BAB IV IDENTIFIKASI MASALAH DAN ANALISA DATA 4.. Identifikasi Masalah Secara Administratif Pantai Muarareja terletak di utara kota Tegal, Jawa Tengah tepatnya di Kelurahan Muarareja, Kecamatan Tegal Barat. Batas wilayah Kelurahan Muarareja adalah sebagai berikut: Utara : berbatasan dengan Laut Jawa. Timur : berbatasan dengan Kelurahan Tegalsari dan Kelurahan Kraton, Kecamatan Tegal Barat. Selatan : berbatasan dengan Kelurahan Pesurungan Lor, Kecamatan Margadana. Barat : berbatasan dengan Kelurahan Margadana, Kecamatan Margadana. Permasalahan yang timbul di daerah pantai biasanya berkembang tergantung pada pertumbuhan manusia dan aktivitasnya di daerah yang bersangkutan. Semakin ramai aktivitas suatu daerah tentunya sekecil apapun permasalahan yang timbul akan dirasakan lebih banyak orang. Permasalahan kerusakan pantai yang timbul di daerah pantai Muarareja terutama disebabkan oleh rob (luapan air laut) dan abrasi pantai. Abrasi pantai Muarareja ini disebabkan karena ulah campur tangan manusia yang merusak sarana dan prasarana umum di sekitar kawasan tersebut dengan menebang pohon bakau yang berfungsi sebagai penangkal arus air laut. Disamping itu abrasi pantai umumnya terjadi karena adanya faktor alam, dalam hal ini adalah gelombang angin. Gelombang angin adalah gelombang yang timbul akibat tiupan angin di permukaan laut. Gelombang dapat menimbulkan energi untuk membentuk pantai, menimbulkan arus dan transpor sedimen dalam arah tegak lurus dan sepanjang pantai. Angin yang bertiup dengan kecepatan dan arah tertentu di permukaan laut, akan menimbulkan riakan (gerakan) air yang semula kecil menjadi besar dan kemudian menjadi gelombang. Energi gelombang yang datang tegak lurus dari arah utara pantai Muarareja mengikis kawasan tersebut sehingga menimbulkan abrasi. Abrasi yang terjadi secara terus menerus dapat mengakibatkan perubahan garis pantai di kawasan Muarareja. 6
Abrasi yang terjadi di Pantai Muarareja, kota Tegal menyebabkan ratusan kepala keluarga kehilangan tempat tinggal setelah dusun mereka tenggelam akibat abrasi. Kondisi tersebut diperparah dengan tingginya gelombang pada musim penghujan tahun ini. Dalam beberapa bulan terakhir, garis pantai ke arah laut sepanjang 7,5 kilometer terkikis 0 meter dari bibir pantai. Lebar daratan pantai yang dulu mencapai 00 meter, saat ini hanya tersisa 0 meter. Bahkan, sebagian daratan berupa tambak penduduk sudah berbatasan dengan air laut (www.metronews.com. Senin, 9 Juli 007). Abrasi dipantai Muarareja sudah terjadi selama puluhan tahun. Abrasi telah mengikis daratan di pinggir pantai sepanjang sekitar 50 meter dan menghancurkan sekitar 300 hektar lahan tambak milik nelayan disana. Hal itu terjadi karena pohon bakau yang berfungsi sebagai penangkal arus air laut, hilang ditebang (www.kompas.com. Senin, 9 Juli 007). Selain itu di kawasan Muarareja juga terjadi rob atau limpahan air laut. Rob tersebut menggenangi ratusan rumah warga dan jalan. Biasanya, air mulai menggenangi rumah warga sekitar pukul 6.00 dan surut sekitar pukul 0.00 WIB. Ketinggian air di dalam rumah bisa mencapai sekitar 0 cm, sedangkan ketinggian air di jalan bisa mencapai 50 cm. Meskipun tidak menimbulkan korban, rob sangat mengganggu aktivitas warga. (www.kompas.com. Senin, 4 Mei 007). Menurut hasil inventarisasi sementara dampak kerusakan yang ditimbulkan gelombang pasang tanggal 5 Mei 007 oleh perhimpunan Pusdatin Departemen Kelautan dan Perikanan tercatat di wilayah Muarareja dan Panggung Kecamatan Tegal Barat didapat 3 rumah penduduk rusak dan 8 hektar tambak rusak. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambaran kondisi pantai Muarareja hasil pengamatan langsung di lapangan pada hari Selasa tanggal 4 Juli 007 pukul 09.00.00 WIB sebagai berikut: 63
Gambar 4.. Pondasi rusak akibat abrasi. Gambar 4.. Bentuk tepi pantai vertikal akibat terjadi abrasi. 64
Gambar 4.3. Tambak rusak dan tercemar air laut akibat terjadi abrasi. 4.. Angin Data angin diperoleh dari Stasiun Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Kota Tegal dengan koordinat 09º09 BT dan 6º5 LS. Data angin yang diperoleh adalah data angin kecepatan rata-rata harian selama 5 tahun yaitu tahun 00 hingga tahun 006. Dari data angin tersebut kemudian diolah menjadi windrose yang berguna untuk menentukan arah angin dominan. Windrose disajikan dalam lima tahunan. Untuk lebih jelasnya disajikan pada tabel 4. berikut ini: Tabel 4.. Prosentase Kejadian Angin Tahun 00-006 Kec. Angin Arah Angin Total (knots) U TL T TG S BD B BL 0 -- 3 00,00 07,00 7,00 8,00 6,00 0,00 3,00 0,00 847,00 % 5,48 5,86 0,38 0,99 4,35,50,6 6,57 46,39 4 -- 7 0,00 63,00 4,00,00 8,00 407,00 7,00 60,00 965,00 %,0 3,45 0, 0, 5,44,9,48 8,76 5,85 8 -- 0,00 0,00 0,00 0,00 4,00,00,00 8,00 4,00 % 0,00 0,00 0,00 0,00 0, 0,05 0,05 0,44 0,77 Jumlah 0,00 70,00,00 0,00 548,00 68,00 5,00 88,00 86,00 Prosen (%) 6,57 9,3 0,60,0 30,0 33,84,79 5,77 00,00 (Sumber: BMG Tegal dan hasil olahan) 65
Dari data tersebut terlihat bahwa kejadian angin bertiup dari Utara (6,57%), dari Timur Laut (9,3%), dari Barat Laut (5,77%), Selatan (30,0%), dan yang terbesar dari arah Barat Daya (33,84%), sehingga arah angin dominan dari arah Barat Daya. Namun, dalam analisa dan peramalan gelombang angin yang berpengaruh dari arah Barat Laut, Utara, Timur Laut dan Timur. Gambar 4.4. Windrose tahun 00-006 66
4.3. Fetch Efektif Di dalam tinjauan pembangkitan gelombang di laut, fetch dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Di daerah pembentukan gelombang, gelombang tidak hanya dibangkitkan dalam arah yang sama dengan arah angin tetapi juga dalam berbagai sudut terhadap angin. Fetch rerata efektif diberikan dalam rumus berikut ini: F eff Dengan : F eff X i X cosα i cosα : fetch rerata efektif : panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang keujung akhir fetch. α : deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan pertambahan 6 o sampai sudut sebesar 4 o pada kedua sisi dari arah angin. Cara mendapatkan fetch efektif ditunjukkan oleh Gambar 4.5 di bawah ini: Angin Dominan (BL) Gambar 4.5. Fetch efektif dari arah barat laut. Dari peta tersebut dapat dihitung panjang fetch dari arah angin yang berpengaruh terhadap pembangkitan tinggi gelombang di pantai Muarareja yaitu dari arah timur, timur laut, utara, barat laut dan barat. Perhitungan fetch efektif dapat dilihat pada tabel-tabel berikut ini: 67
