ANALISIS DIMENSI DAN KESTABILAN PEMECAH GELOMBANG PELABUHAN PERIKANAN LAMPULO BANDA ACEH

Transkripsi

1 ANALISIS DIMENSI DAN KESTABILAN PEMECAH GELOMBANG PELABUHAN PERIKANAN LAMPULO BANDA ACEH TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil Disusun oleh : ZUNARDIS DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

2 ABSTRAK Analisa Dimensi dan Kestabilan Pemecah Gelombang pada Pelabuhan Perikanan Lampulo Kota Banda Aceh merupakan perencanaan tambahan bangunan fisik berupa pemecah gelombang sebagai pelengkap dan pendukung fasilitas infrastruktur pada Pelabuhan Perikanan Lampulo. Tujuan dari perencanaan ini adalah untuk merencanakan bangunan pelindung tambahan yang rusak di sebelah kiri pelabuhan dengan menggunakan jenis bangunan pelindung batu alam (rubble mound). Adapun ruang lingkup pada perencanaan tambahan breakwater rubble mound ini meliputi perencanaan kemiringan breakwater, perhitungan lebar breakwater, perhitungan ukuran batu pelindung, perhitungan jumlah unit pelindung, perhitungan berat batu pelindung, perhitungan tinggi breakwater, perhitungan tebal lapis lindung, perhitungan jumlah lapis pada breakwater, perhitungan tinggi muka air rencana dan perhitungan stabilitas breakwater itu sendiri. Data teknis yang diperoleh dari lokasi perencanaan berupa elevasi muka air antara 0,5 meter sampai pada -8.5 meter di ujung lokasi perencanaan tambahan breakwater. Adapun muka air pada lokasi perencanaan meliputi HWL = ±1,724 meter, MHWL = ±1,372 meter, MSL = ±0,9635 meter, MLWL = ±0,555 meter, LWL = ±0,392 meter. Dari hasil pengolahan data angin maka diperolah angin dominan untuk lokasi perencanaan dari arah timur laut dengan tinggi gelombang rencana yang di hasilkan sebesar 2,7244 m. Struktur breakwater rubble mound terdiri dari susunan batu dengan berat batu pelindung utama sebesar ±3,1848 ton, lapis kedua ±(1,5924-2,1338) ton, dengan lapis inti (7,9-159) kg dengan ketebalan 1,5-2 m dan stabilitas breakwater memiliki angka yang cukup aman yaitu 9,2 >2. Kata Kunci : Breakwater Rubble Mound

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat ALLAH SWT karena atas rahmat dan karunia-nya saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penyusunan Tugas Akhir ini dengan judul Analisis Dimensi dan Kestabilan Pemecah Gelombang Pelabuhan Perikanan Lampulo ini disusun guna melengkapi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Program Starata Satu (S-1) di. Dengan menyadari sepenuhnya bahwa penyelesaian Tugas Akhir ini tidak lepas dari bimbingan, bantuan dan dukungan dari banyak pihak, maka pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Seketaris Departeman Teknik Sipil Fakultas Teknik. 3. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc., sebagai dosen pembimbing yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Bapak Ir. Alferido Malik dan Bapak Ivan Indrawan, ST, MT., sabagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 5. Bapak dan Ibu pengajar dan seluruh staf pegawai Departeman Teknik Fakultas Teknik Universitas Sumetera Utara.

4 6. Kedua orang tua saya, Ayahanda Zaini dan Ibunda Nurlis Samsyiah Adinda Sardian dan Fauzan Azima yang telah memberikan dukungan yang besar baik moral maupun material serta doa untuk keberhasilan penulis. 7. Buat keluarga besar Bapak Muzhar Ibu Baiyani serta kakak Mona Melyar ST, Serta adik Moulya Riski A.Md.Kep yang telah memberikan dukungan yang besar baik moral maupun material serta doa untuk keberhasilan penulis. 8. Teristimewa buat Moufyra Zakya S.Farm sebagai orang terkasih yang telah memberikan doa, dukungan, kritikan, semangat, dan memberikan masukan kearah positif kepada penulis. 9. Bapak Dr. Eng. Syamsidik sebagai kepala TDMRC dan Bang T. mudi ST, Amien ST.MT, Bayu Agustian ST, Musa ST, Suher ST, Kak fani (DKP- Aceh), yang telah memberikan motivasi, arahahan, bimbingan serta bantuan sekunder kepada penulis. 10. Buat saudara/i seperjuangan: Maulana, Dhaka, Rizqan, Dara, Sari, Arip, Hardi, Yudha, Isan, Irul, Umri, Syahru, Irfan, Nugek, Iwan, Ijep Taslim, Uus, dan Jihadan serta semua mahasiswa Teknik Sipil lainnya yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini. 11. Kepada Rizqa Alzamna SH, Marza Lena Amd Far, Zubir AMKL, Rufran Syahputra Amd Far, Siti Faziah S.Farm, Nurdiani S.Farm. Daifi Afrila Riefi ST, Bg Pon, Isan, Ayi, Manda dan Alfaizi yang telah memberikan motivasi dan dukungan disaat senang maupun susah.

