ANALISIS GELOMBANG.pdf

8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf

1/17

ANALISIS GELOMBANG

1. Proses Hindcasting

Gelombang yang terjadi di lautan disebabkan oleh beberapa hal, salah satu penyebab

dominan terjadinya gelombang adalah adanya hembusan angin.Semakin kuat hembusan

angin, gelombang yang dibangkitkan akan semakin besar. Pengukuran gelombang langsung

dilapangan butuh waktu lama dan biaya sangat mahal, sehingga dilakukan proses peramalan

data gelombang berdasarkan data angin atauhindcasting.

Data angin berikut informasi mengenai arahnya diperlukan sebagai data masukan

dalam peramalan gelombang. Arah angin dinyatakan dalam bentuk delapan penjuru arah

angin (Utara, Timur Laut, Timur, Tenggara, Selatan, Barat Daya, Barat dan Barat Laut).

Gelombang laut yang diramal adalah gelombang yang berada dalam pada suatu

perairan yang dibangkitkan oleh angin,merambat kearah pantai dan pecah seiring dengan

mendangkalnya kedalaman perairan didekat pantai.Gelombang yang terbentuk memiliki

energi.Untuk melakukan perencanaan kekuatan suatu bangunan pantai diperlukan suatu

gelombang perencanaan, dimana bangunan direncanakan untuk dapat memikul gaya

gelombang tersebut. Gelombang yang diramalkan merupakan besar gelombang dalam kurun

waktu periode tertentu.

Hasil peramalan gelombang berupa tinggi dan periode gelombang signifikan untuk

setiap arah angin yang menyebabkan terbentuknya gelombang. Untuk mendapatkan

gelombang rencana, dilakukan proses peramalan gelombang berdasarkan data angin jangka

panjang. Tahapan proses hindcasting secara umum digambarkan dalam diagram alir pada

Gambar 1.


2/17

Gambar 1 Diagram alir proseshindcasting.

a. Fetch Efektif

Fetch adalah daerah pembentukan gelombang yang diasumsikan memiliki arah dan kecepatan

angin yang relatif konstan. Penghitungan panjang fetch efektif dilakukan dengan

menggunakan bantuan peta topografi/batimetri lokasi yang ditinjau dengan skala yang cukup

besar, hal ini dimaksudkan agar dapat terlihat pulau-pulau atau daratan yang mempengaruhi

pembentukan gelombang di lokasi tersebut. Area dalam radius perairan yang melingkupi

suatu titik dimana dalam area tersebut angin bertiup dengan kecepatan konstan dari arah

manapun menuju titik tertentu disebutfetch efektif.

Dasar Perhitungan Fetch Efektif

Penentuan titikfetch diambil pada posisi laut dalam dari lokasi perairan yang ditinjau. Hal ini

karena gelombang laut yang dibangkitkan oleh angin terbentuk di laut dalam, kemudian

merambat ke arah pantai dan mengalami gelombang pecah (breaking) seiring denganterjadinya pendangkalan (shoaling) di perairan dekat pantai. Panjang fetch efektif dihitung

untuk 8 arah mata angin utama.Prosedur penentuan panjang fetch efektif adalah sebagai

berikut :

1. Menentukan titik dan lokasi yang hendak ditinjau.

2. Dengan menggunakan peta perairan lokasi studi dengan titik pusat di titik lokasi yang

ditinjau. Buat garis 8 (delapan) arah utama angin, yaitu : Utara, Timur Laut, Timur,

Tenggara, Selatan, Barat Daya, Barat, Barat Laut.


3/17

3. Tarik garis fetch dengan penyimpagan sebesar 50

dan -50

dari suatu arah utama sampai

pada batas area arah mata angin yang lain. Pengambilan nilai 50

ini dilakukan mengingat

adanya keadaan bahwa angin bertiup dalam arah yang bervariasi, maka panjang fetch

diukur dari titik pengamatan dengan interval 50

tiap garis. Tiap arah utama memiliki 9

garisfetch.

4. Hitung panjang fetch tersebut sampai menyentuh daratan terdekat, kemudian kalikan

dengan skala peta.

5. Hitung panjangfetch efektif dengan menggunakan persamaan berikut :

F = F cos

cos

Keterangan :

Fi = Panjangfetch ke-i

= Sudut pengukuranfetch ke i

i = Nomor pengukuranfetch

k = Jumlah pengukuranfetch

Jumlah pengukuran i untuk tiap arah mata angin tersebut meliputi pengukuran-pengukuran

dalam wilayah pengaruhfetch yaitu 22,50

searah jarum jam dan 22,50

berlawanan arah jarum

jam.

