BAB II DASAR TEORI
2.1.
TINJAUAN UMUM Daerah daratan adalah daerah yang terletak di atas dan di bawah permukaan
daratan dimulai dari batas garis pasang tertinggi. Daerah lautan adalah daerah yang terletak di atas dan di bawah permukaan laut di mulai dari sisi laut pada garis surut terendah, termasuk dasar laut dan bagian bumi di bawahnya. Garis pantai adalah garis batas pertemuan antara daratan dan air laut, dimana posisinya tidak tetap dan dapat berpindah sesuai dengan pasang surut air laut dan erosi pantai yang terjadi. Sempadan pantai adalah kawasan tertentu sepanjang pantai yang mempunyai manfaat penting untuk mempertahankan kelestarian fungsi pantai. Kriteria sempadan pantai adalah daratan sepanjang tepian yang lebarnya sesuai dengan bentuk dan kondisi fisik pantai, minimal 100 m dari titik pasang tertinggi ke arah daratan. Ada dua istilah tentang kepantaian dalam bahasa Indonesia yang sering rancu pemakaiannya, yaitu pesisir (coast) dan pantai (shore). Pesisir adalah daerah darat di tepi laut yang masih mendapat pengaruh laut seperti pasang surut, angin laut, dan perembesan air laut. Sedang pantai adalah daerah di tepi perairan yang dipengaruhi oleh air pasang tertinggi dan air surut terendah. Penjelasan mengenai beberapa definisi tentang kepantaian ini dengan memperhatikan gambar 2.1.
Gambar 2.1. Definisi dan batasan pantai (Teknik Pantai, 1999). Pantai selalu menyesuaikan bentuk profilnya sedemikian rupa sehingga menghancurkan energi gelombang yang datang. Penyesuaian tersebut merupakan
7
tanggapan dinamis pantai terhadap gerak gelombang, yang dibedakan menjadi dua tipe yaitu tanggapan terhadap kondisi gelombang normal dan tanggapan terhadap kondisi gelombang badai. Selain itu bahwa proses dinamis pantai ini sangat dipengaruhi oleh pergerakan sedimen di daerah dekat pantai oleh gelombang dan arus. Kondisi gelombang normal terjadi dalam waktu yang lebih lama, dan energi gelombang dengan mudah dapat dihancurkan oleh mekanisme pertahanan alami pantai. Pada saat badai terjadi gelombang yang mempunyai energi besar, sering pertahanan alami pantai tidak mampu menahan serangan gelombang sehingga pantai dapat tererosi. Setelah gelombang besar reda, pantai akan kembali ke bentuk semula oleh pengaruh gelombang normal. Tetapi ada kalanya pantai yang tererosi tersebut tidak kembali ke bentuk semula karena material pembentuk pantai terbawa arus ke tempat lain dan tidak kembali ke lokasi semula. Dengan demikian pantai tersebut mengalami erosi. Material yang terbawa arus tersebut di atas akan mengendap di daerah yang lebih tenang, seperti di muara sungai, teluk, pelabuhan, dan sebagainya sehingga mengakibatkan sedimentasi atau akresi di daerah tersebut. Perubahan garis pantai yang berupa akresi maupun abrasi dipengaruhi dua faktor utama yaitu faktor aktif yang berupa parameter hidrooseanografi serta faktor pasif yang berupa geomorfologi pantai.
2.2.
HIRDO-OSEANOGRAFI Tinjauan
hidro-oseanografi
adalah
menyangkut
tinjauan
pengaruh
hidrodinamika perairan laut. Parameter utama yang biasanya diperhitungkan adalah pasang surut, gelombang dan angin.
2.2.1. PASANG SURUT Pasang surut adalah fluktuasi muka air laut karena adanya gaya tarik benda-benda di langit, terutama matahari dan bulan terhadap massa air laut di bumi. Gaya tarik menarik ini tergantung dari jarak bumi dengan benda langit dan massa benda langit itu sendiri. Jadi, meskipun massa bulan jauh lebih kecil dari massa matahari, tetapi karena jaraknya terhadap bumi jauh lebih dekat, maka pengaruh gaya tarik bulan terhadap bumi lebih besar
8
daripada pengaruh gaya tarik matahari. Pasang surut merupakan faktor penting dari geomorfologi pantai, dalam hal ini berupa perubahan teratur muka air laut sepanjang pantai dan arus yang dibentuk oleh pasang. Selain itu pengetahuan tentang pasang surut adalah penting di dalam perencanaan bangunan pantai, pelabuhan dan vegetasinya. Proses akresi dan abrasi pantai terjadi selama adanya pasang dan adanya aksi gelombang balik yang mempengaruhi siklus pasang. Bentuk pasang surut di berbagai daerah tidak sama. Menurut Bambang Triatmojo (1999) pasang surut yang terjadi di berbagai daerah dibedakan menjadi empat tipe yaitu : 1. Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide) Pasang surut tipe ini adalah dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut dengan tinggi yang hampir sama dan pasang surut terjadi secara berurutan dan teratur. Periode pasang surut rata-rata adalah 12 jam 24 menit. 2. Pasang surut harian tunggal (diurnal tide) Pasang surut tipe ini apabila dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut dengan periode pasang surut 24 jam 50 menit. 3. Pasang surut campuran condong ke harian ganda (mixed tide prevailing diurnal) Pasang surut tipe ini apabila dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut, tetapi tinggi dan periodenya berbeda. 4. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed tide prevailing diurnal) Pada tipe ini dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut, tetapi kadang-kadang untuk sementara waktu terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan tinggi dan periode yang sangat berbeda. Mengingat elevasi muka air laut selalu berubah setiap saat, maka diperlukan suatu elevasi yang ditentukan berdasarkan data pasang surut yang dapat digunakan sebagai pedoman di dalam perencanaan suatu bangunan pantai. Beberapa elevasi tersebut adalah sebagai berikut :
9
1. Muka air tinggi (high water level), yaitu muka air tertingi yang dicapai pada saat air pasang dalam satu siklus pasang surut. 2. Muka air rendah (low water level), yaitu muka air terendah yang dicapai pada saat air surut pada satu siklus pasang surut. 3. Muka air tinggi rata-rata (mean high water level, MHWL), yaitu ratarata dari muka air tinggi selama periode 19 tahun. 4. Muka air rendah rata-rata (mean low water level, MLWL), yaitu ratarata dari dari muka air rendah selama periode 19 tahun. 5. Muka air laut rata-rata (mean sea Level, MSL), yaitu muka air rata-rata antara muka air tinggi rata-rata dan muka air rendah rata-rata. Elevasi ini digunakan sebagai referensi untuk elevasi di daratan. 6. Muka air tinggi tertinggi (highes high water level, HHWL), yaitu muka air tertinggi pada saat pasang surut purnama dan pasang surut perbani. 7. Muka air rendah terendah (lowes low water level, LLWL), yaitu muka air terendah pada saat pasang surut purnama dan pasang surut perbani. Dalam perencanaan suatu bangunan pantai, penentua muka air laut ditentukan berdasarkan pengukuran pasang surut selama minimal 15 hari. Hal ini disebabkan karena untuk mendapatkan data pengukuran pasang surut selama 19 tahun sulit dilakukan. Untuk perencanaan suatu bangunan pantai maka harus ditentukan terlebih dahulu elevasi muka air laut rencana. Elevasi tersebut merupakan penjumlaha dari beberapa parameter. Parameter-parameter tersebut yaitu pasang surut, tsunami, wave set-up, wind set-up, dan kenaikan muka air laut karena pemanasan global. Dalam kenyataan kemungkinan terjadinya faktorfaktor tersebut secara bersamaan adalah sangat kecil. Oleh karena itu beberapa parameter tersebut dapat digabungkan. Gambar 2.2. menunjukan elevasi muka air rencana yang diakibatkan parameter-parameter tersebut diatas.
10
Muka air rencana Tsunami Pemanasan Global Wind set up Wave set up
MSL
Gambar 2.2. Elevasi muka air laut rencana (Teknik Pantai, 1999) 1. Wave set-up Gelombang yang datang dari laut menuju pantai menyebabkan fluktuasi muka air di daerah pantai terhadap muka air diam. Pada waktu gelombang pecah akan terjadi penurunan elevasi muka air rerata terhadap elevasi muka air diam disekitar lokasi gelombang pecah. Kemudian dari titik dimana gelombang pecah permukaan air rerata miring ke atas ke arah pantai. Turunnya muka air disekitar lokasi gelombang pecah tersebut akan dikenal sebagai wave set-down, sedang naiknya muka air di pantai akibat fluktuasi gelombang disebut wave setup.
Gambar 2.3. Wave set-up dan wave set-down Untuk mencari faktor wave set-up dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : Sw = ∆S − Sb
(2.1.)
∆S = 0,15 db
(2.2.)
11
0,536 Hb Sb = − 1 g 2T
2
3
(2.3.)
dengan memasukkan persamaan 2.2. dan 2.3. kedalam persamaan 2.1. maka akan didapat persamaan berikut :
⎡ Hb Sw = 0,19 ⎢1 − 2,82 gT 2 ⎣ dimana
⎤ ⎥ Hb ⎦
(2.4.)
Sw
: kenaikan muka air karena wave set-up (m)
∆S
: perbedaan elevasi antara wave set-up dan wave setdown (m)
Sb
: penurunan muka air karena wave set-down (m)
T
: periode gelombang (dt)
Hb
: tinggi gelombang pecah (m)
db
: kedalaman gelombang pecah (m)
g
: percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)
2. Wind set-up Angin dengan kecepatan besar (badai) yang terjadi di atas permukaan air laut bisa membangkitkan fluktuasi muka air laut yang besar disepanjang pantai jika badai tersebut cukup kuat dan daerah pantai dangkal dan luas. Naiknya muka air laut yang disebabkan oleh angin di sepanjang pantai disebut dengan wind set-up. kenaikan muka air laut karena wind set-up dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : V2 ∆h = F C 2gd dimana
(2.5.)
