FORMULASI PRAKTIS TEGANGAN GESER DASAR DAN OFFSHORE-ONSHORE SEDIMENT TRANSPORT UNTUK GELOMBANG ASIMETRIS By : LULUT ALFARIS (4305100019) PRESENTASI P3 Ocean Engineering Dosen Pembimbing : SUNTOYO, ST., M.Eng., Ph.D SHOLIHIN, ST, MT
LATAR BELAKANG # Keakuratan formula tegangan geser. # Keakuratan formula transportasi sedimen. # Formula transportasi sedimen yang ada sekarang hanya menjelaskan ke arah onshore, belum ke arah offshore. # Prediksi secara akurat laju transportasi sedimen.
LATAR BELAKANG Tegangan Geser Dasar Penelitian Nielsen (2006), Samad et.al (2006) & Suntoyo et.al (2009). Sehingga diperlukan formula yang handal untuk mendapatkan tingkat akurasi yang tinggi dari hasil estimasi tegangan geser dasar yang diperlukan untuk mengevaluasi jumlah transportasi sedimen. Transportasi Sedimen Penelitian dimulai sejak abad 19, yakni Du Boys (1879), Einstein (1950). Penelitian yang dihasilkan selama kurun 20 tahun terakhir ini adalah Tanaka (1988), Watanabe (1992), Ribberink (1998), Nielsen (2002) serta Suntoyo & Tanaka (2009). Diperlukan formula yang akurat untuk menjelaskan transportasi sedimen yang mengarah ke offshore.
PERUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana karakteristik tegangan geser dasar dan transportasi sedimen untuk gelombang asimetris? 2. Bagaimana mengetahui prediksi offshore-onshore sediment transport akibat gelombang asimetris?
Tujuan Penulisan 1. Mengetahui tegangan karakteristik tegangan geser dan transportasi sedimen untuk gelombang asimetris. 2. Mengetahui prediksi offshore-onshore sediment transport akibat gelombang asimetris.
Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah mengetahui formula tegangan geser dan transportasi sedimen yang akurat untuk digunakan dalam melakukan prediksi morfologi pantai.
Batasan Masalah 1. Jenis sedimen yang digunakan adalah bedload transport. 2. Transportasi sedimen yang dianalisa adalah crosshore sediment transport. 3. Analisa transportasi sedimen menggunakan gelombang asimetris secara vertikal.
Metodologi Penelitian Mulai Studi literatur : Buku dan jurnal tegangan geser dasar dan transportasi sedimen Persamaan Tegangan Geser Dasar dan Transportasi Sediment Data Eksperimen Transportasi Sedimen Ahmed dan Sato (2003) Perhitungan Tegangan Geser Dasar Metode Tanaka & Samad (2006) dan Suntoyo & Tanaka (2009) Perhitungan Transportasi Sedimen Metode Ribberink (1998) dan Suntoyo & Tanaka (2009) Memodifikasi Formulasi Transportasi Sedimen dengan Data Ahmed & Sato (2003) Kesimpulan dan Saran Selesai
Penjelasan Diagram Alir 1. Studi literatur. Tahap awal pengerjaan tugas akhir ini adalah mengumpulkan bahan-bahan atau materi sebagai studi literatur yang berasal dari jurnal-jurnal internasional. 2. Perhitungan tegangan geser dasar dengan menggunakan Compaq Visual Fortran. Perhitungan tegangan geser dasar dengan menggunakan metode Tanaka & Samad (2006), dan metode Suntoyo & Tanaka (2009).
Penjelasan Diagram Alir (Cont..) 3. Perhitungan transportasi sedimen dengan menggunakan metode Ribberink (1998), dan metode Suntoyo & Tanaka (2009). 4. Menganalisa formula transportasi sedimen Suntoyo & Tanaka (2009). Bahwa formula tersebut belum di evaluasi dengan data percobaan. Transportasi tersebut hanya mengarah ke onshore, namun belum mengarah ke offshore. Sehingga perlu dilakukan modifikasi formula dari Suntoyo dan Tanaka (2009) dengan data percobaan dari Ahmed dan Sato (2003).
Tabel 1. Data percobaan (Ahmed dan Sato, 2003)
Tegangan Geser Metode 1 Tanaka & Samad (2006) Metode 2 Suntoyo & Tanaka (2009) Efek Akselerasi
Transportasi Sedimen Metode 1 Ribberink (1998) Metode 2 Suntoyo & Tanaka (2009)
Gambar 2. Grafik fungsi kecepatan dan tegangan geser Case 1
Gambar 3. Grafik perbandingan tegangan seser dari beberapa metode
Gambar 4. Perbandingan Ф dan F dari kedua metode
Untuk memprediksi laju transportasi sediment yang mengarah ke offshore, maka digunakan hasill pada metode sebelumnya yakni metode Suntoyo & Tanaka (2009). Untuk mencari formula sediment transport rate maka dengan menggunakan rasio dari laju transportasi sediment berdasarkan eksperimen Sato dengan laju transportasi sedimen berdasarkan model. Yak ni r = Φ Φ r qs Untuk mencari formula sediment transport rate dengan persamaan : Ф = Ф qs r = AFr Hasilnya seperti yang ditunjukkan oleh gambar 8
Gambar 5. Rasio dari laju transportasi sediment berdasarkan eksperimen dengan laju transportasi sedimen berdasarkan perhitungan metode 2.
