PENGARUH DURASI SERANGAN GELOMBANG TERHADAP TINGKAT KERUSAKAN LAPIS LINDUNG PEMECAH GELOMBANG. Ida Bagus Agung

Transkripsi

1 PENGARU DURASI SERANGAN GELOMBANG TERADAP TINGKAT KERUSAKAN LAPIS LINDUNG PEMECA GELOMBANG Ida Bagu Agung Fakulta Teknik, Univerita Sarjanawiyata Tamaniwa yahoo.com ABSTRACT thi reearch tetrapod have been utilized for breakwater cover layer or armour layer. The effect of wave duration on the armor layer tetrapod tability wa tudied. The model were run in the irregular wave flume, where Bretchneider pectrum may be generated attacking the breakwater. The wave were et to break before reaching the breakwater. The tet wa conducted until the damage level of armour layer reached more than 5 %. The reult of the reearch howed that wave duration and the high of the wave attack affect the tability of armour layer, epecially when the wave wa Rayleigh ditributed. The effect of wave duration reduced a more and more wave broken before reaching the tructure of the breakwater. Keyword: The breakwater, tetrapod, the wave height, the water depth, the duration of the wave. PENDAULUAN Pemecah gelombang ii miring pada gari bearnya teruun dari tiga lapian. Lapian pertama dinamakan lapi lindung (armour layer). Lapian kedua lebih didalam dinamakan lapi penyaring (filter). Lapi terdalam dinamakan lapi inti. Ruaknya alah atu lapian penyuun truktur pemecah gelombang akan menyebabkan ruaknya keeluruhan bangunan pemecah gelombang. Durai erangan gelombang, bentuk pectrum gelombang, tinggi dan periode gelombang berat material lapi lindung, bentuk dan kekaaran material, perletakan material lapi lindung, kemiringan ii bangunan, poroita material. berat material lapi lindung, bentuk dan kekaaran material, perletakan material lapi lindung, kemiringan ii bangunan dan poroita material adalah parameter yang terkait ecara langung dengan tingkat keruakan lapi lindung. Rumuan Maalah Berdaarkan uraian pada latar belakang maalah maka dirumukan maalah penelitian ebagai berikut: Seberapa bear pengaruh durai erangan gelombang terhadap tingkat keruakan lapi lindung pemecah gelombang ii miring? KAJIAN PUSTAKA A. Pemecah Sii Miring Gambar.1. Struktur Pemecah Flekibel Lapi lindung berfungi ebagai pelindung truktur pemecah gelombang 18 Jurnal Science Tech Vol. 1, No. 1, Agutu 015

2 dari erangan gelombang Karena itu material lapi lindung teruun dari batu lindung yang paling bear dan berat ehingga tetap tabil terhadap erangan gelombang. Lapian penyaring merupakan bagian yang penting dan tidak boleh diabaikan dalam perancangan pemecah gelombang. Keluarnya atau tercucinya lapi inti ecara berlebihan karena kurang berfunginya lapian penyaring dan lapi pelindung akan berakibat penurunan (ettlement) pada truktur dan meruak truktur. B. Keruakan Lapi Lindung Pemecah gelombang dapat mengalami berbagai keruakan tergantung pada uunan dan konfigurai trukturnya, kondii gelombang yang menyerang dan tinggi muka air laut relatif elama terjadi erangan gelombang. Satu jeni keruakan yang diidentifikai Jenen adalah jeni keruakan pada lapi lindung. Terjadinya keruakan pada lapi lindung karena berpindahnya material lapi lindung dari kedudukannya emula akibat erangan gelombang. Material lapi lindung ampai berpindah karena bekerjanya gaya gelombang yang berlebihan terutama elama terjadi run-.down dan run-up gelombang (Jenen, 1984). Sementara Bruun (1985), menyatakan bahwa penyebab keruakan pada pemecah gelombang karena longornya lapi lindung. Keruakan lapi lindung dapat pula diebabkan oleh karena tererang gelombang pecah (plunging wave), gelombang berantai (wave train) yang terkonentrai, durai gelombang yang cukup panjang, eroi pada bagian kaki pemecah gelombang, erta ketidak euaian material yang digunakan. C. Material Lapi Lindung. Ada beberapa parameter yang berkaitan dengan material lapi lindung yang perlu mendapat perhatian yaitu: rapat maa material lapi lindung ( ), koefiien lapian (K ), koefiien poroita (n) dan koefiien tabilita (K d ). Koefiien Lapian (K ), menunjukkan tingkat bahan lapi lindung untuk bergabung berama dalam uatu lapian. Koefiien ini penting untuk menentukan ukuran ketebalan lapian. Koefiien Poroita (n) penting untuk menentukan jumlah batu ( armour unit ) lapi lindung. Koefiien Stabilita (K d ) merupakan pencerminan dari berbagai ifat. Sifat-ifat terebut diantaranya adalah bentuk dan kekaaran material, tingkat aling kunci dan cara penyuunan lapi lindung. LANDASAN TEORI DAN IPOTESIS A. Formula Stabilita Lapi Lindung Irribaren pada tahun 198 mengajukan rumu angka tabilita lapi lindung ebagai berikut : K W 1 w co in... (1) dengan: = koefiien geekan dan K = angka tabilita material lapi lindung. Dengan memodifikai rumu Irribaren kemudian udon pada tahun 195 mengajukan rumu ebagai berikut: K d W cot... () Dengan memperhatikan gaya gelombang yang bekerja pada truktur pemecah gelombang dan formula yang dikemukakan udon, beberapa peubah yang perlu mendapat perhatian adalah: Pengaruh Durai Serangan terhadap Tingkat Keruakan Lapi Lindung Pemecah 19

