BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pantai Seagaimana yang telah disampaikan pada agian pendahuluan, pantai diseut seagai daerah di tepi perairan yang dipengaruhi oleh air pasang tertinggi dan air surut terendah. Sedangkan daerah darat di tepi laut yang masih mendapat pengaruh laut seperti pasang surut, angin laut, dan remesan air laut diseut pesisir (coast). Daerah daratan adalah daerah yang terletak di atas garis pasang tertinggi. Daerah lautan adalah daerah yang terletak di atas dan di awah permukaan laut dimulai dari sisi laut pada garis surut terendah, termasuk dasar laut dan umi di awahnya (Triatmodjo, 1999). Gamar 2.1 menunjukkan atasan-atasan daerah di sekitar pantai. Gamar 2.1 Definisi dan Batasan Pantai (Triatmodjo, 1999) Bentuk profil pantai sangat dipengaruhi oleh material yang mementuk pantai terseut dan juga gaya-gaya pementuknya. Pantai dapat terentuk dari material dasar yang erupa lumpur, pasir, kerikil, dan atu. Pantai lumpur
mempunyai kemiringan sangat kecil sampai mencapai 1:5000. Kemiringan pantai pasir leih esar yang erkisar antara 1:20 dan 1:50. Sedangkan kemiringan pantai erkerikil isa mencapai 1:4. Pantai erlumpur anyak dijumpai di daerah pantai dimana anyak sungai yang mengangkut sedimen suspensi ermuara di daerah terseut dan gelomang relatif kecil. Bentuk profil pantai pada umumnya seperti ditunjukkan dalam Gamar 2.2 erikut ini. Gamar 2.2 Bentuk Profil Pantai (Triatmodjo, 1999) Dari Gamar 2.2 di atas dapat dilihat ahwa profil pantai dapat diagi kedalam empat agian yaitu: daerah lepas pantai (offshore), daerah pantai dalam (inshore), daerah depan pantai (foreshore), dan daerah elakang pantai (ackshore). Sedangkan menurut sudut pandang hidrodinamika, perairan pantai di daerah dekat pantai (nearshore zone) diagi menjadi tiga daerah yaitu: daerah gelomang pecah (reaker zone), daerah uih (surf zone), dan daerah swash (swash zone). Penjelasan dari eerapa uraian di atas dierikan seagai erikut (Triatmodjo, 1999).
a. Inshore (daerah pantai dalam) adalah daerah profil pantai yang terentang ke arah laut atas daerah depan pantai (foreshore) sampai ke awah reaker zone.. Foreshore (daerah depan pantai) adalah daerah yang meliputi garis pantai, daerah swash sampai dengan agian yang tidak terlalu jauh dari garis pantai. c. Backshore (daerah elakang pantai) adalah daerah yang diatasi oleh garis pantai kearah daratan. d. Offshore (daerah lepas pantai) adalah daerah dari garis gelomang pecah kearah laut. e. Breaker zone (daerah gelomang pecah) adalah daerah dimana gelomang yang datang dari laut (lepas pantai) mencapai ketidakstailan dan akhirnya pecah. Di pantai yang landai gelomang pecah isa terjadi dua kali. f. Surf zone (daerah uih) adalah daerah yang terentang antara agian dalam dari gelomang pecah dan atas naik turunnya gelomang di pantai. Pantai yang landai mempunyai surf zone yang lear. g. Swash zone (daerah swash) adalah daerah yang diatasi oleh garis atas tertinggi naiknya gelomang dan atas terendah turunnya gelomang di pantai. h. Longshore ar (gundukan sepanjang pantai) adalah tumpukan pasir yang paralel terhadap garis pantai. Tumpukan pasir terseut dapat muncul pada saat air surut, pada saat lain dapat menjadi arisan tumpukan pasir yang sejajar pantai dengan kedalaman yang ereda.
Pemagian entuk pantai didasarkan pada komponen materi penyusun pantai (Triatmodjo, 1999), yaitu: a. Pantai erpasir Pantai tipe ini terentuk oleh proses di laut akiat erosi gelomang, pengendapan sedimen, dan material organik. Material penyusun terdiri atas pasir ercampur atu yang erasal dari daratan yang terawa aliran sungai atau erasal dari eragai jenis iota laut yang ada di daerah pantai itu sendiri.. Pantai erlumpur Pantai erlumpur terjadi di daerah pantai dimana terdapat anyak muara sungai yang memawa sedimen suspensi dalam jumlah esar ke laut. Biasanya juga dijumpai di muara sungai yang ditumuhi oleh hutan mangrove. Bagian pantai yang erentuk garis dan menjadi arah atas antara laut dan darat secara jelas diseut seagai garis pantai. Keeradaan garis pantai selalu mengalami peruahan secara kontinu. Pada pantai yang erhadapan langsung dengan arah datang gelomang dan arus pantai selalu mengalami arasi yang leih tinggi diandingkan dengan daerah pantai yang letaknya sejajar atau searah dengan arah datangnya gelomang. 2.2 Gelomang Gelomang merupakan pergerakan naik turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan laut yang mementuk kurva atau grafik sinusoidal
(Faiqun,2008). Proses ini terjadi akiat adanya gaya-gaya alam yang ekerja di laut seperti tekanan atau tekanan dari atmosfir (khusus melalui angin), gempa umi, gaya gravitasi umi dan enda-enda angkasa (ulan dan matahari), gaya coriolis (akiat rotasi umi), dan tegangan permukaan. Gelomang yang sering terjadi di laut dan cukup penting adalah gelomang angin. Angin di atas lautan mentransfer energinya ke perairan, menyeakan riak-riak, ukit, hingga kemudian eruah menjadi gelomang. Gamar 2.3 menunjukkan sketsa definisi gelomang. Gamar 2.3 Sketsa Definisi Gelomang (Zakaria, 2009) Gamar 2.3 menunjukkan suatu gelomang yang erada pada sistem koordinat x-y. Gelomang menjalar pada arah sumu x. Beerapa notasi yang digunakan adalah: h : kedalaman laut (jarak antara muka air rerata dan dasar laut) η : fluktuasi muka air H : tinggi gelomang
L : panjang gelomang, yaitu jarak antara dua gelomang yang erurutan C : kecepatan ramat gelomang = L/T Selama penjalaran gelomang dari laut dangkal, orit partikel mengalami peruahan entuk. Gamaran 2.4 menunjukkan peruahan dan pergerakan zat cair pada gelomang. Orit peruahan partikel erentuk lingkaran pada seluruh kedalaman di laut dalam. Di laut transisi dan dangkal, lintasan partikel elips.semakin esar kedalaman, entuk elips semakin pipih, dan didasar gerak partikel adalah horizontal. Gamar 2.4 Pergerakan Partikel Zat Cair Pada Gelomang (Faiqun, 2008) Gelomang dapat diangkitkan oleh anyak hal seperti angin. Angin yang erhemus diatas permukaan air akan memindahkan energinya ke air. Kecepatan angin akan menimulkan tegangan pada permukaan laut, sehingga permukaan air yang semula tenang akan terganggu dan timul riak gelomang kecil di atas permukaan air. Apaila kecepatan angin ertamah, riak terseut menjadi semakin esar, dan jika angin erhemus terus akhirnya akan terentuk gelomang. Semakin lama dan semakin kuat angin erhemus, semakin esr gelomang yang terentuk.