Gambar 6. Perbandingan net sediment transport rate antara eksperimen dengan perhitungan.
Nilai U max, q ribberink, q suntoyo, q sato. Digunakan untuk membuat gambar 9, yakni perbandingan laju transportasi sedimen Metode 1, Metode 2 dan experiment Sato. Tabel 2. Nilai Umax dan q Umax q ribberink q suntoyo q sato (m/s) (q (m 3 /s/m) q (m 3 /s/m) q (m 3 /s/m) 1.16 2.13x10-5 2.15x10-5 1.65x10-5 1.31 3.03x10-5 1.43x10-5 1.92x10-5 1.39 3.60x10-5 7.29x10-6 1.56x10-5 1.47 4.24x10-5 -2.45x10-6 1.5x10-6 1.54 4.85x10-5 -1.35x10-5 -9.2x10-6 1.58 5.22x10-5 -2.11x10-5 -1.9x10-5 1.62 5.62x10-5 -2.95x10-5 -3.1x10-5 1.66 6.03x10-5 -3.90x10-5 -4.3x10-5 1.85 8.26x10-5 -9.85x10-5 -9.9x10-5
Gambar 7. Perbandingan laju transportasi sedimen Metode 1, Metode 2 dan experiment Ahmed & Sato.
Dari grafik yang ditunjukkan maka dapat dilihat bahwa Metode Suntoyo & Tanaka (2009) mempunyai bentuk yang mendekati seperti grafik eksperiment Ahmed dan Sato. Bahwa laju transportasi sediment yang mengarah ke offshore mempunyai nilai negatif. Hal ini tidak dapat dapat ditunjukkan oleh Metode dari Ribberink (1998), grafik yang ditunjukkan mempunyai nilai yang positif yang berarti laju sediment transport mengarah ke onshore.
Kesimpulan 1. Metode 2 (Suntoyo & Tanaka), yang memasukkan efek akselerasi dan koeficien percepatan lebih handal dalam menjelaskan tegangan geser. 2. Dengan menghitung rasio r dari laju transportasi sediment berdasarkan eksperimen dengan laju transportasi sedimen berdasarkan perhitungan Metode Suntoyo dan Tanaka dapat menunjukkan laju tranportasi sedimen yang mengarah ke offshore. Nilai q suntoyo 2x10-5, 1.43x10-5, 7.29x10-6, -2.45x10-6, -1.35x10-5, -2.11x10-5, -2.95x10-5, -3.9x10-5, -9.85x10-5.
Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pergerakan sedimen untuk tipe suspended load, agar nantinya dalam melakukan permodelan morfologi pantai dalam kondisi sebenarnya dapat lebih akurat.
Daftar Pustaka Ahmed, A.S.M. and Sato, S., 2003, A Sheetflow Transport Model For Asymmetric Oscillatory Flows Part I : Uniform Grain Size Sediments, Coastal Engineering Journal, Vol. 45, pp. 321-337. Horikawa, H., 1988, Nearshore Dynamic and Coastal Processes, University of Tokyo Press, Tokyo. Tanaka, H., 1998, Bed Load Transport Due to Non-Linear Wave Motion, Proceedings of 21st International Conference on Coastal Engineering, ASCE, pp. 1803-1817. Tanaka, H., and Thu, A., 1994, Full-Range Equation of Friction Coefficient and Phase Difference in A Wave-Current Boundary Layer, Coastal Engineering, Vol. 22, pp. 237-254. Tanaka, H., and To, D. V., 1995, Initial Motion of Sediment Under Waves and Waves-Current Combined Motion, Coastal Engineering, Vol. 25, 153-163. Tanaka, H., Sumer, B. M., and Lodahl, C., 1998, Theoritical and Experimental Investigation on Laminar Boundary Layers Under Cnoidal Wave Motion, Coastal Engineering Journal, Vol. 40, pp. 81-98. Suntoyo and Tanaka, H., 2008, Characteristics of Turbulent Boundary Layers Over A Rough Bed Under Saw-Tooth Waves and Its Application to Sediment Transport, Coastal Engineering, Vol. 55, pp. 1102-1112. Suntoyo and Tanaka, H., 2009, Effect of Bed Roughness on Turbulent Boundary Layer and Net Sediment Transport Under Asymmetric Waves, Coastal Engineering, Vol. 56, pp. 960-969.
TERIMA KASIH