3 a. Berat (W) dan rapat maa ( ) material lapi lindung, b. Gaya geek dan aling kunci yang dipengaruhi oleh bentuk dan tata letak material, c. Rapat maa air ( w ), d. Sudut lereng bangunan pemecah gelombang ( ), e. Tinggi gelombang ignifikan ( ) yang dipengaruhi oleh pektrum dan durai. Triatmadja (1997), menyatakan bahwa pemecah gelombang jauh lebih tabil terhadap erangan gelombang yang udah pecah karena gelombang yang udah pecah energinya berkurang. Ia menguulkan penambahan ebuah variabel kedalam formula udon ehingga berlaku pada kondii gelombang yang udah pecah. Variabel terebut adalah kedalaman air dimuka kaki pemecah gelombang aat air tenang (SWL) dengan notai d. Formula Triatmadja dirumukan ebagai berikut: d d W K d cot...() Pada peramaan (6) d adalah tinggi gelombang ebelum pecah. dengan: = udut lereng bangunan, K d = koefiien tabilita = rapat maa relatif unit lapi lindung = ( /( w 1)) W = berat material lapi lindung, = berat jeni unit lapi lindung. B. Statitika yang terjadi di laut adalah gelombang acak dengan tinggi dan periode yang bervariai, ehingga perlu rumuan untuk mempreentaikannya dengan jela. Pengukuran gelombang di uatu tempat dalam waktu yang cukup panjang akan memberikan data gelombang acak yang cukup banyak yang keberadaannya tidak teratur. Sehubungan dengan bearnya jumlah data gelombang maka gelombang di alam dianalia ecara tatitik. Pendekatan tatitik dan empirik merupakan atu-atunya kemungkinan untuk memprediki kejadian gelombang angin ini. Apabila data tinggi gelombang dari pencatatan gelombang diplot terhadap probabilita kejadiannya, maka probabilita kejadian P() akan mengikuti ditribui Rayleigh. Probability ditribution function dari ditribui Rayleigh ditunjukkan pada peramaan (10) P ( ) rm ( ) e rm... (4) Jumlah gelombang keeluruhan (N), didekati dengan peramaan: N D...(5) dengan:(d) adalah durai gelombang badai, (T) adalah periode gelombang rerata. Berdaarkan ditribui Rayleigh, diperoleh hubungan antara dengan rm ebagai berikut (Triatmodjo, 1999): rm N rm rm... (6...(7) dengan: = Tinggi gelombang rerata dari % tinggi gelombang tercatat rm = akar dari rerata kuadrat tinggi gelombang. Tinggi gelombang yang terjadi apabila gelombang tidak pecah ditentukan oleh jumlah gelombang yang tercatat (N). 0 Pengaruh Durai Serangan terhadap Tingkat Keruakan Lapi Lindung Pemecah

