sdc r 70042a vol iv guidelines coastal protection in pantai

83
Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai Januari 2009 Proyek Pengamanan Pantai, Perlindungan Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias Sea Defence Consultants

Upload: ankgied

Post on 15-Nov-2015

51 views

Category:

Documents


16 download

DESCRIPTION

fdf

TRANSCRIPT

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias

    Volume IV

    Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Januari 2009

    Proyek Pengamanan Pantai, Perlindungan Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias

    Sea Defence Consultants

  • Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini

    Tsunami Aceh Nias BRR Concept Note / INFRA 300GI

    Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias

    Volume IV

    Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Januari 2009

    SDC-R-70042A

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias i BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    RINGKASAN

    PENDAHULUAN

    Laporan ini berisi tentang strategi utama penanganan pantai Aceh dan Nias serta pedoman dasar dalam mendesain struktur pengamanan pantai. Strategi penanganan pantai yang diterapkan dalam proyek Sea Defence didasarkan pada pengetahuan dalam proses hidrolika dan morfologi di sepanjang pantai Aceh dan Nias. Pada saat laporan ini ditulis (Februari 2007), data dan teori yang diperlukan telah tersedia untuk kajian penanganan pantai dalam proyek Sea Defense. Berdasarkan pada pemahaman dalam proses morfologi dan data penurunan muka tanah, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

    Kurun waktu dua tahun setelah tsunami, pengembalian pantai dalam arah cross shore mendominasi proses perkembangan garis pantai Aceh dan Nias. Sebagian besar pengambalian pantai pada saat sekarang telah terjadi, dan sebagian besar garis pantai yang terbentuk tidak seperti yang diprediksikan.

    Proses-proses yang diharapkan terjadi dalam perkembangan garis pantai di masa yang akan datang adalah: 1) adanya potensi kemunduran garis pantai dalam jangka waktu lama akibat dari penurunan muka tanah sebesar 10-50 m untuk pantai Banda Aceh dan 20-75 m untuk pantai barat Aceh, dan 2) pola sedimentasi serta erosi lokal yang terjadi disebabkan oleh jumlah transportasi sedimen sejajar pantai, hal ini dipengaruhi oleh perubahan garis pantai lokal dan/atau struktur baru setelah tsunami. Perkiraan tentang kondisi morfologi lokal diperlukan dalam merencanakan tipe struktur yang akan diterapkan untuk penanganan pantai.

    Berdasarkan pada perkembangan-perkembangan ini dan pemahaman-pemahaman baru, sehingga untuk masa mendatang, disarankan agar mempertimbangkan strategi perkembangan pantai sebagai berikut (Februari 2007):

    Adanya potensi kemunduran garis pantai di masa mendatang dikarenakan penurunan elevasi muka tanah;

    Adanya potensi perkembangan garis pantai lokal, hal ini dipengaruhi oleh perubahan garis pantai lokal dan/atau struktur baru setelah tsunami.

    STRATEGI PENANGANAN PANTAI

    Untuk semua jenis strategi penanganan pantai yang dijelaskan berikut ini adalah berdasarkan pada pandangan-pandangan terhadap kondisi dan proses pantai secara umum bagi kawasan pantai Aceh dan Nias.

    Penanganan erosi pantai

    Penanganan erosi pantai adalah menangani pantai dengan mencegah terjadinya kemunduran garis pantai pada saat dalam kondisi badai atau kemunduran garis pantai yang terjadi secara perlahan-lahan akibat terjadinya penurunan sedimentasi dalam sistem pantai. Tujuan penanganan erosi pantai adalah melindungi fasilitas umum seperti jalan dan permukiman dari kerusakan akibat erosi pantai. Strategi utama yang dilakukan adalah sebagai berikut:

    Jika lokasi yang tidak bernilai ekonomi tinggi, penanganan yang dilakukan adalah dengan membiarkan terjadinya erosi dan sedimentasi. Penanganan pantai disarankan dengan menanami pantai dengan tetumbuhan pantai yang dapat mengurangi erosi pantai dan menciptakan bukit-bukit pasir. Diperlukan monitoring perkembangan pantai untuk mengantisipasi terjadinya perubahan garis pantai dan untuk mengetahui penanganan lanjutan apabila diperlukan.

    Jika lokasi yang ditangani adalah bernilai ekonomi tinggi, disarankan penanganan pantai seperti misalnya dengan isian pasir (sand nourishment).

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias ii BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    Jika lokasi yang ditangani diprediksikan akan bernilai ekonomi tinggi, struktur seperti seawall, revetment dan groin dapat dipertimbangkan dalam langkah penanganan. Seawall dan revetment dapat memproteksi pantai pada saat kondisi ekstrim/badai. Struktur groin dan breakwater (offshore breakwater) dapat menghentikan/mengurangi erosi pantai di titik-titik tertentu yang didominasi oleh pergerakan sedimen sejajar pantai. Dalam mendesain struktur pantai diharapkan agar selalu mempertimbangkan dampak negatif yang ditimbulkan konstruksi tersebut.

    Penanganan terhadap banjir

    Penanganan banjir yang dimaksudkan di sini adalah melindungi suatu kawasan perumahan atau jalan raya dari limpasan gelombang pada saat kondisi badai atau pada saat pasang. Strategi yang diterapkan adalah sebagai berikut:

    Untuk area rawan banjir akibat limpasan gelombang dapat diterapkan konstruksi tanggul (embankment)/bukit-bukit pasir/tanggul pasang surut di area sedapat mungkin paling jauh dari area aktif profil pantai (lihat Gambar 4-1). Penempatan struktur disarankan secara langsung di depan lokasi yang akan dilindungi.

    Penanganan terhadap tsunami

    Langkah menangani tsunami harus selalu memasukkan sistem peringatan dini tsunami, disertai dengan struktur tempat evakuasi untuk menyelamatkan jiwa. Dimana daerah tersebut kondisi sosial ekonominya memungkinkan, maka penanganan jangka panjang diperlukan untuk melindungi infrastruktur sosial ekonomi.

    Struktur pelindung pantai terhadap tsunami yang bertujuan untuk menahan gelombang tsunami yang tinggi akan mengeluarkan biaya yang besar dan mahal. Berdasrkan tinjauan dari CBA, kemungkinan dikerjakannya proyek ini hanya untuk area Banda Aceh, lihat [Ref.11].

    Penanganan tsunami di lokasi-lokasi lain harus memasukkan sistem peringatan dini tsunami, rute evakuasi yang benar dan tempat evakuasi yang aman dan memadai.

    PEDOMAN DESAIN FUNGSIONAL

    Pedoman pemilihan konstruksi pengamanan pantai untuk tipe pantai yang berbeda adalah sebagai berikut: 1) Struktur proteksi pantai, 2) Isian pasir (nourishment), 3) Rehabilitasi pantai dengan bukit-bukit pasir. Pembahasan lebih lanjut dapat dilihat pada laporan berikutnya.

    Struktur pelindung pantai

    Ada dua tipe konstruksi pelindung pantai, yaitu: 1) konstruksi di garis pantai (shoreline structures) dan 2) struktur lepas pantai (offshore structures). Struktur tepi pantai dapat digunakan sebagai konstruksi pelindung pantai dari bahaya erosi pantai dan banjir (limpasan gelombang). Struktur lepas pantai (offshore structures) seperti seawall, revetment dan tanggul banjir (flood dike) sangat sesuai untuk melindungi kawasan perumahan atau fasilitas lain dari erosi musiman, serangan gelombang atau limpasan gelombang pada saat kondisi ekstrim. Erosi garis pantai jangka panjang akan berhenti sementara waktu namun erosi sesungguhnya akan terus berlangsung didepan struktur garis pantai karena rata-rata transpor sedimen total pada breaker zone tidak berubah. Hal ini dapat mengakibatkan terjadinya gerusan (scouring) di depan struktur dan secara pasti dapat diprediksikan akan mengakibatkan ancaman terhadap struktur garis pantai pada garis pantai yang rentan erosi: terjadilah ketidakstabilan karena gerusan dan gangsiran pada struktur. Hal seperti ini harus sangat diperhatikan dalam mendesain pondasi/kaki struktur (toe Structure). Pedoman desain untuk tinggi yang diminta dan desain struktural dari struktur garis pantai adalah tersedia dan dideskripsikan lebih jauh nantinya dalam laporan ini. Struktur lepas pantai dapat mengurangi atau menghentikan erosi secara lokal dengan cara perubahan proses transpor sedimen dekat pantai. Adapun dua tipe struktur lepas pantai yang disarankan adalah:

    1. Groin; groin dapat menghentikan pergerakan sedimen sejajar pantai dengan menimbulkan sedimentasi di daerah up-drift dan erosi di daerah down-drift serta menimbulkan pola garis pantai yang bergerigi

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias iii BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    pada pantai yang dilindungi dengan beberapa groin (multiple groynes). Panjang dan jarak antar groin ditentukan oleh kebutuhan sistem groin itu sendiri.

    2. Struktur pemecah gelombang (detached breakwaters) dapat mengurangi aktivitas gelombang di daerah belakang konstruksi. Untuk menentukan jarak struktur dari garis pantai, panjang struktur dan ruang antara struktur (gap) ditentukan secara fungsional dan kemungkinan terbentuknya tombolo.

    Ketentuan-ketentuan yang diperlukan untuk suatu indikasi awal dari layout perencanaan untuk konstruksi lepas pantai dijelaskan lebih rinci dalam laporan. Perlu diingat bahwa untuk final desain selalu memerlukan kajian lebih dalam oleh para ahli, kemungkinan sekali sangat memerlukan pemodelan morfologi pantai. Hal yang penting diperhatikan dalam perencanaan adalah peningkatan erosi di daerah down drift pada sistem struktur groin.

    Nourishment

    Isian pasir (beach fill) atau disebut juga beach nourishment merupakan penambahan pasir pantai untuk memperluas lebar pantai secara artifisial (tiruan). Dalam konteks strategi penanganan pantai Aceh dan Nias mengacu pada kemampuan suatu pantai untuk berperan sebagai pelindung wilayah di belakang pantai dari bahaya erosi akibat serangan gelombang badai, kemunduran garis pantai atau genangan pasang. Pengamanan pantai tidak dipersiapkan untuk melindungi pantai dari serangan gelombang tsunami.