∆h
: kenaikan muka air karena angin atau badai (m)
F
: panjang fetch (m)
C
: koefisien (3,5 x 10-6)
V
: kecepatan angin maksimum (m/dt)
d
: Kedalaman air (m)
g
: percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)
12
3. Kenaikan muka air laut akibat pemanasan global Peningkatan konsentrasi gas-gas rumah kaca di atmosfer menyebabkan terjadinya pemanasan global. Hal ini akan mengakibatkan kenaikan suhu bumi sehingga mengakibatkan kenaikan muka air laut. Gambar 2.4. dibawah ini menunjukan perkiraan besarnya kenaikan muka air laut dari tahun 1990 sampai dengan tahun 2100, yang disertai perkiraan batas atas dan bawah. Gambar tersebut berdasarkan anggapan bahwa suhu bumi meningkat seperti yang terjadi saat ini, tanpa adanya tindakan untuk mengatasi.
Gambar 2.4. Perkiraan kenaikan muka air laut akibat pemanasan global (Sumber : Teknik Pantai, 1999) 4. Tsunami Tsunami adalah gelombang yang terjadi karena gempa bumi atau letusan gunung api di laut. Gelombang yang terjadi bervariasi dari 0,5 m sampai 30 m dan periode dari beberapa menit sampai sekitar satu jam. Selama penjalaran dari tengah laut (pusat terbentuknya tsunami) menuju pantai, tinggi gelombang semakin besar karena pengaruh perubahan kedalaman laut. Gambar 2.7. menunjukan daerah-daerah yang rawan terkena tsunami dengan intensitas yang beragam.
13
Gambar 2.5. Daerah rawan tsunami di Indonesia (Sumber : Teknik Pantai, 1999)
2.2.2. GELOMBANG Gelombang adalah pergerakan naik turunnya air laut disepanjang permukaan air. Gelombang terjadi kerena adanya angin yang bertiup di atas permukaan perairan yang menimbulkan gaya tekan ke bawah, gaya ini akan mendorong permukaan air menjadi lebih rendah dibandingkan dengan tempat di sekitarnya yang mengakibatkan ketidakseimbangan sehingga terjadi dorongan massa air yang lebih tinggi untuk mengisi tempat yang lebih rendah. Gelombang dapat juga menimbulkan energi untuk membentuk pantai, menimbulkan arus dan transpor sedimen dalam arah tegak lurus dan sepanjang pantai, serta menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan pantai. Proses tersebut akan berlangsung terus menerus sesuai dengan energi kecepatan angin yang menekannya. Gelombang merupakan faktor utama di dalam penentuan tata letak (layout) pelabuhan, alur pelayaran, perencanaan bangunan pantai dan sebagainya. Gelombang yang merambat dari laut dalam menuju pantai mengalami perubahan
bentuk
karena
pengaruh
perubahan
kedalaman
laut.
Berkurangnya kedalaman laut menyebabkan semakin berkurangnya panjang gelombang dan bertambahnya tinggi gelombang. Pada saat kemiringan gelombang (perbandingan antara tinggi dan panjang gelombang) mencapai
14
batas maksimum, gelombang akan pecah. Gelombang yang telah pecah tersebut merambat terus ke arah pantai sampai akhirnya gelombang bergerak naik dan turun pada permukaan pantai (uprush dan downrush). Definisi yang berkaitan dengan karakteristik gelombang di daerah sekitar pantai disajikan dalam gambar 2.6.
Gambar 2.6. Definisi dan karakteristik gelombang di daerah pantai (Teknik Pantai, 1999) Daerah dari garis gelombang pecah ke arah laut disebut dengan offshore. Sedang daerah yang terbentang ke arah pantai dari garis gelombang pecah dibedakan menjadi tiga daerah yaitu breaker zone, surf zone dan swash zone. Daerah gelombang pecah (breaker zone) adalah daerah dimana gelombang yang datang dari laut (lepas pantai) mencapai ketidakstabilan dan pecah. Surf zone adalah daerah yang terbentang antara bagian dalam dari gelombang pecah dan batas naik turunnya gelombang di pantai. Sedangkan swash zone adalah daerah yang dibatasi oleh garis batas tertinggi naiknya gelombang dan batas terendah turunnya gelombang di pantai. Ditinjau dari profil pantai, daerah ke arah pantai dari garis gelombang pecah dibagi menjadi tiga daerah yaitu inshore, foreshore dan backshore. Perbatasan antara inshore dan foreshore adalah batas antara air laut pada saat muka air rendah dan permukaan pantai. Proses gelombang pecah di daerah inshore sering menyebabkan terbentuknya longshore bar, yaitu gumuk pasir yang memanjang dan kira-kira sejajar dengan garis pantai. Foreshore adalah daerah yang terbentang dari garis pantai pada saat muka air rendah sampai batas atas dari uprush pada saat air pasang tinggi. Profil
15
pantai di daerah ini mempunyai kemiringan yang lebih curam daripada profil di daerah inshore dan backshore. Backshore adalah daerah yang dibatasi oleh foreshore dan garis pantai yang terbentuk pada saat terjadi gelombang badai bersamaan dengan muka air tinggi. Penentuan besar gelombang dapat dilakukan dengan pengukuran langsung dilapangan atau menggunakan metode peramalan dengan memakai peremeter tertentu.Pengukuran gelombang secara langsung jarang dilakukan karena besarnya tingkat kesulitan serta biaya yang tinggi. Oleh karena itu maka gelombang diramalkan dengan menggunakan data angin. Dalam peramalan gelombang ini ada beberapa parameter yang digunakan, yaitu : 1. Kecepatan angin (U) di permukaan laut 2. Arah angin 3. Panjang daerah pembangkitan angin (fetch) 4. Lama hembus angin atau durasi angin Dari parameter di atas dapat diramalkan tinggi gelombang (H) dan periode gelombang (T) yang terjadi dengan menggunakan gambar 2.7.
Gambar 2.7. Grafik peramalan gelombang (Dasar-dasar Perencanaan Bangunan Pantai, 1992)
16
Selain dengan menggunakan grafik diatas, besarnya tinggi gelombang dan periode gelombang juga dapat dicari dengan menggunakan formula-formula empiris berdasarkan spektrum gelombang.
⎛ gF = 1,6.10 −3 ⎜⎜ 2 ⎝U A
gH mo UA
2
1
⎞2 ⎟ ⎟ ⎠
⎛ gF gTm = 2,857.10 −1 ⎜⎜ 2 UA ⎝U A ⎛ gF gT = 6,88.101 ⎜⎜ 2 UA ⎝U A
(2.6.) 1
⎞3 ⎟ ⎟ ⎠
(2.7.)
2
⎞3 ⎟ ⎟ ⎠
(2.8.)
dimana : Hmo : tinggi gelombang signifikan (m) Tm
: periode gelombang (m)
F
: panjang fetch (m)
t
: durasi angin (dt)
UA
: faktor tekanan angin
Untuk keperluan perencanaan bangunan-bangunan pantai perlu dipilih tinggi dan periode gelombang indifidu (individual wave) yang dapat mewakili suatu spektrum gelombang. Gelombang tersebut dikenal dengan gelombang representatif. Apabila tinggi gelombang diurutkan dari nilai tertinggi ke terendah atau sebaliknya, maka akan dapat ditentukan tinggi Hn yang merupakan rata-rata dari n persen gelombang tertinggi. Bentuk yang paling banyak digunakan adalah H33 atau nilai tertinggi dari 33% nilai tertinggi dari pencatatan gelombang yang juga disebut sebagai tinggi gelombang signifikan Hsig. Sementara untuk mengetahui periode gelombang signifikan dapat digunakan rumus berikut : H s = 0,24
U 10 g
U 10 = 0,84 Cp
2
(2.9.)
(2.10.)
17
T p = 1,2Tm
(2.12.)
g Tp 2π
Cp =
dimana : Hs
(2.13.) = tinggi gelombang signifikan (m)
U10
= kecepatan angin sekitar 10 meter dari darat
g
= percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)
Cp
= perubahan kecepatan puncak
Tp
= periode gelombang puncak (dt)
Tm
= periode gelombang signifikan (dt)
Gelombang yang menjalar dari laut dalam menuju pantai mengalami perubahan bentuk karena adanya pengaruh kedalaman laut. Dilaut dalam profil gelombang adalah sinusoidal, semakin menuju ke perairan yang lebih dangkal puncak gelombang akan semakin tajam dan lembah gelombang semakin datar. Hal tersebut mengakibatkan terjadinya gelombang pecah karena gelombang tidak stabil. Kedalaman gelombang pecah ini dapat di hitung dengan rumus dibawah ini : 1 ⎛C H C 2 − ⎜⎜ 1 2b ⎝ gT
hb = Hb
(
⎞ ⎟⎟ ⎠
C1 = 43,75 1 − e −19 m
C2 =
1,56 1 + e −19,5 m
(
)
)
dimana : hb
: kedalaman gelombang pecah (m)
Hb
: ketinggian gelombang pecah (m)
T
: periode gelombang (dt)
m
: kemiringan pantai
(2.14.)
(2.15.)
(2.16.)
