Page 124: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

120

Gambar 7.10. Hubungan Antara Ro

Rdan β untuk beberapa Harga Ө (Syamsudin, 2000)

Page 125: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

121

Gambar 7.11. Contoh Bentuk Garis Pantai Parabolic Stabil Antara Beberapa Groin

Page 126: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

122

LATIHAN 6 PERKEMBANGAN GARIS PANTAI

Data :

∝b → Dari latihan 4 (∝b pertama)

So → diasumsikan 0,004 * So Dari latihan 5 (yang sudah dipengaruhi

pasang surut diurnal, dalam 𝑚3/th) ,

h = 1,1 meter = tebal lapisan pasir yang bergerak.

Hitung & Gambarkan Perkembangan Garis Pantai

untuk 𝑡= 1, 2, 3 dan 10 tahun,

pada lokasi 𝑥=0 ; 50 ; 100 ; 200 ;500 ; dan 1000 meter dari lokasi krib.

Krib dibuat dengan panjang semaksimal mungkin (maksudnya adalah dalam

perhitungan latihan ini tidak dibatasi).

Perhitungan disusun dalam tabel, namun harus dibuat 1 (satu) contoh perhitungan.

Contoh Perhitungan dalam Tabel:

LATIHAN 7 KASUS PERUBAHAN GARIS PANTAI

Data : m = 20 → kemiringan pantai muka 1 : 20

s = 100 → kemiringan damping pantai 1 : 100

h = tebal lapisan pasir yang bergerak (= Latihan 6)

DARI LATIHAN 6:

1. Berapakah majunya garis pantai di pemukiman nelayan yang berlokasi 500

m ke arah updrift Lk pada 𝑡= 2 thn setelah krib dibangun ?

Page 127: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

123

2. Berapakah majunya garis pantai di pemukiman nelayan yang berlokasi 600

m ke arah updrift Lk pada 𝑡= 10 thn setelah krib dibangun

3. Jika efek difraksi diabaikan apakah Tempat Pelelangan Ikan (TPI) yang

berlokasi di down drift / hilir krib dengan jarak 200 m dari krib dan 50 m

dari garis pantai semula akan tererosi pada tahun ke-10. Bila tererosi

berapakah mundurnya garis pantai ?

4. Pada tahun berapakah persisnya TPI (pada soal no.3) akan mulai tererosi ?

Atau bila pada soal no 3 tidak tererosi, maka pada tahun berapa akan

tererosi?

5. Berapakah panjang krib yang dibutuhkan dengan perkiraan krib akan penuh

pada tahun ke-15 ?

6. Jika anggaran yang tersedia hanya untuk membangun krib sepanjang 750

m, berapakah umur krib (kapan krib tersebut akan penuh) ?

7. Berapakah majunya garis pantai di area wisata sejauh 2 km ke arah updrift

krib, pada saat krib penuh (soal no.6) ?

LATIHAN 8 BENTUK PARABOLIC GARIS PANTAI ANTARA 2 KRIB

Diketahui : ∝b = …….. ° ( dari Latihan 4)

Jarak antara krib = 200 m (Jk)

Panjang krib 1 dan 2 = 200 m (Lk1 dan Lk2)

Tebal lapisan pasir yang bergerak, h = 1,x (x=angka akhir nrp)

1. Gambarkan kondisi garis pantai sesuai dengan kriteria:

a. Maju minimal 10 meter;

b. Tidak maju / mundur (So = 0).

2. Hitung panjang krib 3 (Lk3), sehingga memenuhi kriteria no 1b.

3. Gambarkan kondisi garis pantai sesuai dengan kriteria “Tidak ada pasir yang

hilang (erosi = sedimentasi) dengan panjang krib 3 hasil hitungan di atas.

2. Hitung panjang krib 4 (Lk4), sehingga memenuhi kriteria soal no 3.

Tahapan Masing-Masing Kriteria

1. Gambarkan Lk, Jk, dan plot ∝b

2. Buat garis tegak lurus dengan ADG,sehingga diperoleh arah normal

3. Tentukan titik tetap hilir secara sembarang, atau plot sudut

pembentuknya (𝛽), kemudian ukur panjang Ro

4. Coba-coba beberapa nilai θ dimulai dari θ yang lebih besar dari 𝛽.

Hitung R dari rumus R/Ro.

5. Tentukan nilai 𝑅 sampai bagian updrift krib

6. Gambarkan seluruh θ dan 𝑅, sehingga didapat lengkung garis pantai

7. Periksalah apakah sudah memenuhi kriteria yang diminta, bila tidak

sesuai tentukan kembali titik tetap yang lain.