Tabel 4.. Fetch Arah Timur Laut Tabel 4.3. Fetch Arah Utara Arah Timur Laut Arah Utara Titik Sudut (αº) Cos (α) X (km) X Cos (α) Titik Sudut (αº) Cos (α) X (km) X Cos (α) 7 ki 4 0,743 648 48,464 7 ki 4 0,743 504 374,47 6 ki 36 0,809 55 446,568 6 ki 36 0,809 498 40,88 5 ki 30 0,866 456 394,896 5 ki 30 0,866 480 45,680 4 ki 4 0,94 46 4,68 4 ki 4 0,94 396 36,944 3 ki 8 0,95 468 445,068 3 ki 8 0,95 408 388,008 ki 0,978 56 504,648 ki 0,978 40 393,56 ki 6 0,995 486 483,570 ki 6 0,995 58 5,0 0 0,000 540 540,000 0 0,000 600 600,000 ka 6 0,995 64 60,880 ka 6 0,995 630 66,850 ka 0,978 80 76,040 ka 0,978 56 504,648 3 ka 8 0,95 636 604,836 3 ka 8 0,95 444 4,44 4 ka 4 0,94 840 767,760 4 ka 4 0,94 456 46,784 5 ka 30 0,866 408 353,38 5 ka 30 0,866 49 46,07 6 ka 36 0,809 86 50,474 6 ka 36 0,809 50 4,590 7 ka 4 0,743 80 33,740 7 ka 4 0,743 49 365,556 Jumlah 3,5 655,540 Jumlah 3,5 763,096 Fetch 48,944 Fetch 537,593 Tabel 4.4. Fetch Arah Barat Laut Tabel 4.5. Fetch Arah Timur Arah Barat Laut Arah Timur Titik Sudut (αº) Cos (α) X (km) X Cos (α) Titik Sudut (αº) Cos (α) X (km) X Cos (α) 7 ki 4 0,743 4 7,83 0 0,000 80 80,000 6 ki 36 0,809 36 9,4 ki 6 0,995 86 85,070 5 ki 30 0,866 4 36,37 ki 0,978 9 87,776 4 ki 4 0,94 48 43,87 3 ki 8 0,95 408 388,008 3 ki 8 0,95 54 5,354 4 ki 4 0,94 840 767,760 ki 0,978 60 58,680 5 ki 30 0,866 708 63,8 ki 6 0,995 46 459,690 6 ki 36 0,809 80 45,60 0 0,000 504 504,000 7 ki 4 0,743 74 9,8 ka 6 0,995 58 55,360 Jumlah 7,56 596,644 ka 0,978 49 48,76 Fetch 357,866 3 ka 8 0,95 480 456,480 4 ka 4 0,94 40 367,48 5 ka 30 0,866 396 34,936 6 ka 36 0,809 780 63,00 7 ka 4 0,743 564 49,05 Jumlah 3,5 444,376 Fetch 37,4405 68
4.4. Pasang Surut Pasang surut merupakan naik turunnya elevasi muka air yang disebabkan oleh pengaruh gaya gravitasi bulan, matahari, serta benda-benda astronomi lainnya. Pasang surut juga dapat disebabkan oleh gaya sentrifugal dari pergerakan benda-benda tersebut. Karena pergerakan itu mempunyai siklus tertentu, maka elevasi pasang surut mempunyai bentuk periodik. Dari hasil perkiraan elevasi pasang surut inilah datum-datum ini dapat dicari. Beberapa datum yang biasa digunakan adalah: HHWL : Highest high water level, yaitu elevasi tertinggi muka air selama periode tertentu. MHWL : Mean high water level, yaitu rata-rata elevasi pasang (tinggi) muka air selama periode tertentu. MSL : Mean sea level, yaitu elevasi tinggi muka air rata-rata. MLWL : Mean low water level, yaitu rata-rata elevasi surut (rendah) muka air pada periode tertentu. LLWL : Lowest low water level, yaitu elevasi muka air terendah selama periode tertentu. Hasil perhitungan pasang surut ini digunakan untuk menentukan dimensi dari bangunan pengaman pantai. 69
Tabel 4.6. Perhitungan Data Pasang Surut Mei 007 T / J 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 Max Min 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 0,8 0,8 0,7 0,6 0,5 0,9 0,4 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,8 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 0,9 0,4 3 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,6 0,6 0,6 0,8 0,4 4 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 0,6 0,8 0,4 5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,6 0,8 0,4 6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,8 0,4 7 0,6 0,6 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,4 0,5 0,9 0,4 8 0,5 0,6 0,7 0,7 0,7 0,6 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,7 0,8 0,9 0,9 0,9 0,8 0,7 0,6 0,4 0,4 0,4 0,4 0,9 0,4 9 0,5 0,6 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,4 0,4 0,4 0,5 0,7 0,8 0,9,0,0 0,9 0,7 0,6 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3 0 0,4 0,5 0,6 0,7 0,7 0,7 0,6 0,5 0,4 0,4 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9,0,0,0 0,8 0,6 0,4 0,3 0, 0, 0, 0,3 0,5 0,6 0,7 0,7 0,7 0,7 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,6 0,7 0,9,0,,0 0,9 0,7 0,5 0,3 0, 0,, 0, 0, 0,4 0,5 0,6 0,7 0,7 0,7 0,6 0,5 0,4 0,4 0,4 0,5 0,7 0,9,0,,,0 0,8 0,6 0,4 0,3 0,, 0, 3 0, 0,3 0,4 0,5 0,7 0,7 0,7 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9,,,0 0,9 0,7 0,5 0,3 0,, 0, 4 0, 0, 0,3 0,4 0,6 0,7 0,7 0,7 0,6 0,5 0,5 0,4 0,5 0,6 0,7 0,9,0,0,0 0,9 0,8 0,6 0,5 0,3 0, 5 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9,0,0 0,9 0,9 0,7 0,6 0,4 0, 6 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 0,8 0,8 0,7 0,6 0,9 0,3 7 0,4 0,4 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 0,6 0,8 0,3 8 0,6 0,5 0,4 0,4 0,3 0,3 0,4 0,4 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8 0,3 9 0,7 0,6 0,5 0,5 0,4 0,3 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8 0,3 0 0,7 0,7 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,3 0,3 0,4 0,5 0,7 0,8 0,9 0,9 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,4 0,5 0,6 0,9 0,3 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9,0,0 0,9 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 0,4 0,5 0,3 0,6 0,7 0,7 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,3 0,4 0,6 0,7 0,9,0,0,0 0,8 0,7 0,5 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3 3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,8 0,7 0,6 0,4 0,4 0,3 0,4 0,5 0,7 0,8,0,0,0 0,9 0,8 0,6 0,4 0,3 0, 0, 0, 4 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,4 0,4 0,5 0,6 0,8 0,9,0,,0 0,8 0,7 0,5 0,3 0, 0,, 0, 5 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,7 0,7 0,6 0,5 0,4 0,4 0,5 0,6 0,7 0,9,0,0,0 0,9 0,7 0,5 0,4 0, 0, 0, 6 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,6 0,7 0,8,0,0,0 0,9 0,8 0,6 0,5 0,3 0, 0, 7 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8 0,9,0,0 0,9 0,8 0,7 0,5 0,4 0,3 0, 8 0, 0,3 0,3 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,9 0, 9 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,9 0,3 30 0,4 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,9 0,9 0,8 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,9 0,3 3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,6 0,6 0,5 0,8 0,4 jumlah 8,9 9 (sumber : TNI AL Tegal dan hasil olahan) 70