18
2.2.3. ANGIN
Sirkulasi udara yang kurang lebih sejajar dengan permukaan bumi disebut angin. Gerakan udara ini disebabkan oleh perubahan temperatur atmosfer. Pada waktu udara dipanasi, rapat massanya berkurang yang berakibat naiknya udara tersebut yang kemudian diganti oleh udara yang lebih dingin disekitarnya. Perubahan temperatur diatmosfer disebabkan oleh perbedaan penyerapan panas oleh tanah dan air, atau perbedaan panas di gunung dan lembah, atau perubahan yang disebabkan oleh siang dan malam, atau perbedaan suhu pada belahan bumi bagian utara dan selatan karena adanya perbedaan musim dingin dan panas. Daratan lebih cepat menerima panas daripada air (laut) dan sebaliknya daratan juga lebih cepat melepaskan panas. Oleh karena itu pada waktu siang hari daratan lebih panas daripada laut. Udara di atas daratan akan naik dan diganti oleh udara dari laut, sehingga terjadi angin laut. Sebaliknya, pada waktu malam hari daratan lebih dingin daripada laut, udara di atas laut akan naik dan diganti oleh udara dari daratan sehingga terjadi angin darat. Angin yang berhembus di atas permukaan air akan memindahkan energinya ke air. Kecepatan angin akan menimbulkan tegangan pada permukaan air laut, sehingga permukaan air yang semula tenang akan terganggu dan timbul riak gelombang kecil di atas permukaan air. Apabila kecepatan angin bertambah, riak tersebut menjadi semakin besar, dan apabila angin berhembus terus akhirnya akan terbentuk gelombang. Semakin lama dan semakin kuat angin berhembus, semakin besar gelombang yang terbentuk. Arah angin masih bisa dianggap konstan apabila perubahanperubahannya tidak lebih dari 150 dan perubahan kecepatan angin tidak lebih dari 5 knot (2,5 m/dt) terhadap kecepatan rerata. Data angin yang digunakan untuk peramalan gelombang adalah data di permukaan laut pada lokasi pembangkitan. Data dapat diperoleh dari pengukuran langsung di atas permukaan laut atau pengukuran di darat di dekat lokasi peramalan yang kemudian di konversi menjadi data angin di laut. Kecepatan angin diukur dengan anemometer, dan biasanya dinyatakan dalam knot dimana 1 knot =1,852 km/jam = 0,514 m/dt. Data angin dicatat
19
tiap jam dan biasanya disajikan dalam bentuk tabel seperti dalam tabel 4.1. Dengan pencatatan angin jam-jaman tersebut akan dapat diketahui angin dengan kecepatan tertentu dan durasinya, kecepatan angin maksimum, arah angin dan dapat pula dihitung kecepatan angin rerata harian. Jumlah data angin seperti yang ditunjukkan dalam tabel untuk beberapa tahun pengamatan adalah sangat besar. Untuk itu data tersebut harus diolah dan disajikan dalam bentuk tabel (ringkasan) atau diagram yang disebut dengan Mawar angin (Wind rose). Penyajian dapat diberikan dalam bentuk bulanan, tahunan, atau untuk beberapa tahun pencatatan. Dengan tabel atau mawar angin tersebut maka karakteristik angin dapat dibaca dengan cepat dan akurat. Tabel 2.1. adalah contoh penyajian data angin dalam bentuk tabel dari pencatatan angin di Lapangan Terbang kemayoran selama 11 tahun (1974-1985). Sedang gambar 2.8. adalah contoh mawar angin yang dibuat berdasakan data dalam tabel 2.1. Tabel dan gambar tersebut menunjukkan persentasi kejadian angin dengan kecepatan tertentu dari berbagai arah dalam periode waktu pencatatan. Sebagai contoh, persentasi kejadian angin dengan kecepatan 1013 knot dari arah utara adalah 1,23 % dari 11 tahun pencatatan. Dalam gambar tersebut garis-garis radial adalah arah angin dan tiap lingkaran menunjukkan persentasi kejadian angin dalam periode waktu pengukuran. Kecepatan (knot) 0-10 10 - 13. 13-16 16-21 21-27
U
TL
T
1,23 1,84 0,17 0,01
0,27 0,4 0,07 -
0,32 0,48 0,08 -
Arah Angin Tg S 0,88% 0,06 0,08 0,08 0,13 0,01 0,01 -
BD
B
BL
0,6 0,7 0,12 0,03
0,56 0,7 0,12 0,03
1,35 2,03 0,2 -
Tabel 2.1. Data persentasi kejadian angin di Kemayoran tahun 1974-1985
20
Gambar 2.8. Wind rose Data angin diperlukan untuk peramalan tinggi dan periode gelombang. Hubungan antara angin diatas permukaan laut dengan angin diatas daratan diberikan oleh RL = Uw/UL seperti dalam gambar 2.9.
Gambar 2.9. Hubungan antara kecepatan angin di laut dan darat (Teknik Pantai, 1999).
21
Rumus-rumus
dan
grafik-grafik
pembangkitan
gelombang
mengandung variable UA yaitu faktor tegangan angin (wind stress factor) yang dapat dihitung dari kecepatan angin. Setelah dilakukan berbagai konversi kecepatan angin, faktor tegangan angin dapat dihitung dengan persamaan berikut : U A = 0,71U 1, 23
(2.17.)
dimana UA : faktor tegangan angin U
: kecepatan angin (m/dt)
2.2.4. FETCH
Di dalam tinjauan pembangkitan gelombang di laut, fetch di batasi 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 arah angin. Fetch rata-rata efektif diberikan oleh persamaan berikut : Feff =
ΣX i cos α Σ cos α
(2.18.)
dimana Feff : fetch rata-rata efektif. Xi
: panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch.
α
:deviasi
pada
kedua
sisi
dari
arah
angin,
dengan
menggunakan pertambahan 6° sampai sudut sebesar 42° pada kedua sisi dari arah angin.
2.3.
GEOMORFOLOGI
Geomorfologi pantai meliputi material dasar pembentuk pantai dan kemiringan dasar pantai. material dasar pembentuk pantai bisa berupa lumpur, pasir, atau kerikil. Sedangkan kemiringan dasar pantai tergantung pada bentuk dan ukuran material dasar. Pantai lumpur mempunyai kemiringan sangat kecil sampai mencapai 1:5000. Kemiringan pantai pasir lebih besar berkisar antara 1:20 sampai 1:50. Kemiringan pantai berkerikil bisa mencapai 1:4. kemiringan pantai memberikan pengaruh terhadap gelombang pecah.
22
Berdasarkan kemiringan pantai gelombang pecah dapat dibedakan menjadi tiga tipe berikut ini : 1. Spilling Spilling biasanya terjadi apabila gelombang dengan kemiringan kecil menuju ke pantai yang datar (kemiringan kecil). Gelombang mulai pecah pada jarak yang cukup jauh dari pantai dan pecahnya terjadi berangsur-angsur. Buih terjadi pada puncak gelombang selama mengalami pecah dan meninggalkan suatu lapis tipis buih pada jarak yang cukup panjang. 2. Plunging Apabila kemiringan gelombang dan dasar bertambah, gelombang akan pecah dan puncak gelombang akan terjun ke depan. Energi gelombang pecah dihancurkan turbulensi, sebagian kecil dipantulkan pantai ke laut, dan tidak banyak gelombang baru terjadi pada air yang lebih dangkal. 3. Surging Surging terjadi pada pantai dengan kemiringan yang besar seperti yang terjadi pada pantai berkarang. Daerah gelombang pecah sangat sempit, dan sebagian besar energi dipantulkan kembali ke laut dalam. Gelombang pecah tipe surging ini mirip dengan plunging, tetapi sebelum puncaknya terjun, dasar gelombang sudah pecah.
2.3.1 SEDIMEN
Sedimen adalah pecahan batuan, mineral atau mineral organik yang ditransportasikan dari berbagai sumber dan didepositkan oleh udara, es, air dan angin. Sedimen pantai bisa berasal dari erosi garis pantai itu sendiri, dari daratan yang dibawa oleh sungai, dan dari laut dalam yang terbawa arus ke daerah pantai. Sifat-sifat sedimen sangat penting di dalam mempelajari proses erosi dan sedimentasi. Sifat-sifat tersebut adalah ukuran partikel, distribusi butir sedimen, rapat massa, bentuk, kecepatan endap, tahanan terhadap erosi dan sebagainya. Sedangkan sedimen pantai diklasifikasikan berdasarkan ukuran butir menjadi lempung, lumpur, pasir, kerikil, koral (pebble), cobble, dan batu (boulder). Berdasarkan klasifikasi ukuran butir dan sedimen menurut Wenthworth, pasir mempunyai diameter
23
antara 0,063 dan 2,0 mm yang selanjutnya dibedakan menjadi lima kelas. Material sangat halus seperti lumpur dan lempung berdiameter di bawah 0,063 mm yang merupakan sedimen kohesif. Proses dinamis pantai sangat dipengaruhi oleh littoral transport, yang didefinisikan sebagai gerak sedimen di daerah dekat pantai (nearshore zone) oleh gelombang dan arus. Littoral transport dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu transpor sepanjang pantai (longshore transport) dan transpor tegak lurus pantai (onshore-offshore transport). Material (pasir) yang di transpor disebut dengan littoral drift. Transpor tegak lurus pantai terutama ditentukan oleh kemiringan gelombang, ukuran sedimen, dan kemiringan pantai. Pada umumnya gelombang dengan kemiringan besar menggerakkan material ke arah laut, dan gelombang kecil dengan periode panjang menggerakkan material ke arah darat. Pada saat gelombang pecah sedimen di dasar pantai terangkat (tererosi) yang selanjutnya terangkut oleh dua macam penggerak, yaitu komponen energi gelombang dalam arah sepanjang pantai dan arus sepanjang pantai yang dibangkitkan oleh gelombang pecah. Arah transpor sepanjang
pantai sesuai dengan arah
gelombang datang dan sudut antara puncak gelombang dan garis pantai. Oleh karena itu, karena arah datang gelombang selalu berubah maka arah transpor juga berubah dari musim ke musim, hari ke hari, atau dari jam ke jam.