    Rehabilitasi pantai dan bukit pasir

    Tumbuhan dapat berperan penting di dalam menangkap/menahan sedimen dan mengurangi tingkat erosi pantai dan bukit pasir di sekitarnya. Restorasi bukit pasir mengacu pada proses yang bertujuan untuk mengembalikan sistem pantai kepada sebuah sistem bukit pasir semula (benar tidaknya ini berhubungan dengan masa lalu). Bukit pasir dapat memberikan perlindungan terhadap banjir dan erosi pada saat badai yang ekstrim dan genangan akibat pasang pada daerah daratan di belakangnya. Terdapat dua tipe rehabilitasi pantai dan bukit pasir yang dapat dipertimbangkan:

    Penghijauan kembali (re-greening) wilayah pantai terdiri dari penanaman tumbuhan kembali di atas bukit berpasir dan pantai yang lebih tinggi, dengan tujuan untuk menangkap pasir dan sebagai persediaan pasir dalam proses dinamis pantai dari perlindungan pantai, vegetasi di bukit pasir mendorong tertangkapnya pasir dalam skala besar. Penanganan pantai dengan regreening dapat menjadi suatu solusi yang sangat murah dan efisien untuk kondisi setelah tsunami. Keuntungan lain adalah pengerjaan di lapangan dapat ditangani oleh masyarakat setempat dengan memberikan sedikit pengarahan. Spesies yang cocok untuk penanaman di atas pasir pada kondisi asin di Indonesia adalah: tapak kuda (Ipomoea pescaprae) atau disebut juga beach morning glory (tumbuh menjalar dengan cepat di atas pasir yang asin) dan rumput pantai (rumput dengan batang bagus yang tumbuh dari permukaan pasir)

    Pemagaran pasir (sand trapping screens) adalah metode alternatif lain yang sangat efesien dan efektif untuk mencegah erosi dan mempertahankan bukit pasir. Pagar pasir dapat terdiri dari batang, dedaunan, cabang dan alang-alang. Fungsi utama dari pagar pasir ini adalah untuk menghalangi angin dan menghentikan pasir yang terbawa oleh angin. Pasir tersebut akan ditangkap pada tempat yang tepat pada sekat tersebut. Untuk pagar pasir seperti itu, umumnya material lokal yang tersedia dapat digunakan dengan biaya rendah, misalnya bambu.

    PENANGANAN PELINDUNG TERHADAP TSUNAMI

    Terdapat dua tipe langkah proteksi tsunami yang akan diuraikan lebih lanjut: 1) Tsunami barrier structure dan 2) Mangrove buffer zone. Pedoman fungsional diberikan dibawah ini:

    Tsunami barrier structure

    Struktur pantai untuk memproteksi gelombang tsunami sangat jarang ditemukan di seluruh dunia. Oleh karena itu pedoman desain standar tidak tersedia untuk struktur proteksi tsunami. Dua aspek desain yang penting adalah:

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias iv BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    Efektifitas dari struktur proteksi tsunami Desain untuk struktur proteksi tsunami (dengan mempertimbangkan daya tahan terhadap gempa bumi

    dan tsunami). Pengaruh suatu konstruksi proteksi tsunami didasarkan dengan mempertimbangkan refleksi gelombang bersamaan dengan penyerapan gelombang (dimana merupakan suatu hal yang tidak realistis untuk gelombang tsunami). Parameter gaya hidraulik tsunami (tinggi gelombang, kecepatan gelombang, durasi) dapat diperoleh dari pemodelan gelombang tsunami. Kriteria perencanaan lebih lanjut disajikan dalam laporan. Mengingat ketidakpastian didalam perkiraan beban hidraulik tsunami, disarankan untuk selalu melakukan uji hidraulik skala kecil pada sebuah saluran gelombang (wave flume) atau kolam gelombang (wave basin) pada saat desain dari struktur perlindungan terhadap tsunami.

    Mangrove buffer zones

    Mangrove dapat memainkan peran dalam menyerap energi gelombang tsunami, dan untuk gelombang tsunami yang relatif kecil (< 5 m) mangrove dapat memiliki pengaruh yang signifikan dalam mengurangi kekuatan tsunami. Untuk gelombang tsunami yang lebih besar (> 5 m) pengaruh dari vegetasi ini akan menurun secara signifikan. Menggunakan greenbelt (zona hijau) sebagai satu-satunya langkah proteksi melawan tsunami adalah tidak efektif, karena greenbelt akan menjadi sangat lebar (beberapa kilometer). Prinsip dasar untuk Aceh adalah mengembangkan sebagian besar area mangrove ke arah daratan. Sebagai contoh, menanam tumbuhan mangrove di sepanjang tepi sungai dan tambak ikan, selama kondisi tanah dan hidraulik paska tsunami mengizinkan (green wedges). Green wedges ini lebih efektif jika dibandingkan dengan greenbelt, kebutuhan untuk pembebasan tanah dapat dikurangi, serta mata pencaharian dan produktifitas masyarakat pantai diharapkan dapat berkembang dari jenis penanganan ini. Kombinasi dari rehabilitasi tambak ikan dengan penanaman mangrove di sepanjang tambak ikan adalah contoh yang baik. Mangrove wedges dapat dipertimbangkan sebagai perisai kedua dari proteksi wilayah pantai untuk melawan hantaman gelombang, genangan, dan juga melawan angin kencang.

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias v BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    DAFTAR ISI

    Ringkasan ........................................................................................ i

    Daftar Isi .........................................................................................v

    Daftar Singkatan.............................................................................. vii

    Definisi Parameter Pantai ................................................................. viii

    Daftar Simbol...................................................................................ix

    Daftar Gambar ................................................................................. x

    Daftar Tabel ....................................................................................xi

    Lokasi Referensi Aceh dan Nias ...........................................................xii

    1 Pendahuluan ........................................................................... 1 1.1 Proyek sea defence aceh & nias.................................................................................... 1 1.2 Kajian dasar pantai.................................................................................................... 1 1.3 Kajian dasar kriteria perencanaan Bangunan pantai............................................................. 1 2 Strategi Pantai Aceh.................................................................. 3 2.1 Strategi umum pantai aceh & nias .................................................................................. 3

    2.1.1 Pendahuluan................................................................................................. 3 2.1.2 Pertimbangan Strategi dan Prinsip-Prinsip.............................................................. 3 2.1.3 Banjir pasang ................................................................................................ 4 2.1.4 Erosi pantai .................................................................................................. 5 2.1.5 Penutupan Muara Sungai................................................................................... 5 2.1.6 Pengaman terhadap Tsunami ............................................................................. 6

    2.2 Database penanganan pengaman pantai ........................................................................... 6 3 Interaksi antara Gelombang, Pantai dan Struktur.............................. 8 3.1 Tipe gelombang pecah................................................................................................ 8 3.2 Desain lokal struktur tinggi gelombang ............................................................................ 9 3.3 Gelombang run-up dan run-down ..................................................................................11

    3.3.1 Pendahuluan................................................................................................11 3.3.2 Gelombang run-up pantai ................................................................................11 3.3.3 Gelombang run-up pada struktur........................................................................11 3.3.4 Gelombang run-down .....................................................................................12

    3.4 Limpasan gelombang (overtopping) ...............................................................................12 3.5 Transmisi gelombang.................................................................................................14 3.6 Refleksi gelombang...................................................................................................15 3.7 Erosi dan gerusan (scouring) ........................................................................................16

    3.7.1 Erosi Pantai dan bukit pasir ..............................................................................16 3.7.2 Gerusan di depan struktur................................................................................17

    4 Desain struktur pengaman pantai ................................................20 4.1 Pendahuluan penanganan yang memungkinkan dan tujuan utamanya.......................................20 4.2 Struktur tepi pantai ..................................................................................................22

    4.2.1 Proses desain ...............................................................................................22 4.2.2 Langkah I: Kondisi hidraulik..............................................................................22

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias vi BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    4.2.3 Langkah 2-4: Pedoman desain struktur.................................................................22 4.2.4 Langkah 5-6: Kriteria desain struktur...................................................................24 4.2.5 Gambar desain .............................................................................................33

    4.3 Struktur lepas pantai (offshore structure) .......................................................................34 4.3.1 Proses desain ...............................................................................................34 4.3.2 Langkah 1: Kondisi hidraulik .............................................................................34 4.3.3 Langkah 2-4: Pedoman desain struktur.................................................................34 4.3.4 Kriteria desain struktur ...................................................................................38 4.3.5 Gambar desain .............................................................................................41

    4.4 Pertimbangan desain dan konstruksi secara umum .............................................................41 5 Desain struktur proteksi tsunami.................................................42 5.1 Pendahuluan...........................................................................................................42 5.2 Struktur proteksi tsunami di Aceh .................................................................................42 5.3 Teori gelombang Tsunami ...........................................................................................43 5.4 Tsunami barrier (struktur proteksi tsunami) .....................................................................44

    5.4.1 Proses desain ...............................................................................................44 5.4.2 Perkiraan kondisi tsunami ................................................................................45 5.4.3 Pedoman desain struktur .................................................................................45 5.4.4 Kriteria desain struktur ...................................................................................45 5.4.5 Pemodelan fisik ............................................................................................47 5.4.6 Gambar desain .............................................................................................48

    6 Proteksi Pantai & Tsunami dengan Penanganan Lunak ......................49 6.1 Pendahuluan...........................................................................................................49 6.2 Isian Pasir ..............................................................................................................49

    6.2.1 Proses desain ...............................................................................................49 6.2.2 Kondisi batas ...............................................................................................50 6.2.3 Penilaian Masalah..........................................................................................50 6.2.4 Desain .......................................................................................................50

    6.3 Vegetasi dan mangrove ..............................................................................................54 6.3.1 Karakteristik vegetasi di pantai Aceh...................................................................54 6.3.2 Akibat tsunami pada vegetasi............................................................................55 6.3.3 Penanganan rehabilitasi pantai dan bukit pasir.......................................................56 6.3.4 Penanganan Vegetasi Zona Penyangga .................................................................60

    Daftar Pustaka ................................................................................64

    Lampiran A: Database Penanganan Pantai ..............................................66

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias vii BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    DAFTAR SINGKATAN

    ADB : Bank Pembangunan Asia (Asian Development Bank)

    ANTERP : Program Tanggap Gempa bumi dan Tsunami Aceh dan Nias (Aceh & Nias Tsunami and Earthquake Response Program)

    ANTM : Aceh Nias Tsunami flooding Model (SDC 2006) ARRIS : Aceh Rehabilitation and Reconstruction Information System BATM : Banda Aceh Tsunami flooding Model BMG : Badan Meteorologi dan Geofisika (BMKG sekarang) BRR : Badan Rehabilitasi dan Rekonstruksi CD : Tinggi referensi dari tabel pasang surut (nautical charts) dan prediksi pasang surut yang

    ditetapkan sebagai suatu kedalaman yang terendah. Biasanya Chart Datum sama dengan LAT dan elevasinya tergantung pada lokasi.