HHWL,0 meter LLWL 0,0 meter MSL MHWL MLWL nilai nilai _ maksimum + nilai nx 8,9 + 9 0,6 meter 3x HHWL + MSL, + 0,6 0.86 meter LLWL + MSL 0, + 0, 6 0.4 meter nilai _ minimum Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam grafik pasang surut sebagai berikut: GRAFIK PASANG SURUT MEI 007. ketinggian (m) 0.8 0.6 0.4 0. PASUT HHWL MHWL MSL MLWL LLWL 0 0 00 00 300 400 500 600 700 800 jam Gambar 4.6. Grafik pasang surut bulan Mei 007 7
Tabel 4.7. Hasil Perhitungan Pasang Surut Tahun 007 No Bulan HHWL MHWL MSL MLWL LLWL (m) (m) (m) (m) (m) Januari,00 0,80 0,60 0,35 0,0 Februari,00 0,80 0,60 0,40 0,0 3 Maret,00 0,80 0,59 0,40 0,0 4 April,00 0,80 0,60 0,40 0,0 5 Mei,00 0,80 0,6 0,4 0,0 6 Juni,0 0,85 0,60 0,40 0,0 7 Juli,00 0,79 0,60 0,39 0,0 8 Agustus,00 0,80 0,60 0,30 0,0 9 September,00 0,80 0,60 0,40 0,0 0 Oktober,0 0,85 0,60 0,40 0,0 Nopember,0 0,86 0,6 0,4 0,0 Desember,0 0,86 0,6 0,4 0,0 4.5. Peramalan Gelombang Dalam menetapkan data gelombang berhubung data gelombang untuk jangka panjang sulit atau terlalu mahal untuk dilaksanakan, maka digunakan data angin. Disini akan dilaksanakan peramalan gelombang (hindcasting) dengan metode SMB. Metode SMB dikemukakan oleh Svedrup, Munk dan Bretchsneider pada tahun 958. Hasil peramalan gelombang ini berupa tinggi gelombang signifikan dan periode gelombang. Formulasi metode SMB adalah sebagai berikut: Untuk kondisi limited fetch gh U gt U m0 A m A gt U 3 gf,6 x0 A U 3 gf,857x0 A, 8 A U gf 68 x U A 3 Untuk kondisi open sea gh U m0 A,433x0 7
gtm 8,34 U A gt 7,5x0 U A 4 dimana: F : panjang fetch efektif g : percepatan gravitasi (g 9,8m/dt ) H m0 : tinggi gelombang hasil peramalan T m U A t : periode gelombang puncak : kecepatan angin yang sudah dikoreksi : lama angin berhembus 4.5. Estimasi Angin Permukaan Beberapa koreksi terhadap data angin yang harus dilakukan sebelum melakukan peramalan gelombang antara lain: Elevasi Elevasi pencatat angin untuk perhitungan adalah elevasi 0 m dpl. Untuk elevasi yang tidak pada ketinggian 0 m dikoreksi dengan formula sebagai berikut : U (0) U ( z ) 0 Z 7 dimana : U (0) : kecepatan pada ketinggian 0 dpl. U (z) : kecepatan pada ketinggian Z m dpl. Dalam data yang diperoleh elevasi pencatat angin pada 3 m, maka data tersebut harus dikonversi ke elevasi 0 m dengan menggunakan rumus diatas. Konversi Kecepatan Angin Biasanya pengukuran angin dilakukan di daratan, padahal di dalam rumus-rumus pembangkitan gelombang data angin yang digunakan adalah yang ada di atas permukaan air laut. Oleh karena itu diperlukan transformasi dari data angin di atas daratan yang terdekat dengan lokasi studi ke data angin di atas permukaan air laut. Hubungan antara angin di atas laut dan 73
angin di atas daratan terdekat diberikan oleh R L U W / U L seperti dalam Gambar 4.7. berikut ini: Gambar 4.7. Hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat Tegangan Angin Rumus dan grafik pembangkitan gelombang mengandung faktor tegangan angin (wind stress factor) yang dapat dihitung dari kecepatan angin setelah dilakukan berbagai konversi di atas. Kemudian kecepatan angin tersebut dikonversi lagi dalam tegangan angin menggunakan rumus: U A dimana: U A U W,3 0,7xUW : Tegangan angin : Kecepatan angin di laut (m/d) 4.5. Peramalan Gelombang Perairan Dalam Dari analisa topografi, Pantai Muarareja termasuk ke dalam kondisi limited fetch. Dalam perhitungan peramalan gelombang dapat digunakan rumus sebagai berikut: Tinggi gelombang H 3 gf,6 x0 U A U g A 74
Periode gelombang 3 gf U A T,875x0 ( SPM, 984 ) U A g Rumus diatas merupakan rumus umum tanpa satuan, apabila dalam satuan Standart International dimana U A (m/dtk), F (km), H (m), T (dtk) maka rumusnya menjadi sebagai berikut: Tinggi gelombang H,66x0 U F Periode gelombang A 6,38x0 U F T ( ) 3 A ( SPM, 984 ) Cara perhitungan peramalan gelombang dari data angin maksimum bulanan pada Tabel 4. adalah sebagai berikut: Pada bulan Januari 00 dengan nilai U (z) 7 knot arah Barat Laut maka:. Konversi elevasi pencatatan angin pada 3 m ke elevasi 0 m diatas permukaan laut U (0) U ( z ) 0 Z 7 U (0) 0 7x 3 7 8,35 knot 4,74 m/d. Transformasi data angin diatas daratan ke angin diatas permukaan air laut, dengan U L 4,74 m/d dan R L dicari pada grafik sebesar,48 maka kecepatan angin diatas permukaan laut adalah: U W R L x U L (R L,48),48 x 4,74 6,35 m/d 3. Menghitung tegangan angin (U A ) U A,3 0,7xUW,3 U A 0,7x6,35 6,864 m/d 75
4. Menghitung tinggi gelombang (H), dengan g 9,8 m/d ; Fetch 538 km; U A 6,864 m/d adalah: H,66x0 U F,66x0 x6,864x37,006 m A 5. Menghitung periode gelombang (T) T 6,38x0 ( U F ) 3 ( ) 3 6,38x0 6,864x37 8,68 detik A Perhitungan tinggi dan periode gelombang untuk tiap bulan dari tahun 00-006 selanjutnya diberikan oleh Tabel 4.8 berikut ini: Tabel 4.8. Tinggi dan Periode Gelombang Akibat Angin Dominan Tahun Bulan U Arah Arah U (0) UL (0) RL UW UA Fetch Ho To (knot) ( ) angin (knot) (m/s) (m/s) (m/s) (km) (m) (detik) Jan 7 30 BL 8,35 4,74,48 6,35 6,864 37,006 8,68 Feb 9 30 BL 0,69 5,495,38 7,583 8,580 37,507 8,798 Maret 5 30 BL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 37,448 7,37 April 4 30 BL 4,75,44,68 4,03 4,03 37,78 6,839 Mei 5 40 TL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 483,760 8,345 0 Juni 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 0 Juli 5 40 TL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 483,760 8,345 Agust 5 30 BL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 37,448 7,37 Sept 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 Okt 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 Nop 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 Des 4 30 BL 4,75,44,68 4,03 4,03 37,78 6,839 Jan 5 30 BL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 37,448 7,37 Feb 9 30 BL 0,69 5,495,38 7,583 8,580 37,507 8,798 Maret 5 30 BL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 37,448 7,37 April 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 Mei 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 0 Juni 5 40 TL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 483,760 8,345 0 Juli 6 80 S 7,7 3,663,5 5,568 5,868 538,00 9,5 3 Agust 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 Sept 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 Okt 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,900 76