Gambar 2.10. Long-shore Transport dan Onshore-Offshore Transport Laju transpor sepanjang pantai tergantung pada sudut datang gelombang, durasi dan energi gelombang. Dengan demikian gelombang besar akan mengangkut material lebih banyak tiap satu satuan waktu
24
daripada yang digerakkan oleh gelombang kecil. Tetapi, jika gelombang kecil terjadi dalam waktu lebih lama dari gelombang besar, maka gelombang kecil tersebut dapat mengangkut pasir lebih banyak daripada gelombang besar. Suatu pantai yang mengalami erosi, akresi (sedimentasi) atau tetap stabil tergantung pada sedimen yang masuk (suplai) dan yang meninggalkan pantai tersebut. Sebagian besar permasalahan pantai adalah erosi yang berlebihan. Erosi pantai terjadi apabila di suatu pantai yang ditinjau mengalami kehilangan atau pengurangan sedimen artinya sedimen yang terangkut lebih besar dari yang di endapkan. Akresi atau sedimentasi juga dapat mengurangi fungsi pantai atau bangunan-bangunan pantai, seperti pengendapan di muara yang dapat mengganggu aliran sungai dan lalu lintas pelayaran, serta pengendapan di pelabuhan dan alur pelayaran. Transpor sedimen (littoral transport) pantai adalah gerakan sedimen di daerah pantai yang disebabkan oleh gelombang dan arus yang dibangkitkannya. Transpor sedimen (littoral transport) pantai dapat diklasifikasikan menjadi transpor menuju dan meninggalkan pantai (onshore-offshore transport) dan transpor sepanjang pantai (longshore transport). Suatu pantai akan mengalami abrasi, akresi atau tetap stabil tergantung dari sedimen yang masuk dan yang meninggalkan pantai tersebut. Analisis imbangan sedimen pantai digunakan untuk mengevaluasi sedimen yang masuk dan yang keluar dari suatu pantai yang ditinjau. Analisis imbangan sedimen pantai didasarkan pada kontinuitas atau kekekalan masa sedimen. Imbangan sedimen pantai adalah banyaknya sedimen yang masuk dikurangi dengan yang keluar. Apabila imbangannya nol, maka pantai dalam kondisi stabil, jika nilainya positif pantai mengalami akresi dan sebaliknya untuk nilai imbangan negatif pantai mengalami erosi. Sebagian permasalahan pantai adalah abrasi yang berlebihan yang terjadi bila di suatu pantai mengalami kehilangan sedimen lebih banyak daripada yang mampu diendapkan. Salah satu rumus yang bisa dipakai untuk peramalan laju transpor sedimen sejajar pantai adalah rumus CERC yang ditunjukkan pada persamaan 2.8.
25
S x = 0,040 H o c o cos(ϕ o ) sin(ϕ b ) 2
dimana Sx
(2.19.)
: laju transpor sediment sepanjang pantai (m3/dt)
Ho : tinggi gelombang = Hsig (m) co
: kecepatan gelombang (m/dt)
φo
: sudut gelombang datang
φb
: sudut antara puncak gelombang dan pantai pada garis gelombang pecah
2.3.2 BATHIMETRI DAN TOPOGRAFI
Peta bathimetri diperlukan untuk mengetahui keadaan kedalaman laut (elevasi) disekitar lokasi pekerjaan atau penelitian yang dapat digunakan untuk mengetahui kondisi gelombang. Selain itu juga dapat digunakan pada kegiatan pengerukan yang dilakukan untuk menentukan volume pekerjaan dan akhirnya untuk menentukan biaya. Pengukuran bathimetri disekitar lokasi pekerjaan atau penelitian merupakan suatu hal yang sangat diperlukan dalam suatu perencanaan. Sebagai contoh gambar 2.11. merupakan pemetaan bathimetri yang dilakukan di daerah Pantai Pasir Kencana, Pekalongan.
Gambar 2.11. Bathimetri Pantai Pasir Kencana, Pekalongan. Pengukuran bathimetri biasanya dilakukan disepanjang pantai, yaitu sekitar 1 km ke arah barat dan 1 km ke arah timur dan dalam arah tegak lurus pantai sepanjang 100 m ke arah darat dan 100 m ke arah laut sampai
26
garis pantai pada muka air surut terendah dan dari hasil pengukuran nantinya bisa didapatkan besar dari kemiringan dasar laut. Sedangkan tujuan dari pengukuran bathimetri itu sendiri adalah : 1. Mendapatkan informasi kedalaman dasar laut yang ditentukan dari kedudukan MSL 2. Mendapatkan data yang akan dianalisis lebih lanjut untuk keperluan penelitian dan perencanaan. Ketidaktelitian
pada
pekerjaan
pemetaan
bathimetri
dapat
menyebabkan elevasi yang tidak sesuai maupun perbedaan volume aktual pada pekerjaan pengerukan yang cukup besar. Karena mengingat pentingnya pemetaan bathimetri sehingga harus dilakukan dengan baik. Pemetaan bathimetri dapat dilakukan dalam dua cara yakni secara manual dan automatic. Gambar 2.12a. dan 2.12b. merupakan bagan alir dari dua metode yang dapat dilakukan dalam pengukuran pemetaan bathimetri Sedangkan prosedur utama pemetaan bathimetri adalah : 1. Penentuan datum untuk beberapa pekerjaan. 2. Pemasangan alat ukur atau pencatat pasang surut yang dikaitkan dengan datum yang sudah ditentukan. 3. Pekerjaan
sounding
yang
harus
dikorelasikan
dengan
waktu
pelaksanaannya. 4. Penentuan posisi kendaraan pada waktu sounding harus dilakukan dengan cara yang tepat dan benar. 5. Echosounder harus dikalibrasikan sebelum digunakan.
Muka air- waktu
Sounding
Lokasi- waktu
Penggambaran
Kedalaman
Peta
Gambar 2.12a. Bathimetri secara Manual.
27
Gambar 2.12b. Bathimetri secara Automatic.
2.4.
JENIS-JENIS KERUSAKAN PANTAI
Indonesia sebagai negara kepulauan yang memiliki wilayah pantai yang panjang akan mungkin sekali terjadi berbagai permasalahan tentang daerah kawasan pantai. Wilayah pantai merupakan daerah yang sangat intensif dimanfaatkan
untuk
kegiatan
manusia,
seperti
sebagai
kawasan
pusat
pemerintahan, pemukiman, industri, pelabuhan, pertambakan, pertanian atau perikanan, pariwisata dan sebagainya. Adanya berbagai kegiatan tersebut dapat menimbulkan peningkatan kebutuhan akan lahan, prasarana dan sebagainya yang selanjutnya akan mengakibatkan timbulnya masalah-masalah baru seperti beberapa hal berikut ini. 1.
Erosi pantai, yang merusak kawasan pemukiman dan prasarana kota yang berupa mundurnya garis pantai. Erosi pantai bisa terjadi secara alami oleh serangan gelombang atau karena adanya kegiatan manusia seperti penebangan hutan bakau, pengambilan karang pantai, pembangunan pelabuhan atau bangunan pantai lainnya, perluasan areal tambak ke arah laut tanpa memperhatikan wilayah sempadan pantai, dan sebagainya.
2.
Tanah timbul sebagai akibat endapan pantai dan menyebabkan majunya garis patai. Majunya garis pantai di satu pihak dapat dikatakan menguntungkan karena timbulnya lahan baru, sementara di pihak lain dapat menyebabkan masalah drainase perkotaan di daerah pantai.
3.
Pembelokan atau pendangkalan muara sungai yang dapat menyebabkan tersumbatnya aliran sungai sehingga menyebabkan banjir di daerah hulu.
28
4.
Pencemaran lingkungan akibat limbah dari kawasan industri atau pemukiman perkotaan yang dapat merusak ekologi.
5.
Penurunan tanah dan intrusi air asin pada akuifer akibat pemompaan air tanah yang berlebihan. Dengan semakin intensifnya pemanfaatan daerah pantai untuk kegiatan
manusia yang tidak diimbangi dengan pengetahuan akan ilmu tentang pantai, maka
masalah-masalah
tersebut
permasalahan-permasalahan
juga
tersebut
akan
masih
semakin banyak
meningkat.
juga
Dari
permasalahan-
permasalahan yang mungkin terjadi sebagai akibat dari berubahnya suatu kawasan pantai, misalnya masalah sosial, ekonomi, kesehatan, dan sebagainya. Pemerintah dalam hal ini Departemen Pekerjaan Umum harus terus mengadakan pemantauan dan pengidentifikasian masalah-masalah yang ada di daerah pantai yang akan memerlukan usaha-usaha penanganan ataupun perawatan sehingga adanya masalah-masalah kecil dapat segera teratasi dan tidak menimbulkan kerusakan dan kerugian yang besar bagi masyarakat dan negara.
2.5.
