REKAYASA PANTAI

Nastain, ST., MT

MATERI AJAR

GBPP Penilaian Pustaka

KOMPETENSI DAN SILABUS

Kompetensi : Mahasiswa dapat merencanakan bangunan pantai dan bangunan pengaman pantai.

Isi : Pengertian pantai, review teori gelombang linier, gaya gelombang, energi gelombang, difraksi, refraksi, gelombang pecah, peramalan gelombang, teori angkutan sedimen pantai, arus litoral, angkutan sedimen litoral, proses pembentukan pantai, bangunan pantai, bangunan pengaman pantai, pengerukan, reklamasi.

PUSTAKA

1. Anonim, 1984. Shore Protection Manual. CERC Dept of The Army, US Army Corps of Engineers, Washington, DC.

2. Triatmodjo, B., 1996. Teknik Pantai. Beta Offset, Yogyakarta

3. Triatmodjo, B., 1996. Pelabuhan. Beta Offset, Yogyakarta.

4. Dean, RG., and Dalrymple, RA., 1994. Water Wave Mechanics For Engineers and Scientists. World Scientific, London.

5. Chakrabarti, SK., 1987. Hydrodynamics of Offshore Structures. Comp. Mechanics Public, Boston. Hardiyatmo, HC., 1994. Mekanika Tanah 2. Gramedia, Jakarta.

6. Nugroho, H., 1997. Teknik Reklamasi Pantai. Majalah Ilmiah Pilar Undip Edisi 8 Th.V, Semarang. Hal. 1-8

7. Heun J.C, 1993. Water Management in Tidal Lowland Areas in Indonesia. Lecture note.

8. Rokmin Dahuri, 1995. Pengolahan Sumber Daya Wilayah Pesisir dan Lautan Secara Terpadu. Pradnya Paramita.

BACKBACK

NILAI AKHIR

NO KOMPONEN NILAI PROSENTASE

1 UTS (Ujian Tengah Semester) 35%

2 UAS (Ujian Akhir Semester) 35%

3 TUGAS (Tugas Problem Set) 30%

100%

BACKBACK

BATASAN PANTAI

Kawasan peralihan antara laut dan daratan (Beatley, 1994)

Perluasan daratan yang dibatasi oleh pengaruh pasut (Hansom, 1988)

Peralihan ekosistem laut dan daratan (Clark, 1992) Wilayah yang mempunyai batas ke arah daratan sejauh

1 km dari garis pantai (shoreline) saat kedudukan muka air tertinggi dan ke arah laut lepas sejauh 3 mil (Coastal Committee of NSW, 1994; U.S National Research Council, 1989)

Daratan yang masih dipengaruhi oleh proses laut dan menghasilkan sistem-sistem bentuk daratan dan ekologi yang unik (Verhagen, 1994; Sekretariat Proyek MREP, 1997).

Wilayah yang mempunyai batas ke arah daratan sejauh 1 km dari garis pantai (shoreline) saat kedudukan muka air tertinggi dan ke arah laut lepas sampai daerah gelombang pecah atau breakers zone (Shore Protection Manual, 1984)

DefinisiPantai = pertemuan antara darat dan laut.

BATASAN PANTAI (Shore Protection Manual, 1984)

BATASAN PANTAI (Komar, 1976)

Pantai Mangrove

PANTAI DI INDONESIA

Luas laut 5,8 juta km2 atau sekitar tiga-perempat dari total luas wilayah Indonesia (7,7 juta km2)

Garis pantai sepanjang 81.791 km atau terpanjang kedua setelah Kanada (Supriharyono, 2000)

Pantai berpasir

Pantai tebing

Pantai berkarang

PARAMETER OCEANOGRAFI

Pasang surut Gelombang Arus air Transport sedimen Abrasi (erosi) dan Akresi (sedimentasi) Batimetri

PASANG SURUT

Pengertian Fisik Pasang Surut (Tides) Pasang Surut (Pasut) Pasang berbeda dengan Banjir. Pasang surut adalah proses turun naiknya

muka air laut akibat gaya tarik menarik antara bumi dengan benda angkasa lain (bulan, matahari, dll.)

PASANG SURUT

Surut Pasang

Bay of Fundy (Canada)Perbedaan surut dan pasang yang besar

PASANG SURUT

221

R

mmkF

Dimana;

k = konstanta gravitasi

= 6,67.10-11 Nm2/kg

Newton Law Universal Gravitation

PASANG SURUT

Equilibrium Theory Gaya tarik menarik antara bumi dengan

bulan mengakibatkan terjadinya dua kali pasang dan dua kali surut dalam waktu satu hari (24.8 jam). Dikenal juga sebagai semi-diurnal.

Semi-diurnal lebih rendah pengaruhnya di daerah jauh dari equator.