Tahun Bulan U Arah Arah U (0) UL (0) RL UW UA Fetch Ho To (knot) ( ) angin (knot) (m/s) (m/s) (m/s) (km) (m) (detik) Nop 3 40 TL 3,564,83,75 3,05,975 483,057 7,039 Des 6 30 BL 7,7 3,663,5 5,568 5,868 37,75 7,75 Jan 7 30 BL 8,35 4,74,48 6,35 6,864 37,006 8,68 Feb 7 300 BL 8,35 4,74,48 6,35 6,864 37,006 8,68 Maret 5 30 BL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 37,448 7,37 April 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 Mei 4 360 U 4,75,44,68 4,03 4,03 538,5 8,074 0 Juni 5 40 TL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 483,760 8,345 0 Juli 4 70 T 4,75,44,68 4,03 4,03 358,3 7,049 4 Agust 6 80 S 7,7 3,663,5 5,568 5,868 538,00 9,5 Sept 6 40 TL 7,7 3,663,5 5,568 5,868 483,084 8,88 Okt 4 360 U 4,75,44,68 4,03 4,03 538,5 8,074 Nop 4 360 U 4,75,44,68 4,03 4,03 538,5 8,074 Des 6 30 BL 7,7 3,663,5 5,568 5,868 37,75 7,75 Jan 6 30 BL 7,7 3,663,5 5,568 5,868 37,75 7,75 Feb 5 30 BL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 37,448 7,37 Maret 5 90 T 5,939 3,053,59 4,854 4,956 358,55 7,55 April 4 360 U 4,75,44,68 4,03 4,03 538,5 8,074 Mei 4 50 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 0 Juni 4 40 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 0 Juli 4 60 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 5 Agust 5 90 T 5,939 3,053,59 4,854 4,956 358,55 7,55 Sept 5 360 U 5,939 3,053,59 4,854 4,956 538,858 8,650 Okt 4 360 U 4,75,44,68 4,03 4,03 538,5 8,074 Nop 30 TL,376,,8,,896 483 0,673 6,058 Des 4 300 BL 4,75,44,68 4,03 4,03 37,78 6,839 Jan 9 30 BL 0,69 5,495,38 7,583 8,580 37,507 8,798 Feb 9 30 BL 0,69 5,495,38 7,583 8,580 37,507 8,798 Maret 5 30 BL 5,939 3,053,59 4,854 4,956 37,448 7,37 April 3 350 U 3,564,83,75 3,05,975 538,5 7,97 Mei 3 40 TL 3,564,83,75 3,05,975 483,057 7,039 0 Juni 4 50 TL 4,75,44,68 4,03 4,03 483,43 7,789 0 Juli 6 0 BD 7,7 3,663,5 5,568 5,868 538,00 9,5 6 Agust 5 0 BD 5,939 3,053,59 4,854 4,956 538,858 8,650 Sept 5 360 U 5,939 3,053,59 4,854 4,956 538,858 8,650 Okt 6 360 U 7,7 3,663,5 5,568 5,868 538,00 9,5 Nop 4 350 U 4,75,44,68 4,03 4,03 538,5 8,074 Des 7 300 BL 8,35 4,74,48 6,35 6,864 37,006 8,68 77
4.5.3 Perhitungan Tinggi dan Periode Gelombang secara Grafis Berdasarkan pada kecepatan angin dan fetch, maka dapat dilakukan perhitungan gelombang dengan menggunakan grafik. Apabila panjang fetch (F), dan faktor tegangan angin (U A ) diketahui maka tinggi dan periode gelombang dapat dicari. Grafik yang digunakan adalah dari Buku Teknik Pantai karangan Bambang Triatmodjo tahun 994. Gambar 4.8. Grafik Peramalan Gelombang Dari hasil perhitungan gelombang secara grafis dan analitis didapatkan nilai tinggi gelombang dan periodenya sebagaimana disajikan dalam Tabel 4.9 berikut ini: Tabel 4.9. Perhitungan Tinggi Gelombang Tahun Bulan Analitis Grafis Ho (m) To (detik) Ho (m) To (detik) Jan,006 8,68,00 5,750 Feb,507 8,798,750 7,000 Maret,448 7,37 0,650 4,50 April,78 6,839 0,650 4,50 Mei,760 8,345 0,650 4,50 0 Juni,43 7,789 0,650 4,50 0 Juli,760 8,345 0,650 4,50 Agust,448 7,37 0,650 4,50 Sept,43 7,789 0,650 4,50 78
Okt,43 7,789 0,650 4,50 Nop,43 7,789 0,650 4,50 Des,78 6,839 0,650 4,50 Jan,448 7,37 0,650 4,50 Feb,507 8,798,750 7,000 Maret,448 7,37 0,650 4,50 April,43 7,789 0,650 4,50 Mei,43 7,789 0,650 4,50 0 Juni,760 8,345 0,650 4,50 0 Juli,00 9,5 0,880 4,900 3 Agust,43 7,789 0,650 4,50 Sept,43 7,789 0,650 4,50 Okt,43 7,789 0,650 4,50 Nop,057 7,039 0,650 4,50 Des,75 7,75 0,880 4,900 Jan,006 8,68,00 5,750 Feb,006 8,68,00 5,750 Maret,448 7,37 0,650 4,50 April,43 7,789 0,650 4,50 Mei,5 8,074 0,650 4,50 0 Juni,760 8,345 0,650 4,50 0 Juli,3 7,049 0,650 4,50 4 Agust,00 9,5 0,880 4,900 Sept,084 8,88 0,880 4,900 Okt,5 8,074 0,650 4,50 Nop,5 8,074 0,650 4,50 Des,75 7,75 0,880 4,900 Jan,75 7,75 0,880 4,900 Feb,448 7,37 0,650 4,50 Maret,55 7,55 0,650 4,50 April,5 8,074 0,650 4,50 Mei,43 7,789 0,650 4,50 0 Juni,43 7,789 0,650 4,50 0 Juli,43 7,789 0,650 4,50 5 Agust,55 7,55 0,650 4,50 Sept,858 8,650 0,650 4,50 Okt,5 8,074 0,650 4,50 Nop 0,673 6,058 0,650 4,50 Des,78 6,839 0,650 4,50 Jan,507 8,798,750 7,000 Feb,507 8,798,750 7,000 Maret,448 7,37 0,650 4,50 April,5 7,97 0,650 4,50 Mei,057 7,039 0,650 4,50 0 Juni,43 7,789 0,650 4,50 0 Juli,00 9,5 0,880 4,900 6 Agust,858 8,650 0,650 4,50 79