Penentuan tinggi gelomang dapat dilakukan dengan pengukuran langsung di lapangan atau dengan menganalisa data angin yang ada. Pengukuran langsung di lapangan iasanya kurang representatif karena dilakukan dalam jangka waktu yang singkat. Jadi analisa gelomang menggunakan data angin dinilai paling aik, tetapi jangka waktu data angin harus tersedia minimal selama lima tahun. Metode peramalan gelomang dapat diedakan atas metode peramalan gelomang laut dalam dan peramalan gelomang laut dangkal. Beda metode laut dalam dan dangkal adalah ahwa metode laut dangkal diperhitungkan faktor gesekan antara gerak air dengan dasar laut, yang erpengaruh pada tinggi gelomang yang terentuk. Di laut dalam gerak gelomang yang terjadi di agian atas perairan saja dan hampir tidak erimas ke agian awah dekat dasar laut. Oleh karena itu gelomang dan pementukan gelomang di laut dalam tidak terpengaruh oleh keadan di dekat dasar laut. Kriteria laut dalam dan dangkal didasarkan pada perandingan antara kedalaman air h dan panjang gelomang L. Nilai atasannya seagai erikut: a. Gelomang air laut dangkal jika h/l 1/20. Gelomang air laut transisi jika 1/20 < h/l <1/2, dan c. Gelomang air laut dalam jika h/l 1/2 Gelomang dientuk oleh angin karena adanya proses pengalihanenergi dari angin ke adan laut melalui permukaannya. Karena sifat air yang tidak dapat menyerap energi, maka energi ini diuah kedalam entuk gelomang yang kemudian diawa ke pantai. Faktor pemangkit gelomang salah satunya adalah angin. Di daerah pementukan gelomang, gelomang tidak hanya diangkitkan dalam arah yang
sama dengan arah angin tetapi juga dalam eragai sudut terhadap arah angin. Pemangkit gelomang di laut diatasi oleh entuk daratan yang mengelilingi laut atau diseut juga dengan fetch. Fetch juga erpengaruh pada periode dan tinggi gelomang yang diangkitkan, jika nilai fetch esar, maka gelomang yang terjadi akan memiliki periode yang panjang. Panjang fetch yang mematasi waktu yang diperlukan gelomang untuk terentuk karena pengaruh angin, jadi mempengaruhi waktu untuk mentranfer energi angin ke gelomang. Untuk mencari tinggi gelomang (H) dan periode gelomang (T) disuatu tempat di laut, maka kita harus menghitung kecepatan angin dilaut (U w ). Nilai kecepatan angin di darat (U L ) harus ditransformasikan menjadi kecepatan angin di laut dengan huungan yang dierikan oleh persamaan 2.1 R L = U W / U L (2.1) Dimana R L adalah faktor korelasi akiat peredaan ketinggian. Selain dengan menggunakan persamaan 2.1, untuk mengkorelasi nilai keccpatan angin di darat menjadi kecepatan angin di laut dengan menggunakan grafik huungan antara kecepatan angin di laut dan di darat seperti yang ditunjukkan Gamar 2.5. Nilai R L didapat dengan memplotkan nilai kecepatan angin pada asis grafik huungan kecepatan angin di laut dan di darat hinggan ertemu dengan kurva U L. Kenudian tarik garis dengan pertemuan nilai kecepatan angin dengan kurva ke arah kiri sumu asis hinggaa dapat diketahui nilai R L yang erada pada ordinat grafik terseut.
Gamar 2.5 Grafik Huungan antara Kecepatan Angin di Darat dan di Laut (Triatmodjo, 1996) Rumus-rumus dan grafik-grafik pemangkit gelomang variael U A, yaitu faktor tegangan angin yang dapat dihitung dari kecepatan angin. Kecepatan angin dikonversikan pada faktor tegangan angin dengan menggunakan Persamaan 2.2 erikut. U A = 0.71*U W 1.23 (2.2) Untuk mendapatkan hasil peramalan dari tinggi dan periode gelomang harus dihuungkan dengan nilai U A dan fetch yang dapat diplotkan pada grafik peramalan gelomang seperti yang ditunjukkan pada gamar 2.6.