JENIS PASANG SURUT

Ada 3 jenis:

1. Semidiurnal : 2 kali pasang dalam 1 hari

2. Diurnal : 1 kali pasang dalam 1 hari

3. Campuran

BACK

JENIS PASANG SURUT

JENIS PASANG SURUT

JENIS PASANG SURUT

KOMPONEN PASANG SURUT

Pasang Surut merupakan penjumlahan dari komponen-komponen Harmonik

Setiap komponen Harmonik, yang disebut juga konstituen atau komponen utama Pasang Surut

Komponen Utama masing-masing memiliki Amplitudo, Perioda atau Frekuensi, dan fasa

Komponen-komponen Pasang Surut sangat banyak, tetapi untuk memprediksi Pasang Surut untuk setahun cukup hanya dengan komponen-komponen M2, S2, K1, dan O1

KOMPONEN PASANG SURUT

Komponen Periode (T)(jam)

(contoh)

Jenis Nama komponen

M2 12,42 Semi-diurnal Principal lunar

S2 12,00 Semi-diurnal Principal solar

N2 12,66 Semi-diurnal Larger lunar elliptic

K2 11,97 Semi-diurnal Luni-solar semidiurnal

K1 23,93 Diurnal Luni-solar diurnal

O1 25,82 Diurnal Principal lunar diurnal

P1 24,07 Diurnal Principal solar diurnal

KLASIFIKASI JENIS PASANG SURUT

Ditentukan berdasarkan nilai F = Formzhal Number

2.2.

1.1.

SamplMampl

OamplKamplF

Jika :F = 0 – 0,25 : semidiurnalF = 0,25 – 1,5 : mixed, mainly semidiurnalF = 1,5 – 3,0 : mixed, mainly diurnalF > 3,0 : diurnal

GELOMBANG

Jenis-jenis gelombang:1. Gelombang stokes : gelombang non sinusoidal, dengan

karakteristik lebih lancip di puncak dan datar di lembah2. Gelombang Cnoidal : gelombang non sinusoidal, dengan

karakteristik tidak memiliki lembah. Contoh : gelombang pantai

3. Gelombang Solitary : gelombang non sinusoidal, dengan karakteristik hanya memiliki satu puncak dan tidak memiliki lembah. Contoh : tsunami

4. Gelombang Airy : gelombang sinusoidal, dengan karakteristik memiliki T, L dan H yang tetap.

GELOMBANG AIRY

H = tinggi gelombang

L = panjang gelombang

C = cepat rambat gelombang

T = periode gelombang

=

a = amplitudo gelombang

= simpangan vertikal

muka air terhadap SWL

h = kedalaman laut

C

L

PANJANG DAN PERIODE GELOMBANG

Panjang gelombang (L) merupakan fungsi kedalaman (h) dan periode (T) Persamaan Dispersi

dimana : g adalah percepatan gravitasi (9,8 m/det2)

L

hgTL

2tanh

2

2

KLASIFIKASI LAUT

Klasifikasi laut h/L 2h/L tanh (2h/L)

Perairan dalam >1/2 > 1

Transisi 1/25 ...1/2 ¼ .. tanh (2h/L)

Perairan dangkal < 1/25 < 1/4 2h/L

Panjang gelombang laut dalam (Lo)

= 1.56 T2 (m)

2

2gTLo

FUNGSI HIPERBOLIK

MENCARI LCARA PERHITUNGAN TABEL

1. Hitung Lo

2. Hitung harga dan cari pada tabel (kolom 1)

3. Dapatkan pada baris yang sama (mendatar) harga (kolom 2)

4. Hitung L

oL

h

L

h

CEPAT RAMBAT GELOMBANG

Cepat rambat gelombang (C)

Cepat rambat gelombang laut dalam (Co)

T

LC

T

LC oo

SIMPANGAN VERTIKAL M.A

Simpangan vertikal muka air terhadap SWL dikenal sebagai profil muka air gelombang ()

dimana:

wave number (k) =

angular frequency () =

Amplitudo gelombang (a) =

T

2

tkxa cos

L

2

2

H

KECEPATAN PARTIKEL AIR

Arah horisontal

Arah vertikal

)cos(cosh

)(cosh

2tkx

kh

zhkHgk

xu

)sin(cosh

)(sinh

2tkx

kh

zhkHgk

zw

KECEPATAN PARTIKEL AIR

KECEPATAN PARTIKEL AIR

KECEPATAN PARTIKEL AIR (2)

Laut Dangkal

u > w

Laut Transisi

u ~ w

Laut Dalam

u = w

h

TEKANAN GELOMBANG (pd)

sd ppp

Dimana:

pd = tekanan akibat gelombang (hidrodinamik)

ps = tekanan hidrostastik (air diam)

gztkxkh

zhkHgp

)cos(

cosh

)(cosh

2

)cos(cosh

)(cosh

2tkx

kh

zhkHgpd

ENERGI GELOMBANG (E)

E = energi gelombang

Ep = energi potensial gelombang (energi perpindahan partikel air)

Ek = energi kinetik gelombang (energi pergerakan partikel air)

kp EEE

2

16

1gHE p 2

16

1gHEk

2

8

1gHE

dxh

X

(x,t)

zdzp

DAYA GELOMBANG (F)

nCEF ..

kh

khn

2sinh

21

2

1

(watt)

KARAKTERISTIK GELOMBANG

TRANSFORMASI GELOMBANG

Dalam perjalananannya, gelombang dapat berubah arah (), tinggi (H), panjang (L), dan kecepatannya (C).