Sept,858 8,650 0,650 4,50 Okt,00 9,5 0,880 4,900 Nop,5 8,074 0,650 4,50 Des,006 8,68,00 5,750 Dari hasil perhitungan gelombang pada tabel 4.9 diatas dapat diketahui bahwa hasil antara cara analitis dan cara grafis berbeda. Hal ini dikarenakan karena fetch efektif yang diperoleh dari perhitungan sebelumnya sangat panjang, sehingga pada saat diplotkan pada grafik berada pada daerah maksimum. Namun, pada perhitungan gelombang selanjutnya digunakan hasil dari cara analitis. 4.5.4 Gelombang Representatif Untuk keperluan perencanaan bangunan-bangunan pantai perlu dipilih tinggi dan periode gelombang individu (individual wave) yang dapat mewakili suatu spektrum gelombang. Gelombang tersebut dikenal dengan gelombang representatif. Apabila tinggi gelombang dari suatu pencatatan diurutkan dari nilai tertinggi ke terendah atau sebaliknya, maka akan dapat ditentukan tinggi H n yang merupakan rerata dari n persen gelombang tertinggi. Dengan bentuk seperti itu akan dapat dinyatakan karakteristik gelombang alam dalam bentuk gelombang tunggal. Misalnya, H 0 adalah tinggi rerata dari 0% gelombang tertinggi dari pencatatan gelombang. Bentuk yang paling banyak digunakan dalam perencanaan adalah H 33 atau tinggi rerata dari 33% nilai tertinggi dari pencatatan gelombang yang juga disebut sebagai tinggi gelombang signifikan H s. Cara yang sama juga dapat digunakan untuk periode gelombang. Untuk memberikan kejelasan mengenai gelombang representatif, berikut ini adalah rekapitulasi hasil perhitungan tinggi dan periode gelombang dari tabel 4.0 yang telah diurutkan dari terbesar hingga terkecil tiap tahunnya. Tabel 4.0. Tinggi dan Periode Gelombang yang Telah Diurutkan Tahun 00 006 No Urut Ho (m) To (detik) No Urut Ho (m) To (detik),507 9,5 3,5 7,789,507 9,5 3,448 7,789 3,507 9,5 33,448 7,789 4,507 9,5 34,448 7,789 5,00 8,88 35,448 7,789 6,00 8,798 36,448 7,789 80
7,00 8,798 37,448 7,789 8,00 8,798 38,448 7,789 9,084 8,798 39,43 7,789 0,006 8,650 40,43 7,789,006 8,650 4,43 7,789,006 8,650 4,43 7,75 3,006 8,650 43,43 7,75 4,858 8,345 44,43 7,75 5,858 8,345 45,43 7,55 6,858 8,345 46,43 7,37 7,858 8,345 47,43 7,37 8,760 8,68 48,43 7,37 9,760 8,68 49,43 7,37 0,760 8,68 50,43 7,37,760 8,68 5,43 7,37,75 8,074 5,43 7,37 3,75 8,074 53,3 7,97 4,75 8,074 54,78 7,049 5,55 8,074 55,78 7,039 6,5 8,074 56,78 7,039 7,5 8,074 57,5 6,839 8,5 7,789 58,057 6,839 9,5 7,789 59,057 6,839 30,5 7,789 60 0,673 6,058 Jumlah 57,6 53,088 Jumlah 40,358,780 Dari Tabel 4.0 dapat ditentukan H n. Gelombang maksimum dan periodenya adalah H max,507 m dan T max 9,5 detik. Gelombang 00% (Gelombang Rerata) adalah: n 00 % x 60 60 data n H 0 Hn n 60 57,6+ 40,358,633 m 60 n T 0 Tn n 60 Gelombang 0 % (H 0 ) adalah n 0 % x 60 6 data n H 0 n 6 Hn 53,088 +,780 7,93 detik 60,507 +,507 +,507 +,507 +,00 +,00 6,405 m n T 0 Tn n 6 9,5+ 9,5+ 9,5+ 9,5+ 8,88 + 8,88 9,038 detik 6 8
Gelombang 33,3 % (gelombang signifikan, Hs) adalah: n 33,3 % x 60 0 data n H 33,507 +,507 +... +,760 +,760 Hn,08 m 0 n 0 n T 33 Tn n 0 9,5+ 9,5+... + 8,68 + 8,68 0 8,655 detik 4.5.5 Waverose (Mawar Gelombang) Waverose (mawar gelombang) adalah suatu diagram untuk menunjukan persentasi kejadian tinggi gelombang dari berbagai arah dalam periode waktu pencatatan. Waverose dicari dari data angin kecepatan rata-rata harian tahun 00 hingga 006. Dengan menggunakan rumus peramalan tinggi gelombang di laut dalam diatas maka dapat diketahui besar tinggi gelombang yang terjadi. Dari hasil perhitungan tinggi gelombang dan arahnya dibuat persentasi kejadian gelombang. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada tabel 4. berikut ini : Tabel 4.. Prosentase Arah dan Tinggi Gelombang Tinggi Gelombang Arah Angin Total H (m) U TL T TG S BD B BL 0 m - m 37 9 7 8 70 9 3 75 %,03,04 0,38 0,99 4,79,99,6 6,68 39,6 m - m 8 50 4 73 383 6 44 064 % 4,49 8, 0, 0, 4,95 0,97,4 7,89 58,7 m - 3 m 0 0 5 6 47 % 0,05 0,05 0,00 0,00 0,7 0,88 0,,0,57 Jumlah 0 70 0 548 68 5 88 86 Prosen (%) 6,57 9,3 0,60,0 30,0 33,84,79 5,77 00,00 Selanjutnya dari tabel di atas dapat disajikan dalam bentuk mawar gelombang (waverose), seperti terlihat pada gambar berikut ini : 8
U BL TL B 0% 5% 0% 5% 0% 5% 30% 35% T BD TG Keterangan : 0 - m S - m - 3 m Gambar 4.9 Waverose (Mawar Gelombang) 4.5.6 Perkiraan Gelombang Dengan Periode Ulang Frekwensi gelombang-gelombang besar merupakan faktor yang mempengaruhi perencanaan bangunan pantai. Untuk menetapkan gelombang dengan periode ulang tertentu dibutuhkan data gelombang dalam jangka waktu pengukuran cukup panjang (beberapa tahun). Data tersebut bisa berupa data pengukuran gelombang atau data gelombang hasil peramalan berdasar data angin. Keandalan dari gelombang ekstrem yang diprediksi tergantung pada kebenaran data yang tersedia dan jumlah tahun pencatatan. Berdasar data representatif untuk beberapa tahun pengamatan dapat diperkirakan gelombang yang diharapkan disamai atau dilampaui satu kali dalam T tahun, dan gelombang tersebut dikenal dengan gelombang periode ulang T tahun atau gelombang T tahunan. Di dalam laporan ini data gelombang yang dipakai adalah hasil peramalan berdasar data angin, kemudian perkiraan gelombang dengan periode ulang 83
menggunakan hasil tinggi gelombang yang terbesar tiap tahunnya beserta periode gelombangnya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam perhitungan periode ulang gelombang dalam jangka waktu, 5, 0, 5, 50 dan 00 tahun berikut ini dengan Metode yang dipergunakan adalah dengan Metode Fisher-Tippet Type I serta Metode Weibull.. Metode Fisher-Tippet Type I Data probabilitas ditetapkan untuk setiap tinggi gelombang sebagai berikut : P ( H s H sm dimana: P(H s H sm ) H sm m N T m 0,44 ) N + 0, T : probabilitas dari tinggi gelombang representatif ke m yang tidak dilampaui : tinggi gelombang urutan ke m : nomor urut tinggi gelombang signifikan,,..n : jumlah kejadian gelombang selama pencatatan. Hitungan data selanjutnya dilakukan dengan analisis regresi linear dari hubungan berikut ini; H m A^ y m + B^ dimana nilai y m diberikan oleh bentuk berikut ini : y m -ln { - ln P (H s H sm )} Dengan A^ dan B^ adalah perkiraan dari parameter skala dan lokal yang diperoleh dari analisis regresi linear. Tinggi gelombang signifikan untuk berbagai periode ulang dihitung dari fungsi distribusi probabilitas dengan rumus sebagai berikut : H sr A^ y r + B^ dimana y r diberikan oleh bentuk berikut ini : y r -ln { - ln ( )} L.T r dengan : H sr : tinggi gelombang signifikan dengan periode ulang T r T r : periode ulang (tahun) K : panjang data (tahun) 84