4 Apabila gelombang mengikuti ditribui Rayleigh, maka kemungkinan tinggi gelombang yang lebih bear dari tinggi gelombang makimal akan mengikuti peramaan (14). Longuet-iggin menunjukkan bahwa tinggi gelombang makimum pada uatu badai gelombang angin akan mengikuti peramaan (9). 1 rm P e mak.. mak N (8). mak mak rm 0.71 ln N ln N..(9) Dengan mengacu pada peramaan N=D/T diketahui tinggi gelombang makimum tergantung pada durai badai (D) yang menyerang karena N tergantung pada D. al ini berarti emakin bear durai badai gelombang akan emakin banyak jumlah gelombang yang menyerang. Bila jumlah gelombang yang menyerang emakin banyak maka keruakan yang terjadi akan emakin bear karena tinggi gelombang makimum yang hampir pecah yang meruakkan emakin banyak (Van Der Meer, 1987 dan Jenen, 1984). Tinggi gelombang dan periode gelombang ignifikan pada atu populai erangan gelombang telah digunakan ebagai acuan dalam memprediki tabilita lapi lindung truktur pemecah gelombang. CERC (1984), memberikan peramaan untuk menghitung tinggi gelombang ignifikan ebagai berikut: 4....(10) N * dengan: = tandar deviai, = tinggi gelombang ignifikan = tinggi muka air diukur dari SWL N* = Jumlah data tinggi muka air. Pendekatan yang ama akan digunakan untuk menghitung tinggi gelombang Signifikan dari hail perhitungan komputer dengan menggunakan paket program Wave Syntheizer yang menghitung tandar deviai dari gelombang yang dibangkitkan.kalau diperhatikan formula yang dikemukakan udon dan Triatmadja, tampak tinggi gelombang angat berpengaruh terhadap tabilita lapi lindung. C. Pecah Menurut analia Miche (1944), gelombang akan pecah apabila memenuhi kriteria ebagai berikut : L b b 1 mak tanh 7 d Lb b (11) Pada air dalam peramaan terebut akan menjadi: L 0 0 mak (1 ) Menurut SPM(Shore Protection Manual ) kriteria gelombang pecah dirumukan ebagai berikut: d b b (1 ) Prediki tinggi gelombang rencana haru memperhatikan tentang gelombang pecah terebut. Sebelum pecah gelombang berifat acak (tidak teratur) dan terditribui Rayleigh. Setelah pecah gelombang tidak lagi terditribui Rayleigh. D. ipotei Dari hail kajian putaka dan uraian landaan teori ditarik hipotei ebagai berikut: Pengaruh Durai Serangan terhadap Tingkat Keruakan Lapi Lindung Pemecah 1

5 Bahwa emakin panjang durai erangan gelombang terhadap truktur pemecah gelombang akan emakin bear keruakan lapi lindung yang terjadi pada tinggi gelombang yang ama. METODE PENELITIAN A. Bataan Penelitian Dalam penelitian ini diambil bataanbataan ebagai berikut: a. Orthogonal gelombang datang dibuat tegak luru pemecah gelombang. b. yang menyerang pemecah gelombang adalah gelombang acak. c. Durai erangan gelombang ditetapkan 0 menit dan 60 menit ( model ) d. Material lapi lindung yang diuji adalah Tetrapod. e. Kemiringan lereng pemecah gelombang 1: ( cot α = ). f. Material lapi lindung diletakkan ecara acak pada aluran gelombang yang udah berii air g. Stabilita lapi lindung yang diamati hanya bagian depan truktur pemecah gelombang, bagian belakang tidak diamati. h. Kedalaman air didepan kaki pemecah gelombang pada air tenang (SWL) ebear d = 10 cm (pada model ). B. Langkah-Langkah Penelitian 1. Pembuatan model Pada penelitian ini digunakan kala model 1: 50. Penggunaan kala model dimakudkan untuk membandingkan dengan kondii prototipenya. Seuai dengan daar-daar penkalaan model, diperoleh nilai bearan kala untuk model tak- ditori dengan keebangunan bilangan Froud ebagai berikut: 1. Skala tinggi gelombang n = 50. Skala panjang n L = 50. Skala kedalaman n d = Skala waktu n t = Skala kecepatan n v = Skala volume = n vol = Gambar 4.1. Letak model dalam aluran gelombang. Pengaruh Durai Serangan terhadap Tingkat Keruakan Lapi Lindung Pemecah