Gamar 2.6 Grafik Peramalan Gelomang (Triatmodjo, 1996)
Gamar 2.6 merupakan grafik peramalan gelomang, dengan asis x adalah esarnya panjang fetch dalam kilometer (km) dan ordinat y merupakan nilai faktor tegangan angin (wind-stress factor, U A ) dalam meter per detik (m/dt). Dengan menggunakan terseut dapat diperoleh nilai tinggi gelomang (Significant, H), periode gelomang (Peak SpectralPeriod, T) dan durasi gelomang (Minimum Duration). Pada gamar 2.6 nilai tinggi gelomang ditunjukkan oleh garis tegas (tidak putus-putus) yang teal. Nilai periode gelomang ditunjukkan dengan garis tegas (tidak putus-putus) yang tipis. Sedangkan nilai durasi gelomang ditunjukkan oleh garis putus-putus. Untuk mengetahui nilai tinggi gelomang dengan menggunakan gamar 2.6 maka nilai panjang fetch dan faktor tegangan angin diplotkan pada grafik peramalan elomang tersenut hinggan ertemu pada satu titik. Kemudian uat garis sejajar dari titik terseut dengan garis tegas yang menyatakan nilai tinggi gelomang. Bila garis sejajar yang diuat dari titik pertemuan nilai fetch dan faktor tegangan angin tidak erada tepat pada garis yang menunjukkan nilai tinggi gelomang, maka dilakukan interpolasi terhadap nilai tinggi gelomang yang erdekatan dengan garis sejajar yang telah diuat untuk mendapatkan nilai tinggi gelomang yang tepat erada pada garis sejajar yang diuat/dicari. Sama halnya dengan menentuka nilai tinggi gelomang, nilai periode gelomang juga ditentukan dengan cara memplotkan nilai panjang fetch dan faktor tegangan angin pada grafik peramalan gelomang yang ditunjukkan Gamar 2.6 hingga ertemu pada satu titik. Kemudian uat garis sejajar dari titik terseut dengan garis tegas yang tipis yang menyatakan nilai periode gelomang.
Bila garis sejajar yang diuat dari titik pertemuan nilai fetch dan faktor tegangan angin tidak erada tepat pada garis yang menunjukkan nilai periode gelomang, maka dilakukan interpolasi terhadap nilai periode gelomang yang erdekatan dengan garis sejajar yang telah diuat untuk mendapatkan nilai periode gelomang yang tepat erada pada garis sejajar yang diuat/dicari. Selain tinggi dan periode gelomang, parameter gelomang yang penting lainnya adalah tinggi gelomang pecah (H ) yang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.3. H =.h (2.3) dimana adalah indeks gelomang pecah dan h adalah kedalam air pada saat gelomang pecah. Berdasarkan analisa Miche, dalam Setyandito (2008), untuk laut dangkal (landai) akan didapat perandingan antara tinggi gelomang dan kedalaman air (reaker indeks, ) sekitar 0.78. sehingga persamaan 2.3 dapat ditulis menjadi: h = H /0.78 (2.4) karena pada persamaan 2.4 terdapat parameter H yang juga elum diketahui nilainya, maka untuk mencari nilai gelomang pecah (H ) digunakan persamaan lain yang didistriusikan dengan persamaan 2.4 seperti erikut: H = H. K s. K r = H. C C go g. cos o cos = H. g. T / 2. g. h cos o cos dimana H adalah tinggi gelomang, g adalah percepatan grafitasi, o adalah sudut
awal gelomang datang, adalah sudut datang gelomang pecah. Ada dua tipe gelomang, ditinjau dari sifat-sifatnya yaitu (Faiqun, 2008): 1. Gelomang pemangun/pementuk pantai (Contructive Wave) Yang termasuk gelomang pementuk pantai, ercirikan mempunyai ketinggian kecil dan kecepatan ramat rendah. Sehingga saat gelomang terseut pecah di pantai akan mengikut sedimen (material pantai). Material pantai akan tertinggal di pantai (deposit) ketika aliran alik dari gelomang pecah meresap ke dalam pasir atau pelan-pelan mengalir kemali ke laut. Gelomang pementuk pantai ditunjukkan pada gamar 2.7. Gamar 2.7 Gelomang Pementuk Pantai (Faiqun, 2008) 2. Gelomang perusak (Destrctive Wave) Gelomang perusak pantai iasanya mempunyai ketinggian dan kecepatan ramat yang esar (sangat tinggi). Air yang kemali erputar mempunyai leih sedikit waktu untuk meresap ke dalam pasir. Ketika gelomang datang kemali menghantam pantai akan ada anyak volume air yang terkumpul dan mengangkut material pantai menuju ke tengah laut atau ke tempat lain. Gelomang perusak pantai ditunjukkan dalam Gamar 2.8.
Gamar 2.8 Gelomang Perusak Pantai (Faiqun, 2008) Gelomang yang seenarnya terjadi di alam adalah sangat kompleks dan tidak dapat dirumuskan dengan akurat. Akan tetapi dalam mempelajari fenomena gelomang yang terjadi di alam dilakukan eerapa asumsi sehingga muncul eerapa teori gelomang. 2.3. Arus Arus adalah pergerakan air secara horizontal yang diseakan adanya peruahan ketinggian permukaan air laut. Arus lautan gloal merupakan pergerakan masa air yang sangat esar dan arus lain yang mempengaruhi arah air lautan adan terkait antara satu dengan lautan yang laian di seluruh umi, angin, dan suhu. Faktor penyea terjadinya arus dapat diagi menjadi tiga komponen yaitu gaya eksternal, gaya internal angin, gaya-gaya kedua yang hanya datang karena fluida dalam gerakan yang relatif terhadap permukaan umi. Dari gaya-gaya yang ekerja dalam pementukan arus antara lain tegangan angin, gaya viskositas, gaya coriolis, gaya gradien tekanan horizontal, gaya yang menghasilkan pasang surut.