Panjang atau pendeknya fetch sangat menentukan karakteristik geombang hasil dari

peramalan gelombang. Kondisi pertama, jika fetch sangat panjang kondisi ini disebut time

limited. Kondisi kedua, jikafetch terbatas kondisi ini disebutfetch limited. Pada kondisifetch

limited kita harus memeriksa apakah durasi bertiupnya angin cukup atau tidak untuk

membangkitkan gelombang, sebelum kita mencari tinggi gelombang dan perioda gelombang

rencana.


4/17

Perhitungan Fetch Efektif

Daerah pembentukan gelombang di lokasi Buleleng yang ditinjau dapat dilihat pada Gambar

3. Fetch digambarkan untuk 8 arah utama mata angin, yaitu : Utara, Timur Laut, Timur,

Tenggara, Selatan, Barat Daya, Barat dan Barat Laut.

Gambar 3 Penggambaranfetch Efektif Lokasi Buleleng

Gambar 3 Penggambaranfetch Efektif Lokasi Buleleng


5/17

Tabel 1. Fetch Efektif Arah Utara, Timur Laut, timur, Tenggara

Arah Utama Sudut (o)

Panjang

Fetch (m)

Panjang

Fetch

Efektif (m)

Utara

0 0 200000 0

200000

5 5 200000 5

10 10 200000 10

15 15 200000 15

20 20 200000 20

355 355 200000 5

350 350 200000 10

345 345 200000 15

340 340 200000 20

Timur Laut 25 25 200000 20

200000

30 30 200000 1535 35 200000 10

40 40 200000 5

45 45 200000 0

50 50 200000 5

55 55 200000 10

60 60 200000 15

65 65 200000 20

Timur 70 70 200000 20

157961

75 75 200000 15

80 80 200000 10

85 85 200000 5

90 90 200000 0

95 95 200000 5

100 100 76093.2677 10

105 105 71894.2626 15

110 110 69052.348 20

Tenggara 115 115 54673.1915 20

144885

120 120 60523.9076 15

125 125 60620.0261 10

130 130 69279.8133 5

135 135 767141.135 0

140 140 81884.4133 5

145 145 83768.6405 10150 150 78859.1107 15

155 155 26788.6378 20


6/17

Tabel 2. Fetch Efektif Arah Selatan, Barat Daya, Barat, Barat Laut

Arah Utama Sudut (o)

Panjang

Fetch (m)

Panjang

Fetch

Efektif (m)

Selatan

160 160 23867.7608 20

15946

165 165 22338.2699 15

170 170 18406.9149 10

175 175 16559.8969 5

180 180 14315.3354 0

185 185 13193.9741 5

190 190 12403.6416 10

195 195 11471.1353 15

200 200 11184.9033 20

Barat Daya 205 205 11122.7712 20

11677

210 210 11091.5036 15215 215 11076.6005 10

220 220 11342.7587 5

225 225 11565.0593 0

230 230 11817.1942 5

235 235 11731.5235 10

240 240 12529.9466 15

245 245 12856.0229 20

Barat 250 250 13857.105 20

63250

255 255 14482.1784 15

260 260 16298.1152 10

265 265 19435.5441 5

270 270 23953.8494 0

275 275 30320.7787 5

280 280 44359.397 10

285 285 130764.2651 15

290 290 285552.6304 20

Barat Laut 335 295 247504.223 20

179474

330 300 21781.3077 15

325 305 200000 10

320 310 200000 5

315 315 147429.6622 0

310 320 200000 5

305 325 200000 10300 330 200000 15

295 335 200000 20


7/17

Berdasarkan data-data yang yang ada maka dilakukan peramalan gelombang untuk

mendapat tinggi dan periode gelombang tiap jam yang bagan alirnya dapat dilihat pada

Gambar 4. Presentase arah dan tinggi gelombang hasil hindcasting disajikan pada Tabel 4.

Tinggi gelombang terbesar pada masing-masing arah disajikan pada Tabel 5 Grafik distribusi

arah dan tinggi gelombang (waverose) disajikan pada Gambar 5.

