rekasa pantai dan rawa

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.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Anonim, 1984. Shore Protection Manual. CERC Dept of The Army, US Army
Corps of Engineers, Washington, DC.
Triatmodjo, B., 1996. Teknik Pantai. Beta Offset, Yogyakarta
Triatmodjo, B., 1996. Pelabuhan. Beta Offset, Yogyakarta.
Dean, RG., and Dalrymple, RA., 1994. Water Wave Mechanics For
Engineers and Scientists. World Scientific, London.
Chakrabarti, SK., 1987. Hydrodynamics of Offshore Structures. Comp.
Mechanics Public, Boston. Hardiyatmo, HC., 1994. Mekanika Tanah 2.
Gramedia, Jakarta.
Nugroho, H., 1997. Teknik Reklamasi Pantai. Majalah Ilmiah Pilar Undip
Edisi 8 Th.V, Semarang. Hal. 1-8
Heun J.C, 1993. Water Management in Tidal Lowland Areas in Indonesia.
Lecture note.
Rokmin Dahuri, 1995. Pengolahan Sumber Daya Wilayah Pesisir dan
Lautan Secara Terpadu. Pradnya Paramita.
BACK
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%
BACK
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)
Definisi
Pantai = pertemuan antara
darat dan laut.
BATASAN PANTAI (Shore Protection Manual, 1984)
BATASAN PANTAI (Komar, 1976)
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 berkarang
Pantai Mangrove
Pantai tebing
Pantai berpasir
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
Newton Law Universal Gravitation
m1  m2
F k
2
R
Dimana;
k = konstanta gravitasi
= 6,67.10-11 Nm2/kg
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 semidiurnal.
 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
ampl.K1  ampl.O1
F
ampl.M 2  ampl.S 2
Jika :
F = 0 – 0,25
F = 0,25 – 1,5
F = 1,5 – 3,0
F > 3,0
: semidiurnal
: mixed, mainly semidiurnal
: mixed, mainly diurnal
: diurnal
GELOMBANG
Jenis-jenis gelombang:
1.
Gelombang stokes : gelombang non sinusoidal, dengan
karakteristik lebih lancip di puncak dan datar di lembah
2.
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
= L
C
a = amplitudo gelombang
h = simpangan vertikal
muka air terhadap SWL
h = kedalaman laut
PANJANG DAN PERIODE
GELOMBANG
 Panjang gelombang (L) merupakan fungsi kedalaman (h) dan
periode (T)
Persamaan Dispersi
gT 2
 2h 
L
tanh 

2
 L 
dimana : g adalah percepatan gravitasi (9,8 m/det2)
KLASIFIKASI LAUT
Klasifikasi laut
h/L
2h/L
tanh (2h/L)
Perairan dalam
>1/2
>
1
1/25 ...1/2
¼ .. 
tanh (2h/L)
< 1/25
< 1/4
 2h/L
Transisi
Perairan dangkal
 Panjang gelombang laut dalam (Lo)
gT 2
Lo 
2
= 1.56 T2 (m)
FUNGSI HIPERBOLIK
MENCARI L
CARA PERHITUNGAN TABEL
1.
2.
3.
4.
Hitung Lo
h
Hitung harga
dan cari pada tabel
Lo
(kolom 1)
Dapatkan pada baris yang sama
(mendatar) harga h (kolom 2)
L
Hitung L
CEPAT RAMBAT GELOMBANG
 Cepat rambat gelombang (C)
L
C 
T
 Cepat rambat gelombang laut dalam (Co)
Co
Lo

T
SIMPANGAN VERTIKAL M.A

Simpangan vertikal muka air terhadap SWL dikenal
sebagai profil muka air gelombang (h)
h  a coskx  t 
dimana:
2
wave number (k) =
L
angular frequency () =
2
T
H
Amplitudo gelombang (a) =
2
KECEPATAN PARTIKEL AIR

Arah horisontal
u

 Hgk cosh k (h  z )

cos( kx  t )
x
2
cosh kh
Arah vertikal
w

Hgk sinh k (h  z )

sin( kx  t )
z
2
cosh kh
KECEPATAN PARTIKEL AIR
KECEPATAN PARTIKEL AIR
KECEPATAN PARTIKEL AIR (2)
h
Laut
Dangkal
Laut
Transisi
Laut
Dalam
u>w
u~w
u=w
TEKANAN GELOMBANG (pd)
p  g
H cosh k (h  z )
cos( kx  t )  gz
2
cosh kh
p  pd  ps
pd  g
H cosh k ( h  z )
cos( kx  t )
2
cosh kh
Dimana:
pd = tekanan akibat gelombang (hidrodinamik)
ps = tekanan hidrostastik (air diam)
ENERGI GELOMBANG (E)
h(x,t)
E  E p  Ek
E
1
gH 2
8
X
p
dz
z
h
dx
E = energi gelombang
Ep = energi potensial gelombang (energi perpindahan partikel air)
Ek = energi kinetik gelombang (energi pergerakan partikel air)
Ep
1

gH 2
16
Ek 
1
gH 2
16
DAYA GELOMBANG (F)
F  E.C.n
n
(watt)
1
2kh 
1



2
sinh 2kh 
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.
H
H1
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
untuk kontour yang paralel maka lintasan wave ray akan
mengikuti hukum Snell yaitu sebagai berikut :
sin 1 sin  2

C1
C2
dimana :
1 = sudut datang wave ray
2 = sudut refraksi wave ray
C1 = kecepatan gelombang datang
C2 = kecepatan gelombang refraksi
Ditinjau terhadap gelombang laut
dalam
sin  o
sin  1

Co
C1
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
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)
H  H 0  Kr Ks
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 :
H  H 0  Kr Ks
dimana :
H0 = tinggi gelombang di perairan dalam
KrKs = koefesien refraksi-shoaling
KOEFESIEN REFRAKSI (Kr)
KOEFESIEN REFRAKSISHOALING (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 gelombang
h= 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 Parameter
Similaritas Pantainya (PSP = ),adalah sebagai berikut :
 
tan 
H L0
dimana :
 = sudut lereng pantai atau bangunan pantai
H = tinggi gelombang datang, biasanya diambil pada ujung kaki lereng
(Hb)
L0 = panjang gelombang di perairan dalam
JENIS GELOMBANG PECAH
BERDASARKAN NILAI PSP
No.
Kriteria
PSP ( =  )
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