    DTM : Digital Terrain Model EIA : Analisa Dampak Lingkungan (Environmental Impact Assessment) ETESP : Earthquake & Tsunami Emergency Support Project EWS : Sistem Peringatan Dini (Early Warning System) GIS : Geographical Information System HAT : Highest Astronomical Tide; adalah permukaan air laut tertinggi yang dapat diramalkan

    terjadi di bawah pengaruh keadaan meteorologis rata-rata dan kombinasi keadaan astronomi. HHWS : Highest High Water Spring; adalah tinggi air tertinggi dalam setahun selama periode dua

    mingguan pada saat tunggang pasut terbesar (bulan baru). ICZM : Pengelolaan Wilayah Pesisir Terpadu (Integrated Coastal Zone Management) IDR : Indonesian Rupiah IOTM : Indian Ocean Tsunami Model JICA : Japan International Cooperation Agency KNMI : Royal Meteorological Institute of the Netherlands LAT : Lowest Astronomical Tide; adalah permukaan air laut terendah yang dapat diramalkan

    terjadi di bawah pengaruh keadaan meteorologis rata-rata dan kombinasi keadaan astronomi. LAT sering digunakan untuk menentukan elevasi chart datum.

    LLWS : Lowest Low Water Spring; adalah tinggi air terendah dalam setahun selama periode dua mingguan pada saat tunggang pasut terbesar (bulan baru).

    MHWN : Mean High Water Neap; adalah tinggi rata-rata dari dua air tinggi berturut-turut selama periode pasut perbani (neap tide), yaitu jika tunggang (range) pasut paling kecil.

    MHWS : Mean High Water Spring; adalah tinggi rata-rata dari dua air tinggi berturut-turut selama periode pasang purnama (neap tide), yaitu jika tunggang (range) pasut paling tinggi.

    MLWS : Mean Low Water Spring; adalah tinggi rata-rata yang diperoleh dari dua air rendah berturut-turut selama periode pasang purnama.

    MLWN : Mean Low Water Neap; adalah tinggi rata-rata yang diperoleh dari dua air rendah berturut-turut selama periode pasang perbani.

    MSL : Mean Sea Level, adalah muka laut rerata pada suatu periode pengamatan yang panjang, sebaiknya selama 19 tahun.

    NAM : North Aceh flooding Model NGO : Lembaga Swadaya Masyarakat (Non Governmental Organisation) PDALA : Preliminary Damage and Loss Assessment PDDA : Post Disaster Damage Assessment SDC : Sea Defence Consultants SWL : Muka air tetap (Still Water Level) TEWS : Sistem Peringatan Dini Tsunami (Tsunami Early Warning System)

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias viii BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    DEFINISI PARAMETER PANTAI

    PESISIR (coast): Daerah darat di tepi laut yang masih mendapat pengaruh laut seperti pasang surut, angin laut dan perembesan air laut.

    PANTAI (shore): Daerah di tepi perairan yang dipengaruhi oleh air pasang tertinggi dan air surut terendah.

    DAERAH DARATAN (hinterland): Daerah yang terletak di belakang areal pantai yang tidak mendapat pengaruh pasang surut dan perembesan air laut.

    DAERAH LAUTAN (coastal area): Daerah yang terletak di atas dan di bawah permukaan laut dimulai dari wilayah pesisir yang masih mendapat pengaruh pasang surut, termasuk dasar laut dan bagian bumi di bawahnya.

    GARIS PANTAI (shoreline): Garis batas pertemuan antara daratan dan air laut, dimana posisinya tidak tetap dan dapat berpindah sesuai dengan pasang surut air laut dan erosi pantai yang terjadi.

    SEMPADAN PANTAI (back zone area): Kawasan tertentu di sepanjang pantai yang mempunyai manfaat penting untuk mempertahankan kelestarian fungsi pantai; minimal 100 m dari titik pasang tertinggi kea rah daratan.

    LAUT LEPAS PANTAI (offshore): Daerah dari garis gelombang pecah ke arah laut. DAERAH GELOMBANG PECAH (breaker zone): Daerah dimana gelombang yang datang dari laut lepas

    mencapai ketidakstabilan dan pecah.

    CLOSURE DEPTH: Daerah yang tidak terjadi atau dipengaruhi oleh perpindahan sedimen sejajar pantai dan tegak lurus pantai.

    FORESHORE: Daerah yang terbentang dari garis pantai pada saat muka air rendah sampai batas atas gerakan naik gelombang pada saat air pasang tinggi.

    BACKSHORE: Daerah yang dibatasi oleh foreshore dan garis pantai yang terbentuk pada saat terjadi gelombang badai bersamaan dengan muka air tinggi.

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias ix BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    DAFTAR SIMBOL

    B : [m] Lebar crest (tanggul) D : [m] Diameter h : [m] Kedalaman air H : [m] Tinggi gelombang Hs : [m] Tinggi gelombang rencana L : [m] Panjang gelombang L0 : [m] Panjang gelombang di laut dalam P : [%] Permeabilitas struktur R : [m] Run-up gelombang sm : [] Kemiringan gelombang Tp : [s] Periode gelombang V : [m3] Volume W : [kg] Berat z : [m] Tinggi crest (puncak tanggul) : [-] Parameter gelombang pecah (surf similarity parameter) r : [-] Faktor reduksi

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias x BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar 2-1: Posisi yang disarankan untuk struktur proteksi terhadap banjir .......................................... 5 Gambar 3-1: Impact zones pada struktur pantai untuk kondisi yang berbeda. ......................................... 8 Gambar 3-2: Hasil perhitungan gelombang 2D di Singkil ..................................................................10 Gambar 3-3: Visualisasi persamaan 12 ......................................................................................13 Gambar 3-4: Visualisasi persamaan 13 .......................................................................................13 Gambar 3-5: Hasil implikasi rata-rata limpasan gelombang ..............................................................14 Gambar 3-6: Koefisien transmisi gelombang Kt (=Ct) (sumber: [Ref.2]) ................................................15 Gambar 3-7: Erosi pantai karena serangan gelombang badai (single) dengan menggunakan rumus Vellinga

    (sumber: [Ref.4]) ................................................................................................................16 Gambar 3-8: Gambaran erosi struktural pantai.............................................................................17 Gambar 3-9: Gambaran gerusan seawall saat terjadi badai ..............................................................18 Gambar 4-1: Gambaran penanganan pelindung terhadap pantai dan banjir yang memungkinkan .................20 Gambar 4-2: Ilustrasi fungsi struktur garis pantai pada kondisi ekstrim................................................21 Gambar 4-3: Gambaran proses desain struktur tepi pantai...............................................................22 Gambar 4-4: Tipikal desain struktur tepi pantai............................................................................25 Gambar 4-5: Contoh sensitivitas dari tinggi jagaan puncak struktur yang diperlukan vs limpasan gelombang

    yang diperbolehkan .............................................................................................................27 Gambar 4-6: Indikasi hubungan dn50 terhadap ukuran batu yang tersedia (western standard) .....................28 Gambar 4-7: Contoh sensitivitas dari ukuran dan berat batu yang diperlukan untuk sudut slope luar ............29 Gambar 4-8: Prinsip dari geometrically closed filter (sumber: Schiereck, 2001) .....................................31 Gambar 4-9: Ilustrasi Dutch Toe ..............................................................................................33 Gambar 4-10: Ilustrasi Hanging Apron .......................................................................................33 Gambar 4-11: Tahapan desain struktur lepas pantai ......................................................................34 Gambar 4-12: Ilustrasi struktur sistem groin ................................................................................36 Gambar 4-13: Transisi panjang suatu groin field terhadap pantai......................................................37 Gambar 4-14: Ilustrasi fungsi detached breakwaters ......................................................................38 Gambar 4-15: Tipikal desain struktur lepas pantai [Ref.4] ...............................................................39 Gambar 6-1: Ilustrasi dari tinggi profil aktif dan lebar pantai yang bertambah setelah pengisian pasir ..........51 Gambar 6-2: Pengaruh dari penggunaan material pengisian pantai yang lebih halus atau lebih kasar dari

    sedimen yang asli................................................................................................................52 Gambar 6-3: Ilustrasi alternatif penempatan isian pasir di pantai (catatan: pilihan lain juga bisa diterapkan) .53 Gambar 6-4: Distribusi dari peletakan pengisian pantai searah pantai .................................................54 Gambar 6-5: kiri: Pohon mangrove yang bertahan (Bruguiera spp) ditemukan di pantai timur, dedaunan mulai

    tumbuh kembali setelah tsunami. kanan: Rhizophora apiculata yang bertahan di pantai timur. ..................55 Gambar 6-6: Vegetasi di bukit pasir Lhoknga sebelum tsunami (sumber: David Lines) .............................56 Gambar 6-7: Ilustrasi Ipomoea pescaprae ...................................................................................57 Gambar 6-8: Vegetasi rumput pantai.........................................................................................58 Gambar 6-9: Restorasi bukit pasir dengan menanami batang di Madhia, Tunisia .....................................59 Gambar 6-10: Pembangunan bukit pasir dan pantai di Belanda..........................................................60

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias xi BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    DAFTAR TABEL

    Tabel 2-1: Rangkuman berbagai kemungkinan penanganan perlindungan pantai ...................................... 7 Tabel 4-1: Stabilitas kaki struktur (sumber: [Ref.3]) ......................................................................32

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias xii BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants / SDC-R-70042A

    LOKASI REFERENSI ACEH DAN NIAS

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 1 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    1 PENDAHULUAN 1.1 PROYEK SEA DEFENCE ACEH & NIAS

    Setelah dampak besar peristiwa tsunami 2004 di Indonesia yang menyebabkan lebih dari 120.000 meninggal atau menghilang dan lebih dari 500.000 orang kehilangan tempat tinggal, mata pencaharian, sekolah dan sebagainya, pemerintah Indonesia mengeluarkan tiga tahapan yang berbeda: 1) bantuan tanggap darurat, 2) rehabilitasi, 3) rekonstruksi. Selanjutnya pemerintah Indonesia membentuk badan rehabilitasi dan rekonstruksi Aceh dan Nias (BRR) untuk membantu pemerintah lokal di dalam mengkoordinasi dan memfasilitasi kegiatan pemulihan. Dalam rangka mempercepat dan menstrukturkan tahapan kegiatan rehabilitasi dan rekonstruksi, BRR telah merumuskan suatu program utama, yaitu Program Tanggap Gempa dan Tsunami di Aceh dan Nias (the Aceh & Nias Tsunami and Earthquake Response Program - ANTERP). Program ini terdiri dari sejumlah inisiatif. Salah satu dari prakarsa-prakarsa ANTERP adalah Pengamanan Pantai, Proteksi Banjir, Pengungsian dan Sistem Peringatan Dini (selanjutnya disebut sebagai Proyek Sea Defence atau Proyek SD). Tujuan utama dari tugas ini adalah menempatkan strategi yang tepat dalam pengamanan pantai, proteksi banjir, pembangunan tempat pengungsian multi guna dan suatu sistem peringatan dini regional yang dihubungkan dengan sistem peringatan dini nasional serta membuat detail desain dari sistem tersebut.

