PENENTUAN TINGGI GELOMBANG UNTUK PERENCANAAN PELABUHAN MENGGUNAKAN METODA REFRAKSI-DIFRAKSI

Transkripsi

1 PENENTUAN TINGGI GELOMBANG UNTUK PERENCANAAN PELABUHAN MENGGUNAKAN METODA REFRAKSI-DIFRAKSI TUGAS AKHIR Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Oleh Renaldi Adwika Ilham NIM Program Studi Teknik Kelautan Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

2 Lembar Pengesahan Tugas Akhir Sarjana PENENTUAN TINGGI GELOMBANG UNTUK PERENCANAAN PELABUHAN MENGGUNAKAN METODA REFRAKSI-DIFRAKSI Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya maupun orang lain, baik di ITB maupun institusi pendidikan lainnya. Bandung, Penulis Pasfoto 3x4 Renaldi Adwika Ilham NIM Bandung, Februari 2008 Pembimbing Prof. Dr. Ir. Hang Tuah M.Oc.E NIP Mengetahui: Program Studi Teknik Kelautan Ketua, Dr. Ir. Muslim Muin, MSOE NIP

3 TUT TEK PROGRAM STUDI TEKNIK KELAUTAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG TUGAS AKHIR Diberikan kepada : Nama : Renaldi Adwika Ilham NIM : Judul Tugas Akhir adalah PENENTUAN TINGGI GELOMBANG UNTUK PERENCANAAN PELABUHAN MENGGUNAKAN METODA REFRAKSI-DIFRAKSI Dengan isi Tugas Akhir sebagai berikut : BAB I BAB II BAB III PENDAHULUAN DATA LINGKUNGAN PEMODELAN MENGGUNAKAN PROGRAM SURFACE WATER MODELLING SYSTEM BAB IV PEMODELAN MENGGUNAKAN PROGRAM REF/DIF 1 BAB V KESIMPULAN Tugas Akhir ini dibuat rangkap 6 (enam) : 1. Untuk Mahasiswa ( 1 buah ) 2. Untuk Pembimbing ( 1 buah ) 3. Untuk Penguji Sidang Tugas Akhir ( 2 buah) 4. Untuk Tata Usaha Program Studi Teknik Kelautan ( 1 buah ) 5. Untuk Perpustakaan ( 1 buah ) Bandung, Februari 2008 Menyetujui Koodinator, Pembimbing Dr.Ir.Krisnaldi Idris Prof. Dr. Ir. Hang Tuah, M.Oc.E NIP NIP

4 ABSTRAK Tugas Akhir ini memaparkan proses pemodelan tinggi gelombang untuk perencanaan pelabuhan. Lokasi studi yang diambil berada di daerah Labuan, Banten. Pada tugas akhir ini dilakukan analisa data-data kondisi fisik lapangan yang dibutuhkan dalam penentuan tinggi gelombang. Analisa data-data kondisi fisik yang dilakukan meliputi analisa kondisi pasang-surut, analisa data angin, dan analisa arus. Hasil analisa data ini kemudian digunakan dalam proses pemodelan. Analisa pasang-surut dilakukan untuk mengetahui karakteristik pasang-surut di lokasi. Hasil ini digunakan sebagai input pemodelan dengan STWAVE. Data angin digunakan untuk meramalkan karakteristik gelombang di perairan sekitar lokasi dan sebagai data inputan pemodelan dengan menggunakan modul STWAVE. Pada laporan ini juga dilakukan pemodelan tinggi gelombang dengan program REF/DIF1. Hasil pemodelan REF/DIF1 ini kemudian dibandingkan dengan pemodelan menggunakan modul STWAVE. iii

5 KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT, Tuhan pencipta seluruh alam semesta atas rahmat-nya penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam semoga tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, para shahabatnya, keluarganya, dan segenap umatnya yang selalu berpegang teguh kepada sunnahnya. Tugas Akhir dengan judul Penentuan Tinggi Gelombang Untuk Perencanaan Pelabuhan Menggunakan Metoda Refraki-Difraksi ini disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada pendidikan tahap Sarjana (Strata 1) di Program Studi Teknik Kelautan, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut teknologi Bandung. Penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada berbagai pihak yang terlibat dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini, diantaranya: Orang tua dan keluarga yang telah memberikan dukungan moril maupun materil. Bapak Prof. Dr. Hang Tuah, M.Oc.E selaku dosen pembimbing yang telah meberikan banyak pelajaran kepada penulis selama mengerjakan Tugas Akhir. Bapak Irsan Soemantri, Ph.D selaku dosen penguji seminar dan sidang Tugas Akhir Bapak Rildova, Ph.D selaku dosen penguji seminar dan sidang Tugas Akhir. Bapak Krisnaldi Idris, Ph.D selaku koordinator Tugas Akhir di Program Studi Teknik Kelautan ITB. Seluruh dosen PST. Kelautan ITB yang telah memberikan ilmunya kepada saya. Seluruh staff tata usaha PST. Kelautan ITB. Pak Yatno, Pak Aeb, Pak Tumin, Mas Isep, Bu Nunung, dan Bu Witri Chairul yang telah banyak membantu dan bimbingan singkat tentang program yang digunakan baik dalam Tugas Akhir maupun kerjaan serta teman pulang ke jakarta. Ersa sebagai teman kerja praktek yang lama selesainya. Bangun sebagai teman sekelas dari TPB. Rian dan Hafidz sebagai teman makan malam dan menginap di KMKL. Pison sebagai teman seperjuangan pulang ke jakarta dan teman main yang berisik. Buat kuncen-kuncen KL yang dulu sering nemenin nginep di KL, Betok, Bajaj, Bram, Ikok, Jenggo, Arya, Indra, Kakek, Reza, om YB. i