Gaya viscositas pada permukaan laut ditimulkan karena adanya pergerakan angin pada permukaan laut sehingga menyeakan pertukaran massa air yang erdekatan secara periodic, hal ini diseakan karena peredaan tekanan pada fluida. Sedangkan gaya coriolis mempengaruhi aliran massa air, dimana gaya ini akan memelokkan arah angin dari arah yang lurus. Gaya ini timul seagai akiat dari perputaran umi pada porosnya. Selanjutnya gaya gradien tekanan horizontal sangat dipengaruhi oleh tekanan, massa air, kedalaman dan juga densitas dari massa air terseut, yang mana jika densitas laut homogen, maka gaya gradien tekanan horizontal adalah sama untuk kedalaman erapapun. Jika tidak ada gaya horizontal yang ekerja, maka akan terjadi percepatan yang seragam dari tekanan tinggi ke tekanan yang leih rendah. Pada umumnya arus terjadi sepanjang pantai diseakan oleh muka air pasang surut antara satu lokasi dengan lokasi lain, sehingga perilaku arus dipengaruhi pola pasang surut. Kecepatan arus yang aman untuk kapal erlauh disyaratkan erkecepatan maksimal 2knot atau 1 m/dt. 2.4. Pasang Surut Pasang surut adalah peruahan elevasi muka air laut akiat adanya tarik enda-enda langit, terutama matahari dan ulan terhadap massa air laut di umi. Peruahan elevasi muka air laut terseut erlangsung secara periodik (Triatmodjo, 1999). Meskipun massa ulan jauh leih kecil dari massa matahari, tetapi karena jaraknya terhadap umi jauh leih dekat, maka pengaruh gaya tarik ulan terhadap umi leih esar daripada pengaruh gaya tarik matahari. Gaya tarik
ulan yang mempengaruhi pasang surut adalah 2.2 kali leih esar daripada gaya tarik matahari. Dalam analisa pasang surut diperlukan suatu elevasi yang dapat digunakan seagai patokan dalam perencanaan suatu pelauhan. Ada tiga macam elevasi antara lain: Elevasi muka air tertinggi atau High Water Surface (HWS) Elevasi muka air rata-rata atau Mean Sea Level (MSL) Elevasi muka air terendah atau Low Water Surface (LWS) Tinggi pasang surut adalah jarak vertikal antara air tertinggi (puncak air pasang) dan air terendah (lemah air surut) yang erurutan. Periode pasang surut adalah waktu yang diperlukan dari posisi mukair pada muka air rerata ke posisi yang sama erikutnya. Periode pasang surut isa 12 jam 25 menit atau 24 jam 50 menit, yang tergantung pada tipe pasang surut. Periode pada saat muka air laut naik diseut pasang, sedang pada saat muka air turun diseut surut. Gaya tarik ula dan matahari dapat menyeakan lapisan air yang semula erentuk ola eruah menjadi elips. Karena peredaran umi dan ulam pada oritnya, maka posisi umi-ulan-matahari selalu ruah setiap saat. Keadaan ini akan terjadi dan menimlkan pasang surut purnama dan pasang perani. Gamar 2.9 menunjukkan pasang surut purnama dan perani.
Gamar 2.9 Pasang Surut Purnama dan Perani Pasang surut purnama (Spiring Tide) terjadi ketika umi, ulan dan matahari erada pada satu garis lurus, pada saat itu akan dihasilkan pasang tinggi yang sangat tinggi sekali dan pasang rendah yang sangat rendah sekali. Pasang surut purnama ini terjadi pada saat ulan arudan ulan purnama, setiap sekitar tanggal 1 sampai 15. Pasang perani (Nead Tide) terjadi ketika umi, ulan dan matahari mementuk sudut tegak lurus. Pada saat itu dihasilkan pasang tinggi yang rendah dan pasang rendah yang tinggi. Pasang surut ini terjadi saat ulan ¼ dan ¾.
Bentuk pasang surut di eragai daerah tidak sama. Disuatu daerah dalam satu hari dapat terjadi satu atau dua kali pasang surut. Secara umum pasang surut dieragai daerah dapat diedakan dalam empat tipe, yaitu: a. Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide) Dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut dengan tinggi yang hampir sama dan pasang surut terjadi secara erurutan dan teratur. Periode pasang surut rata-rata adalah 12 jam 24 menit.. Pasang surut harian tunggal (diurnal tide) Dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut. Periode pasang surut adalah 24 jam 54 menit. Pasang surut tipe ini terjadi di perairan selat Karimata. c. Pasang surut campuran condong ke harian ganda Dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut, tetapi memiliki tinggi dan periode yang ereda. Pasang surut jenis ini anyak terdapat di perairan Indonesia agian timur. d. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal Dalam satu hari terjadi satu kali pasang dan satu kali surut tetapi tinggi dan periodenya sangat ereda. Pasang surut jenis ini anyak terdapat di selat Kalimantan dan pantai utara Jawa Barat. Gamar 2.10 menunjukkan keempat tipe pasang surut yang mungkin terjadi di Indonesia.
Gamar 2.10 Tipe Pasang Surut (Triatmodjo, 1996) 2.5 Sedimen Sedimen adalah material atau pecahan dari atuan, mineral dan material organik yang melayang di dalam air, udara, maupun yang dikumpulkan di dasar sungai atau laut oleh perantara atau perantara alami lainnya. Sedimen pantai dapat erasal dari erosi pantai, dari daratan yang terawa oleh sungai, dan dari laut yang terawa oleh arus ke daerah pantai. Sifat-sifat sedimen adalah sangat penting di dalam mempelajari proses erosi dan sedimentasi. Sifat sedimen yang paling mendasar adalah ukuran dan entuknya, setelah itu densitas, kecepatan jatuh,dan lain-lain. 2.5.1 Ukuran dan Bentuk Sedimen pantai dapat dikelompokkan erdasarkan region atau keeradaannya terhadap laut dan massa daratan adalah sedimen neritik (perairan
dangkal) dan perairan dalam. Sedimen pantai juga diklasifikasikan erdasarkan ukuran utir menjadi lempung, lumpur, pasir, kerikil, koral (pele), dan atu. Salah satu klasifikasi yang terkenal adalah skala Wenworth yang mengklasifikasikan sedimen erdasarkan ukuran (dalam millimeter) seperti yang ditunjukkan pada Tael 2.1. Dalam skala Wenworth terseut partikel yang erukuran diantara 0,0625 dan 2 millimeter dianggap seagai pasir. Material yang leih halus seagai lumpur (silt) dan lempung (clay). Sedangkan material yang leih esar dari pasir diseut krakal/koral (peles) dan rangkal (coles). Pada keanyakan lokasi rangkal (coles) adalah material utama yang mementuk pantai, seperti di sepanjang Chesil Beach (England). Tael 2.1 Ukuran Partikel Sedimen Berdasarkan Skala Wenworth Fraksi sedimen Partikel Ukuran utir (mm) Batu (Stone) Bongkahan (Boulder) >256 Kerakal (Cole) 64-256 Kerikil (Pele) 4-64 Butiran (Granule) 2-4 Pasir (Sand) Pasir sangat kasar (very coarse sand) 1-2 Pasir kasar (coarse sand) ½-1 Pasir sedang (medium sand) ¼-½ Pasir halus (fine sand) 1/8-1/4 Pasir sangat halus (very fine sand) 1/16-1/8 Lumpur (Silt) Lumpur kasar (coarse silt) 1/32-1/16 Lumpur sedang (medium silt) 1/64-1/32 Lumpur halus (fine silt) 1/128-1/64 Lumpur sangat halus (very fine silt) 1/256-1/128 Lempung (Clay) Lempung kasar (coarse clay) 1/640-1/256 Lempung sedang (medium clay) 1/1024-1/640 Lempung halus (fine clay) 1/2360-1/1024 Lempung sangat halus (very fine clay) 1/4096-1/2360