L : rerata jumlah kejadian per tahun N T /K Langkah-langkah dalam hitungan periode ulang gelombang adalah sebagai berikut :. Membuat nomor urut tinggi gelombang m (kolom tabel 4.).. Mengurutkan tinggi gelombang dari besar ke kecil (kolom tabel 4.). 3. Menentukan probabilitas bahwa H (m) tidak dilampaui (kolom 3 tabel 4.) P ( H s H sm m 0,44 ) N + 0, T 0,44 P ( H s H sm) 0,9907 60 + 0, 4. Menentukan distribusi Fisher-Tippett type I (kolom 4 tabel 4.). y m -ln { - ln P (H s H sm )} -ln { -ln 0,9907 } 4,67 5. Menentukan nilai-nilai untuk analisis regresi linier (kolom 5 dan 6 tabel 4.). Hsm x Ym,507 x 4,67,73 Y²m 4,67²,83 Selanjutnya hitungan gelombang disajikan dalam tabel 4. sebagai berikut : Tabel 4.. Perhitungan Gelombang dengan Periode Ulang (Metode FT-I) No Hsm P Ym Hsm.Ym Y²m,507 0,9907 4,67,73,83,507 0,974 3,639 9,3 3,39 3,507 0,9574 3,35 7,859 9,86 4,507 0,9408,796 7,0 7,89 5,00 0,94,540 5,587 6,45 6,00 0,9075,333 5,3 5,44 7,00 0,8909,58 4,747 4,658 8,00 0,8743,007 4,45 4,08 9,084 0,8576,873 3,904 3,50 0,006 0,840,753 3,57 3,074,006 0,844,644 3,98,704,006 0,8077,544 3,097,384 3,006 0,79,45,9,05 4,858 0,7745,364,534,86 5,858 0,7578,83,383,645 6,858 0,74,06,40,454 85
7,858 0,746,33,04,83 8,760 0,7079,063,87,30 9,760 0,693 0,996,754 0,993 0,760 0,6747 0,933,64 0,870,760 0,6580 0,87,533 0,759,75 0,644 0,8,39 0,659 3,75 0,648 0,754,93 0,569 4,75 0,608 0,698,98 0,488 5,55 0,595 0,644 0,976 0,45 6,5 0,5749 0,59 0,893 0,350 7,5 0,558 0,540 0,85 0,9 8,5 0,546 0,489 0,739 0,39 9,5 0,550 0,439 0,664 0,93 30,5 0,5083 0,39 0,590 0,53 3,5 0,497 0,343 0,58 0,7 3,448 0,4750 0,95 0,48 0,087 33,448 0,4584 0,48 0,360 0,06 34,448 0,448 0,0 0,93 0,04 35,448 0,45 0,56 0,6 0,04 36,448 0,4085 0, 0,60 0,0 37,448 0,399 0,065 0,095 0,004 38,448 0,375 0,00 0,09 0,000 39,43 0,3586-0,05-0,036 0,00 40,43 0,340-0,070-0,0 0,005 4,43 0,353-0,6-0,66 0,03 4,43 0,3087-0,6-0,3 0,06 43,43 0,9-0,08-0,97 0,043 44,43 0,754-0,54-0,364 0,065 45,43 0,588-0,30-0,43 0,09 46,43 0,4-0,349-0,500 0, 47,43 0,55-0,398-0,570 0,59 48,43 0,089-0,448-0,64 0,0 49,43 0,93-0,500-0,76 0,50 50,43 0,756-0,553-0,79 0,306 5,43 0,590-0,609-0,87 0,37 5,43 0,44-0,667-0,955 0,445 53,3 0,57-0,79-0,899 0,53 54,78 0,09-0,795-0,937 0,633 55,78 0,095-0,867 -,0 0,75 56,78 0,0758-0,947 -,6 0,898 57,5 0,059 -,039 -,59,080 58,057 0,046 -,49 -,5,3 59,057 0,059 -,95 -,369,677 60 0,673 0,0093 -,54 -,039,379 Jumlah 97,980 30,000 34,63 83,63,8 86
Dari tabel diatas, didapat beberapa parameter, yaitu : N 60 K 60 N T 60 λ v 60 / 60 H sm 97,980 / 60,633 y m 34,63 / 60 0,569 Dari beberapa nilai diatas selanjutnya dihitung parameter A^ dan B^ berdasar data H sm dan y m seperti terlihat pada kolom dan 4 Tabel 4. dengan menggunakan persamaan berikut ini : H sm A^ y m + B^ Dengan : A^ n H n sm y y m m H sm ( y ) m 60(83,63) 97,980x34,63 60(,8) (34,63) y 0,300 B^ H sm A^y m,633 0,300 x 0,569,46 Persamaan regresi yang diperoleh adalah : H sr 0,300 y r +,46 y r -ln { - ln ( )} dimana L N T / K 60 / 60 L.T r -ln { - ln ( )} x 0,367 H sr 0,300 x 0,367 +,46,57 m m Selanjutnya perhitungan tinggi gelombang dengan beberapa periode ulang dilakukan dengan Tabel 4.3 sebagai berikut : 87
Tabel 4.3. Gelombang dengan Periode Ulang Tertentu (Metode FT-) Periode Ulang Yr Hsr σnr σr Hs-.8σr Hs+.8σr (tahun) (tahun) (m) (m) (m) 0.367.57 0.35.04 0.03 3.3 5.500.9 0.04.85-0.43 4.48 0.50.37 0.70.45-0.953 5.8 5 3.99.4 0.36 3.8 -.70 6.554 50 3.90.633 0.43 3.855 -.30 7.567 00 4.600.84 0.50 4.487 -.90 8.586. Metode Weibull Hitungan perkiraan tinggi gelombang ekstrim dilakukan dengan cara yang sama sperti Metode Fisher-Tippet Type I, hanya persamaan dan koefisien yang digunakan disesuaikan untuk Metode Weibull. Rumus-rumus probabilitas yang digunakan untuk Metode Weibull adalah sebagai berikut : 0,7 m 0, P( H H k s sm) 0, 3 NT + 0, + k Hitungan didasarkan pada analisis regresi linear dari hubungan Persamaan (4.7) dengan nilai y m ditentukan dari persamaan sebagai berikut : y m [-ln { - P (H s H sm )}] /k Tinggi gelombang signifikan ditentukan oleh persamaan diatas dengan nilai y r didapatkan dari persamaan : { ln( )} k y r LT r Perhitungan dilakukan dengan menggunakan Tabel 4.4. Langkah-langkah dalam hitungan periode ulang gelombang adalah sebagai berikut :. Membuat nomor urut tinggi gelombang m (kolom tabel 4.4).. Mengurutkan tinggi gelombang dari besar ke kecil (kolom tabel 4.4). 3. Menentukan probabilitas bahwa H (m) tidak dilampaui dengan koefisien (kolom 3 tabel 4.4). 88
0,7 m 0, P( H H k s sm) 0, 3 NT + 0, + k 0,7 0, P ( H ) s H sm 0,99 0,3 60 + 0, + 4. Menentukan distribusi Weibull (kolom 4 tabel 4.4). y m [-ln { - P (H s H sm )}] / [-ln { 0,99}] / 4,736 5. Menentukan nilai-nilai untuk analisis regresi linier (kolom 5 dan 6 tabel 4.4). Hsm x Ym,507 x 4,736,875 Y²m 4,736²,433 Selanjutnya hitungan gelombang disajikan dalam tabel 4.4 sebagai berikut : Tabel 4.4. Perhitungan Gelombang dengan Periode Ulang (Metode Weibull) No Hsm P Ym Hsm.Ym Y²m,507 0,99 4,736,875,433,507 0,975 3,676 9,7 3,55 3,507 0,958 3,73 7,956 0,070 4,507 0,94,840 7, 8,067 5,00 0,95,59 5,699 6,7 6,00 0,908,39 5,60 5,78 7,00 0,89,5 4,894 4,95 8,00 0,875,083 4,58 4,337 9,084 0,859,958 4,080 3,833 0,006 0,84,847 3,705 3,4,006 0,86,747 3,505 3,053,006 0,809,657 3,33,744 3,006 0,793,573 3,56,475 4,858 0,776,497,780,40 5,858 0,760,45,648,03 6,858 0,743,359,54,846 7,858 0,76,96,408,680 8,760 0,70,38,78,53 9,760 0,693,8,08,397 0,760 0,677,30,988,76 89
,760 0,660,080,900,66,75 0,644,03,770,065 3,75 0,67 0,987,69 0,973 4,75 0,6 0,943,67 0,890 5,55 0,594 0,90,366 0,83 6,5 0,578 0,86,30 0,74 7,5 0,56 0,83,44 0,678 8,5 0,544 0,786,88 0,68 9,5 0,58 0,75,34 0,563 30,5 0,5 0,76,08 0,53 3,5 0,495 0,683,03 0,466 3,448 0,478 0,65 0,94 0,43 33,448 0,46 0,69 0,897 0,384 34,448 0,445 0,589 0,853 0,347 35,448 0,49 0,560 0,8 0,33 36,448 0,4 0,53 0,769 0,8 37,448 0,395 0,503 0,79 0,53 38,448 0,379 0,476 0,690 0,7 39,43 0,36 0,450 0,644 0,03 40,43 0,346 0,44 0,608 0,80 4,43 0,39 0,399 0,57 0,60 4,43 0,33 0,375 0,537 0,4 43,43 0,96 0,35 0,503 0,3 44,43 0,80 0,38 0,470 0,08 45,43 0,63 0,305 0,437 0,093 46,43 0,47 0,83 0,405 0,080 47,43 0,30 0,6 0,374 0,068 48,43 0,3 0,40 0,344 0,058 49,43 0,97 0,9 0,34 0,048 50,43 0,80 0,99 0,85 0,040 5,43 0,64 0,79 0,56 0,03 5,43 0,47 0,59 0,8 0,05 53,3 0,3 0,40 0,73 0,00 54,78 0,4 0, 0,43 0,05 55,78 0,098 0,03 0, 0,0 56,78 0,08 0,085 0,00 0,007 57,5 0,065 0,067 0,074 0,004 58,057 0,048 0,049 0,05 0,00 59,057 0,03 0,03 0,034 0,00 60 0,673 0,05 0,05 0,00 0,000 Jumlah 97,980 30,84 59,903 8,68 5,457 90