5 12. Seluruh staf pegawai Teknik Sipil terimakasih atas segala bantuan dan informasinya. 13. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil yang tidak mungkin saya tuliskan satu-persatu atas dukungannya yang sangat baik. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, karena keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis, untuk itu penulis akan terbuka terhadap semua saran dan kritik mengenai Tugas Akhir ini, dengan ini penulis berharap Tugas Akhir ini juga memberi manfaat bagi kita semua. Medan, Juli 2015 Penulis Zunardis

6 DAFTAR ISI Abstrak... Kata Pengantar... Daftar Isi... Daftar Gambar... Daftar Tabel... Daftar Notasi... Daftar Lampiran... i ii v vi viii x iv BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Lokasi Penelitian Sistematika Penulisan... 7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Lay Out Pelabuhan Angin Pembangkitan Gelombnag Oleh Angin Mawar Angin/Wind Rose Fecth dan Gelombang Signifikan... 11

7 2.3. Gelombang Deformasi Gelombang Analisa Gelombang Prediksi Gelombang Refraksi Gelombang Refleksi Gelombang Difraksi Gelombang Gelombang Pecah Gelombang Rencana dan Periodenya Gelombang yang Terjadi di Pantai Gelombang Desain Fluktuasi Muka Air Laut Pasang Surut Naiknya Muka Air Laut Karena Angin (Wind Set Up) Kenaikan Elevasi Muka Air Laut Karena Pemanasan Global Pemecah Gelombang (Breakwater) Jenis-Jenis Pemecah Gelombang (Breakwater rubble mound) Kriteria Desain Pemecah Gelombang (Breakwater) Breakwater Susunan Batu (Rubble Mound) Perencanaan Kemiringan Breakwater Perhitungan Berat Batu Pelindung Perhitungan Ukuran (Gradasi) Batu Pelindung... 43

8 Perhitungan Tebal Lapisan Perhtungan Lebar Puncak dan Jumlah Butir Batu Perhitungan Pelindung Kaki Perhitungan Tinggi Gelombang Analisa Stabilitas Breakwater Rubble Mound Faktor Kerusakan Breakwater BAB III METODOLOGI PENELITIAN Persiapan Data Studi Pustaka Terhadap Materi Desain Menentukan Kebutuhan Data Mendata Instansi Terkait Pengadaan Persyaratan Administrasi Untuk Pemohon Data Metode Pengumpulan Data Data Primer Data Sekunder Pengolahan dan Analisa Data Perencanaan Breakwater Rubble Mound Perencanaan Kemiringan Breakwater Rubble Mound Perencanaan Berat Batu Pelindung Perencanaan Tebal Lapis Perencanaan Lebar Puncak Perencanaan Berat Batu Pelindung Perencanaan Pelindung Kaki... 52

9 Perencanaan Tinggi Breakwater Analisa Stabilitas Breakwater Perencanaan Flow Chart BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pengolahan Data Pengolahan Data Angin Perhitungan Fetch Kecepatan Angin Signifikan Peramalan Gelombang Perhitungan Tinggi Gelombang dan Periodenya (Timur Laut) Perhitungan Tinggi Gelombang dan Periodenya (Arah Utara) Analisa Gelombang Rencana Periode Ulang Gelombang Perhitungan Gelombang Rencana dan Periodenya (Hd) Utara Pemilihan Periode Ulang Gelombang Gelombang Desain Arah Timur Laut Perhitungan Koefisien Refraksi (Kr) Perhitungan Koefisien Shoaling (Ks) Gelombang Desain Arah Utara Perhitungan Koefisien Refraksi (Kr) Perhitungan Koefisien Shoaling (Ks)... 75