Page 128: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

124

Page 129: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

125

8 TRANSMISI GELOMBANG

DAN DAYA GELOMBANG

8.1. Transmisi Gelombang Akibat Adanya Konstruksi

Transmisi gelombang akibat adanya konstruksi memperhitungkan besaran:

- Tinggi gelombang datang, Hi = Incident Wave Height

- Tinggi gelombang setelah melewati konstruksi, Ht = Transmitted Wave Height

Beberapa contoh kasus :

1.

2.

3.

4. Gambar tampak atas:

(8.1)

(8.2)

(8.3)

(8.4)

Page 130: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

126

8.2. Gaya Gelombang Pada Dinding Tegak

Perhitungan gaya gelombang pada dinding tegak dibedakan atas kondisi gelombang

tidak pecah dan kondisi gelombang pecah.

8.2.1. Kondisi Gelombang Tidak Pecah Dengan Metode Miche–Rundgren

Perubahan gelombang di depan dinding tegak kondisi gelombang tidak pecah untuk

kondisi sebelum dan sesudah ada dinding disajikan pada Gambar 8.1

Keterangan :

SWL = Still Water Level

= muka air laut rata-rata sesaat, yang ditinjau terhadap turun-naiknya gelombang

d = kedalaman perairan, (m)

H = tinggi gelombang yang datang semula sebelum ada dinding pada kedalaman d (m)

Gambar 8.1. Perubahan gelombang di depan dinding tegak kondisi gelombang tidak pecah

Akibat adanya dinding akan terjadi refleksi gelombang dan kenaikan muka air di

depan tembok/dinding (hO).

Gelombang di muka dinding merupakan superposisi antara gelombang yang datang

(H) dan gelombang refleksi (Hr), disebut gelombang Clapotis (HW).

Tinggi gelombang refleksi : Hr = x . H (8.5)

dimana x = koefisien refleksi

Hw = H + Hr = H (1 + x) (8.6)

Untuk dinding licin x = 1, sedangkan untuk perencanaan diambil x = 0,9.

Kenaikan muka air :

L

d2 cotgh

L

H2 Oh (8.7)

dengan L = panjang gelombang pada kedalaman d

Page 131: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

127

Distribusi tekanan akibat adanya gelombang pada dinding tegak kondisi gelombang

tidak pecah disajikan pada Gambar 8.2.

Gambar 8.2. Distribusi tekanan gelombang pada dinding tegak kondisi gelombang tidak pecah

Sehingga:

H . 2

x 1 d YC

Oh (8.8)

H . 2

x 1 d Yt

Oh (8.9)

L

w .

1 P

d

Hxi 2

cosh2

(8.10)

dengan:

Yc = kedalaman air pada dinding, saat puncak gelombang mengenai

dinding, (m)

Yt = kedalaman air pada dinding, saat puncak gelombang mengenai

dinding, (m)

H = tinggi gelombang awal, (m)

L = panjang gelombang, (m)

w = satuan berat (untuk air laut 1025 kg/m3 ) = rapat massa air laut

Dengan anggapan distribusi tekanan merupakan fungsi linier, maka

Fc = ½ Yc ( w.d + Pi ) … satuan kg/m (8.11)

Ft = ½ Yt ( w.d - Pi ) … satuan kg/m (8.12)

Page 132: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

128

8.2.2. Kondisi Gelombang Pecah Dengan Metode Minikin

Minikin (1955-1963) mengembangkan suatu prosedur berdasarkan pengamatan

pada breakwater skala penuh. Distribusi tekanan gelombang pada dinding tegak

kondisi gelombang pecah disajikan pada Gambar 8.3.

Gambar 8.3. Distribusi tekanan gelombang pada dinding tegak kondisi gelombang pecah

Tekanan dinamis (dynamic pressure) maksimum akibat gelombang :

SS

D

bm d D

D

d

L

H . w . 101 P . … satuan kg/m2 (8.13)

dengan :

w = satuan berat = 1025 kg/m3

Hb = tinggi gelombang pecah (m)

dS = kedalaman perairan dimana konstruksi dibuat (pada kaki dinding)

D = dS + Ld.m = kedalaman satu panjang gelombang di depan dinding

m = kemiringan dasar perairan

Ld = panjang gelombang pada kedalaman dS

LD = panjang gelombang pada kedalaman D

Gaya gelombang yang ditunjukkan oleh luas daerah di area distribusi tekanan

dinamis adalah:

3

H PR bm

m

* … satuan kg/m (8.14)

Tekanan hidrostatis sama dengan nol pada puncak gelombang yang mengenai

dinding yaitu diambil pada Hb/2 di atas SWL, dan bertambah secara linier sampai

w(ds + Hb/2) pada kaki dinding, sehingga gaya gelombang yang dihasilkan dari

distribusi tekanan hidrostatis menjadi:

Komponen Hidrostatis : 2

2

1

2

H d . w F b

Sh … satuan kg/m (8.15)

Page 133: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

129

Gaya momen yang dihasilkan dari tekanan hidrostatis harus ditambahkan dengan

gaya gelombang dari tekanan dinamis.

Jadi gaya gelombang pecah pada dinding tiap satuan panjang dinding adalah:

Rt = Rm + Fh … satuan kg/m (8.16)

8.3. Gaya Gelombang Pada Pipa Atau Tiang Bulat

Gaya gelombang pada pipa atau tiang dengan penampang bulat dilakukan dengan

meninjau segmen-segmen dalam arah vertikal, seperti pada Gambar 8.4.

Gambar 8.4 Sketsa pembagian segmen pada perhitungan gaya gelombang pada pipa

dengan :

F = Gaya gelombang pada tiang

Newtonm

kg.

det 2

Fi = Gaya inersia ; FD = Gaya angkat (Drag Force)

fi = Gaya inersia per satuan panjang pipa

22 det

kg

1.

det

kgm

m

fD = Gaya angkat (Drag Force) per satuan panjang pipa (kg/det2)

P = Rapat massa fluida (kg/m3)

D = Diameter pipa (m)

d = Kedalaman perairan (m)

Cm = Koefisien Inersia

CD = Koefisien Drag, rata-rata =1,52

Nilai Cm berdasarkan bilangan Reynold,

D . u Re max , sebagai berikut : (8.21)

Re ≤ 2,5 . 105 Cm = 2

2,5 . 105 < Re ≤ 5.105 Cm = 2,5 - 55.10

Re

Re > 5.105 Cm =1,5

(8.17)

(8.18)

(8.19)

(8.20)

Page 134: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

130

dengan:

u = kecepatan partikel fluida arah horizontal (m/det)

dt

du = percepatan partikel fluida arah horizontal (m/det2)

(vektor arah kecepatan : u, v, w dalam arah x, y, z)

ν = kekentalan kinematis, misal diambil ν = 9,29 x 10-7 m2/det

Persamaan gerak partikel fluida:

Persamaan gerak gelombang

T

t

L

xH

22cos

2 (8.24)

Gambar 8.5 Sketsa gerak gelombang pada 3 kondisi

Tinjauan saat gelombang mengenai pipa/tiang (Gambar 8.5), maka saat x = 0,

sehingga persamaan gelombang menjadi :

T

tH

2cos

2

Fi dan FD merupakan ∑ fi dan ∑ fD sepanjang jumlah segmen (dz). Oleh karena itu

perlu menghitung fi dan fD untuk masing-masing segmen yang diambil.

Fungsi sinusoidal, = 1800

(8.22)

(8.23)

Page 135: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

131

Contoh Soal:

Gambar 8.6 Sketsa Pipa Dengan Pembagian Segmen untuk Perhitungan Gaya Gelombang

Data : d=5 m , H=1,22 m, T=5 s, L=30 m, =1025 kg/m3 (untuk air laut)

Ditanyakan : Gaya gelombang pada pipa ?

Misal pipa dibagi dalam 6 segmen (Gambar 8.6), dimana segmen di bawah SWL

diambil per 1 meter dengan jarak titik berat segmen ke muka air (z) bertanda ‘-’,

maka :

z1 = -4,5 m ; z2 = -3,5 ; z3 = -2,5

z4 = -1,5 ; z5 = -0,5 : z6 = 31,02

0,61

5

0.180.20cos.

30/5.14,3.2cosh

30/514,3.2cosh

30

5.81,9.

2

22,1 zu

1.