Dari tabel diatas, didapat beberapa parameter, yaitu : N 60 K 60 N T 60 λ v 60 / 60 H sm 97,980 / 60,633 y m 59,903 / 60 0,998 Dari beberapa nilai diatas selanjutnya dihitung parameter A^ dan B^ berdasar data H sm dan y m seperti terlihat pada kolom dan 4 Tabel 4.4 dengan menggunakan persamaan berikut ini : H sm A^ y m + B^ Dengan : A^ n H n sm y y m m H sm ( y ) m 60(8,68) 97,980x59,903 60(5,457) (59,903) 0,375 B^ H sm A^y m,633 0,375 x 0,998,59 y m Persamaan regresi yang didapatkan adalah : H sr 0,375y r +,59 { ln( )} k y r LT r { ln( x) } 0,693 H sr 0,375 x 0,693 +,59,59 m Selanjutnya perhitungan tinggi gelombang dengan beberapa periode ulang dilakukan dengan Tabel 4.5 berikut ini : 9
Tabel 4.5. Gelombang dengan periode ulang tertentu (Metode Weibull) Periode Ulang Yr Hsr σnr σr Hs-.8σr Hs+.8σr (tahun) (tahun) (m) (m) (m) 0,693,59 0,48,3-0,73 3, 5,609,86 0,73,44 -,6 4,987 0,303, 0,390 3,486 -,340 6,585 5 3,9,466 0,55 4,93-3,847 8,779 50 3,9,76 0,677 6,045-5,0 0,464 00 4,605,986 0,80 7,66-6,87,59 4,5,7, Penentuan Periode Ulang Gelombang Rencana Penentuan kala ulang gelombang rencana biasanya didasarkan pada nilai daerah yang akan dilindungi dan jenis konstruksi yang akan dibangun, Makin tinggi nilai ekonomis daerah yang dilindungi, makin besar pula kala ulang gelombang rencana yang dipilih. Makin besar kemungkinan korban jiwa apabila terjadi kegagalan konstruksi, makin besar pula kala ulang gelombang rencana yang dipilih, Untuk menentukan kala ulang gelombang dilakukan studi kelayakan (feasibility study) untuk memilih kala ulang yang memeberikan kelayakan terbaik (dapat dilihat dari Net benefit terbaik Benefit Cost Ratio terbaik, Total cost terendah, pertimbangan korban jiwa yang mungkin terjadi. Penentuan kala ulang gelombang rencana dapat dilihat pada tabel 4.6. (Yuwono,996). Tabel 4.6. Pedoman Pemilihan Gelombang Rencana (Yuwono.996). No Jenis struktur Gelombang rencana Struktur fleksibel a. Resiko rendah b. Resiko sedang c. Resiko tinggi Jenis Gelombang Hso (H33) Kala Ulang(tahun) 5-0 0-00 00-000 Struktur semi kaku a. Resiko rendah b. Resiko sedang c. Resiko tinggi H0 H 5-0 0-00 00-000 9
3 Struktur kaku a. Resiko rendah b. Resiko sedang c. Resiko tinggi H H maks 5-0 0-00 00-000 Penentuan periode ulang gelombang rencana untuk pelindung Pantai Muarareja. ditentukan berdasarkan pertimbangan sebagai berikut: Nilai ekonomis daerah yang dilindungi. dan kemungkinan kerugian harta. benda dan jiwa bila terjadi kegagalan. Kegagalan bangunan pelindung Pantai Muarareja tidak menimbulkan kerugian material yang tinggi dan tidak menimbulkan korban jiwa yang besar. Oleh sebab itu. periode ulang gelombang rencana bangunan pelindung Pantai Muarareja dapat dikategorikan berisiko rendah atau sedang. Bahan bangunan pelindung pantai diusahakan mudah didapatkan dan mudah dalam pelaksanaannya. Bahan batu dipilih karena kedua alasan tersebut. Menurut Yuwono.996. bila bangunan pelindung pantai terbuat dari tumpukan batu. disarankan periode ulang gelombang yang dipakai adalah 5-5 tahun saja. Menurut Yuwono.996. apabila perbaikan dan perawatan sulit dilakukan pada lapis lindung maka maka kala ulang gelombang (H33) diambil agak tinggi. misalnya 0 tahun. Pantai Muarareja relatif landai dan dekat dengan jalur transportasi. sehingga perawatan bangunan pelindung pantai relatif lebih mudah dilakukan sehingga periode ulang gelombang rencana dapat menjadi lebih rendah. Dari pertimbangan-pertimbangan tersebut maka dalam perencanaan bangunan pelindung pantai untuk Pantai Muarareja ditentukan periode ulang gelombang rencana yaitu 0 tahun. 4.5.8. Gelombang Pecah Gelombang yang menjalar dari laut dalam menuju pantai mengalami perubahan bentuk karena adanya pengaruh perubahan kedalaman laut. Gelombang pecah dipengaruhi kemiringannya. yaitu perbandingan antara tinggi dan panjang 93
gelombang. Berikut ini langkah-langkah perhitungan tinggi dan kedalaman gelombang pecah : a. Arah Barat Laut Tinggi gelombang rencana (Ho),507 m Periode gelombang (T) 8,798 detik Arah datang gelombang (α o ) 5 o Arah datang gelombang pada kedalaman -,0 MSL Perhitungan koefisien shoaling (Ks) L o,56 T,56 x 8,798 0,75 m L C o o 0,75 3,75 m/detik T 8, 798 d 0,07 L o 0,75 Dari tabel pada Lampiran didapat : d H 0,0596 dan K L S ',7 Perhitungan koefisien refraksi (Kr) H o L 0,0596 37,764 m L 37,764 C T 8, 798 4,9 detik Sin α C 4,9 sin αo C o 3,75 x 0,43 0,33 α 7,6 o K R o cosα o cos5 o cosα cos7,6 0,956 Perhitungan tinggi gelombang ekivalen H o K S x K R x H o,7 x 0,956 x,507 3,047 m 94
Perhitungan tinggi gelombang pecah Hb H o ' Hb 3,047 H 3,3x L 3,3x o o ' 3 3,047 0,75 3 Hb,0 x 3,047 3,0 meter Perhitungan kedalaman gelombang pecah Nilai m 0,0378 9m a 43,75( e ) 43,75( e 9x0.0378 ),46 b 5,56 9, m ( + e ) ( 9,5x0.0378 + e ),055 db Hb b ( ahb gt ) db Hb,055 (,46x3,0/9,8x8,798 ) db Hb,038 db,038 x 3,0 3,8 m b. Arah Utara Tinggi gelombang rencana (Ho),00 m Periode gelombang (T) 9,5 detik Arah datang gelombang (α o ) 64 o Arah datang gelombang pada kedalaman -,0 MSL 95
Perhitungan koefisien shoaling (Ks) L o,56 x T,56 x 9,5 30,636 m Lo 30,636 C o 4,76 m/dtk T 9, 5 d L o 30,636 0,05 Dari tabel pada Lampiran didapat : d H 0,04964 dan K L S ',307 Perhitungan koefisien refraksi (K R ) H o L 0,04964 40,90 m L 40,90 C T 9, 5 4,403 detik Sin α C 4,403 sin αo C o 4,76 x 0,899 0,77 α 6, o K R o cosα o cos64 o cosα cos6, 0,675 Perhitungan tinggi gelombang ekivalen H o K S x K R x H o,307 x 0,675 x,00,94 m Perhitungan tinggi gelombang pecah Hb H o ' H 3,3x L o o ' 3 96