10 4.8. Perhitungan Gelombang Pecah Arah Timur Laut Perhitungan Gelombang Pecah Arah Utara Perencanaan Breakwater Rubble Mound Menentukan Bilangan Irribaren (Ir) Berat Butir Lapis Lindung (W) Perhitungan Ukuran Batu Pelindung Perhitungan Tinggi (Elevasi) Breakwater (Hst) Tebal Lapis Lindung Perhitungan Lebar Breakwater (B) Lebar Permukaan Bawah Breakwater (B ) Menentukan Jumlah Butir Batu (N) Stabilitas Breakwater Stabilitas Breakwater Terhadap Gaya Tanah Rencana Anggaran Biaya (Analisa Finansial) BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Peta pelabuhan perikanan lampulo... 2 Gambar 1.2. Bangunan pelindung yang rusak di pelabuhan lampulo... 3 Gambar 2.1. Mawar angin Gambar 2.2. Perhitungan fetch Gambar 2.3. Hubungan kcepatan angin di laut dan di darat Gambar 2.4. Reflaksi gelombang Gambar 2.5. Difraksi gelombang Gambar 2.6. Penentuan tinggi gelombang pecah Gambar 2.7. Wave set up dan wave set down Gambar 2.8. Kenaikan muka air laut karena badai Gambar 2.9. Perkiraan kenaikan muka air laut karena pemanasan global Gambar Breakwater rubble mound Gambar Run up gelombang (Triadmodjo, 2003:139) Gambar Run up gelombang Gambar Nomogram kemiringan susunan batu Gambar 4.1. Mawar angin maksimum stasiun BMKG Gambar 4.2. Grafk hubungan antara kecepatan angin di laut dan darat Gambar 4.1. Mawar angin maksimum stasiun BMKG Gambar 4.2. Grafk hubungan antara kecepatan angin di laut dan darat Gambar 4.3. Grafk hubungan antara kecepatan angin di laut dan darat Gambar 4.4. Penentuan tinggi gelombang pecah Gambar 4.5. Penentuan kedalaman gelombang pecah... 78

12 Gambar 4.6. Penentuan tinggi gelombang pecah Gambar 4.7. Penentuan kedalaman gelombang pecah Gambar 4.8. Perbandingan run up dan run down Gambar 4.9. Potongan breakwater Gambar Sketsa potongan detail breakwater Gambar Potongan detail breakwater Gambar Potongan breakwater -0.5 meter Gambar Potongan breakwater -1.0 meter Gambar Potongan breakwater -1.5 meter Gambar Potongan breakwater -2.0 meter Gambar Potongan breakwater -2.5 meter Gambar Potongan breakwater -3.0 meter Gambar Potongan breakwater -3.5 meter Gambar Potongan breakwater -4.0 meter Gambar Potongan breakwater -4.5 meter Gambar Potongan breakwater -5.0 meter Gambar Potongan breakwater -5.5 meter Gambar Potongan breakwater -6.0 meter Gambar Potongan breakwater -6.5 meter Gambar Potongan breakwater -7.0 meter Gambar Potongan breakwater -7.5 meter Gambar Potongan breakwater -8.0 meter Gambar Potongan breakwater -8.5 meter

13 DAFTAR TABEL Tabel Koefisien refleksi (Triatmodjo,1999) Tabel 2.2. Hubungan Yn dengan besarnya sampel (n) Tabel 2.3. Hubungan Sn dengan besarnya sampel (n) Tabel 2.4. Tingkat kerusakan (CERC, 1984:7-212) Tabel 2.5. Keuntungan dan kerugian pemecah gelombang Tabel 4.1. Kejadian angin maksimum stasiun BMKG Tabel 4.2. Perhitungan Panjang fetch arah utara Tabel 4.3. Perhitungan Panjang fetch arah timur laut Tabel 4.4. Rekapitulasi kecepatang angin maksimum Tabel 4.5. Gelombang arah utara dan periodenya Tabel 4.6. Gelombang arah timur laut dan periodenya Tabel 4.7. Rekapitulasi tinggi gelombang dan periodenya Tabel 4.8. Hasil perhitungan distribusi probabiliitas gumber arah utara Tabel 4.9. Periode kala ulang Tabel Rekapitulasi gelombang rencana dan periode (75%) Tabel Tinggi gelombang berdasarkan tingkat kerusakan arah utara Tabel Tinggi gelombang berdasarkan tingkat kerusakan arah timur laut Tabel Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Tabel Perhitungan gelombang pantai arah timur laut Tabel Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Tabel Perhitungan gelombang pantai arah utara... 76