6,1

30/528,6cosh.99735,0

zu

5209,0cosh623,0 zu

Selanjutnya perhitungan untuk setiap segmen dz dalam tabel berikut:

i dz z u u|u| fD = CD . ½ ρ . D . u|u| FD = fd . dz

1

2

3

4

5

6

1

1

1

1

1

0,61

-4,5

-3,5

-2,5

-1,5

-0,5

+0,305

0,6266

0,6542

0,7106

0,7983

0,9211

1,0492

0,3927

0,4280

0,5049

0,6373

0,8485

1,1007

305,908

333,436

393,395

496,457

660,973

857,472

305,908

333,436

393,395

496,457

660,973

523,058

∑ FD =2713,227 kg.m/det2

Saat puncak

t=0

Page 136: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

132

Untuk kondisi gelombang mengenai puncak (t=0), maka

dt

du=0, karena sin

5

0..2 =0,

sehingga 0dt

dui .

4

ρπDCf

2

m dan ∑ Fi =0

Jadi F = ∑ Fi + ∑ FD = 0 + 2713,227 = 2713,227 Newton

LATIHAN 9 GAYA GELOMBANG PADA DINDING TEGAK

Tentukan gaya gelombang pada dinding tegak yang dipasang pada kedalaman :

a. Lebih dalam 2 meter dari db pada latihan 4

(db (latihan 4) + 2 meter) → lokasi gelombang tidak pecah (H=Kr.Ks.Ho)

b. Lebih dangkal 0,5 meter dari db pada latihan 4

(db(latihan 4)- 0,5 meter) → lokasi gelombang pecah (Hb=0,78 db)

Diketahui : kemiringan dasar perairan 1 : 100 → m =1

100

x untuk perencanaan = 0,9.

--------------

Catatan:

db pada soal di atas adalah lokasi gelombang pecah pertama.

Cek pada calculator anda :

tangen hyperbolis = tanh = hyp tan 0,902205 = 0,7173698

Ingat : cotanh = 1

𝑡𝑎𝑛ℎ

Page 137: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

133

LATIHAN 10 GAYA GELOMBANG PADA TIANG BULAT/PIPA

Tentukan gaya pada pipa saat puncak, rata-rata, dan lembah !

Data :

d= 3m, D= 1m, Cm= 1,6, CD= 1,52

Data H, T, dan L berdasarkan NRP/NIM anda, lihat tabel sbb.:

NRP/NIM H (m) NRP T (detik) L (m)

22 xxxx xx0 1,1 22 xxxx x0x 4 16

22 xxxx xx1 1,2 22 xxxx x1x 5 18

22 xxxx xx2 1,3 22 xxxx x2x 6 20

22 xxxx xx3 1,4 22 xxxx x3x 4 22

22 xxxx xx4 1,5 22 xxxx x4x 5 24

22 xxxx xx5 1,15 22 xxxx x5x 6 26

22 xxxx xx6 1,25 22 xxxx x6x 4 27

22 xxxx xx7 1,35 22 xxxx x7x 5 28

22 xxxx xx8 1,45 22 xxxx x8x 6 29

22 xxxx xx9 1,55 22 xxxx x9x 4 30

Page 138: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

134

Page 139: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

135

9 PERLINDUNGAN PANTAI

Prinsip perlindungan/pengamanan pantai terdiri atas:

Melumpuhkan daya rusak sebelum daya rusak tersebut menyentuh subjek

yang dilindungi yaitu dengan pemasangan pemecah gelombang di laut

lepas (P.G. Offshore/Detached BW).

Memasang “tameng” tepat di sisi laut subjek yang dilindungi agar daya

rusak tidak menyentuh langsung subjek yang dilindungi yaitu dengan

pemasangan revetment/seawall/tanggul laut.

Memodifikasi pola daya rusak agar lebih bersahabat terhadap subjek yang

dilindungi seperti pemasangan groin/breakwater tegak lurus pantai.

Tipe pengamanan pantai menurut Pedoman Perencanaan Pengamanan Pantai dari

Kementerian Pekerjaan Umum dibedakan atas pengamanan pantai dengan struktur

keras dan struktur lunak, sbb.:

a. Pengamanan pantai dengan struktur keras, berupa:

- Pengamanan garis pantai yang menyusur (sejajar) pantai; tanggul laut,

revetment, tembok laut, turap, pemecah gelombang, ambang, ambang

tenggelam,

- Pengamanan tegak lurus pantai; groin, jeti (jeti = groin di mulut muara)

b. Pengamanan pantai dengan struktur lunak, berupa:

- Pengisian ulang pasir

- Pendaurulangan pantai atau Sand bypassing

- Drainase pantai

- Penanaman pohon bakau

Gambar 9.1 sampai dengan Gambar 9.10 menyajikan contoh pengamanan pantai

dengan struktur keras dan struktur lunak. Selanjutnya Gambar 9.11 menyajikan

proses kerusakan tembok laut akibat arus balik, Gambar 9.12 menyajikan proses

kerusakan tembok laut akibat aliran di belakang tembok, dan Gambar 9.13

menyajikan perbaikan tembok laut.