6 . Jumlah material lapi lindung Jumlah material lapi lindung untuk uatu luaan tertentu dihitung dengan mempergunakan rumu Jenen ( 1984 ) ebagai berikut: N c. n. P 1 V A 100 (14) N adalah jumlah material elua A, n adalah jumlah lapi diambil lapi A adalah luaan yang berii material lapi lindung 1 lajur ( 15 x 50 ) cm, c adalah factor bentuk diambil 1 ( atu ), P adalah poroita ( diambil 40 untuk batu pecah ) V adalah volume material lapi lindung ( perbiji ).. Pengujian lapi lindung Alat utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah aluran gelombang yang dilengkapi dengan alat pembangkit gelombang, alat pngukur tinggi gelombang, komputer yang dilengkapi dengan program wave yntheizer (WS) Pengujian tabilita lapi lindung dilakukan dengan durai erangan gelombang 60 menit dan 0 menit, pada kedalama air 10 cm dengan beberapa kali pengujian untuk mendapatkan jumlah data yang ignifikan. Pada etiap tahap pengujian, tinggi gelombang dinaikkan ecara bertahap ehingga jumlah gelombang pecah juga akan bertambah ecara bertahap. Pada etiap akhir pengujian, jumlah material lapi lindung yang berpindah dari kedudukannya ketempat lajur yang lain dihitung ecara kumulatif tanpa haru memperbaiki model. Proen keruakan dihitung berdaarkan perbandingan material lapi lindung tetrapod yang berpindah dengan material yang terkena erangan gelombang. ASIL PENELITIAN DAN PEMBAASAN A. Pengaruh Tinggi Terhadap Keruakan Lapi Lindung. Klaifikai keruakan yang dipergunakan dalam penelitian ini mempergunakan hail penelitian model hidraulik pelabuhan pulau Baai-Bengkulu yang dilakukan oleh Departemen Perhubunan Direktorat Jendral Perhubungan Laut bekerjaama dengan Biro Afiliai Teknik Fakulta Teknik UGM. Lapi lindung dengan keruakan antara 0- % termauk klaifikai keruakan hamper tidak ada dan dianggap keruakan angat edikit. Lapi lindung dengan keruakan % termauk klaifikai keruakan edikit, keruakan 5% termauk klaifikai keruakan edang. Apabila tampak bukaan bear dalam lapian primer, dekripi keruakan lebih kurang 7% dari eluruh unit lapi lindung udah berpindah tempat maka udah termauk klaifikai keruakan banyak. (Laboratorium Teknik Pantai Yogyakarta, 1986). Gambar 5.1 memperlihatkan, pada durai erangan gelombang 60 menit, emakin tinggi gelombang yang menyerang pemecah gelombang maka akan emakin bear pula keruakan yang terjadi. Pada /d = 1, keruakan lapi lindung mencapai,8 % (klaifikai keruakan edikit). Sedangkan pada erangan gelombang yang lebih tinggi lagi yaitu pada /d = 1,1 keruakan lapi lindung udah mencapai,5 % (kaifikai keruakan edikit menuju edang). Pengaruh Durai Serangan terhadap Tingkat Keruakan Lapi Lindung Pemecah

7 Gambar 5.1. ubungan antara /d dengan keruakan lapi lindung durai 60 menit Gambar 5.. ubungan antara /d dengan keruakan lapi lindung untuk durai 0 menit. Gambar 5. memperlihatkan, untuk durai erangan gelombang 0 menit, emakin tinggi gelombang yang menyerang pemecah gelombang maka akan emakin bear pula keruakan yang terjadi. Pada /d = 1, keruakan lapi lindung baru mencapai, % (klaifikai keruakan edikit) lebih kecil dari keruakan akibat erangan gelombang pada durai 60 menit. Sedangkan pada erangan gelombang yang lebih tinggi lagi yaitu pada /d = 1,1 keruakan lapi lindung udah mencapai, % (kaifikai keruakan edikit menuju edang). ail penelitian pada Gambar 5.1 dan 5, menyatakan bahwa emakin panjang durai erangan gelombang pada tinggi gelombang yang ama akan emakin bear keruakan lapi lindung yang terjadi. B. ubungan Tingkat Keruakan Dengan Jumlah Pecah. ail penelitian pada Gambar 5. memperlihatkan hubungan antara tingkat keruakan lapi lindung dengan jumlah gelombang pecah. Mengacu pada Gambar 5.1, pada /d = 1, Durai erangan gelombang 60 menit, keruakan lapi lindung mencapai,8 % (klaifikai keruakan edikit). Pada keruakan lapi lindung,8% jumlah gelombang pecah mencapai % dan pada keruakan 5% jumlah gelombang pecah udah mencapai 50%. 4 Pengaruh Durai Serangan terhadap Tingkat Keruakan Lapi Lindung Pemecah