14 Tabel Perhitungan gelombang pecah arah timur laut Tabel Rekapitulasi hasil perhitungan gelombang pecah arah timur laut Tabel Perhitungan gelombang pecah arah utara Tabel Rekapitulasi hasil perhitungan gelombang pecah arah utara Tabel Nilai Nc, Nγ, Nq Tabel Perhitungan perencanaan breakwater rubble mound Lanjutan Tabel 4.22 Perhitungan perencanaan breakwater rubble mound Lanjutan Tabel 4.22 Perhitungan perencanaan breakwater rubble mound... 96

15 DAFTAR NOTASI F eff = Fecth rerata efektif (Km) U L = Kecepatan angin pada ketinggian 10 m di atas tanah (knot) Uz = Kecepatan angin yang di ukur pada elevasi Z meter di atas tanah (knot) U A = Kecepatan seret angin (m/det) Uw = Kecepatan angin di laut (m/det) R L = Kecepatan angin di laut dan di darat (m/det) Lo = Panjang gelombang di laut dalam (m) Kr = Koefisien Refraksi Ks = Koefisien shoaling Co = Cepat rambat gelombang di laut dalam (m/det) L = Panjang gelombang di pantai (m) C 1 = Cepat rambat gelombang di pantai (m/det) T = Periode gelombang (det) H 1 = Tinggi gelombang (m) X = Koefisien refleksi Hr = Tinggi gelombang refleksi (m)

16 Hi = Tinggi gelombang dating (m) H o = Tinggi gelombang laut dalam ekivalen (m) Hb = Tinggi gelombang pecah (m) db = Kedalaman air pada saat gelombang pecah (m) m = kemiringan dasar laut (m) g = Grafitasi (m/s) Hs = Tinggi gelombang signifikan rata-rata (m) Hs (T) = Tinggi gelombang signifikan untuk periode ulang T tahun (m) S = Standar deviasi (m) H = Tinggi gelombang yang bisa mengakibatkan kerusakan tertentu (m) H D=O = Tinggi gelombang dengan tingkat kerusakan 0-5% (m) K = Koefisien kerusakan (%) Ir = bilangan irribarn Ho = Tinggi gelombang di lokasi bangunan (m) W = Berat batu lapis luar (ton) γr = Berat jenis batu (ton/m 3 ) γw = Berat jenis air (ton/m 3 ) K D = Koefisien stabilitas

17 H = Tinggi gelombang rencana (m) t = Tebal lapis (m) N = Jumlah unit B = Lebar puncak (m) Lb = Panjang kaki pelindung (m) tb = tebal kaki pelindung (m) r = Tebal lapis pelindung rata-rata (m) Hst = Tinggi bangunan pemecah gelombang (m) HWL = Elevasi muka air tertinggi (m) d = Kedalaman laut di lokasi perencanaan (m) Ru = Run up gelombang (m) A = Luas penampang konstruksi (m 2 ) SF = Faktor keamanan

18 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Gambar A.1 Lay out pelabuhan Lampiran Gambar A.2 Peta kota banda aceh Lampiran Gambar A.3 Letak breakwater Lampiran A.4 Koefisien Lapis (Triatmodjo,1996:136) Lampiran A.5 Koefisien stabilitas (Triatmodjo,1996:135) Lampiran A.6 Grafik sondir Lampiran A.7 Grafik pasang surut Lampiran B.1 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.2 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.3 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.4 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.5 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.6 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.7 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.8 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.9 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.10 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.11 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.12 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.13 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.14 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo Lampiran B.15 Fungsi d/l untuk pertambahan nilai d/lo

19 Lampiran C.1 Kondisi pemecah gelombang di pelabuhan Perikanan ampulo Lampiran C.2 Pengukuran panjang pemecah gelombang yang rusak Lampiran C.3 Kondisi pemecah gelombang yang rusak pada Pelabuhan lampulo Lampiran C.4 Kondisi pemecah gelombang yang berhadapan dengan laut lepas Lampiran C.5 Kondisi pemecah gelombang