Hal ini karena adanya :1.Shoaling

adalah perubahan tinggi gelombang (H) dan panjang gelombang (L) karena adanya perubahan kedalaman.

HH1 H2

TRANFORMASI GELOMBANG

2. Refraksi

adalah pembelokan arah gelombang () akibat adanya perubahan kedalaman laut (perubahan kontour/batimetri/shoaling)

Bila kita gambarkan suatu wave ray yang bergerak menuju pantai maka karena adanya refraksi garis lintasan wave ray tersebut tidak akan lurus tetapi membelok.

REFRAKSI GELOMBANG

REFRAKSI GELOMBANG

REFRAKSI GELOMBANG

dimana :

1 = sudut datang wave ray

2 = sudut refraksi wave ray

C1 = kecepatan gelombang datang

C2 = kecepatan gelombang refraksi

untuk kontour yang paralel maka lintasan wave ray akan mengikuti hukum Snell yaitu sebagai berikut :

2

2

1

1 sinsin

CC

o = sudut datang wave ray di laut dalam

1 = sudut refraksi wave ray pada titik yang ditinjau

Co = kecepatan gelombang di laut dalam

C1 = kecepatan gelombang pada titik yang ditinjau

1

1sinsin

CCo

o

Ditinjau terhadap gelombang laut dalam

TRANFORMASI GELOMBANG

3. Difraksi

adalah penyebaran konsentrasi gelombang akibat adanya rintangan (pulau dll), sehingga menyebabkan perubahan pola aliran yang pada akhirnya akan menyebabkan perubahan/pembelokan arah gelombang (), tinggi gelombang (H) dan panjang gelombang (L)

TINGGI GELOMBANG REFRAKSI PADA KEDALAMAN h (meter)

srKKHH 0

TINGGI GELOMBANG REFRAKSI PADA KEDALAMAN h (meter)

Prosedur perhitungannya adalah sebagai berikut : Hitung nilai h/gT2

Plotkan nilai h/gT2 dan tarik garis vertikal dari titik tersebut sampai berpotongan dengan garis horizontal untuk nilai 0 yang ditentukan; misalkan titik potongnya adalah titik P.

Baca nilai KrKs dan nilai 1 pada titik P tersebut. Apabila titik tersebut tidak tepat terletak pada garis KrKs atau 1, maka dilakukan interpolasi linear.

Dimana KrKs adalah koefisien perubahan tinggi gelombang pada kedalaman h yang ditinjau sedangkan 1 adalah sudut refleksi gelombang pada kedalaman h tersebut.

Hitung tinggi gelombang pada kedalaman h tersebut dengan rumus :

dimana : H0 = tinggi gelombang di perairan dalamKrKs = koefesien refraksi-shoaling

srKKHH 0

KOEFESIEN REFRAKSI (Kr)

KOEFESIEN REFRAKSI-SHOALING (Krks)

GELOMBANG PECAH

Gelombang akan pecah jika telah tercapai perbandingan tinggi gelombang dan kedalaman pada harga tertentu. Umumnya Gelombang pecah apabila

H/h 0.78 ,

dimana :H= tinggi gelombangh= kedalaman perairan

Karena H dan h keduanya belum diketahui, maka penentuan breaker line dilakukan dengan cara coba-coba.

JENIS GELOMBANG PECAH

Kriteria untuk jenis gelombang pecah, yaitu didasarkan pada ParameterSimilaritas Pantainya (PSP = ),adalah sebagai berikut :

dimana : = sudut lereng pantai atau bangunan pantaiH = tinggi gelombang datang, biasanya diambil pada ujung kaki lereng

(Hb)L0 = panjang gelombang di perairan dalam

0

tan

LH

JENIS GELOMBANG PECAH BERDASARKAN NILAI PSP

No. KriteriaPSP ( = )

Jenis gelombang pecah Keterangan

1. < 0.5 Spilling dasar perairan hampir datar

2. 0.5 – 2.0 Plunging dasar perairan curam

3. 2.0 – 2.6 Plunging atau Collapsing

4. 2.6 – 3.1 Collapsing atau Surging

5. > 3.1 Surging dasar perairan sangat curam

JENIS GELOMBANG PECAH BERDASARKAN NILAI PSP

JENIS GELOMBANG PECAH BERDASARKAN NILAI PSP