8 Gambar 5.. ubungan antara /d dengan jumlah gelombang pecah (%) untuk durai 60 menit Pada Gambar 5.4, menyatakan hubungan antara keruakan lapi lindung dengan jumlah gelombang pecah untuk durai erangan gelombang 0 menit dan 60 menit. Pada keruakan lapi lindung lebih kurang % jumlah gelombang pecah mendekati ama ebanyak 7%. Namun pada keruakan yang lebih tinggi mialnya 5%, untuk durai 0 menit jumlah gelombang pecah ebear 6% edang untuk durai erangan gelombang 60 menit mencapai 50%. Gambar 5.4 menyatakan emakin panjang durai erangan gelombang pada tingkat keruakan diata % akan emakin banyak jumlah gelombang pecah terjadi. Gambar 5.4. ubungan antara /d dengan jumlah gelombang pecah (%) untuk durai 0 menit dan 60 menit Pengaruh Durai Serangan terhadap Tingkat Keruakan Lapi Lindung Pemecah 5

9 Pada tabel 1(atu) dibawah memperlihatkan hail penelitian pengaruh durai erangan gelombang terhadap tingkat keruakan lapi lindung Tabel 1. ail Penelitian Pengaruh Durai Serangan Terhadap Tingkat Keruakan Lapi Lindung Pemecah Durai (D) menit /d Keruakan (%) Pecah (%) ,1,8, ,1,, KESIMPULAN 1. Semakin panjang durai erangan gelombang pada tinggi gelombang yang ama akan emakin bear keruakan lapi lindung yang terjadi.. Semakin tinggi gelombang yang menyerang pemecah gelombang maka akan emakin bear keruakan lapi lindung pemecah gelombang.. Semakin panjang durai erangan gelombang pada tingkat keruakan yang ama akan emakin banyak jumlah gelombang pecah terjadi. DAFTAR PUSTAKA Bruun,P.,1985, Deign and Contruction of Mound for Breakwater and Coatal Protection, Eleiver, Science Publiher B.V.< Amterdam,The Netherland. Coatal Engineering Reearch Center (CERC),1984, Shore Protection Manual Volume I and II, US Army Engineer Waterway Experiment Station, Wahington DC,USA. Dean,R.G.,Dalrymple, R.A.,1984, Water Wave Mechanic for Engineer and Scientit, Prentice-all Ind., New Jerey. Jenen, 1984, A Monograph On Rubble Mound Breakwater, Danih idraulic Intitute Legawa,A,,S, 1997, Stabilita Lapi Lindung Batu Pecah Pada Struktur Pemecah Nonovertoping, Juruan Teknik Sipil, FT, UGM,Yogyakarta. Meer Van Der.,1987, Stability of Breakwater Armour Layer-Deaign Formulae,Coatal Engineering II,Eleiver,Amterdam. Nur Yuwono, 199, Daar - Daar Perencanaan Bangunan Pantai, Lab idraulik dan idrologi, PAU IT UGM, Yogyakarta Nur Yuwono, 1994, Model idraulik, PAU-IT UGM, Yogyakarta. Sulityawati, S, 1996, Stabilita Lapi Lindung Campuran ( Gamapod dan Batu Pecah ) Pada Struktur Pemecah, Tuga 6 Pengaruh Durai Serangan terhadap Tingkat Keruakan Lapi Lindung Pemecah

10 Akhir, Juruan Teknik Sipil, FT, UGM, Yogyakarta. Tantrawati, F, 1995, Optimaliai Panjang Kaki Gamapod Sebagai Lapi Lindung Pemecah, Thei, Program Pacaarjana, UGM, Yogyakarta. Triatmadja,R.,1998, Perencanaan Bangunan Pantai, Kuru Singkat UNILA, Lampung Triatmodjo, B.,1996, Teknik Pantai, Beta Offet, Yogyakarta Warniyati,1998, Stabilita Lapi Lindung dan Perubahan Struktur Pemecah Flekibel, Tuga Akhir. Juruan Teknik Sipil, FT, UGM, Yogyakarta. Pengaruh Durai Serangan terhadap Tingkat Keruakan Lapi Lindung Pemecah 7