2.5.2 Massa Jenis (Densitas) Densitas merupakan perandingan massa terhadap volume zat. Densitas merupakan fungsi langsung dari kedalaman laut, serta dipengaruhi juga oleh salinitas, temperatur dan tekanan. Secara matematis dituliskan dalam Persamaan 2.6. m (2.6) v dimana : = densitas (gr/cm 3 ) m = massa (gr) v = volume (cm 3 ) Taulasi nilai massa jenis dari eerapa zat ditampilkan dalam Tael 2.2. Tael 2.2 Data Massa Jenis Dari Beerapa Zat Zat Kerapatan (kg/m 3 ) Zat Cair Air (4 o C) 1,00 x 10 3 Air Laut 1,03 x 10 3 Darah 1,06 x 10 3 Bensin 0,68 x 10 3 Air raksa 13,6 x 10 3 Zat Padat Es 0,92 x 10 3 Aluminium 2,70 x 10 3 Besi dan Baja 7,8 x 10 3 Emas 19,3 x 10 3 Gelas 2,4 2,8 x 10 3 Kayu 0,3 0,9 x 10 3 Temaga 8,9 x 10 3 Timah 11,3 x 10 3 Tulang 1,7 2,0 x 10 3 Zat Gas Udara 1,293 Helium 0,1786 Hidrogen 0,08994 Uap air (100 o C) 0,6
Kerapatan zat (massa jenis) yang dinyatakan dalam tael di atas merupakan kerapatan zat pada suhu 0 o C dan tekanan 1 atm. Sedangkan untuk massa jenis sedimen lumpur ( m ) adalah 1200 kg/m 3. 2.5.3 Peremesan (porosity) Porositas digunakan untuk mengetahui pori-pori (porositas) yang terdapat dalam sampel. Porositas merupakan satuan yang menyatakan keporositasan suatu material yang dihitung dengan mencari persen (%) erdasarkan daya serap ahan terhadap air dengan perandingan volume air yang diserap terhadap volume total sampel. Secara matematis dituliskan dalam Persamaan 2.7 Vvoid Porositas = x100% V total (2.7) dimana: V void = volume rongga (m 3 ) V total = volume rongga + ahan padat (m 3 ) Pada tael 2.3 ditunjukkan nilai-nilai porositas untuk eerapa ahan sedimen. Tael 2.3 Porositas dari eerapa ahan sedimen Bahan Porositas (%) Tanah 50-60 Tanah Liat 45-55 Lanau (silt) 40-50 Pasir medium sampai kasar 35-40 Pasir erutir sera sama (uniform) 30-40 Pasir halus sampai medium 30-35 Kerikil 30-40 Kerikil erpasir 20-35 Batu erpasir 10-20 Shale 1-10 Batu Kapur 1-10
2.6 Angkutan Sedimen Pantai selalu menyesuaikan entuk profilnya. Penyesuaian terseut merupakan tanggapan dinamis alami pantai terhadap laut. Proses dinamis pantai sangat dipengaruhi oleh littoral transport, yang didefinisikan seagai gerak sedimen di daerah dekat pantai (nearshore zone) oleh gelomang dan arus. Pengangkutan atau pergerakan sedimen pantai adalah gerakan sedimen didaerah pantai yang diseakan oleh gelomang dan arus. Sedimen dapat diangkut dengan 3 cara: a. Suspension; umumnya terjadi pada sedimen-sedimen yang sangat kecil ukurannya (seperti lempung) sehingga mampu diangkut oleh aliran air atau angin yang ada.. Bedload; terjadi pada sedimen yang relatif leih esar (seperti pasir, kerikil, kerakal, ongkahan) sehingga gaya yang ada pada aliran yang ergerak dapat erfungsi memindahkan partikel-partikel yang esar di dasar. Pergerakan dari utiran pasir dimulai pada saat kekuatan gaya aliran meleihi kekuatan inersia utiran pasir terseut pada saat diam. Gerakangerakan terseut isa menggelinding, menggeser, atau ahkan isa mendorong sedimen yang dengan yang lainnya. c. Saltation; umumnya terjadi pada sedimen erukuran pasir dimana aliran fluida yang ada mampu menghisap dan mengangkut sedimen pasir sampai akhirnya karena gaya grafitasi yang ada mampu mengemalikan sedimen pasir terseut ke dasar. Sedangkan erdasarkan asalnya material angkutan dapat diedakan menjadi 2 macam, yaitu (Yiniarti, 1997):
a. Muatan material dasar (ed material transport), yang erasal dari dasar, erarti ahwa angkutan ini ditentukan oleh keadaan dasar dan aliran (dapat terdiri dari sedimen dasar dan sedimen melayang).. Muatan cuci (wash load), yang erasal dari hasil erosi daerah aliran sungai dan tidak erhuungan dengan kondisi hidrolik aliran setempat. Angkutan ini terdiri dari utiran yang sangat halus dengan diameter < 50µm (terdiri dari lempung dan lanau) yang hanya dapat ergerak dengan cara melayang dan tidak erada pada dasar sungai. Di kawasan pantai terdapat dua arah pengangkutan sedimen, yaitu: a. Pergerakan sedimen tegak lurus pantai (crosshore sediment transport) Pengangkutan sedimen tegak lurus pantai dapat dilihat pada entuk pantai (kemiringan pantai). Secara penampakan geomorfologi, proses pengangkutan sedimen tegak lurus pantai iasanya terjadi di teluk.. Pengangkutan sedimen sepanjang pantai (longshore sediment transport) Orang sering menyeutkan pengangkutan sedimen sejajar pantai (dalam ahasa ilmiahnya littoral sediment transport) atau longshore sediment transport. Proses ini iasanya terjadi di pantai yang eratasan dengan samudra dan merupakan proses yang penting karena erdampak sangat esar terhadap struktur yang diuat manusia misalnya jetti atau groin. 2.6.1 Angkutan Sedimen Sepanjang Pantai (Longshore Sediment Transport) Angkutan sedimen sedimen sepanjang pantai terdiri dari komponen utama, yaitu pergerakan sedimen dalam entuk mata gergaji di garis pantai dan transpor sepanjang pantai di surf zone, seperti yang ditunjukkan Gamar 2.11. Komponen
pertama terjadi pada waktu gelomang dari arah laut datang menuju pantai dan mementuk sudut terhadap garis pantai yang menyeakan kemudian massa air naik dan akan turun lagi dalam arah tegak lurus pantai. Gerak air terseut akan terlihat mementuk lintasan seperti mata gergaji, yang disertai dengan terangkutnya sedimen dalam arah sepanjang pantai. Sedangkan komponen kedua terjadi karena arus sepanjang pantai yang diangkitkan oleh gelomang pecah, sehingga menyeakan terjadinya pergerakan sedimen di surfzone (Triatmodjo, 1999). Gamar 2.11 Pergerakan Sedimen Sepanjang pantai (Triatmodjo, 1999) Pergerakan sedimen sepanjang pantai menimulkan eragai permasalahan seperti pendangkalan di pelauhan, erosi pantai dan seagainya. Oleh karen itu prediksi pergerakan sedimen sejajar pantai adalah sangat penting. Beerapa cara yang dilakukan untuk memprediksi pergerakan sedimen sejajar pantai adalah seagai erikut.