Hb,94 3,3x,94 30,636 3 Hb,5 x,94,359 meter Perhitungan kedalaman gelombang pecah db Hb b ( ahb gt ) db Hb,055 (,46x,359/9,8x9,5 ) db Hb,009 db,009 x,359,38 m c. Arah Timur Laut Tinggi gelombang rencana (Ho) Periode gelombang (T) Arah datang gelombang (α o ),084 m 8,88 detik 66 o Arah datang gelombang pada kedalaman -,0 MSL Perhitungan koefisien shoaling (Ks) L o,56 x T,56 x 8,88,576 m Lo,576 C o 3,77 m/dtk T 8, 88 d L o,576 0,06 Dari tabel pada Lampiran didapat : d H 0,053 dan K L S ',88 H o 97
Perhitungan koefisien refraksi (K R ) dapat dihitung sebagai berikut : L 0,053 38,97 m L 38,97 C T 8, 88 4,44 detik Sin α C 4,44 sin αo C o 3,77 x 0,94 0,93 α 7,04 o K R o cosα o cos66 o cosα cos7,04 0,65 Perhitungan tinggi gelombang ekivalen H o K S x K R x H o,88 x 0,65 x,084,75 m Perhitungan tinggi gelombang pecah Hb H o ' Hb,75 H 3,3x L 3,3x o o ' 3,75,576 3 Hb,8 x,75,5 meter Perhitungan kedalaman gelombang pecah db Hb b ( ahb gt ) db Hb,008,055 (,46x,5/ 9,8x8,88 ) db,008 x,5,68 m 98
d. Arah Timur Tinggi gelombang rencana (Ho) Periode gelombang (T) Arah datang gelombang (α o ),55 m 7,55 detik o Arah datang gelombang pada kedalaman -,0 MSL Perhitungan koefisien shoaling (Ks) L o,56 x T,56 x 7,55 88,97 m Lo 88,97 C o,78 m/dtk T 7, 55 d L o 88,97 0,0 Dari tabel pada Lampiran didapat : d H 0,06057 dan K L S ',0 Perhitungan koefisien refraksi (K R ) H o L 0,06057 33,00 m L 33,00 C T 7, 55 4,37 detik Sin α C 4,37 sin αo C o,78 x 0,358 0,39 α 7,64 o K R cosα o cos o o cosα cos 7,64 0,97 Perhitungan tinggi gelombang ekivalen H o K S x K R x H o,0 x 0,97 x,55,766 m 99
Perhitungan tinggi gelombang pecah Hb H o ' Hb,766 H 3,3x L 3,3x o o ' 3,766 88,97 3 Hb,05 x,766,95 meter Perhitungan kedalaman gelombang pecah db Hb b ( ahb gt ) db Hb,055 (,46x,95/ 9,8x7,55 ) db Hb,04 db,04 x,95,997 m 4.5.9. Transpor Sedimen Dari data tinggi dan kedalaman gelombang pecah yang telah dihitung diatas maka dapat diprediksikan besarnya transpor sedimen yang terjadi di Pantai Muarareja adalah sebagai berikut : a. Gelombang dari arah Barat Laut Tinggi gelombang pecah (H b ) : 3,0 m Kedalaman (d b ) : 3,8 m Sudut datang gelombang (α) : 5 o Rapat massa air laut (ρ) : 030 kg/m3,03 ton/m 3 Sehingga didapat nilai P dan Qs menurut rumus CERC adalah sebagai berikut : C b gxd 9,8x 3, 8 5,67 m/detik b 00
Sin αb C C b o sinα 5,67 o sin 5 3,75 0,73 αb 9,96 o,03 ο P x (3,0) x5,67xsin(x9,96 ) 6,948 tm/dt/m 0330,35 tm/hari/m Q s 0,40 x P 0,40 x 0330,35 4395,37 m³/hari b. Gelombang dari arah Utara Tinggi gelombang pecah (H b ) :,359 m Kedalaman (d b ) :,38 m Sudut datang gelombang (α) : 64 o Cb Sin α b g. db 9,8x, 38 4,834 m/dtk Cb 4,834 sinα Co 4, 76 sin 64 o 0,304 α 7,698 o,03 ο P x (,359) x4,834xsin(x7,698 ) 6,007 tm/dt/m 86630,498 tm/hari/m Q s 0,40 x P 0,40 x 86630,498 34738,830 m³/hari c. Gelombang dari arah Timur Laut Tinggi gelombang pecah (H b ) :,5 m Kedalaman (d b ) :,68 m Sudut datang gelombang (α) : 66 o Cb Sin α b g. db 9,8x, 68 4,6 m/dtk Cb 4,6 sinα Co 3, 77 sin 66 o 0,306 α 7,88 o 0
,03 ο P x (,5) x4,6xsin(x7,88 ) 6 0,80 tm/dt/m 696,47 tm/hari/m Q s 0,40 x P 0,40 x 696,47 7734,5 m³/hari d. Gelombang dari arah Timur Tinggi gelombang pecah (H b ) :,95m Kedalaman (d b ) :,997m Sudut datang gelombang (α) : o Cb Sin α b g. db 9,8x, 997 4,47 m/dtk Cb 4,47 sinα Co, 78 sin o 0,35 α 7,759 o,03 ο P x (,95) x4,47xsin(x7,759 ) 6 0,907 tm/dt/m 59,797 tm/hari/m Q s 0,40 x P 0,40 x 59,797 0073,038 m³/hari Dari hasil perhitungan diatas, kemudian didapat jumlah angkutan sedimen sepanjang pantai yaitu : Q (Q BL + Q U ) ( Q TL + Q T ) ( 4395,37 + 34738,830 ) ( 7734,5 + 0073,038 ) 3837,0 m 3 /hari 0
4,6, Analisa Data Tanah Dari hasil penelitian dan laboratorium mekanika tanah Universitas Diponegoro didapatkan bahwa kondisi tanah di lokasi Site Kedungjati yang berjarak ± 00 dari pantai Kota Tegal, mempunyai karakteristik sebagai berikut: Tabel 4.7. Hasil Uji Tanah Depth Kadar Air Specific Grafity Berat Jenis Porositas Void Ratio Kohesi Sudut Geser (m) w (%) Gs γ (gr/cm³) n (%) e C (kg/cm²) Ø (º) -,00 43,8,6389,6867 55,56,50 0, 0 -,00 45,4,6535,678 56,59,3036 0,3-3,00 4,45,675,6659 55,97,74 0,3 3-4,00 43,0,67,6655 56,4,948 0,4 5-5,00 4,46,6696,673 55,7,58 0,8 4 (Laboratorium Mekanika Tanah UNDIP) Dalam kondisi ini daya dukung tanah dapat diketahui dengan menghitung daya dukung batas (Q ult ) asalkan diketahui jenis material dan gradasi butiran materialnya. Rumus Terzaghi yang digunakan untuk mengetahui daya dukung tanah sekali lagi disajikan sebagai berikut : Q ult C, N c + D f, γ, N q + 0,5B, γ, N γ dengan : Q ult : Kuat dukung batas (t/m ) N c,n γ, N q : konstanta tanah tergantung φ D f B C : kedalaman pondasi (m) : lebar pondasi (m) : kohesi tanah γ : berat jenis/unit tanah (t/m 3 ) 03
Tabel 4,8, Nilai-nilai Faktor Daya Dukung Tanah Menurut Terzaghi φ ( o ) Keruntuhan Geser Umum N c N q N γ 0 5,7,0 0,0 5 7,3,6 0,5 0 9,6,7, 5,9 4,4,5 0 7,7 7,4 5,0 5 5,,7 9,7 30 37,,5 9,7 34 5,6 36,5 35,0 35 57,8 4,4 4,4 40 95,7 8,3 00,4 45 7,3 73,3 97,5 48 58,3 87,9 780, 50 347,6 45, 53, Berdasarkan persamaan diatas, maka sebagai simulasi digunakan hitungan berikut ini, Misal kedalaman pondasi m, m dan 3 m : Untuk kedalaman pondasi m, γ,6867 t/m 3, φ 0 o, dan lebar m, dari hasil interpolasi faktor-faktor Terzaghi didapatkan nilai-nilai untuk φ 0 o adalah N c 9,6; N q,7; dan N γ,, Dengan demikian, maka diperoleh : Q ult C, N c + D f, γ, N q + 0,5B, γ, N γ,*9,6 + *,6867*,7 + 0,5**,6867*, 7,086 t/m Dari gambaran tersebut dengan mengambil angka keamanan, maka Q s 8,54 t/m, artinya tanah pasir tersebut masih aman sampai beban diatasnya sebesar 8,54 ton tiap m. Untuk kedalaman pondasi m,diperoleh : Q ult C, N c + D f, γ, N q + 0,5B, γ, N γ,3*0,6 + *,67*3,04 + 0,5**,67*,46 4,79 t/m. Untuk angka aman, sehingga Q s,360 t/m, sehingga beban yang dapat didukung adalah,360 ton tiap m. 04
Sedangkan untuk kedalaman pondasi 3 m,diperoleh : Q ult C, N c + D f, γ, N q + 0,5B, γ, N γ,3*,58 + 3*,6659*3,7 + 0,5**,6659*,98 35,95 t/m. Untuk angka aman, sehingga Q s 7,647 t/m, sehingga beban yang dapat didukung adalah 7,647 ton tiap m. 05
06