METODE PENANGANAN ABRASI
Erosi pantai merupakan salah satu dari masalah yang ada di daerah pantai. Erosi pantai dapat mengakibatkan kerugian yang besar dengan rusaknya kawasan pemukiman dan fasilitas-fasilitas yang ada di daerah tersebut. Untuk menanggulangi erosi pantai, langkah pertama yang harus dilakukan adalah mencari penyebab terjadinya erosi. Dengan mengetahui penyebabnya, selanjutnya dapat ditentukan cara penanggulangannya, yang biasanya adalah dengan membuat bangunan pelindung pantai, menambah suplai sedimen dengan memperhatikan kondisi biotik daerah pantai. Berikut adalah metode penanganan abrasi pantai baik dari segi abiotik maupun biotiknya :
2.4.1. METODE BIOTIK
Metode biotik dilakukan dengan membuat green belt dari tanaman jenis mangrove. Mangrove adalah suatu komunitas vegetasi pantai tropik yang didominasi oleh beberapa spesies pohon khas dan semak-semak belukar yang mempunyai kemampuan tumbuh pada perairan yang asin.
29
Mangrove banyak dijumpai di wilayah pantai yang terlindung dari gempuran ombak dan daerahnya landai. Mangrove tumbuh optimal di wilayah pantai yang memiliki muara sungai besar dan delta yang aliran airnya banyak mengandung lumpur. Mangrove mempunyai fungsi penting dalam melindungi daerah pantai dari gelombang besar dan abrasi pantai. Penggunaan tumbuhan mangrove sangat berguna karena sabuk hijau mangrove tidak saja akan mencegah terjadinya abrasi tetapi, secara ekologis juga akan membantu mengembalikan serta meningkatkan produksi perikanan di perairan disekitarnya mengingat bahwa hutan mangrove merupakan tempat hidup dan tempat memijah dari banyak jenis organisme laut baik yang secara ekonomis penting maupun tidak. Selain itu mangrove mempunyai fungsi ekologis sebagai tempat berlindung dan nursery ground bagi beberapa jenis hewan seperti ikan, udang, ular, dan burung. Faktor faktor yang mempengaruhi kehidupan mangrove adalah sebagai berikut : 1. Iklim Mangrove tumbuh subur pada daerah tropis dengan suhu udara lebih dari 200 C dengan kisaran perubahan suhu udara rata-rata kurang dari 50 C. Jenis Avicennia lebih mampu mentoleransi kisaran suhu udara dibanding jenis mangrove lainnya. Mangrove tumbuh di daerah tropis dimana daerah tersebut sangat dipengaruhi oleh curah hujan yang mempengaruhi tersedianya air tawar yang diperlukan mangrove. 2. Arus Laut Distribusi mangrove dipengaruhi oleh arus laut yang dapat membawa bibit mangrove. Biasanya mangrove hidup di daerah yang mempunyai arus lemah. 3. Perlindungan terhadap Gelombang Mangrove hanya dapat tumbuh dengan baik pada daerah pantai yang terlindung dari golombang besar, seperti teluk, estuarin, laguna dan kepulauan.
30
4. Bentuk Pantai Kemiringan pantai biasanya berpengaruh terhadap luasnya sebaran bibit mangrove, semakin landai suatu pantai maka penyebaran mangrove semakin luas. Hal ini tergantung dari lamanya penggenangan air laut di daerah itu. 5. Salinitas Ketersediaan air tawar dan konsentrasi salinitas mengendalikan efisiensi metabolik dari ekosistim mangrove. Spesies mangrove memiliki mekanisme adaptasi terhadap salinitas yang tinggi, dimana kelebihan salinitas akan dikeluarkan melalui kelenjar garam atau dengan cara menggugurkan daun yang terakumulasi garam. 6. Pasang Surut Mangrove berkembang hanya pada perairan yang dangkal dan daerah intertidal yang sangat dipengaruhi oleh pasang surut. Penetrasi pasang ke arah daratan akan memungkinkan mangrove tumbuh jauh ke daratan. 7. Substrat Mangrove dapat tumbuh dengan baik pada substrat berupa pasir, lumpur atau batu karang. Namun paling banyak ditemukan adalah di daerah pantai berlumpur, laguna, delta sungai, dan teluk atau estuarin. Salah satu pedoman mudah yang dapat dilakukan untuk menentukan jenis mangrove yang tepat untuk ditanam disuatu lokasi adalah dengan melihat jenis tumbuhan mangrove yang terdapat disekitar lokasi tersebut. Apabila di suatu lokasi terdapat satu atau beberapa jenis mangrove, maka dapat dipastikan bahwa kondisi lingkungan lokasi tersebut sangat mendukung kehidupan jenis mangrove tersebut, dengan demikian maka jenis mangrove tersebutlah yang paling tepat untuk digunakan sebagai jenis mangrove yang ditanam. Untuk melakukan penanaman mangrove dalam rangka membangun sabuk hijau maka perlu diketahui terlebih dahulu faktor-faktor yang mempengaruhi kehidupan mangrove seperti yang telah disebutkan sebelumnya. Faktor utama yang mempengaruhi keberadaan, distribusi dan stabilitas mangrove adalah suplai air yang cukup, suplai nutrisi yang cukup,
31
dan stabilitas substrat. Sehingga apabila lokasi kurang mendapatkan suplai air yang cukup, tidak mengandung nutrisi yang cukup serta substrat yang kurang baik merupakan lokasi yang tidak tepat untuk pertumbuhan mangrove. Gambar 2.13. merupakan contoh kawasan mangrove yang sudah mulai kurang baik sehingga memerlukan penanganan yang baik. Lokasi yang sangat baik untuk pertumbuhan mangrove adalah memiliki substrat berlumpur dan stabil, karena substrat berlumpur mengandung banyak air serta nutrisi atau zat hara yang sangat dibutuhkan.
Gambar. 2.13. Contoh ekosistim mangrove. Mengingat hal-hal tersebut maka tidak semua lokasi di wilayah pantai dapat ditumbuhi mangrove. Walaupun suplai air (khususnya air laut) sangat besar namun pada umumnya substrat berupa pasir dan tidak stabil akibat adanya arus dan gelombang serta perubahan musim dari musim barat ke musim timur serta sebaliknya. Perubahan musim ini sering memberikan dampak abrasi dan sedimentasi musiman, dan pada lokasi seperti ini sangat tidak dianjurkan untuk dilakukan penanaman mangrove. Desain penentuan penanaman mangrove, selain ditentukan oleh persyaratan untuk kehidupan mangrove, juga dipengaruhi oleh lokasi itu sendiri. Misalnya untuk daerah pertambakan, sempadan pantai dan bantaran sungai akan menggunakan metode penanaman yang berbeda. Gambar 2.14. merupakan contoh metode penanaman mangrove yang sering dilakukan.
32
Gambar. 2.14. Metode penanaman mangrove Kegiatan penghijauan yang dilakukan terhadap hutan-hutan yang telah gundul merupakan salah satu upaya rehabilitasi yang bertujuan bukan saja untuk mengembalikan nilai estetika, namun paling utama adalah untuk mengembalikan fungsi ekologis kawasan hutan mangrove tersebut. Kegiatan ini menjadi salah satu andalan kegiatan rehabilitasi di beberapa kawasan hutan mangrove yang sudah ditebas dan dialihkan fungsinya kepada kegiatan lain. Masyarakat sebagai komponen utama penggerak pelestarian hutan mangrove harus bersifat akomodatif dan persepsi masyarakat terhadap keberadaan hutan mangrove perlu untuk diarahkan kepada cara pandang masyarakat akan pentingnya sumberdaya hutan mangrove. Sehingga dengan pola pendekatan Pengelolaan Berbasis Masyarakat, diharapkan setiap rumusan perencanaan muncul dari aspirasi masyarakat dan akan lebih dirasakan manfaatnya secara bersama.
33
2.4.2. METODE ABIOTIK
Bangunan pantai digunakan untuk melindungi pantai terhadap kerusakan karena serangan gelombang dan arus. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk melindungi pantai, yaitu : 1. Memperkuat atau melindungi pantai agar mampu menahan serangan gelombang, 2. Mengubah laju transpor sedimen sepanjang pantai, 3. Mengurangi energi gelombang yang sampai ke pantai, 4. Reklamasi dengan menambah suplai sedimen ke pantai atau dengan cara lain. Sesuai dengan fungsinya tersebut di atas, bangunan pelindung pantai dapat diklasifikasikan dalam tiga kelompok, yaitu : 1. Kontruksi yang dibangun di pantai dan sejajar dengan garis pantai, 2. Kontruksi yang dibangun kira-kira tegak lurus pantai dan sambung ke pantai, 3. Kontruksi yang dibangun di lepas pantai dan kira-kira sejajar dengan garis pantai. Bangunan yang termasuk dalam kelompok yang pertama adalah dinding pantai atau revetment yang dibangun pada garis pantai atau di daratan yang digunakan untuk melindungi pantai langsung dari serangan gelombang. Pada kelompok kedua meliputi groin dan jetty, yang dibangun menjorok dari pantai ke arah laut yang digunakan untuk menangkap atau menahan gerak sedimen sepanjang pantai pada groin, sedangkan pada jetty untuk menahan sedimen atau pasir yang bergerak sepanjang pantai masuk dan mengendap di muara sungai. Sedang pada kelompok ketiga adalah pemecah gelombang (breakwater), yang dibedakan menjadi dua macam yaitu pemecah gelombang lepas pantai dan pemecah gelombang sambung pantai. Bangunan tipe pertama banyak digunakan sebagai pelindung pantai terhadap erosi dengan mengahancurkan energi gelombang sebelum mencapai pantai. Bangunan tipe kedua biasanya digunakan untuk melindungi daerah perairan pelabuhan dari gangguan gelombang, sehingga
34
kapal-kapal dapat merapat ke dermaga untuk melakukan bongkar-muat barang dan menaikkan penumpang. Menurut bentuknya bangunan pantai dapat dibedakan menjadi bangunan sisi miring dan sisi tegak. Termasuk dalam kelompok pertama adalah bangunan dari tumpukan batu yang bagian luarnya diberi lapis pelindung yang terbuat dari batu-batu ukuran besar, blok beton, atau batu buatan dari beton dengan bentuk khusus seperti tetrapod, quadripods, tribars, dolos, dan sebagainya. Lapis pelindung ini harus mampu menahan serangan gelombang. Pada tipe kedua adalah bangunan terbuat dari pasangan batu, kaison beton, tumpukan buis beton, dinding turap baja atau beton dan sebagainya. Kaison adalah kontruksi berbentuk kotak dari beton bertulang yang di dalamnya diisi pasir dan batu. Bangunan tersebut diletakkan di atas tumpukan batu yang berfungsi sebagai pondasi, sedangkan untuk melindungi gerusan pada pondasi, maka dibuat perlindungan kaki yang terbuat dari batu atau blok beton.