a. Cara teraik untuk memperkirakan pergerakan sedimen sejajar pantai pada suatu tempat adalah mengukur deit sedimen di lokasi yang ditinjau.. Peta atau pengukuran yang menunjukkan peruahan elevasi dasar dalam suatu periode tertentu dapat memerikan petunjuk tentang angkutan sedimen. Cara ini terutama aik apaila di daerah yang ditinjau terdapat angunan yang dapat menangkap pergerakan sedimen sejajar pantai, misalnya groin, pemecah gelomang suatu pelauhan, dan seagainya. c. Rumus empiris yang didasarkan pada kondisi gelomang di daerah yang ditinjau. Angkutan sedimen sejajar pantai dapat dianalisa dengan menggunakan dua metode yaitu Metode Energi Fluks untuk tinjauan di daerah surfzone dan Metode Integral untuk tinjauan di daerah offshore. Kedua metode terseut mempunyai huungan tinjauan jarak dari garis pantai (y) yang sejajar dengan koordinat sumu y, dengan kedalam air (h) yang sejajar dengan koordinat sumu z. Sistemkoordinat yang digunakan pada tugas akhir ini ditunjukkan pada Gamar 2.12. Gamar 2.12 Sistem Koordinat
Keterangan Gamar 2.12: Sumu x Sumu y Sumu z : Sumu koordinat sejajar garis pantai : Sumu koordinat tegak lurus garis pantai : sumu koordinat yang menyatakan kedalaman air laut (h) 2.6.2 Metode Energi Flux di Pantai Berpasir Menurut sejarah, jumlah total material yang ergerak di sepanjang garis pantai mempunyai kaitan dengan jumlah energi yang terdapat dalam gelomang yang sampai di garis pantai (Dean dan Dalrymple, 1995). Model yang sederhana terdapat dalam pergerakan sedimen sejajar pantai pantai erpasir, erupa huungan antara pergerakan sedimen dengan komponen fluks energi gelomang sepanjang pantai dalam entuk: KP 1 Q s = 1 n s (2.8) P 1 = E.C g.sin.cos = 1 gh 2 C g 16 sin 2 (2.9) dimana Q S adalah jumlah angkutan sedimen sepanjang pantai erpasir, K adalah komponen empiris (untuk daerah yang landai 0.2 K 0.3), P 1 adalah fliks energi, C g adalah kecepatan kelompok, adalah sudut datang gelomang pecah. Kecepatan kelompok (C g ) dapat dihilangkan pada persamaan 2.9 untuk energi fliks sejajar pantai dengan menggunakan pendekatan air dangkal, ahwa C g = gh dan H /, dimana H adalah tinggi gelomang pecah dan adalah indeks gelomang pecah. Sehingga didapat: Q s = K 16 0.5 1 n s g H 5 2 sin 2 (2.10)
di mana: Q s K = jumlah angkutan sedimen sejajar pantai (m 3 /s) = komponen empiris (untuk daerah yang landai 0.2 K 0.3) s = massa jenis sedimen ( s = 2650 kg/m 3 ) = massa jenis air laut ( = 1030 kg/m 3 ) H n = tinggi gelomang pecah (m) = indeks gelomang pecah (m/s) = porositas sedimen g = percepatan gravitasi (9.8 m/s 2 ) = sudut datang gelomang pecah terhadap garis pantai normal. 2.6.3 Metode Energi Flux di Pantai Berlumpur Di daerah pantai erlumpur huungan antara pergerakan sedimen dengan komponen energi sepanjang pantai mempunyai entuk seperti ditunjukkan Persamaan 2.11 (Tarigan, 2002). P 1 = 1 16 3 2 g 2mH 2 y sin 2 1 3 (2.11) dimana m adalah kemiringan pantai, y adalah jarak dari garis pantai menuju titik gelomang pecah dan adalah sudut datang gelomang pecah. Persamaan 2.11 merupakan hasil dari energi fluks pada daerah surf zone di pantai erlumpur. Sehingga untuk jumlah angkutan sedimen sejajar pantai garis pantai pada daerah surf zone ditunjukkan dalam persamaan 2.12 Q m = C g l 3 2 1 2 16mg' m H 3 2 y sin 2 (2.12)
dimana Q m adalah jumlah angkutan sedimen sepanjang pantai erlumpur, C l adalah koefisien proporsional di daerah surf zone (C l = 2.31*10-3 erdasarkan eksperimen Rodriguez dalam Tarigan, 2002), m adalah densitas lumpur = 1200 kg/m 3, dan g = g( - )/. m 2.6.4 Metode Longuet Higgins Dalam menghitung jumlah angkutan sedimen di daerah lepas pantai (offshore), Longuet Higgins memerikan solusi dalam perhitungan kecepatan arus (U x ) yang mempunyai huungan antara jarak dari garis pantai (y) dan kedalam air (h). Longguet Higgins (dalam Tarigan, 2002) menerapkan konsep tegangan radiasi untuk persamaan gerak sampai terjadinya arus sejajar pantai yang maksimum pada daerah pecahnya gelomang (U x ). Nilai U x dapat dihitung dengan persamaan erikut: U x = 5 m 8 c f gh sin (2.13) dimana α adalah konsonan yang ditetapkan = 0.4, m adalah kemiringan dasar pantai = 0.02, c f adalah faktor gesekan dasar laut, h adalah kedalaman air pada daerah gelomang pecah, dan garis pantai normal. erikut: adalah sudut antara gelomang pecah dengan Faktor gesekan dasar laut dihitung dengan menggunakan persamaan c f = 1.742 2log 10 H 0.001 2 (2.14)