Gambar 3 Bagan Alir prosedur peramalalan gelombang


8/17

Tabel 4 Presentase Jam Kejadian Gelombang Lokasi Buleleng Keseluruhan Tahun 2004-

2014

ArahTinggi Gelombang (m)

3.75 Total

Utara 1.65 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 1.67

Timur Laut 1.98 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 1.99

Timur 7.51 0.50 0.01 0.00 0.00 0.00 8.02

Tenggara 36.64 1.18 0.04 0.00 0.00 0.00 37.86

Selatan 30.42 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 30.45

Barat Daya 7.06 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7.06

Barat 5.97 0.99 0.06 0.00 0.00 0.00 7.02

Barat Laut 4.23 0.83 0.37 0.31 0.11 0.08 5.93

Total 100

Tabel 5 Tinggi Gelombang Terbesar pada Masing-Masing Arah

Tahun

Tinggi Gelombang

(m)

UtaraTimur

Laut

Timur Tenggara SelatanBarat

Daya

BaratBarat

Laut2004 1.31 0.98 1.72 1.84 0.67 0.55 0.88 0.41

2005 0.73 0.55 1.43 1.58 0.79 0.39 0.93 2.15

2006 0.65 0.14 0.94 1.28 0.79 0.40 1.29 2.46

2007 0.38 0.76 1.67 1.05 0.77 0.54 1.63 4.31

2008 0.28 0.55 0.90 1.45 0.83 0.32 1.58 2.67

2009 0.43 0.35 1.02 1.29 0.76 0.40 1.29 3.17

2010 0.35 0.53 0.16 0.22 0.14 0.34 1.45 2.67

2011 0.00 0.00 0.18 0.18 0.00 0.00 0.00 0.00

2012 0.21 0.32 1.49 0.77 0.78 0.54 1.51 4.51

2013 0.42 0.69 1.28 1.00 0.81 0.51 1.75 2.57

2014 0.13 0.34 1.53 0.74 0.56 0.32 1.67 2.50


9/17

Gambar 4 Waverose Total Buleleng

Distribusi arah gelombang terbesar bulanan yang terjadi berdasarkan perhitungan data

angin tahun 2004-2014 adalah sebagai berikut:

Januari : Barat

Februari : Barat

Maret : Tenggara

April : Tenggara

Mei : Tenggara

Juni : Tenggara

Juli : Tenggara

Agustus : Tenggara

September : Selatan

Oktober : Selatan

November : Tenggara

Desember : Tenggara

Setiap arah menimbulkan gelombang karena letak fetch terletak di laut dalam sesuai

koordinat pengukuran data angin.


10/17

Gambar 5 Grafik Hubungan Tinggi Gelombang Signifikan dengan Periode

Gelombang Signifikan

Dari grafik di atas dapat diketahui hubungan antara tinggi gelombang signifikan (Hs)

dengan periode gelombang (Ts) yang terjadi di Pantai Tulamben berdasarkan data angin dari

stasiun cuaca Buleleng dengan mendekati persamaan y = 4,816 x0,4803

2. Peramalan Data Gelombang Periode Ulang

Dari hasil hindcasting gelombang selama 10 tahun (2004 2014) diperoleh tinggi

gelombang dan periode ggelombang signifikan. Namun dalam hal ini, hasil hindcasting

gelombang pada tahun 2010 dan 2011 tidak digunakan untuk analisis karena data anginnya

kurang baik yang bertiup hampir 1 tahun lamanya. Pada tabel 6 disajikan tinggi gelombang

maksimum tiap tahun.

Tabel 6. Rekapitulasi Gelombang Signifikan per Tahun

Tahun Hs (meter) Ts (detik)

2004 1.84 6.45

2005 2.15 6.95

2006 2.46 7.42

2007 4.31 9.7

2008 2.67 7.71

2009 3.17 8.38

y = 4.816x0.4803

R = 0.9851

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4 5

PeriodeGelombangSignifikan(s)

Gelombang Signifikan (m)

Grafik Hubungan Hs dan Ts


11/17

2012 4.51 9.93

2013 2.57 7.58

2014 2.5 7.48

Pengolahan nilai tinggi gelombang rencana dilakukan dengan menggunakan beberapa

distribusi yang pergitungannya dilakukan dengan bantuan software SMADA 2.0. sehingga

diperoleh gelombang rencana tahunan yang disajikan pada Tabel 8 dan nilai errornya pada

tabel 7. Gelombang ekstrim untuk setiap arah disajikan pada Tabel 9.