6 Buat temen KL 02 yang belom disebut diatas seperti Rendo, Widia, Edi, Adit, Bertha, Icak, Daniel, Imam, Gunawan, Andre, Iksan, Maria, Whida, Jordan, Catur, Dado, Nicky, Anin, Novi, Ruben, BG, Trisno. Adek-adek yang sering ada di KL seperti Aganis, Adi, Aiph, Iman, Boma, Muhajir, WLS, Dikdik, Arif, EQ, Aaf, dan lainnya semangat kuliahnya biar cepet lulus. Anak-anak kosan Al-mukminun walaupun ga sekosan tapi ud kaya tinggal disitu. Rekan-rekan di kebon bibit. Teman-teman bermain DOTA dan RO yang menghambat kuliah dan TA. Semua pihak yang banyak membantu tetapi tidak disebutkan diatas yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, koreksi dan kritik yang konstruktif sangat diharapkan. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan. Bandung, 13 Februari 2008 Renaldi Adwika Ilham ii

7 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR...i ABSTRAK...iii DAFTAR ISI...iv DAFTAR GAMBAR...vii DAFTAR TABEL...xi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...I Maksud dan Tujuan...I Lingkup Tugas Akhir...I Sistematika Pembahasan Laporan...I-3 BAB 2 DATA LINGKUNGAN 2.1 Batimetri...II Pasang Surut...II Gelombang...II Fetch...II Gelombang rencana...ii-7 BAB 3 PEMODELAN DENGAN SURFACE WATER MODELLING SYSTEM (SMS) 3.1 Perangkat Lunak Surface water Modelling System (SMS)...III Interface SMS III Perangkat Pre-processor SMS III Perangkat Post-processor SMS III Pemodelan Matematika...III-3 iv

8 3.3 Model ADCIRC...III Pengenalan Modul ADCIRC...III Persamaan Pengatur dalam ADCIRC...III Simulasi Menggunakan Modul ADCIRC...III Verifikasi Model ADCIRC...III Model STWAVE...III Pengenalan Modul STWAVE...III Persamaan Pengatur dalam Modul STWAVE...III Spektrum Energi Teoritis...III Proses Acak...III Distribusi Probabilitas...III Distribusi Gauss/Normal...III Distribusi Rayleigh...III Spektrum energi untuk fungsi diskrit...iii Gelombang berdasarkan spektrum energi teoritis...iii Simulasi Menggunakan Modul STWAVE...III-19 BAB 4 PEMODELAN DENGAN PROGRAM REF/DIF1 4.1 Pendahuluan...IV Dasar teori gelombang...iv Klasifikasi Gelombang...IV Transformasi Gelombang...IV Refraksi...IV Shoaling...IV Breaking...IV Difraksi...IV Program REF/DIF 1...IV Pengenalan REF/DIF 1...IV Persamaan Pengatur...IV Penyelesaian Numerik...IV-12 v

9 4.3.4 Simulasi menggunakan program REF/DIF1...IV-13 BAB 5 KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan dan Saran...V-1 DAFTAR PUSTAKA vi

10 DAFTAR GAMBAR Halaman BAB 1 PENDAHULUAN Gambar 1.1 Lokasi daerah Labuan...I-1 Gambar 1.2 Inlet lokasi Labuan...I-2 BAB 2 DATA LINGKUNGAN Gambar 2.1 Peta batimetri Labuan...II-1 Gambar 2.2 Grafik pasang-surut...ii-2 Gambar 2.3 Garis fetch daerah Labuan...II-6 BAB 3 PEMODELAN DENGAN SURFACE WATER MODELLING SYSTEM (SMS) Gambar 3.1 Mesh modul ADCIRC...III-7 Gambar 3.2 Grafik perbandingan pasang surut...iii-9 Gambar 3.3 Sketsa definisi vektor gelombang dan arus...iii-11 Gambar 3.4 Skematik grid STWAVE...III-13 Gambar 3.5 Fungsi diskrit...iii-17 Gambar 3.6 Input grid STWAVE...III-20 Gambar 3.7 Grid simulasi STWAVE...III-21 Gambar 3.8 Contoh input parameter STWAVE...III-23 Gambar 3.9 perioda ulang 50 tahun (H=4.41m, T=7.6s)...III-24 Gambar 3.10 perioda ulang 50 tahun (H=6.68m, T=9.46s)...III-25 Gambar 3.11 perioda ulang 50 tahun (H=5.39m, T=8.45s)...III-26 vii