Longguet Higgins juga memerikan rumusan terhadap profil kecepatan sepanjang pantai dalam variael tidak erdimensi, yaitu: Ũ x =Aỹ + B 1 ỹ 1, 0 < ỹ < 1 (2.15) Ũ x = B 1 ỹ 2, 0 < ỹ < (2.16) Dimana: ỹ = y/y, Ũ x = u x /u x (2.17) dan A, B 1, B 2, γ 1, dan γ 2 adalah konstans yang dipengaruhi oleh nilai Γ. A = 1 5 1 2 ; 3 9 1 1 ; 4 16 2 3 4 9 16 1 B 1 = 2 1 1 2 A 1 1 ; B 2 = A 2 1 ; (2.18) Γ adalah parameter tidak erdimensi yang mewakili kepentingan relatif dari pencampuran horizontal yang didalamnya terdapat nilai N. mn (2.19) 2 c f Dengan menggunakan pendekatan Inman (1971) dalam Tarigan (2002), untuk memperkirakan viskositas pusaran di dalam daerah surf zone, konstanta N dihitung dengan persamaan erikut: N H g. h (2.20) T dimana T adalah periode gelomang. Dalam metode Longuet Higgins ini terdapat huungan antara Ũ x dan ỹ yang dipengaruhi oleh nilai Γ yang dapat ervariasi seperti yang ditunjukkan pada gamar 2.13. efek dari Γ yang dapat ervariasi dengan nilai yang rendah pada penggaungan parameter mengakiatkan gradien kecepatan menjadi curam dan
pengurangan yang cepat terjadi aliran di luar zona pecah. Sealiknya, dengan nilai pencampuran yang esar menghasilkan gradien yang rendah. Gamar 2.13 Efek dari Nilai Γ atau P yang Bervariasi Terhadap Surfzone 2.6.5 Metode Integral Angkutan sedimen sejajar pantai dapat ditentukan dengan mengintgrasikan rumus semi empiris sedimen fluks terhadap lear dari zona pergerakan. Integrasi dari rumus semi empiris sedimen fluks ditunjukkan pada Persamaan 2.21. yo Q o = q y CU x h dy (2.21) di mana: Q o = jumlah angkutan sedimen sejajar pantai (kg/s) q = konstanta proporsional = 1 C U x h y = konsentrasi sedimen rata-rata (kg/s) = kecepatan arus sejajar pantai (m/s) = kedalaman air (m) = jarak dari garis pantai menuju titik gelomang pecah (m)
y o dy = jarak dari garis pantai menuju daerah offshore terminus (m) = interval kordinat y Persamaan 2.21 adalah rumusan yang digunakan untuk mengetahui jumlah angkutan sedimen sejajar pantai pada daerah offshore. Kecepatan arus sejajar pantai (U x ) diselesaikan dengan menggunakan metode Longuet Higgins yang telah dijelaskan seelumnya. Untuk konsentrasi rata-rata yang terjadi di daerah offshore ( C ) dapat dianalisis dengan menggunakan Persamaan 2.22 erikut. C = C exp (-k c (y-y )) ; y y (2.22) dimana C merupakan konsentrasi rata-rata di daerah surfzone, k c adlah konstanta erdimensi. Nilai k c ditetapkan 1.5x 10-3 1/m erdasarkan studi di Pantai Punggur yang mempunyai karakteristik pantai erlumpur yang sama seperti Pantai Cermin (Tarigan, 2002). 2.7 Bangunan Pelindung Pantai Erosi pantai merupakan salah satu masalah serius peruahan garis pantai. Selain proses alami, seperti angin, arus dan gelomang, aktivitas manusia menjadi penyea terjadinya erosi pantai. Salah satu metode penanggulangan erosi pantai adalah penggunaan struktur pelindung pantai, dimana struktur terseut erfungsi seagai peredam energi gelomang pada lokasi tertentu. Bangunan pantai digunakan untuk melindungi pantai terhadap kerusakan karena serangan gelomang dan arus. Ada eerapa cara yang dapat dilakukan untuk melindungi pantai yaitu:
1. Memperkuat pantai atau melindungi pantai agar mampu menahan kerusakan karena serangan gelomang. 2. Menguah laju transpor sedimen sepanjang pantai 3. Mengurangi energi gelomang yang sampai ke pantai 4. Reklamasi dengan menamah suplai sedimen ke pantai atau dengan cara lain. Sesuai dengan fungsinya, angunan pantai dapat diklasifikasikan dalam tiga kelompok yaitu: 1. Konstruksi yang diangun di pantai dan sejajar garis pantai. 2. Konstruksi yang diangun tegak lurus pantai. 3. Konstruksi yang diangun di lepas pantai dan sejajar garis pantai. Beerapa macam angunan pelindung pantai antara lain, yaitu: a. Breakwater Breakwater atau pemecah gelomang lepas pantai adalah angunan yang diuat sejajar pantai dan erada pada jarak tertentu dari garis pantai. Pemecah gelomang diangun seagai salah satu entuk perlindungan pantai terhadap erosi dengan menghancurkan energi gelomang seelum sampai ke pantai, sehingga terjadi endapan dielakang angunan. Endapan ini dapat menghalangi transport sedimen sepanjang pantai. Breakwater atau pemecah gelomang dapat diedakan menjadi dua macam yaitu pemecah gelomang samung pantai dan lepas pantai. Tipe pertama anyak digunakan pada perlindungan perairan pelauhan, sedangkan tipe kedua untuk perlindungan pantai terhadap erosi.