2.5.
DINDING PANTAI DAN REVETMENT
Dinding pantai atau revetment adalah bangunan yang memisahkan daratan dan perairan darat, yang terutama berfungsi sebagai pelindung pantai terhadap erosi dan limpasan gelombang (overtoping) ke darat atau biasa pula disebut “slope protection”. Daerah yang dilindungi adalah daratan tepat di belakang bangunan. Permukaan yang menghadap arah datangnya gelombang dapat berupa sisi vertikal atau miring. Dinding pantai biasanya berbentuk dinding vertikal, sedangkan revetment mempunyai sisi miring. Bangunan ini ditempatkan sejajar atau hampir sejajar dengan dengan garis pantai, dan bisa terbuat dari pasangan batu, beton, tumpukan pipa (buis) beton, turap, kayu, atau tumpukan batu, seperti ditunjukkan dalam gambar 2.15. Ada dua kelompok revetment yaitu “permeable revetment” dan “impermeable revetment”
35
1. Permeable revetment a. Open filter material (rip-rap)
Gambar 2.15. Open filter material
b. Stone pitching
Gambar 2.16. Stone pitching
c. Concrete block revetment
Gambar 2.17. Concrete block revetment
36
2. Impermeable revetment a. Aspalt revetment
Gambar 2.18. Aspalt revetment
b. Bitumen grounted stone, concrete block
Gambar 2.19. Bitumen grounted stone, concrete block Dalam perencanaan dinding pantai atau revetment perlu ditinjau fungsi dan bentuk bangunan, lokasi, tinggi, stabilitas bangunan, dan tanah pondasi, elevasi muka air baik di depan maupun di belakang bangunan, ketersediaan bahan bangunan, dan sebagainya. Fungsi bangunan akan menentukan pemilihan bentuk. Permukaan bangunan dapat berbentuk sisi tegak, miring, lengkung, atau bertangga. Salah satu fungsi utama dinding pantai adalah menahan terjadinya limpasan gelombang. Air yang melimpas di belakang bangunan akan terinfiltrasi melalui permukaan tanah dan mengalir kembali ke laut. Apabila perbedaan elevasi permukaan air di belakang dan di depan bangunan cukup besar dapat menimbulkan kecepatan aliran cukup besar yang dapat menarik butiran tanah di belakang dan pada pondasi bangunan (piping). Keadaan ini dapat mengakibatkan rusak atau runtuhnya bangunan. Penanggulangan dari keadaan tersebut dapat dilakukan dengan:
37
1. Membuat elevasi puncak bangunan cukup tinggi sehingga tidak terjadi limpasan 2. Melindungi bagian belakang bangunan dengan lantai beton atau aspal dan dilengkapi dengan saluran drainase 3. Dengan membuat kontruksi yang dapat menahan terangkutnya butiran tanah atau pasir, misalnya dengan menggunakan geotekstil yang berfungsi sebagai saringan. ng ba l om an Ge omin d
Gambar 2.20. Dinding pantai atau revetment (Teknik Pantai, 1999). Dalam perencanaan dinding pantai perlu diperhatikan kemungkinan terjadinya erosi di kaki bangunan. Kedalaman erosi yang terjadi tergantung pada bentuk sisi bangunan, kondisi gelombang dan sifat tanah dasar. Untuk melindungi erosi tersebut maka pada kaki bangunan ditempatkan batu pelindung. Selain itu pada bangunan sisi tegak harus dibuat turap yang dipancang dibawah sisi depan bangunan yang berfungsi untuk mencegah gerusan di bawah bangunan. Kedalaman erosi maksimum terhadap tanah dasar asli adalah sama dengan tinggi gelombang maksimum yang mungkin terjadi di depan bangunan.
2.6.
GROIN
Groin adalah bangunan pelindung pantai yang biasanya dibuat tegak lurus garis pantai, dan berfungsi untuk menahan atau menangkap angkutan atau transpor sedimen sepanjang pantai, sehingga bisa mengurangi/menghentikan erosi yang terjadi. Bangunan ini juga bisa digunakan untuk menahan masuknya transpor sedimen sepanjang pantai ke pelabuhan atau muara sungai. Groin hanya bisa menahan transpor sedimen sepanjang pantai. Seperti terlihat dalam gambar 2.21., di sepanjang pantai terjadi transpor sedimen sepanjang pantai. Groin yang ditempatkan di pantai akan menahan gerak sedimen,
38
sehingga sedimen mengendap di sisi sebelah hulu (terhadap arah transpor sedimen sepanjang pantai). Di sebelah hilir groin angkutan sedimen masih tetap terjadi, sementara suplai dari sebelah hulu terhalang oleh bangunan, akibatnya daerah di hilir groin mengalami defisit sedimen sehingga pantai mengalami erosi. Keadaan tersebut menyebabkan terjadinya perubahan garis pantai yang akan terus berlangsung sampai dicapai suatu keseimbangan baru. Keseimbangan baru tersebut tercapai pada saat sudut yang dibentuk oleh gelombang pecah terhadap garis pantai baru adalah nol (άb = 0), dimana tidak terjadi angkutan sedimen sepanjang pantai.
Gambar 2.21. Groin tunggal dan perubahan garis pantai yang ditimbulkan (Teknik Pantai, 1999). Perlindungan pantai dengan menggunakan satu buah groin biasanya kurang efektif. Biasanya perlindungan pantai dilakukan dengan membuat seri bangunan yang terdiri dari beberapa groin yang ditempatkan dengan jarak tertentu, seperti pada gambar 2.22. Dengan menggunakan satu sistim groin perubahan garis pantai yang terjadi tidak terlalu besar. Mengingat transpor sedimen sepanjang pantai terjadi di surf zone, maka groin akan lebih efektif menahan sedimen apabila bangunan tersebut menutup seluruh lebar surf zone, dengan kata lain panjang groin sama dengan lebar surf zone. Pada umumnya panjang groin adalah 40 sampai 60 persen dari lebar rerata surf zone, dan jarak antara groin adalah antara satu dan tiga kali panjang groin. Nilai-nilai tersebut diatas dapat digunakan sebagai pedoman awal dalam perencanaan.
39
Gambar 2.22. Seri groin dan perubahan garis pantai yang ditimbulkan (Teknik Pantai, 1999). Groin dapat dibedakan menjadi beberapa tipe yaitu tipe lurus, tipe T dan tipe L seperti ditunjukan pada gambar 2.23. Menurut konstruksinya groin dapat berupa tumpukan batu, kaison beton, turap, tiang yang dipancang berjajar, atau tumpukan buis beton yang didalamnya diisi beton. Elevasi puncak sepanjang groin dapat dibuat horizontal atau menurun ke arah laut, yang tergantung pada fungsi (pasir dimungkinkan melompati groin atau tidak) dan pertimbangan biaya.
Gambar 2.23. Beberapa tipe groin (Teknik Pantai, 1999). 1. Perencanaan Groin. Perancanaan groin berarti penentuan panjang groin, jarak groin, tinggi groin, tipe groin, “groin aligment” dan cara pembangunan groin. a. Panjang groin Mengingat mahalnya harga groin beserta pembangunannya maka groin biasanya dibuat sampai LWNT (Low Water Neap Tide). Berdasarkan penelitian, 90% angkutan pasir sepanjang pantai dianggap terjadi di atas muka air rendah. b. Tinggi groin Jika groin dibuat terlalu tinggi, hal ini akan menyebabkan gerusan yang cukup besar akibat adanya refleksi gelombang yang berlebihan dan turbulensi. Padahal perbedaan elevasi pada kedua sisi groin yang terlalu
40
besar tidak diinginkan, terutama apabila pantai tersebut merupakan daerah pariwisata. Disamping itu groin yang terlalu tinggi sangat efektif dalam menahan dan menangkap sedimen dan hal ini dapat menyebabkan erosi yang cukup parah pada bagian hilir (“down drift”). Oleh karena itu, jika dimungkinkan groin direncanakan tidak terlalu tinggi terhadap design level. Tinggi groin menurut Thorn and Roberts berkisar antara 50-60 cm di atas elevasi rencana, sedangkan berdasarkan Muir Wood dan Fleming antara 0,5-1,0 m di atas elevasi rencana. c. Jarak Groin Jarak groin (B) merupakan fungsi dari panjang groin, sudut datangnya gelombang, selisih pasang surut (“tidal range”) material dan landai pantai. Jarak groin pada Shingle beach biasanya diambil B = (1 s/d 2) L, sedangkan pada Sand beach diambil B = (2 s/d 4) L. Jarak groin yang terlalu dekat akan menghasilkan sistim groin yang mahal, sedangkan jarak yang terlalu jauh akan menghasilkan suatu perencanaan groin yang tidak efektif dan proses erosi tetap berlanjut. 2. Tipe Groin a. Tipe groin vertikal : groin kayu, groin beton, groin sheet pile.