    1.2 KAJIAN DASAR PANTAI

    Sejak permulaan proyek Sea Defence Maret 2006, beberapa kajian pantai untuk Aceh dan Nias telah dilaksanakan untuk mendapatkan wawasan yang lebih dalam mengenai kondisi pantai yang ada, dampak-dampak tsunami 2004 dan kemungkinan perkembangannya ke depan dan peristiwa banjir akibat tsunami. Kriteria perencanaan untuk strategi penanganan pantai ini disusun berdasarkan kajian-kajian yang dilakukan terhadap beberapa pantai. Pendekatan dan kriteria desain disajikan berupa:

    Laporan Utama: Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Laporan utama telah disusun beserta dengan empat laporan pendukungnya yang berupa penyajian secara mendetail tentang pokok bahasan berikut:

    Volume I : Morfologi dan Sistem Pantai Volume II : Kondisi Hidraulik Volume III : Pemodelan Tsunami dan Penilaian Resiko Volume IV : Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    1.3 KAJIAN DASAR KRITERIA PERENCANAAN BANGUNAN PANTAI

    Laporan ini menyajikan tentang kajian-kajian dasar kriteria perencanaan struktur proteksi pantai (Laporan Pendukung Volume IV). Bahasan utama dalam laporan ini berupa:

    1. Menyajikan strategi penanganan suatu kawasan pantai secara umum; 2. Menyajikan pandangan lebih terhadap konstruksi pengamanan pantai yang memungkinkan untuk

    diimplementasikan beserta manfaatnya; 3. Menyajikan kriteria-kriteria desain konstruksi pelindung pantai untuk tipe pantai yang berbeda-beda; 4. Meningkatkan wawasan yang mendalam dalam teknik ketahanan gempa and ketahanan struktur

    terhadap tsunami. 5. Menyajikan tentang kriteria desain struktur untuk menangani tsunami dengan tipe konstruksi yang

    berbeda.

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 2 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    Pembahasan strategi penanganan pantai secara umum untuk menangani daerah pantai disajikan dalam Bab 2. Strategi dan saran untuk penanganan proteksi pantai dan tsunami juga dijelaskan dalam kriteria desain ini. Di samping juga memberikan berbagai pilihan dalam solusi penanganan pantai berupa penanganan lunak (soft protection) maupun pengananan keras (hard protection). Bab 3 berisikan teori-teori yang diperlukan dalam menangani pantai berupa interaksi antara gelombang dan konstruksi. Interaksi ini sangat penting dalam mendesain konstruksi pelindung pantai. Berikutnya, Bab 4 menjelaskan tentang kriteria perencanaan untuk konstruksi pelindung pantai. Bab 5 berisikan kajian dalam kelayakan teknik struktur terhadap gempa bumi dan ketahanan terhadap gelombang tsunami. Bab 6 berupa alternatif solusi penanganan pantai dengan konstruksi lunak (soft protection) untuk kondisi normal sebagai solusi dalam memproteksi tsunami. Catatan:

    1. Kajian dasar ini memberikan berbagai pertimbangan dan kriteria perencanaan dari suatu kondisi pantai. Sebagai contoh, di sini disarankan strategi dan saran penanganan pantai untuk tipe pantai dan konstruksi yang berbeda dengan memberikan pertimbangan terhadap perubahan morfologi dan titik pandang terhadap ketahanan pantai dalam jangka panjang. Namun, disamping itu juga harus ada pertimbangan lain berupa politik, ekonomi, sosial ekonomi dan faktor-faktor lain yang akan menjadi faktor penentuan solusi penanganan.

    2. Lebih lanjut, kriteria desain ini merujuk kepada kriteria desain yang sudah diakui secara universal dan menggunakan Rock Manual [Ref.2], ditambah dengan referensi dan panduan-panduan terbaru lainnya dan juga berdasarkan pengalaman-pengalaman. Apabila terdapat kekurangan dalam penyajian kriteria desain ini, maka dapat merujuk kepada Rock Manual.

    3. Kajian keefektifan konstruksi proteksi tsunami tidak disajikan dalam laporan ini; permasalahan ini disajikan secara tersendiri dalam Laporan Pemodelan Tsunami dan Perkiraan Resiko (Laporan Pendukung Volume III).

    4. Semua perhitungan dan kajian dalam laporan ini, menggunakan MSL sebagai referensi tinggi muka air. Pengukuran data bathimetri sering direferensikan pada Chart Datum (LAT = lowest astronomical level) atau elevasi muka air paling rendah (LLWL = lowest low water level). Sehingga data bathimetri dan topografi harus dikonversikan ke suatu level refernsi yaitu MSL (muka air rerata).

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 3 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    2 STRATEGI PANTAI ACEH 2.1 STRATEGI UMUM PANTAI ACEH & NIAS

    2.1.1 Pendahuluan

    Data tentang perkembangan pantai setelah tsunami telah tersedia melalui studi pantai yang dilaksanakan oleh proyek SDC. Berdasarkan perkembangan pengetahuan yang kami miliki pada proses morfologi dan rerata penurunan tanah, maka hal berikut ini dapat disimpulkan:

    - Pada masa 3-4 tahun setelah tsunami, perbaikan melintang pantai/pesisir menjadi proses yang dominan dalam perkembangan garis pantai di Aceh dan Nias. Sebagian besar perbaikan sedang dilaksanakan sekarang (status, November 2008). Lanjutan penanganan garis pantai karena proses ini tidak diharapkan terjadi.

    - Proses yang diharapkan menjadi dominan dalam perkembangan garis pantai dimasa yang akan datang adalah: 1) kemunduran garis pantai jangka panjang yang potensial karena terjadinya penurunan tanaha sebesar 10-50 meter untuk Pantai Banda Aceh dan sebesar 20-75 meter untuk Pantai Barat Aceh, dan 2) sedimentasi lokal dan pola erosi yang disebabkan oleh gradien transpor total sepanjang pantai karena perubahan orientasi garis pantai lokal dan/atau struktur yang baru dibangun setelah tsunami. Sebuah penilaian tentang situasi morfologi diperlukan untuk menentukan jenis penanganan di zona pantai.

    Tujuan dari strategi pantai Aceh adalah:

    - Mendukung perkembangan livelihood di zona pantai; - Mengurangi kerentanan terhadap banjir dan erosi pantai; - Menjamin perkembangan kawasan pantai yang berkesinambungan dalam jangka panjang, berdasarkan

    pada efisiensi ekonomi, integritas ekologi dan keseimbangan sosial.

    2.1.2 Pertimbangan Strategi dan Prinsip-Prinsip Pertimbangan strategi Berbagai studi, observasi, konsultasi dengan masyarakat dan pendapat para ahli telah membimbing pada beberapa pertimbangan: 1. Tsunami yang terjadi pada Desember 2004 telah membawa efek besar pada sebagian besar Pantai Aceh.

    kerusakan terjadi adalah erosi pantai, penurunan tanah, kerusakan artifisial dan sistem pelindung pantai yang alami dan penutupan muara sungai. Hal ini mengakibatkan hilangnya lahan tempat tinggal dan bertambahnya masalah banjir setelah tsunami.

    2. Segera setelah tsunami dilakukan observasi sistem morfologi pantai. Berdasrkan penilaian morfologi disimpulkan bahwa proses perbaikan jangka pendek ini sebagian besar telah selesai dilakukan (Status November 2008). Strategi pantai yang ada berdasarkan topografi pantai saat ini dan masalah pantai.

    3. untuk muara sungai, proses perbaikan jangka pendek yang sama telah diobservasi. Setelah tsunami, banyak muara sungai yang tertutup. Setela itu, diobservasi perkembangan menuju situasi seperti sebelum tsunami. Muara sungai mulai terbuka kembali dan ukurannya menjadi bertambah besar (Status: Desember 2008)

    4. Masyarakat telah kembali ke area pantai setelah tssunami karena adanya kebutuhan akan mata pencaharian, alasan pribadi atau budaya. Adanya banjir pasang surut, terjadinya kemunduran tanah dan penutupan muara sungai telah menuntut adanya pekerjaan pantai oleh masyarakat yang tinggal di sekitar pantai. Pekerjaan ini dalam beberapa kasus tidak sesuai dengan struktur yang seharusnya diaplikasikan. beberapa struktur pengaman pantai ini menjadi tidak berfungsi atau rusak hanya dalam beberapa tahun

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 4 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    setelah pembuatannya. Konstruksi tersebut tidak membantu masyarakat untuk mengantisipasi bencana dalam jangka waktu yang panjang. Oleh karenanya pembuatan struktur yang tidak diperlukan perlu untuk dicegah di masa yang akan datang.

    5. Untuk ketahanan pengelolaan pantai di masa yang akan datang diperlukan pemahaman akan permasalahan terlebih dahulu sebelum mengajukan jenis penanganan. Pengelola pantai di Aceh haruslah berkenalan terlebih dahulu dengan kondisi dan perkembangan kondisi pantai setempat. Dengan begitu, mereka akan dapat melakukan penanganan yang tepat sesuai dengan yang dibutuhkan di daerah setempat apabila diperlukan.

    6. Proses dominan yang diperlukan dalam perkembangan pantai beberapa dekae ke depan adalah: 1) Kemunduran garis pantai yang potensial di masa yang akan datang karena adaptasi profil pantai terhadap penurunan tanah sebesar 10-50 meter untuk Pantai Banda Aceh dan sebesar 20-70 meter untuk pantai Barat Aceh, dan 2) Sedimentasi lokal dan pola erosi yang disebabkan oleh gradien transpor total sejajar pantai karena perubahan orientasi garis pantai dan/atau adanya struktur yang baru dibangun setelah tsunami

    Prinsip strategi Mengikuti pertimbangan di atas, maka diusulkan prinsip strategi umum berikut ini: 1. Strategi tersebut haruslah membedakan secara eksplisit tiga jenis permasalahan: a) banjir pantai, b) erosi

    pantai dan c) penutupan muara sungai. Setiap permasalahan tersebut diatas membutuhkan penanganan yang berbeda-beda dan perlu adanya integrasi dalam keseluruhan strateginya. Resiko alam tsunami tidak termasuk dalam prinsip pengelolaan pantai. Strategi yang layak untuk resiko tsunami (seperti sistem peringatan, pengungsian, evakuasi, dll) diatur dan dikelola secara terpisah.