. Groin (Groyne) Groin adalah angunan pelindung pantai yang difungsikan untuk menahan/menangkap angkutan pasir (longshore transport) atau untuk mengurangi angkutan pasir. Groin diangun menjorok relatif tegak lurus terhadap arah pantai. Bahan konstruksinya umumnya kayu, aja, eton (pipa eton), dan atu. Penggunaan Groin dengan mneggunakan satu uah groin tidaklah efektif. Biasanya perlindungan pantai dilakukan dengan memuat suatu seri angunan yang terdiri dari eerapa groin yang ditempatkan dengan jarak tertentu. Hal ini dimaksudkan agar peruahan garis pantai tidak terlalu signifikan. c. Seawall Seawall hampir serupa dengan revetment (stuktur pelindung pantai yang diuat sejajar pantai dan iasanya memiliki permukaan miring), yaitu diuat sejajar pantai tapi seawall memiliki dinding relatif tegak atau lengkung. Seawall juga dapat dikatakan seagai dinding anjir yang erfungsi seagai pelindung/penahan terhadap kekuatan gelomang. Seawall pada umumnya diuat dari konstruksi padat seperti eton, turap aja/kayu, pasangan atu atau pipa eton sehingga seawall tidak meredam energi gelomang, tetapi gelomang yang memukul permukaan seawall akan dipantulkan kemali dan menyeakan gerusan pada agian dasarnya. d. Jetty Jetty adalah angunan tegak lurus pantai yang diletakan di kedua sisi muara sungai yang erfungsi untuk mengurangi pendangkalan alur oleh sedimen pantai. Pada penggunaan muara sungai seagai alur pelayaran,
pengendapan dimuaradapat mengganggu lalu lintas kapal. Untuk keperluan terseut jetty harus panjang sampai ujungnya erada di luar sedimen sepanjang pantai juga sangat erpengaruh terhedap pementukan endapan terseut. Pasir yang melintas didepan muara geelomang pecah. Dengan jetty panjang transport sedimen sepanjang pantai dapat tertahan dan pada alur pelayaran kondisi gelomang tidak pecah, sehingga memungkinkan kapal masuk kemuara sungai. Selain untuk melindungi alur pelayaran, jetty juga dapat digunakan untuk mencegah pendangkalan dimuara dalam kaitannya dengan pengendalian anjir. Sungai-sungai yang ermuara pada pantai yang erpasir engan gelomang yang cukup esar sering mengalami penyumatan muara oleh endapan pasir.karena pengaruh gelomang dan angin, endapan pasir terentuk di muara. Transport akan terdorong oleh gelomang masuk kemuara dan kemudian diendapkan. e. Artificial Headland Tanjung uatan adalah struktur atuan yang diangun sepanjang ujung pantai mengikis ukit-ukit untuk melindungi titik stategis, yang memungkinkan proses-proses alam untuk melanjutkan sepanjang agian depan yang tersisa. Tanjung uatan erfungsi menstailkan daerah pesisir pantai, mementuk garis pantai semakin stail. Stailitas akan tergantung pada panjang dan jarak dari tanjung. Struktur pendek dengan celah panjang akan memerikan perlindungan local tetapi tiak mungkin mengizinkan entuk rencana stail untuk dikemangkan.
f. Beach Nourishment Beach nourishment merupakan usaha yang dilakukan untuk memindahkan sedimentasi pada pantai ke daerah yang terjadi erosi, sehingga menjaga pantai tetap stail. Stailitas pantai dapat dilakukan dengan penamahan suplai pasir ke daerah yang terjadi erosi. Apaila erosi terjadi secara terus menerus maka suplai pasir harus dilakukan secara erkala dengan laju sama dengan kehilangan pasir. Untuk pantai yang panjang maka penamahan pasir dengan cara pemelian kurang efektif sehingga digunakan alternative pasir diamil dari hasil sedimentasi sisi lain dari pantai. Selain pengertian, fungsi dan manfaat dari angunan pelindung pantai ada hal lain yang harus diperhatikan dalam merencanakan atau memilih angunan pelindung pantai seagai solusi dari masalah erosi pantai, hal yang harus kita perhatikan yaitu mengenai filosofi dari angunan pelindung pantai. Menurut Pope (1997) dalam Armono merangkum filosofi angunan pelindung pantai seagai erikut: 1. Tak ada satu pun angunan pelindung pantai yang permanen. Tak ada satu pun angunan yang isa ertahan selamanya di lingkungan pantai yang dinamis. 2. Tak satu pun angunan pantai yang isa digunakan untuk menanggulangi seluruh lokasi. Bangunan yang erfungsi aik di suatu tempat elum tentu erfungsi dengan aik di tempat yang lain. 3. Tak satu pun angunan pantai yang ekerja aik pada semua kondisi. Setiap pelindung pantai hanya didesain untuk konisi tertentu yang teratas, jika atas kondisi terseut dilampaui, maka angunan tidak isa erfungsi
seagaimana diharapkan. 4. Tak ada angunan pantai yang ekonomis atau murah. 5. Tapi, ada suatu cara/pendekatan yang mampu melindungi dalam jangka waktu usia ekonomis angunan yang efektif. 6. Ada upaya-upaya teknis yang digunakan dengan antuan proses-proses pantai untuk mendapatkan hasil yang isa diperkirakan. 7. Ada daerah-daerah dimana upaya manusia dalam melindungi pantai tidak menghasilkan apapun. 8. Ada daerah dimana angunan pantai (hard structure) leih tepat digunakan. 9. Ada dimana angunan pantai tidak layak digunakan, soft structures leih tepat. 10. Ada daerah dimana tidak diperlukan angunan pelindung pantai.