9.1. Tanggul Laut

Tanggul laut bertujuan melindungi pantai dengan mencegah atau mengurangi

genangan air laut pada pantai rendah. Fungsinya memisahkan pantai dari daerah

belakang pantai dengan membuat struktur rapat air yang tinggi. Tanggul laut

ditempatkan sejajar garis pantai, tidak menempel pada tebing pantai, sehingga

antara tebing pantai dan tanggul laut dapat dilakukan pengurugan (reklamasi).

Page 140: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

136

Tanggul laut umumnya merupakan tipe rubble mound dengan armor dari susunan

batu kosong atau tumpukan blok-blok beton. Pada Gambar 9.1 disajikan potongan

melintang tanggul laut.

Keterangan: 1. Perkerasan; 2. Lapis Armor Utama;

3. Lapis Armor Sekunder; 4. Lapisan Geotextile;

5. Material inti; 6. Drainase

Gambar 9.1. Contoh potongan melintang tanggul laut

9.2. Revetment

Revetment (Gambar 9.2) merupakan konstruksi pelindung pantai yang tidak masif.

Fungsi revetment yaitu melindungi daerah pantai bagian darat langsung di

belakang konstruksi terhadap pengaruh gelombang dan arus. Revetment umumnya

berupa type rubble mound. Rip rap (Gambar 9.3) atau pasangan batu kosong dapat

pula berfungsi sebagai revetment.

Gambar 9.2. Contoh potongan melintang revetmen dengan rubble-mound

Gambar 9.3. Contoh potongan melintang rip-rap

Page 141: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

137

9.3. Tembok Laut (Seawall)

Tembok laut (Gambar 9.4) berfungsi melindungi pantai dari serangan gelombang

dan menahan terjadinya limpasan gelombang ke daratan di belakang tembok.

Tembok laut dapat terbuat dari pasangan batu, dinding beton, atau buis beton.

Gambar 9.4. Contoh potongan melintang tembok laut

9.4 Dinding Penahan Tanah (Bulkhead atau Turap)

Bulkhead (Gambar 9.5) adalah bangunan pengaman pantai yang dipasang vertikal,

sejajar atau kira-kira sejajar dengan garis pantai, terdiri atas turap yang dilengkapi

dengan angker. Turap dapat dibuat dari beton atau kayu.

Gambar 9.5. Contoh potongan melintang turap

9.5. Pemecah Gelombang

Pemecah gelombang berfungsi untuk mengurangi tinggi gelombang di belakang

struktur dan mengurangi angkutan sedimen menyusur pantai. Pemecah gelombang

dapat ditempatkan di lepas pantai di daerah dekat pantai setelah maupun sebelum

gelombang pecah. Pemecah gelombang dapat terbuat dari tumpukan batu atau

beton (tipe rubble mound), sekumpulan tiang pancang, atau tumpukan boks beton

(caisson). Gambar 9.6 adalah pemecah gelombang tipe rubble mound.

Page 142: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

138

Gambar 9.6. Contoh potongan melintang pemecah gelombang (krib) tipe rubble-mound

9.6 Ambang Tenggelam

Ambang tenggelam (Gambar 9.7) berfungsi menahan sedimen agar tidak terbawa

arus ke tengah laut.

Gambar 9.7. Contoh potongan melintang ambang tenggelam

(Pedoman Perencanaan Pengamanan Pantai, Kemen.PU)

9.7 Groin

Groin (Gambar 9.8) berfungsi mengurangi angkutan sedimen menyusur pantai.

Gambar 9.8. Contoh groin di Pantai Sanur, Bali

Page 143: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

139

9.8. Jetty

Jetty (Gambar 9.9) berfungsi memberi perlindungan muara dari gelombang dan

sedimentasi, sehingga dapat memberikan kestabilan alur pelayaran pada muara

sungai yang umumnya digunakan untuk lalu lintas nelayan.

Gambar 9.9. Contoh tampak atas jetty di Muara Sungai Dadap, Jawa Barat

(Pedoman Perencanaan Pengamanan Pantai, Kemen.PU)

9.9 Sand Bypassing

Sand bypassing (Gambar 9.10) berfungsi mengembalikan sedimen pantai yang

telah kehilangan materialnya.