    2. Strategi tersebut haruslah dapat membimbing masyarakat untuk mengetahui perkembangan pantai dan setidaknya harus memberikan regulasi dan legslasi yang minimum. Biaya yang murah, ringan, solusi fleksibel sangat diperlukan disini. Penanganan non-struktural juga dapat dipertimbangkan disini.

    3. Tingkat keamanan belum diatur untuk Pantai Aceh. Filosofi desain berdasrkan pada fungsi pelindung yang berhubungan dengan biaya pengamanan. Selain itu, pertimbangan politik dan sosial juga diperlukan setelah tsunami. Hal ini menuntut kita untuk menggunakan tingkat keamanan 1/25 pertahun untuk desain pekerjaan pantai, yang sama dengan tingkat keamanan yang diadopsi untuk pekerjaan perlindungan banjir sungai.

    4. Untuk menambah pemahaman tentang proses dan perkembangan pantai (lihat juga pertimbangan strategi), rencana monitoring harus dibuat untuk Aceh.

    5. Penambangan pasir di sungai menjadi bertambah selama tahun rekonstruksi setelah tsunami. Kebutuhan akan material struktur telah menambah aktivitas penambangan. Dari sudut pandang pekerjaan pantai, penambangan pasir harus dikurangi dan sebaiknya dihindari karena hal ini akan menjadikan erosi di pantai.

    2.1.3 Banjir pasang 1. Jika tidak ada fungsi yang bernilai tinggi yang terancam oleh banjir pasang, maka pilihan penanganan

    adalah dengan membiarkan banjir pasang tersebut terjadi (tidak melakukan apa-apa). Jika diperlukan, tetapkan garis pelindung pengaman yang baru terhadap banjir pasang yang mengarah ke darat (pengaturan kemunduran). Dimana memungkinkan, zona setback perlu diaplikasikan untuk perkembangan daratan di masa yang akan datang. Zona setback mengindikasikan sebuah zona dari garis pantai dimana tidak ada struktur yang boleh dibangun. Zona setback haruslah berjarak sekitar 100-300 m, bergantung pada permintaan untuk perkembangan garis pantai di masa yang akan datang. Zona setback dapat digunakan untuk rekreasi dan pertumbuhan vegetasi (lihat juga poin 10).

    2. Jika pengaman secara menyeluruh tidak dibenarkan, maka penanganan lokal dapat digunakan untuk mengurangi dampak dari banjir pasang (intervensi terbatas). Rumah dan jalan dapat dipertinggi. Penanganan lunak seperti vegetasi kembali dan pagar pasir disarankan untuk diaplikasikan disini untuk menambah kekuatan pengaman banjir alami (pantai, bukit pasir).

    3. Jika area tempat tinggal sering terkena banjir pasang dan memungkinkan untuk dibuat pengaman, maka aplikasikan tembok (tanggul, tanggul, bukit pasir). Tembok ini haruslah berada jauh didaratan. Penempatan secara langsung di depan pengaman in perlu dipertimbangkan. tembok banjir tidak dapat ditempatkan di garis pantai.

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 5 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    4. Pelindung terhadap banjir pasang haruslah mempunyai desain seperti pada desain banjir di sungai, yaitu 1/25 per tahun tingkat keamanannya.Beberapa tanggul haruslah memiliki dua fungsi, melindungi dari banjir di sungai seperti juga di laut. Dalam kasus tersebut, desain permukaan air tertinggi digunakan untuk desain permukaan sungai dan laut.

    Gambar 2-1: Posisi yang disarankan untuk struktur proteksi terhadap banjir

    2.1.4 Erosi pantai 1. Jika tidak ada fungsi yang bernilai tinggi yang terancam oleh erosi, maka pilihan penanganan adalah

    dengan membiarkan erosi tersebut terjadi (tidak melakukan apa-apa). Jika diperlukan, tetapkan garis pelindung pengaman yang baru terhadap erosi yang mengarah ke darat (pengaturan kemunduran). Dimana memungkinkan, zona setback perlu diaplikasikan untuk perkembangan daratan di masa yang akan datang. Zona setback mengindikasikan sebuah zona dari garis pantai dimana tidak ada struktur yang boleh dibangun. Zona setback haruslah berjarak sekitar 100-300 m, bergantung pada permintaan untuk perkembangan garis pantai di masa yang akan datang. Zona setback dapat digunakan untuk rekreasi dan pertumbuhan vegetasi.

    2. Penanaman vegetasi dianjurkan untuk menambah ketahanan pantai dan bukit pasir terhadap erosi (intervensi terbatas). Lebihjauh lagi, rencana pengamatan untuk perkembangan pantai haruslah dibuat, agar dapat mengantisipasi perubahan aktual pantai dan juga nantinya dapat membuat penanganan tambahan jika diperlukan.

    3. Jika ada fungsi yang bernilai tinggi dan perlu dilindungi, maka dianjurkan untuk mengaplikasikan penanganan yang lunak dan fleksibel seperti nourishment (menjaga garis-lunak).

    4. Jika pengaplikasian nourishment tidak memungkinkan, maka buatlah struktur pelindung pantai yang kuat yang berfungsi untuk menghentikan erosi (menjaga garis-keras). Seawall dan revetment dapat menjadi pelindung dari kerusakan selama terjadi badai. Groin dan offshore breakwater secara lokal dapat mengurangi erosi jangka panjang. Namun, pengaplikasian struktur keras perlu diperhatikan adanya kemungkinan bertambahanya erosi downstream.

    5. Disarankan untuk membangun suatu struktur garis pantai yang kuat yang mengarah ke daratan pada profil pantai aktif yang normal. Permukaan pasir yang berada di depan struktur tidak boleh berada di bawah frekuensi serangan gelombang, hal in bertujuan untuk mencegah terjadinya gerusan yang berkelanjutan. Hal ini juga mengindikasikan ancaman terbesar bagi struktur garis pantai pada pantai yang rentan erosi: ketidakstabilan karena terjadinya pengikisan struktur struktur di depan struktur.

    2.1.5 Penutupan Muara Sungai 1. Umumnya, muara sungai dibiarkan untuk berkembang menuju situasi keseimbangan yang dinamis. Situasi

    keseimbangan ini diharap dapat sama dengan situasi sebelum tsunami. 2. Jika penanganan tambahan diperlukan untuk membuka muara sungai yang bertujuan untuk mencegah

    terjadinya banjir, maka disarankan untuk membuat kanal kecil atau saluran untuk membuka muara sungai pada awal musim hujan. Setelah itu, air sungai dapat mengalir dan membuka secara alami dan lebih luas jalur yang sebelumnya tertutup. Akses permanen untuk boat nelayan tidak dapat dijamin dengan cara ini dan frekuensi pengerukan yang diperlukan sangat sulit untuk diprediksikan.

    Alternatif solusi yang memungkinkan: -tanggul pasang surut beton -tanggul yang menyatu dengan tanah -peninggian jalan pantai.

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 6 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    3. Jika muara sungai terbuka tapi tidak terlalu besar, maka pengerukan tambahan dapat dilakukan untuk memperbesar pembukaan dan memberikan akses untuk boat nelayan yang lebih besar.

    4. Muara sungai di Aceh selalu tertutup dari waktu ke waktu. Dalam hal ini, tidak disarankan untuk mengaplikasikan penanganan keras yang memakan biaya seperti breakwater. Efektivitas dari struktur ini yang bertujuan untuk membuat muara sungai tetap terbuka adalah sangat tidak mungkin. Lebih jauh lagi, breakwater akan menyebabkan bertambahnya erosi pada downstream pantai. Erosi downstream ini akan melahirkan banyak permasalahan baru.

    2.1.6 Pengaman terhadap Tsunami

    1. Penanganan terhadap tsunami selalu memasukkan ke dalamnya sistem peringatan dini, dengan adanya struktur penyelamatan dan pengungsian untuk menyelamatkan nyawa manusia. Penanganan ini diatur dalam program yang terpisah dan tidak dimasukkan dalam studi dasar ini.

    2. Struktur pengaman pantai terhadap tsunami bertujuan untuk melindungi pantai dari gelombang tsunami yang besar dan memakan biaya yang besar pula. Laporan SDC yang diterima adalah kemungkinan pembuatan tsunami barrier di Banda Aceh (berdasarkan CBA), lihat [ref.11].

    2.2 DATABASE PENANGANAN PENGAMAN PANTAI

    Beberapa tipe struktur pelindung pantai yang berbeda telah disebutkan pada bagian sebelumnya. Pada Tabel 2-1 di bawah ini diberikan rangkuman singkat untuk berbagai macam tipe struktur pelindung pantai. Rangkuman lengkap dari struktur penanganan pantai termasuk gambaran dari tujuan dan fungsi juga dimasukkan selengkapnya dapat dilihat dalam Lampiran A laporan ini.

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 7 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    Tabel 2-1: Rangkuman berbagai kemungkinan penanganan perlindungan pantai

    Tipe struktur Manfaat

    Penanganan dengan hard protection

    Sea dike Melindungi area rendah dari banjir Memisahkan garis pantai dari daratan dengan struktur tinggi yang impermeabel

    Seawall Melindungi lahan dan struktur dari banjir dan gelombang pada saat kondisi ekstrim Penguatan bagian dari profil pantai

    Revetment Melindungi garis pantai dari erosi Penguatan bagian dari profil pantai

    Breakwater Menyediakan tempat perlindungan dari serangan ombak dan arus Memantulkan energi gelombang dan/atau refleksi gelombang dari energi gelombang kembali ke laut

    Reef breakwater Melindungi lahan dan struktur terhadap banjir dan gelombang pada kondisi yang ekstrim, mencegah erosi pantai. Mengurangi ketinggian gelombang di pesisir

    Detached breakwater

    Mencegah erosi pantai Mengurangi ketinggian gelombang di bagian struktur yang tidak terlindungi dan Mengurangi transportasi sedimen sejajar pantai.

    Submerged sill mencegah erosi pantai Memperlambat pergerakan pasir lepas pantai

    Groyne Mencegah erosi pantai Mengurangi transportasi sedimen sejajar pantai

    Storm surge barrier Melindungi muara sungai/ terusan/ teluk terhadap banjir dan aksi gelombang. pemisahan dari laut dengan gerbang yang bisa dikunci.

    Penanganan dengan perlindungan lunak

    Mangrove/ greenbelt

    Mengurangi dampak gelombang di daerah daratan pantai

    Nourishments Menghentikan atau mengurangi erosi pantai dan membuat penyangga pasir untuk melindungi dari banjir Material bukit pasir dan pantai artifisial (tiruan), rehabilitasi lahan yang terkena erosi.