11 Gambar 3.12 Gambar 3.13 Gambar 3.14 Gambar 3.15 Gambar 3.16 Gambar 3.17 Gambar 3.18 Gambar 3.19 Gambar 3.20 Gambar 3.21 Gambar 3.22 Gambar 3.23 Gambar 3.24 Gambar 3.25 Gambar 3.26 Vektor gelombang akibat refraksi-difraksi gelombang perioda ulang 50 tahun...iii-27 perioda ulang 25 tahun (H=3.97m, T=7.38s)...III-28 perioda ulang 25 tahun (H=6.02m, T=8.95s)...III-29 perioda ulang 25 tahun (H=4.85m, T=7.94s)...III-30 Vektor gelombang akibat refraksi-difraksi gelombang perioda ulang 25 tahun...iii-31 perioda ulang 10 tahun (H=3.37m, T=6.77s)...III-32 perioda ulang 10 tahun (H=5.11m, T=8.02s)...III-33 perioda ulang 10 tahun (H=4.12m, T=7.12s)...III-34 Vektor gelombang akibat refraksi-difraksi gelombang perioda ulang 10 tahun...iii-35 perioda ulang 5 tahun (H=2.89m, T=6.3s)...III-36 perioda ulang 5 tahun (H=4.38m, T=7.46s)...III-37 perioda ulang 5 tahun (H=3.53m, T=6.85s)...III-38 Vektor gelombang akibat refraksi-difraksi gelombang perioda ulang 5 tahun...iii-39 perioda ulang 2 tahun (H=2.18m, T=5.62s)...III-40 perioda ulang 2 tahun (H=3.3m, T=6.74s)...III-41 viii

12 Gambar 3.27 Gambar 3.28 perioda ulang 2 tahun (H=2.66m, T=5.98s)...III-42 Vektor gelombang akibat refraksi-difraksi gelombang perioda ulang 2 tahun...iii-43 BAB 4 PEMODELAN DENGAN PROGRAM REF/DIF1 Gambar 4.1 Sketsa Definisi Gelombang...IV-1 Gambar 4.2 Refraksi Gelombang pada Kontur Lurus dan Sejajar...IV-5 Gambar 4.3 Pola Gelombang di Belakang Rintangan...IV-8 Gambar 4.4 Bagan alir simulasi dengan REF/DIF1...IV-13 Gambar 4.5 Grid untuk input REF/DIF1...IV-14 Gambar 4.6 Contoh input notepad untuk REF/DIF1...IV-15 Gambar 4.7 perioda ulang 50 tahun (H=4.41m, T=7.6s)...IV-17 Gambar 4.8 perioda ulang 50 tahun (H=6.68m, T=9.46s)...IV-18 Gambar 4.9 perioda ulang 50 tahun (H=5.39m, T=8.45s)...IV-19 Gambar 4.10 perioda ulang 25 tahun (H=3.97m, T=7.38s)...IV-20 Gambar 4.11 perioda ulang 25 tahun (H=6.02m, T=8.95s)...IV-21 Gambar 4.12 perioda ulang 25 tahun (H=4.85m, T=7.94s)...IV-22 Gambar 4.13 perioda ulang 10 tahun (H=3.37m, T=6.77s)...IV-23 Gambar 4.14 perioda ulang 10 tahun (H=5.11m, T=8.02s)...IV-24 Gambar 4.15 perioda ulang 10 tahun (H=4.12m, T=7.12s)...IV-25 ix

13 Gambar 4.16 Gambar 4.17 Gambar 4.18 Gambar 4.19 Gambar 4.20 Gambar 4.21 perioda ulang 5 tahun (H=2.89m, T=6.3s)...IV-26 perioda ulang 5 tahun (H=4.38m, T=7.46s)...IV-27 perioda ulang 5 tahun (H=3.53m, T=6.85s)...IV-28 perioda ulang 2 tahun (H=2.18m, T=5.62s)...IV-29 perioda ulang 2 tahun (H=3.3m, T=6.74s)...IV-30 perioda ulang 2 tahun (H=2.66m, T=5.98s)...IV-31 x

14 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 5.1 Koefisien pasang surut Labuan...II-2 Tabel pasang surut pengamatan...ii-3 Tabel elevasi penting permukaan laut...ii-4 Tabel panjang fetch...ii-7 Tabel maksimum gelombang...ii-8 Tabel parameter spectrum gelombang...iii-14 Tabel gelombang arah west...iii-22 Tabel tinggi gelombang pada titik tinjauan STWAVE...III-44 Klasifikasi Gelombang Menurut Kedalaman Relatif...IV-3 Persamaan Cepat Rambat dan Panjang Gelombang Menurut Kedalaman Relatif...IV-4 Tabel gelombang arah west...iv-15 Tabel tinggi gelombang pada titik tinjauan REF/DIF1...IV-32 Perbandingan tinggi gelombang hasil simulasi...v-1 xi