Gambar 2.24. Tipe groin vertikal b. Tipe tumpukan batu (bentuk dapat berupa T, L, atau I)
Gambar 2.25. Tipe tumpukan batu
41
c. Groin permeable Groin ini dibuat pada suatu daerah yang gelombangnya cukup besar (“rough condition”), dengan contoh :
Gambar 2.26. Groin permeable 3. Tata letak groin (“Groin Alignment”) Mengingat arah gelombang yang selalu datang dari berbagai penjuru, maka disarankan groin dibuat tegak lurus pantai. 4. Hal-hal yang perlu diperhatikan dan dipertimbangkan dalam perencanaan groin : a. Untuk menghindari erosi yang besar pada daerah “down drift”, disarankan ruangan antara groin diisi dengan material dari luar (material agak kasar dari aslinya lebih disarankan). b. Erosi di “down drift area” haruslah berada di daerah yang nilainya lebih rendah dari yang dilindungi. c. Arus yang mungkin timbul karena adanya groin. 5. Bagian-bagian groin a. Horizontal shore section (HSS) Bagian ini cukup masuk ke daerah tanah (land) untuk memberikan
stabilitas bangunan, sebagai angkor. Tinggi maksimum bagian HSS adalah sama dengan tinggi permukaan
pantai alamiah atau HHWL + Wava up rush. Untuk kontruksi rubble mound disarankan tinggi groin adalah
permukaan alamiah ditambah 30 cm. b. Intermediate Slope Section (ISS) Kemiringan dari bagian ini kurang lebih sama dengan kemiringan alamiah pantai.
42
c. Outer Section (OS) Elevasi bagian ini biasanya didasarkan pada penghematan harga bangunan dan keamanan bangunan. Pilihan biasanya pada Mean Low Low Water.
2.7.
PEMECAH GELOMBANG LEPAS PANTAI
Pemecah gelombang lepas pantai adalah bangunan yang dibuat sejajar pantai dan berada pada jarak tertentu dari garis pantai. bangunan ini direncanakan untuk melindungi pantai yang terletak di belakangnya dari serangan gelombang. Pemecah gelombang lepas pantai dapat dibuat dari satu pemecah gelombang atau satu seri bangunan yang terdiri dari beberapa ruas pemecah gelombang yang dipisahkan oleh celah. Gambar-gambar 2.27. menunjukkan pengaruh bangunan pemecah gelombang lepas pantai terhadap perubahan garis pantai. Pada gambar 2.27.a. menunjukkan dimana panjang pemecah gelombang relatif kecil terhadap jaraknya dari garis pantai dapat menyebabkan terbentuknya tonjolan daratan dari garis pantai ke arah laut (cuspate), sedang gambar 2.27.b. menunjukkan terbentuknya tombolo oleh pemecah gelombang yang cukup panjang, dan gambar 2.27.c. menunjukkan pengaruh suatu seri pemecah gelombang terhadap bentuk pantai di belakangnya.
Gambar 2.27. Pemecah gelombang lepas pantai (Teknik Pantai, 1999). Apabila garis puncak gelombang pecah sejajar dengan garis pantai asli, terjadi difraksi di daerah terlindung di belakang bangunan, dimana garis puncak gelombang membelok dan terbentuk busur lingkaran. Perambatan gelombang yang terdifraksi tersebut disertai dengan angkutan sedimen menuju ke daerah terlindung dan diendapkan di perairan di belakang bangunan. Pengendapan tersebut menyebabkan terbentuknya cuspate di belakang bangunan. Proses
43
tersebut akan terus berlanjut sampai garis pantai yang terjadi sejajar dengan garis puncak gelombang terdifraksi. Pada keadaan tersebut transpor sedimen sepanjang pantai menjadi nol. Ada dua tipe pemecah gelombang tumpukan batu (“rubble mound”), yaitu : 1. “Overtopping Breakwater”, yaitu pemecah gelombang yang direncanakan dengan memperkenankan atau mengijinkan air melimpas diatas pemecah gelombang tersebut. Pemecah gelombang tipe ini biasanya direncanakan apabila daerah yang dilindungi tidak begitu sensitif terutama terhadap gelombang yang terjadi akibat adanya overtopping (pemecah gelombang untuk melindungi alur pelayaran, jetty ataupun groin). Jika pemecah gelombang direncanakan boleh overtopping, maka lereng pemecah gelombang bagian dalam (“inner portion”) harus terjamin tidak akan rusak pada saat terjadi hempasan air pada saat overtopping. 2. “Non overtopping breakwater”, yaitu pemecah gelombang yang direncanakan dengan tidak memperkenankan atau mengiijinkan air melimpas di atas pemecah gelombang tersebut. Dalam hal ini tinggi mercu atau puncak pemecah gelombang harus direncanakan atau ditentukan berdasarkan “wave run-up” yang akan terjadi. Ukuran batu pelindung bagian lereng dalam, dalam hal ini dapat lebih kecil dari lapis lindung lereng luar. Kadang-kadang ukuran batu dibuat sama namun lereng dalam lebih tegak.
2.7.1 PRINSIP DASAR PERENCANAAN BREAKWATER
Pemecah gelombang tumpukan batu dibangun berlapis dengan lapisan paling luar terdiri dari batu lindung yang paling besar atau paling berat, sedangkan makin ke dalam ukuran batunya makin kecil. Dasar perencanaan kontruksi adalah lapis luar akan menerima beban gaya (dari gelombang) yang paling besar, sehingga ukurannya harus direncanakan sedemikian berat hingga masih cukup stabil. Mengingat batu ukuran besar harganya lebih mahal, maka bagian dalam dari pemecah gelombang dapat diisi dengan batu yang ukurannya lebih kecil. Syarat utama ukuran bahan yang dipakai lapisan dalam adalah tidak boleh tercuci lewat pori-pori atau rongga lapisan luar.
44
Bentuk pemecah gelombang biasanya sangat ditentukan oleh bahan bangunan yang tersedia di lokasi pekerjaan. Disamping itu perlu pula ukuran batu pemecah gelombang disesuaikan dengan peralatan yang akan dipergunakan untuk membangun.
2.7.2. WAVE RUN-UP
Apabila gelombang bergerak menuju bangunan (dinding tembok laut atau pemecah gelombang), gelombang akan dipantulkan atau pecah di daerah tersebut. Sebagian dari momentum gelombang tersebut akan dirubah menjadi gerakan air yang meluncur ke atas lereng, yang disebut wave runup. Tinggi run-up dapat didefinisikan sebagai elevasi vertikal maksimum yang dapat dicapai oleh gerakan air tersebut diukur dari muka air tenang (SWL = Still Water Level). Tinggi run-up ini dapat diformulasikan sebagai berikut :
R = f (T , α , β , r , n, d ) H dimana R
(2.20.)
: Tinggi run-up
H
: Tinggi gelombang datang
T
: Periode gelombang
D
: Kedalaman
N
: Porositas bahan pelindung
R
: Kekasaran dinding bangunan
Α
: Landai dinding bangunan
β
: Landai pantai
Rumus tersebut diatas oleh beberapa peneliti disederhanakan dan dibuat grafik agar supaya tinggi run-up dapat ditentukan lebih sederhana namun mempunyai landasan yang mantap (hasil penelitian laboratorium). Untuk menentukan besar run-up gelombang pada bangunan dengan permukaan miring untuk berbagai tipe material, maka ditentukan terlebih dahulu bilangan Irribarennya untuk berbagai jenis lapis lindung dengan bentuk berikut ini :
45
Ir = dimana Ir
tgθ
(2.21.)
(Η / L0 )0,5 : Bilangan Irribaren
θ
: Sudut kemiringan sisi pemecah gelombang
H
: Tinggi gelombang di lokasi bangunan
Lo : Panjang gelombang di laut dalam Dari bilangan Irribaren ini dapat diketahui nilai run-up berdasarkan grafik run-up gelombang pada gambar 2.28.
Gambar 2.28. Grafik Run-up gelombang
2.7.3. BAHAN LAPIS LINDUNG
Bahan lapis lindung yang dipakai untuk pemecah gelombang harus memenuhi syarat-syarat berikut ini : 1. Bahan lapis lindung harus tahan terhadap keadaan lingkungan (tidak mudah lapuk, tidak rusak karena bahan kimia, tahan terhadap gaya dinamik yang berasal dari gelombang pecah, dan sebagainya).
46
2. Batu (alam ataupun buatan) harus mempunyai berat jenis yang cukup besar ( > 2,6 ). Makin besar berat jenis bahan yang dipakai, makin kecil ukuran batu yang diperlukan, sehingga mempermudah pelaksanaan pekerjaan. 3. Bahan lapis lindung haruslah cukup kasar sehingga mampu menahan gaya-gaya yang disebabkan oleh gelombang. 4. Bahan lapis lindung yang dipakai haruslah yang relatif murah. Perlu pemilihan jenis bahan yang ada di lokasi pekerjaan, sehingga didapatkan jenis kontruksi yang murah.