    Rehabilitasi pantai dan bukit pasir

    Menambah ketahanan pantai dan bukit pasir terhadap erosi Membuat penyangga alami untuk melindungi terhadap banjir selama keadaan ekstrim

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 8 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    3 INTERAKSI ANTARA GELOMBANG, PANTAI DAN STRUKTUR 3.1 TIPE GELOMBANG PECAH

    Gelombang merupakan kondisi umum untuk berbagai periode fluktuasi tinggi muka air, kecepatan dan tekanan. Gelombang laut diartikan sebagai gerakan naik turun permukaan air laut, dimana angin sebagai pembangkit gelombang masih dalam kondisi aktif (dapat ditentukan dengan perhitungan fetch). Gelombang swell digunakan untuk gelombang yang juga disebabkan oleh angin, tetapi kemungkinan pembangkitan gelombangnya dalam tempo waktu yang lama sebelumnya dan terjadi di laut lepas (ribuan km), gelombang ini menempuh perjalanan dengan energi yang (relative) kecil yang diakibatkan oleh angin dari daerah lain. Pantai barat Aceh dominan oleh gelombang panjang (long-crested swell waves) sedangkan pantai utara dan timur Aceh merupakan perpaduan antara gelombang yang dibangkitkan di laut lepas dan gelombang yang dibangkitkan di lokasi setempat yang dipengaruhi oleh iklim. Pembahasan lebih lanjut deskripsi kondisi hidraulik pantai Aceh dibahas dalam Laporan Pendukung Volume II. Kondisi Hidraulik [Ref.4]. Karakteristik gelombang pecah terhadap profil pantai diidentifikasikan sebagai surf similarity parameter (lihat gambar di bawah):

    Gambar 3-1: Impact zones pada struktur pantai untuk kondisi yang berbeda.

    = parameter gelombang pecah (surf similarity parameter)

    = tan /(H/L0) [Eq. 1]

    dimana: (H/L0)= s= kemiringan gelombang L0= gTp

    2/2 (panjang gelombang di laut dalam) H= tinggi gelombang

    Ambang gelombang pecah: = 2.5-3.0

    >3.0 dominan terjadinya refleksi gelombang

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 9 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    3.2 DESAIN LOKAL STRUKTUR TINGGI GELOMBANG

    Untuk menghitung gelombang run-up dan run-down seperti halnya limpasan gelombang untuk struktur pantai, parameter input yang terpenting adalah tingi gelombang lokal pada struktur. Oleh karena itu, pembahasan tentang tinggi gelombang rencana dijelaskan dalam uraian pertama pada bagian ini.

    Struktur tepi pantai

    Secara umum tinggi gelombang rencana maksimum di laut dangkal diasumsikan dengan persamaan Hs = 0.6*hs

    (hs= kedalaman laut di depan struktur). Namun, kedalaman tempat awal terjadinya gelombang pecah adalah berjarak tertentu dari struktur. Karenanya gelombang maksimum dapat mencapai struktur terutama apabila profil pantai landai di depan struktur. Hedar [Ref.10] mengatakan bahwa proses gelombang pecah dengan jarak tertentu adalah sama dengan setengah dari panjang gelombang di permukaan (untuk lokasi tertentu). Untuk pantai Aceh khususnya, dimana pada umumnya pantai mempunyai slope yang dangkal, asumsi memberikan hasil yang berbeda dan signifikan apabila dibandingkan dengan menggunakan rumus Hs= 0.6*hs. Oleh karenanya dalam menentukan gelombang rencana untuk konstruksi pantai Aceh dan Nias disarankan untuk mempertimbangkan pendekatan berikut, khususnya untuk konstruksi tepi pantai (shoreline structures):

    Memperhitungkan proses gelombang pecah dari tahap pembentukan sampai gelombang benar-benar pecah, dan untuk menentukan tinggi gelombang rencana Hs pada jarak tertentu dari struktur adalah sama dengan setengah dari panjang gelombang permukaan laut dangkal.

    Tinggidan berat gelombang pada air dangkal berubah pada air yang dalam. Petentuan Hs pada jarak setengah panjang gelombang pada air dangkal merupakan hitungan yang iteratif. Berdasrkan pengalaman pada tipe gelombang di Pantai Aceh, maka pendekatan sederhana berikut dapat diaplikasikan:

    - Pantai Barat, gelombang swell panjang: hitung desain tinggi gelombang dengan Hs= 0.6*h pada jarak 70 m dari struktur.

    - Pantai Banda Aceh, tipe gelombang campuran: hitung desain tinggi gelombang dengan Hs= 0.6*h pada jarak 70 m dari struktur.

    - Pantai Timur, gelombang pendek: hitung desain tinggi gelombang dengan Hs= 0.6*h pada jarak 30 m dari struktur.

    Catatan: h adalah kedalaman air pada lokasi yang diindikasikan, perlu diperhitungkan desain muka air maksimum (HAT + 0.2 m relatif dengan kenaikan permukaan laut). Pendekatan yang disampaikan diatas adalah berdasrkanasumsi bahwa desain tinggi gelombnag yang mencapai garis pantai memiliki kedalamaan yang terbatas. Asumsi ini tidak selalu benar dan perlu diperiksa, dan hal in dapat dilakukan dnegan 2 cara yang berbeda:

    - Jika gelombang lepas pantai dapat mencapai garis pantai tanpa adanya pengaruh efek 2D yang signifikan (garis pantai yang lurus), maka pemodelan gelombang SDC pada kedalaman -8 m (lihat

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 10 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    volume pendukung II, [Ref.7]) dapat digunakan langsung. Jika dibandingkan antara tinggi gelombang pada kedalaman -8 m dan gelombang lokal dengan kedalaman terbatas yang dikalkulasi, maka nilai minimum pada keduanya dapat digunakan sebagai desain tinggi gelombang.

    - Jika gelombang lepas pantai dapat mencapai garis pantai memiliki pengaruh efek 2D yang signifikan (teluk, tanjung, dll), maka diperlukan pemodelan 2D tambahan. Jika dibandingkan antara gelombang lokal maksimum yang dapat mencapai garis pantai dan gelombang lokal dengan kedalaman terbatas yang dikalkulasi, maka nilai minimum pada keduanya dapat digunakan sebagai desain tinggi gelombang.

    Pemodelan gelombang 2D diperlukan untuk memasukkan efek seperti refraksi. tidak ada formula yang tersedia untuk menghitung efek 2D ini. Contoh dari pemodelan gelombang 2D untuk Singkil ditunjukkan dalam buku ini. Ketika mengakan metode yang normal, maka desain tinggi gelombang Hs= 2.4m ditentukan untuk lokasi ini. Namun karena posisi tempat tinggal berada di areateluk maka diharapkan agar gelombang ini tidak mencapai lokasi proyek. Model 2D diset untuk menghitung kondisi gelombang desain yang dikoreksi termasuk didalamnya efek 2D. Efek tempat tinggal dari gelombang dan kondisi desain gelombang yang lebih rendah dapt dilihat dengan jelas dari hasil yang didapat di Singkil (lihat Gambar 3-2). Hasil desain tinggi gelombang adalah Hs= 1.6 m.

    Gambar 3-2: Hasil perhitungan gelombang 2D di Singkil

    Beberapa pernyataan final berkenaan dengan kondisi lokal desain gelombang adalah:

    - Selalu tentukan desain tingi gelombang ekstrim untuk desain permukaan air yang ekstrim - Saat menentukan gelombang dengan kedalaman terbatas pada jarak setengah dari tinggi gelombang

    air dangkal dari struktur, jangan gunakan profil melintang yang snagat konservatif. Profil melintang tersebut haruslah representatif untuk sisa potongan pantai yang ada (sebuah rata-rata).

    - Untuk Aceh, jangan gunakan metode panjang untuk menghitung desain tinggi gelombang. Pantai Aceh didominasi oleh gelombang swell, yang tidak dihasilkan secara lokal. Oleh karena itu metode panjang tidak dapat diaplikasikan.

    Struktur Lepas Pantai Desain tinggi gelombang yang langsung berada didepan struktu rlepas pantai dapat ditentukan sebagai berikut:

    Lokasi proyek Area tempat tinggal di pantai (efek 2D)

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 11 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    - Tentukan tinggi gelombang lokal dengan kedalaman terbatas yang berada didepan struktur dengan Hs = 0.6 h (h adalah kedalaman air didepan struktur).

    Bandingkan antara tinggi gelombang pada kedalaman -8 m (database SDC) dan gelombang lokal dengan kedalaman terbatas, maka nilai minimal dari keduanya diadopsi sebagai desain tinggi gelombang.

    3.3 GELOMBANG RUN-UP DAN RUN-DOWN

    3.3.1 Pendahuluan Gerakan gelombang di atas slope struktur atau slope permukaan pantai akan menyebabkan terjadinya osilasi permukaan air laut secara vertikal, dimana secara umum lebih besar dari pada tinggi gelombang. Elevasi ekstrim adalah run-up (Ru) dan run-down (Rd) ditentukan relatif terhadap elevasi muka air tetap. Tingkatan rayapan run-up dapat mengindikasikan resiko banjir di kawasan pantai untuk situasi pantai yang tidak ada struktur pelindung pantai. Tinggi run-up gelombang digunakan sebagai input dalam perhitungan elevasi crest struktur. Tingkatan run-down digunakan untuk menentukan ukuran minimum lapisan armour struktur dan menentukan elevasi maksimum untuk kaki struktur (toe protection), dimana toe protection tidak boleh ditempatkan pada daerah run-down. Biasanya run-up > run-down.

    3.3.2 Gelombang run-up pantai Berdasarkan rumusan data di laboratorium, Mase [Ref.3] mengemukakan rumus prediksi untuk gelombang run-up irregular pada profil datar dan kondisi pantai yang impermeabel sebagai berikut:

    Rumax/ H0 = r * 2.32 0 0.77 [Eq. 2]

    Ru2%/ H0 = r * 1.86 0 0.71 [Eq. 3]

    Ru1/3/ H0 = r * 1.38 0 0.70 [Eq. 4]

    Ru avg/ H0 = r * 0.88 0 0.69 [Eq. 5]

    ([Ref.9] Part II-4-4)

    Dapat dikatakan bahwa hasil pengukuran tinggi gelombang run-up di lapangan adalah sedianya lebih rendah dari hasil prediksi yang menggunakan rumus. Hasil dari perhitungan rumus merupakan data maksimum, rumus Ru2% misalnya memberikan hasil dua kali lipat dari data hasil pengukuran Holman [Ref.3]. Oeh karena itu, sebagai pendekatan digunakan faktor pengurang (reduction faktor) r = 0.7.0 dihitung dengan tinggi gelombang signifikan laut dalam H0 dan panjang gelombang L0. Kenaikan muka air karena gelombang (wave set-up) dihitung dalam persamaan tersebut.