Gambar 9.10. Contoh Sand bypassing

(Pedoman Perencanaan Pengamanan Pantai, Kemen.PU)

Page 144: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

140

Gambar 9.11. Proses Kerusakan Tembok Laut akibat arus balik (Syamsudin, 2000)

Gambar 9.12. Proses Kerusakan Tembok Laut akibat aliran di belakang tembok

(Syamsudin, 2000)

Gambar 9.13. Perbaikan Tembok Laut (Syamsudin, 2000)

Page 145: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

141

DAFTAR PUSTAKA

CERC. (1984): Shore Protection Manual Volume I and II, US Army Coastal

Engineering Research Center Department of the Army, Washington DC-

US. (SPM, 1984).

Dean, R.G. dan Dalrymple, R. (1984): Water Wave Mechanics for Engineer and

Scientists, Prentice Hall, New Jersey USA.

Herbich, J.B. (2000): Handbook of Coastal Engineering, McGraw-Hill, New York

USA

Kementerian Pekerjaan Umum. (2012): RPT3-Pedoman Perencanaan

Pengamanan Pantai, Kementerian PU, Jakarta.

Muliati, Y. (1997): Studi Awal Perumusan Karakteristik Gelombang Laut Jawa:

Studi Kasus di Perairan Lemahabang Jepara, Tesis Program Magister,

Institut Teknologi Bandung, 60-64.

Muliati, Y., Tawekal, R.L., Wurjanto, A., Kelvin, J., dan Pranowo, W.S. (2018):

Application of SWAN model for hindcasting wave height in Jepara

Coastal Waters, North Java, Indonesia, International Journal of

GEOMATE, Volume 15 Issue 48.

Pond, S. dan Pickard, G.L. (1983): Introductory Dynamical Oceanography, 2nd

Edition, Butterworth-Heinemann, English.

Softwatillah dan Muliati, Y. (2016): Perbandingan Peramalan Gelombang

dengan Metode Groen Dorrestein dan Shore Protection Manual di

Merak-Banten yang Divalidasi dengan Data Altimetri, Jurnal Online

Institut Teknologi Nasional Bandung RekaRacana: Jurnal Teknik Sipil,

Volume 2 No 2.

Sucilestari, R., Muliati, Y., dan Madrapriya, F. (2017): Desain Pelabuhan

Penyeberangan di Tambelan Provinsi Kepulauan Riau, Jurnal Online

Institut Teknologi Nasional Bandung RekaRacana: Jurnal Teknik Sipil,

Volume 3 No 2.

Sugiarto dan Ekariyono, W. (1996): Penghijauan Pantai, Swadaya, Jakarta.

Sverdrup, K.A., dan Kudela, R.M. (2014): Investigating Oceanography, McGraw-

Hill, New York,USA

Syamsudin. (1995): Pengantar Teknik Pantai, Institut Teknologi Nasional,

Bandung.

Syamsudin. (2000): Pengantar Teknik Pantai, Pusat Penelitian dan Pengembangan

Sumber Daya Air, Bandung.

Syamsudin. (2010): Pengantar Rekayasa Pantai, Pusat Penelitian dan

Pengembangan Sumber Daya Air, Bandung.

Triatmodjo, B. (1996): Pelabuhan, Beta Offset, Yogyakarta.

Page 146: Rekayasa Pantaiebook.itenas.ac.id/repository/221721c86830dddbba6c5cca30... · 2020. 9. 29. · Permasalahan yang terjadi di wilayah pantai antara lain, erosi, abrasi, sedimentasi

142

Tuah, H. (1987): Dinamika Gelombang, Lab. Mekanika Fluida & Hidrodinamika

PAU-Ilmu Rekayasa ITB, Bandung.

Tuah, H. (1992): Sedimen Sejajar Pantai, ITB, Bandung.

Weisse, R. dan Storch, H.V. (2010): Marine Climate and Climate Change. Storms,

Wind Waves, and Storm Surges, Springer-Praxis, UK.

World Meteorological Organization (WMO). (2001): Guide the marine

meteorological services, Third edition, WMO-No. 741, Secretariat of

WMO, Geneva-Switzerland.

World Meteorological Organization (WMO). (1998): Guide to wave forecasting

and analysis, WMO- No. 702, Second ed, Secretariat of the World

Meteorological Organization (WMO), Geneva-Switzerland.

Yuwono, N. (1986): Teknik Pantai Volume I, KMTSFT-UGM, Yogyakarta.

Yuwono, N. (1992): Dasar-dasar Perencanaan Bangunan Pantai – Teknik Pantai

Volume II, KMTSFT-UGM, Yogyakarta.