2.7.4. SIFAT-SAFAT BAHAN LAPIS LINDUNG
Untuk keperluan penentuan ukuran lapis lindung, sifat-sifat bahan lapis lindung perlu dikuantifikasikan dalam suatu parameter. Ada empat sifat bahan lapis lindung yang penting dan dua diantaranya sangat penting untuk perhitungan stabilitas kontruksi (ρa dan Kd). Sedangkan kedua sifat yang lain sangat penting untuk penentuan ukuran pemecah gelombang. Keempat sifat tersebut adalah : 1. Rapat massa batuan, ρa (“mass density”) Rapat massa batu granit = 2650 – 3000 kg/m3 Rapat massa batu basalt = 2700 kg/m3 Rapat massa limestone = 2300 – 2750 kg/m3 Rapat massa beton = 2300 – 3000 kg/m3 Limestone blok jarang digunakan untuk pemecah gelombang karena rapat massanya yang relatif rendah dan tidak tahan terhadap lingkungan (cuaca, gempuran gelombang, bahan kimia, dan sebagainya). Rapat massa beton dapat diusahakan tinggi dengan cara menggunakan bahan agregat khusus. Beton yang digunakan harus mempunyai kekuatan paling tidak 30 N/mm2 pada saat berumur 28 hari. 2. Koefisien batu lindung, Kd (“damage coefficient”) Koefisien ini merupakan pencerminan dari berbagai sifat-sifat bahan yang belum termasuk dalam ketiga sifat bahan yang dijelaskan (ρa, K∆, n). sifat-sifat bahan yang diwakili oleh koefisien Kd antara lain : bentuk
47
batu, kekasaran, tingkat “interlocking”, lokasi batu dalam pemecah gelombang, dan sebagainya. 3. Koefisien lapisan, K∆ (“layer coefficient”, packing coef”) Koefisien ini menunjukkan tingkat bahan lapis lindung untuk bergabung bersama dalam suatu lapisan. Koefisien ini penting untuk menentukan ukuran ketebalan lapisan. 4. Koefisien porositas, n (“porosity”) Koefisien ini menunjukkan rasio antara volume rongga (“void volume”) dengan total volume. Koefisien ini terutama untuk menentukan jumlah batu (“armour unit”) dalam suatu proyek.
2.7.5. PERENCANAAN PEMECAH GELOMBANG TUMPUKAN BATU
1. Berat batu Dua buah rumus yang dapat digunakan untuk menentukan berat batu lindung adalah : a. Iribarren (1938)
W= Sr =
γrH 3
K d (Sr − 1) ( f cos θ + sin θ ) 3
3
γr γa
dimana W
(2.22.) (2.23.)
: berat butir batu pelindung (ton)
γ
: berat jenis beton (ton/m3)
H
: tinggi gelombang rencana (m)
Sr
: rapat massa relatif
θ
: sudut kemiringan sisi bangunan
γr
: berat jenis batu
γa
: berat jenis air laut
f
: konstanta
Kd : koefisien jenis batu lindung
48
Rumus ini kurang popular karena kurang didukung oleh penelitian yang cukup banyak. Sangat kurangnya informasi mengenai penentuan nilai Kd dan f menyebabkan perencana tidak memilih rumus ini. b. Van der Meer 3
4 ⎛D ⎞ W = π ⎜ n 50 ⎟ γr 3 ⎝ 2 ⎠
(2.24.)
Untuk gelombang plunging (di air dangkal) : 0, 2
H 2% ⎛ S ⎞ −0,5 = 8,7 P 0,18 ⎜⎜ ⎟⎟ ζ m SrDn 50 ⎝ N⎠
(2.25.)
Untuk gelombang surging (di air dangkal) : H 2% ⎛ S ⎞ = 1,4 P −0,13 ⎜⎜ ⎟⎟ SrDn 50 ⎝ N⎠
0, 2
tan α ζ m
P
(2.26.)
,sedangkan
ζm =
tan α 2πH S gTm
(2.27.)
2
Sr =
γr γa
(2.28.)
N=
lama hembus angin periode gelombang
(2.29.)
Dimana : W
: berat butir batu pelindung (ton)
Dn50
: diameter batu (m)
HS
: tinggi gelombang signifikan (m)
H2%
: nilai karakteristik tertinggi dari distribusi tinggi gelombang ⎛ H 2% ⎞ ⎜⎜ = 1,4 ⎟⎟ ⎝ HS ⎠
Tm
: periode gelombang (dt)
Sr
: rapat massa relatif
γr
: berat jenis batu (kg/m3)
49
γa
: berat jenis air laut (kg/m3)
α
: sudut kemiringan dasar laut (o)
S
: tingkat kerusakan bangunan pada akhir umur rencana
P
: faktor permeabilitas
c. Hudson (1953)
W=
γr Η 3
Κ D (Sr − 1) Cotgθ
Sr =
3
γr γa
(2.30.) (2.31.)
Dimana : W
: berat butir batu pelindung (ton)
H
: tinggi gelombang rencana (m)
Sr
: rapat massa relatif
θ
: sudut kemiringan sisi bangunan
γr
: berat jenis batu
γa
: berat jenis air laut
KD
: koefisien stabilitas yang tergantung pada bentuk batu pelindung (batu alam atau batu buatan), kekasaran permukaan batu, ketajaman sisi-sisinya, ikatan antar butir, keadaan pecahnya gelombang. Nilai Kd untuk berbagai bentuk batu pelindung diberikan dalam tabel 2.2.
50
Lengan Bangunan Lapis Lindung
n
Penempatan
Ujung (kepala)
Kemi-
Bangunan
ringan
KD
KD
Gelomb.
Gelomb.
Gelomb.
Gelomb.
Pecah
Tdk. Pecah
Pecah
Tdk. Pecah
Cot θ
Batu pecah Bulat halus
2
Acak
1,2
2,4
1,1
1,9
1,5-3,0
Bulat halus
>3
Acak
1,6
3,2
1,4
2,3
*2
Bersudut kasar
1
Acak
*1
2,9
*1
2,3
*2
1,9
3,2
1,5
Bersudut kasar
2
Acak
2,0
4,0
1,6
2,8
2,0
1,3
2,3
3,0
Bersudut kasar
>3
Acak 3
2,2
4,5
2,1
4,2
*2 *2
Bersudut kasar
2
Khusus*
5,8
7,0
5,3
6,4
Paralelepipedum
2
Khusus
7,0-20,0
8,5-24,0
-
-
5,0
6,0
1,5
2
Acak
7,0
8,0
4,5
5,5
2,0
3,5
4,0
3,0
8,3
9,0
1,5
7,8
8,5
2,0
6,0
6,5
3,0
8,0
16,0
2,0
7,0
14,0
3,0
Tetrapod dan Quadripod Tribar
2
Dolos
2
Acak Acak
9,0 15,8
10,0 31,8
Kubus dimodifikasi
2
Acak
6,5
7,5
-
5,0
*2
Hexapod
2
Acak
8,0
9,5
5,0
7,0
*2
Tribar
1
Seragam
12,0
15,0
7,0
9,5
*2
Tabel 2.2. Koefisien stabilitas KD untuk berbagai jenis butir Catatan : n
: jumlah susunan butir batu dalam lapis lindung
*1
: penggunaan n = 1 tidak disarankan untuk kondisi gelombang pecah
*2
: sampai ada ketentuan lebih lanjut tentang nilai KD, penggunaan KD dibatasi pada kemiringan 1:1,5 sampai 1:3
*3
: batu ditempatkan dengan sumbu panjangnya tegak lurus permukaan bangunan
51
Rumus Hudson mempunyai batasan pemakaian seperti berikut : * Hanya berlaku pada lereng bangunan dengan nilai
Cot θ > 1,5 * Rumus ini dikembangkan berdasarkan gelombang tidak
pecah (non-breaking wave) dan untuk bgian depan pemecah gelombang * Run-up tidak melebihi puncak pemecah gelombang * Tidak memperhitungkan pengaruh periode gelombang * Model tes dilakukan dengan gelombang regular
2. Ukuran pemecah Gelombang a. Tinggi pemecah gelombang Elevasi puncak bangunan dapat direncanakan, untuk submerged breakwater elevasi puncak bangunan berada dibawah permukaan air laut . b. Lebar puncak Pemecah gelombang Lebar bidang puncak dapat dihitung dengan rumus :
⎡W ⎤ B = n k∆ ⎢ ⎥ ⎣ γr ⎦
1/ 3
(2.32.)
Dimana : B
: lebar puncak
n
: jumlah butir batu (n minimum = 3)
k∆
: koefisien lapis diberikan dalam tabel 2.3.
W
: berat butir batu pelindung
γr
: berat jenis batu lindung
Lebar
puncak
breakwater
juga
dapat
ditentukan
dengan
menggunakan tabel yang diberikan oleh Tanaka dibawah ini :
52
1.0 B
0.9 0.8
1 :2
Transmission Coefficient, Ht/Hi
hc
0.7 0.6 0.5
B/L0 = 0.025
B/L0 = 0.10
0.4
B/L0 = 0.050
0.3 0.2
B/L0 = 0.20
0.1
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
Relative Crest Elevation, hc/Ho
Gambar 2.29. Koefisien transmisi untuk gelombang regular pada breakwater tumpukan batu (Tanaka 1976) c. Tebal lapis Tebal lapis lindung dapat dihitung dengan rumus : t = n k ∆ Dn 50
(2.33.)
Dimana : t
: tebal lapis lindung (m)
n
: jumlah lapis batu dalam lapis lindung
k∆
: koefisien lapis yang diberikan dalam tabel 2.3.
Dn50
: diameter batu (m)
53
Batu Lindung
n
Penempatan
Koefisien
Porositas
Lapis (k∆)
P (%)
Batu alam (halus)
2
Random (acak)
1,02
38
Batu alam (kasar)
2
Random (acak)
1,15
37
Batu alam (kasar)
>3
Random (acak)
1,10
40
Kubus
2
Random (acak)
1,10
47
Tetrapot
2
Random (acak)
1,04
50
Quadripot
2
Random (acak)
0,95
49
Hexapot
2
Random (acak)
1,15
47
Tribard
2
Random (acak)
1,02
54
Dolos
2
Random (acak)
1,00
63
Tribar
1
seragam
1,13
47
Batu alam
Random (acak)
37
Tabel 2.3. Koefisien lapis
54