    3.3.3 Gelombang run-up pada struktur Persamaan dasar untuk gelombang run-up relatif 2% pada permukaan yang impermeabel berdasarkan kemiringan suatu struktur adalah:

    Ru2%/Hs = 1.6 p untuk p < 2 [Eq. 6]

    Ru2%/Hs = 3.2 untuk p > 2 [Eq. 7]

    (untuk pembahasan lebih lanjut dapat dilihat pada [Ref.2] paragraf 5.1.2.1)

    Besar p dihitung dengan menggunakan tinggi gelombang lokal signifikan Hs dan panjang gelombang L0. Faktor lain seperti kekasaran permukaan, sudut datang gelombang, pemasangan berm struktur dan permeabilitas

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 12 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    dapat mengurangi run-up gelombang. Hal ini dapat dijadikan sebagai faktor pengurang (reduction factor) terhadap serangan gelombang:

    - Kekasaran: grass slope r= 0.95, rubble slope r= 0.5-0.6, blok beton berprofil r= 0.7-0.9. - Nilai sudut datang gelombang: untuk gelombang panjang b= cos dengan nilai minimum adalah 0.7,

    untuk gelombang pendek b= 1- 0.0022 dengan nilai minimum adalah 0.8. Besaran dalam derajat dan berbanding tegak lurus ( =0).

    (lebih lanjut dapat dilihat pada Tabel 5.2 dalam Rock Manual untuk pemahaman tentang faktor koreksi untuk berbagai tipe permukaan struktur, dimana dapat digunakan untuk nilai p < 3 a 4). Untuk permukaan batu dapat menggunakan rumus khusus yang didapat dari hasil percobaan yang menggunakan permukaan batu kasar dimana juga memasukkan dampak dari permeabilitas struktur, yaitu:

    Ru2%/Hs = 0.96 p for p < 1.5 [Eq. 8]

    Ru2%/Hs = 1.1 p 0.46 for p > 1.5 [Eq. 9]

    Dimana run-up untuk permeabilitas struktur (P> 0.4) dibatasi dengan nilai maksimum seperti berikut:

    Ru2%/Hs = 1.97 [Eq. 10]

    ([Ref.2], paragraf 5.1.2.1, diartikan untuk Ru2% to p seperti yang diindikasikan dalam dike dan revetment, [Ref.12], paragraf 4.3)

    3.3.4 Gelombang run-down Run-down gelombang dapat diartikan sama dengan penggambaran terhadap run-up gelombang. Pada permukaan batu kasar termasuk juga efek permeabilitas struktur menggunakan rumus sebagai berikut:

    Rd2%/Hs = 2.1(tan )- 1.2P0.15 + 1.5exp(-60sm) [Eq. 11]

    ([Ref.3] paragraf 5.1.2.1, lihat bagian ini untuk penjelasan lebih jelas)

    3.4 LIMPASAN GELOMBANG (OVERTOPPING)

    Limpasan gelombang terjadi apabila run-up gelombang lebih tinggi dari puncak struktur. Limpasan gelombang biasanya diukur dalam satuan l/s/m1. Sebagai pertimbangan dalam perhitungan, limpasan dapat saja terjadi lebih pada pada saat kondisi ekstrim. Gambar 3-5 sebuah indikasi implikasi dari rerata limpasan gelombang rata-rata yang berbeda ditunjukkan. Limpasan gelombang dapat dikalkulasi dangan formula berikut [Ref.3]:

    =

    wfbm

    kb

    m Hh

    gHq

    0000313,4exp

    tan067,0

    [Eq. 12]

    Dengan maksimum:

    =

    fmk

    m Hh

    gHq 13,2exp2,0

    003

    [Eq. 13]

    Dengan: q= rata-rata pemberhentian limpasan [m3/m per s] g= koefisien gravitasi = 9,81 [m2/s] Hm0= desain lokal tinggi gelombang Hs [m] 0=indeks breaker = tan /s0 [-]

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 13 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    s0= kecuraman gelombang = 2Hm0/(gT2m-1,0) [-] Tm-1,0= periode gelombang spektral lokal = Tp/1.1 [s] Tp= period gelombang puncak [s] tan= kemiringan revetment [-] hk= tinggi jagaan diatas permukaan air [m] = fakto rkoreksi untuk tanggul (b), kekasaran (f), sudut serangan gelombang (), dinding vertikal pada kemiringan (w) [-]

    Gambar 3-3: Visualisasi persamaan 12

    Gambar 3-4: Visualisasi persamaan 13

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 14 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    Gambar 3-5: Hasil implikasi rata-rata limpasan gelombang

    Tinggi limpasan gelombang dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut [Ref.2]:

    Qb = 0.06 * EXP (-5.2*Rb) untuk gelombang pecah [Eq. 14]

    Qb = 0.20 * EXP (-2.6*Rb) untuk gelombang tidak pecah [Eq. 15]

    dimana: Rb= Run-up [m] Qb= Debit limpasan [m

    3/s m-1]

    3.5 TRANSMISI GELOMBANG

    Jika suatu konstruksi pantai relatif rendah atau merupakan konstruksi yang sangat terbuka, maka energi gelombang dapat ditransmisikan (dipindahkan) atau melalui struktur. Hal ini merupakan permasalahan utama yang terjadi pada struktur lepas pantai (offshore breakwaters).

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 15 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    Transmisi gelombang dan tinggi gelombang yang terjadi di belakang struktur dijabarkan sebagai suatu faktor transmisi Ct =Ht/Hi. Van der Meer telah menganalisa kembali data dari beberapa percobaan model hidraulik dan menghasilkan rumus-rumus berikut yang digunakan dalam perhitungan faktor Ct (lihat juga Gambar 3-6):

    -2.00 < Rc / Hs < -1.13 Ct = 0.80

    -1.13 < Rc / Hs < +1.20 Ct = 0.46 0.3 Rc / Hs

    +1.20 < Rc / Hs < +2.00 Ct = 0.10

    dengan: Rc = tinggi jagaan puncak struktur crest (bernilai negative untuk submerged breakwater).

    Penjelasan lanjut lihat ([Ref.3], paragraph 5.1.2.3)

    Gambar 3-6: Koefisien transmisi gelombang Kt (=Ct) (sumber: [Ref.2])

    Transmisi gelombang sangat tergantung pada elevasi muka air (variasi pasang surut). Oleh karena itu, dalam menghitung transmisi gelombang maksimum menggunakan elevasi muka air design kondisi ekstrim. Kadang-kadang reduksi gelombang hanya diperlukan pada saat kondisi biasa (sering terjadi) dan bukan pada kondisi ekstrim. Tujuan pembangunan konstruksi harus sangat dipertimbangkan sebelum dilakukan perhitungan transmisi gelombang.

    3.6 REFLEKSI GELOMBANG

    Refleksi gelombang merupakan hal utama yang harus diperhatikan dalam merencanakan suatu pelabuhan atau tambatan kapal, dimana refleksi gelombang dapat menyebabkan turbulensi ekstra dan menimbulkan gangguan terhadap permukaan air di depan struktur. Hal ini juga mengakibatkan peningkatan littoral current dan gerakan sedimen lokal di depan struktur di daerah aktif gelombang. Rumus yang digunakan dalam perhitungan koefisien refleksi gelombang adalah (Cr= Hr/Hi): Untuk permukaan struktur yang halus dan impermeable (tanggul, pasir, tanah, batu pecah):

    Cr = 0.1 2 [Eq. 16]

    (nilai maksimum refleksi total jika > 3 adalah 1)

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 16 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    Untuk permukaan struktur kasar (batu, lapisan armour yang beragam):

    Cr = 0.14 0.73 [Eq. 17]

    (nilai maksimum refleksi total jika > 15 adalah 1, dimana diluar batas terjadinya gelombang normal)

    Penjelasan lebih lanjut dapat dilihat pada ([Ref.2] paragraf 5.1.2.4.

    3.7 EROSI DAN GERUSAN (SCOURING)

    3.7.1 Erosi Pantai dan bukit pasir Suatu indikasi erosi pantai dan bukit pasir yang disebabkan oleh badai (erosi yang terjadi pada suatu waktu akan ditutupi kembali atau recovery pada kondisi normal) dan dikarenakan oleh erosi struktural menjadikan suatu indikasi dalam langkah penentuan struktur proteksi yang akan diimplementasikan.

    Erosi saat badai

    Profil keseimbangan untuk satu monokromatik gelombang dapat ditentukan dengan rumus Vellinga [Ref.4]. Perkembangan sesaat tidak diperhitungkan dalam rumus ini. Untuk situasi praktis Vellinga mengemukakan (lihat Gambar 3-7):

    Kedalaman erosi berada di bawah garis pantai asli (original shoreline), elevasi design adalah sama dengan tinggi gelombang lokal Hs, dimana bentuk profil baru dapat dihitung dengan rumus:

    z= px0.78 [Eq. 18]

    Panjang intrusi gelombang dalam profil dari elevasi rencana garis pantai dihitung dengan: Le= p

    -1.28Hs1.28 [Eq. 19]

    Le adalah panjang pengaruh erosi pantai dimulai dari garis pantai sampai dengan elevasi muka air rencana. Struktur apapun dan dengan tujuan apapun jika dibangun di daerah pengaruh ini (untuk tinggi gelombang rencana setempat) adalah terancam kegagalan karena erosi musiman. Di atas elevasi muka air tetap diasumsikan sama dengan kondisi calm (normal). Hubungan-hubungan yang diberikan hanya dapat dijadikan sebagai indikasi awal. Informasi yang mendetail mengenai profil pantai pada kondisi badai dapat diperoleh dengan melakukan pemodelan terhadap perkembangan pantai arah tegak lurus (cross-shore morphologi).

    Gambar 3-7: Erosi pantai karena serangan gelombang badai (single) dengan menggunakan rumus Vellinga (sumber: [Ref.4])

    Erosi struktural

    Erosi struktural biasanya disebabkan oleh gerakan sedimen sejajar pantai. Erosi struktural yang terjadi pada titik-titik pantai tertentu terjadi apabila sedimen yang keluar lebih besar dari sedimen yang masuk. Dengan kata lain pergerakan sedimen sejajar pantai mengalami peningkatan, hal ini diilustrasikan dengan Gambar 3-1.

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 17 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    Gambar 3-8: Gambaran erosi struktural pantai

    Perubahan jumlah pergerakan sedimen sejajar pantai disebabkan oleh berbagai faktor, antara lain:

    Perubahan arah garis pantai; Tertahannya gerakan sedimen sepanjang pantai karena adanya struktur seperti groynes, struktur

    pemecah gelombang di pelabuhan, dll.; Perubahan dalam suplai sedimen.