Tabel 7. Nilai Error Perhitungan Gelombang Rencana Tahunan pada Berbagai Distribusi

Jenis Distribusi Nilai Error

Normal 0,109

Lognormal 2 Parameter 0,091

Lognormal 3 Parameter 0,093

Pearson Type III 0,109

Log Pearson Type III 0,069

Gumbel 0,088

Gelombang rencana yang digunakan adalah hasil perhitungan gelombang rencana

tahunan dengan nilai error terkecil yaitu 0,069 dengan distribusi Log Pearson Type III

Tabel 8. Gelombang Rencana dengan Periode Ulang

Periode Ulang Tinggi Gelombang Ekstrim

(m)

Periode Gelombang

Ekstrim (s)

2 2.65 7.69

3 3.07 8.25

5 3.6 8.91

10 4.37 9.78

25 5.53 10.95

50 6.55 11.88

100 7.71 12.85

200 9.03 13.86


12/17

Tabel 9. Gelombang Ekstrim pada Tiap Arah

Periode

Ulang

Tinggi Gelombang ekstrim Tiap Arah (m)

Utara Timur

Laut

Timur Tenggara Selatan Barat

Daya

Barat Barat

Laut2 0.41 0.52 1.35 1.2 0.79 0.44 1.45 2.75

3 0.57 0.66 1.5 1.39 0.81 0.49 1.6 3.27

5 0.79 0.79 1.65 1.58 0.81 0.53 1.71 3.77

10 1.11 0.91 1.79 1.81 0.81 0.59 1.8 4.3

25 1.59 1.02 1.94 2.06 0.82 0.65 1.87 4.87

50 2.02 1.08 2.03 2.23 0.82 0.68 1.9 5.24

100 2.49 1.12 2.1 2.39 0.82 0.72 1.92 5.57

200 3.02 1.15 2.16 2.54 0.83 0.75 1.93 5.87

3. Pengolahan Data Pasang Surut

Data pasang surut yang digunakan berasal dari pencatatan elevasi selama 27 hari pada bulan

Agustus-September 2013 di Tulamben. Pengambilan sampel elevasi muka air setiap 10

menit, dilakukan proses perhitungan menggunakan bantuan program ERGTide, ERGRam,

serta ERGElv dengan proses perhitungan yang telah dijabarkan sebelumnya. data yang

dipergunakan dalam proses perhitungan akan di masukan pada lampiran . Grafik data pasang

surut tiap jam disajikan pada Gambar 6. Data konstituen pasang surut beserta amplitudo dan

beda fasanya hasil dari run program disajikan pada Tabel 8.

Gambar 6. Data Pasang Surut Tulamben

20

20.5

21

21.5

22

22.5

ElevasiMukaAir(m)

Waktu (jam)

Data Pasang Surut

Elevasi Muka Air


13/17

Tabel 8. Kosntituen, Amplitudo, Beda Fasa Tulamben

Konstituen Amplitudo (m) Beda Fasa

M2 30,33 160,22

S2 18,35 -76,52

N2 5,95 168,2

K2 2,74 -5,14

K1 34,19 216,48

O1 19,23 232,51

P1 13,56 133,89

M4 1,47 157,12

MS4 1,96 267,18

SO 2171,66 -

Dari gambar dapat dilakukan perhitungan penentuan jenis pasang surut dengan

menggunakan bilangan formzal sehingga didapat jenis pasang surut campuran cenderung

semi diurnal (dalam 1 hari terjadi 2 pasang dan 2 surut dengan H & T berbeda). Dibawah ini

dijabarkan proses perhitungannya.

Berikutnya dilakukan peramalan perubahan elevasi muka air pasang surut dengan

periode ulang 18,6 tahun (jangka waktu 20 tahun adalah periode ulang pasang surut) yang

merupakan satu periode ulang pasang surut dan dilakukan penentuan elevasi muka air acuan

yang akan digunakan pada proses perencanaan struktur dermaga. Elevasi muka air untuk

keperluan penentuan elevasi dermaga maupun kriteria desain dermaga. peramalan dilakukan

dengan bantuan program ERGELV. Pada Tabel 9 berikut disajikan elevasi muka air acuan

yang digunakan. Data kalibrasi hasil peramalan dengan data sebenarnya disajikan pada

Gambar 7.

1,135,1833,3023,1919,34

2211 =

+

+=

+

+=

SMOKF


14/17

Gambar 7. Kalibrasi Data Hasil Peramalan dengan Data Sebenarnya

20.8

21.1

21.4

21.7

22

22.3

22.6

ElevasiMukaAir(m)

Waktu (jam)

Kalibrasi Data

Elevasi Muka Air

Hasil Peramalan


15/17

LAMPIRAN WAVEROSE BULANAN

JANUARI 2004-2014 FEBRUARI 2004-2014

MARET 2004-2014 APRIL 2004-2014


16/17

MEI 2004-2014 JUNI 2004-2014

JULI 2004-2014 AGUSTUS 2004-2014


17/17

SEPTEMBER 2004-2014 OKTOBER 2004-2014

NOVEMBER 2004-2014 DESEMBER 2004-2014

Documents

ANALISIS GELOMBANG.pdf