    3.7.2 Gerusan di depan struktur Gerusan yang terjadi di depan struktur pantai merupakan hal yang penting yang harus diperhatikan dalam desain struktur. Lubang-lubang gerusan yang terbentuk dapat menyebabkan pergeseran/gerakan struktur dan kemudian menyebabkan kegagalan pada struktur. Selanjutnya, terjadinya penambahan kedalaman yang diakibatkan dari gerusan. Ada dua tipe gerusan yang perlu diketahui, yaitu:

    1. gerusan karena badai, dalam jangka waktu singkat (hitungan hari). 2. gerusan karena kondisi normal, terjadi dalam jangka waktu lama (skala musiman sampai tahunan).

    Efek gerusan yang ditimbulkan oleh gelombang acak (random) adalah lebih ringan dari pada gelombang biasa (regular). Serangan gelombang regular terhadap permukaan pasir di depan konstruksi pelindung kaki harus diatasi sedapat mungkin. Meskipun bersifat sementara, ketika kondisi ekstrim permasalahan keamanan dan kegagalan struktur harus diperhatikan. Harus diketahui bahwa hal tesebut di atas merupakan proses utama penyebab gerusan di pantai, juga terhadap struktur pantai, dan hal itu merupakan kondisi alamiah gerakan sedimen pantai; gerusan lokal di depan seawall sebagian besar disebabkan oleh ketidakseimbangan pada gerakan sedimen pantai secara alamiah. Penempatan struktur makin ke arah laut, akan terjadi ketidak seimbangan gerakan sedimen yang lebih besar di depan dari struktur. Gambar 3-9 adalah suatu contoh dari peristiwa gerusan yang terjadi di depan struktur akibat dari serangan gelombang badai.

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 18 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    Gambar 3-9: Gambaran gerusan seawall saat terjadi badai

    Dua tipe gerusan dan interaksinya dengan struktur dijelaskan lebih lanjut berikut ini:

    Gerusan akibat gelombang badai

    Dalam Shore Protection Manual [Ref.2] mengemukakan bahwa pada kondisi badai, kedalaman gerusan maksimum adalah sama dengan tinggi maksimum gelombang tidak pecah di depan kaki struktur. Ketentuan ini hanya berlaku untuk struktur vertikal. Kedalaman gerusan adalah relatif terhadap pantulan gelombang di permukaan struktur, permukaan struktur yang kasar dan tidak kedap air (konstruksi dari batu gunung) dan slope struktur yang lebih datar dari 1:3 dapat mengurangi kedalaman gerusan yang akan terjadi (adanya serapan energi oleh material struktur yang kemudian direfleksikan).

    Apabila terjadi gerusan yang signifikan yang diprediksikan karena penempatan lokasi struktur, kedalaman gerusan maksimum yang terjadi adalah sama dengan tinggi gelombang yang tidak pecah di depan struktur. (= dimana Hs dijelaskan pada subbab 3.2)

    Khususnya untuk konstruksi material batu gunung dan kemiringan struktur yang agak datar adalah merupakan suatu asumsi yang konservatif. Kedalaman maksimum gerusan yang terjadi selama kondisi badai harus diperhitungkan dalam mendesain proteksi kaki struktur (lihat subbab 4.2.4). untuk lebih optimal dalam mendesain proteksi kaki struktur, memerlukan suatu pemodelan morfologi pantai terhadap perkembangan gerusan yang terjadi akibat badai di lokasi setempat.

    Gerusan terjadi secara struktural

    Prinsip yang sama untuk erosi struktural yang disebabkan oleh masalah gerakan sedimen sejajar pantai dapat dilihat pada Gambar 3-9. Perbedaan utama dengan kondisi saat badai adalah gerusan yang terjadi secara struktural tidak akan pernah terisi kembali (recover). Oleh karenanya akan terus terjadi peningkatan gerusan

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 19 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    dan di beberapa titik dapat menyebabkan terjadinya kikisan di bawah struktur. Erosi seperti ini lebih beresiko terhadap kestabilan struktur.

    Secara umum tidak direkomendasikan untuk merencanakan struktur tepi pantai di daerah tererosi, dikarenakan erosi akan terus berlangsung di depan struktur. Apabila pantai tetap akan dikonstruksikan disarankan untuk menambah penanganan dengan cara/struktur yang dapat menghentikan atau mengurangi erosi struktural seperti nourishment, groin, dan lain-lain. Jika tidak memperhatikan hal ini akan mempersingkat umur suatu struktur.

    Mendesain umur struktur untuk masa yang lama (mis: 20-50 tahun) di daerah pantai rawan erosi akan lebih menitikberatkan desain dalam perencanaan proteksi kaki yang kuat (kedalaman dan material) dan besar beban dari serangan gelombang. Mendesain suatu proteksi kaki struktur di daerah erosi pantai harus selalu didukung dengan analisa morfologi yang seksama oleh para ahli terhadap gerusan yang terjadi di depan struktur. Untuk struktur tepi pantai di daerah erosi tinggi, kaki struktur harus diperpanjang sampai dengan kedalaman closure depth (deerah tidak terjadi transportasi sedimen). Pada saat terbentuknya gerusan dan akan terus mengalami pelebaran wilayah gerusan. Berdasarkan hasil pemodelan transportasi sedimen untuk pantai Aceh berikut ini diberikan estimasi daerah closure depth, yaitu:

    Pantai utara dan timur Aceh: MSL 3 sampai MSL 4 m; Pantai barat Aceh: MSL 4 sampai MSL 5 m.

    Untuk konstruksi pelindung erosi pantai yang sudah dibangun di daerah erosi dimana tidak disertai dengan proteksi kaki atau tidak sesuai dengan pedoman di atas, maka disarankan untuk melakukan pengamatan (monitoring) perkembangan erosi di depan struktur untuk mencegah terjadinya kegagalan struktur sewaktu-waktu.

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 20 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    4 DESAIN STRUKTUR PENGAMAN PANTAI 4.1 PENDAHULUAN PENANGANAN YANG MEMUNGKINKAN DAN TUJUAN UTAMANYA

    Dibawah ini, penanganan proteksi terhadap pantai dan banjir ditunjukkan untuk kondisi pantai yang normal (tanpa badai). Penanganan pantai tersebut memiliki tujuan yang berbeda-beda seperti yang diindikasikan pada GambarError! Not a valid bookmark self-reference.. Untuk keperluan desain, diberikan 3 jenis penanganan yang berbeda: struktur gari spantai, struktur lepas pantai (off shore) dan penanganan lunak. Pada Bab ini didiskusikan tentang proses desain pedoman dan kriteria desain struktur garis pantai dan lepas apantai (offshore) yang dihasilkan dari beberapa desain yang berbeda. Untuk penanganan lunak, berbbagai pertimbangan dan tipe desain yang berbeda diaplikasikan. Penanganan lunak dideskripsikan pada Bab yang terpisah (lihat Bab 6), dimana aturan penanganan lunak pada pelindung pantai yang normal seperti pelindung terhadap tsunami dideskripsikan untuk Pantai Aceh.

    Gambar 4-1: Gambaran penanganan pelindung terhadap pantai dan banjir yang memungkinkan

    Struktur tepi pantai (shoreline structure)

    Struktur tepi pantai seperti seawall, revetment dan tanggul banjir merupakan struktur yang sesuai untuk melindungi perumahan dan fasilitas yang lain dari erosi musiman dan serangan gelombang atau banjir pada peristiwa-peristiwa ekstrim. Jika tidak terjadi struktural erosi, pantai yang tererosi akan kembali pada saat gelombang normal. Erosi musiman dan tipe struktur untuk struktur tepi pantai dalam menghadapi erosi dapat dilihat pada Gambar 4-2. Struktur tepi pantai seperti sea wall, refetment, dan tanggul banjir tidak menghentikan struktural erosi. Struktur ini dapat menahan erosi sementara waktu dan untuk kepentingan jangka pendek saja. Meskipun demikian, erosi struktural akan terus berlanjut di depan dari kontruksi karena jumlah dari transport sedimen di daerah breaker zone tidak berubah. Pada akhirnya akan terjadi gerusan (scouring) di depan konstruksi dan

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 21 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    langsung teridentifikasi kemunduran garis pantai di daerah erosi: ketidak-stabilan karena adanya gerusan di depan konstruksi. Dalam jangka waktu yang panjang konstruksi akan tergerus, tidak stabil dan rusak. Jika hal in terjadi, maka erosi garis pantai tanpa adanya struktur akan berpindah sekaligus. Untuk menghindari hal in terjadi, maka disrnakan untuk mengaplikasikan kaki struktur yang berat dan dalam.

    Gambar 4-2: Ilustrasi fungsi struktur garis pantai pada kondisi ekstrim

    Struktur lepas pantai (offshore structure)

    Struktur lepas pantai seperti groin dan pemecah gelombang (detached breakwaters) dapat mengubah proses pergerakan sedimen di daerah terjadinya gelombang pecah (breaker zone). Hal ini menyebabkan penurunan tingkat erosi atau bahkan menghentikan erosi di pantai. Yang perlu diperhatikan adalah terjadinya peningkatan erosi di daerah down drift dari sistem struktur ini. Struktur groin yang tegak lurus dengan pantai secara fisik dapat menghentikan pergerakan sedimen sejajar pantai, menimbulkan sedimentasi di bagian up drift dan erosi di bagian down drift dan membentuk garis pantai yang bergerigi dalam suatu sistem groin. Groin tidak menghambat transportasi sedimen tegak lurus pantai (cross-shore sediment transport), karenanya erosi pantai musiman dan banjir limpasan akibat gelombang badai tidak dapat diredam. Struktur pemecah gelombang yang paralel dengan garis pantai dapat mengurangi gerakan gelombang di area belakangnya. Hal ini dapat menyebabkan berkurangnnya transportasi sedimen dan terjadinya pengendapan sedimen di area belakang struktur. Merujuk pada layout rencana struktur, jarak dari tepi pantai, panjang dari pemecah ombak dan jarak antara keduanya menentukan fungsionalitas dan ikut menentukan apakah sebuah tombolo akan terbentuk.

  • Kajian Dasar Pantai Aceh & Nias Volume IV - Kriteria Perencanaan Bangunan Pantai

    Proyek Perlindungan Pantai, pengendalian Banjir, Bangunan Penyelamatan dan Peringatan Dini Tsunami Aceh Nias 22 BRR Concept Note / INFRA 300GI Sea Defence Consultants

    4.2 STRUKTUR TEPI PANTAI

    4.2.1 Proses desain Proses perencanaan desain struktur tepi pantai diperlihatkan pada Gambar 4-3. Pedoman dan kriteria perencanaan struktur dan langkah-langkah perencanaan di