REKAYASA PANTAI Nastain ST MT MATERI AJAR l

REKAYASA PANTAI Nastain, ST. , MT

MATERI AJAR l l l 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 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 l l l 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 l l Luas laut 5, 8 juta km 2 atau sekitar tiga-perempat dari total luas wilayah Indonesia (7, 7 juta km 2) Garis pantai sepanjang 81. 791 km atau terpanjang kedua setelah Kanada (Supriharyono, 2000) Pantai berkarang Pantai Mangrove Pantai tebing Pantai berpasir

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

PASANG SURUT Pengertian Fisik Pasang Surut (Tides) l Pasang Surut (Pasut) l Pasang berbeda dengan Banjir. l 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 Dimana; k = konstanta gravitasi = 6, 67. 10 -11 Nm 2/kg

PASANG SURUT Equilibrium Theory l 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. l 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 l l 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 M 2, S 2, K 1, dan O 1

KOMPONEN PASANG SURUT Komponen Periode (T) (jam) (contoh) Jenis Nama komponen M 2 12, 42 Semi-diurnal Principal lunar S 2 12, 00 Semi-diurnal Principal solar N 2 12, 66 Semi-diurnal Larger lunar elliptic K 2 11, 97 Semi-diurnal Luni-solar semidiurnal K 1 23, 93 Diurnal Luni-solar diurnal O 1 25, 82 Diurnal Principal lunar diurnal P 1 24, 07 Diurnal Principal solar diurnal

KLASIFIKASI JENIS PASANG SURUT Ditentukan berdasarkan nilai F = Formzhal Number Jika : F = 0 – 0, 25 F = 0, 25 – 1, 5 F = 1, 5 – 3, 0 F > 3, 0 : 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 = amplitudo gelombang = simpangan vertikal muka air terhadap SWL h = kedalaman laut

PANJANG DAN PERIODE GELOMBANG þ Panjang gelombang (L) merupakan fungsi kedalaman (h) dan periode (T) Persamaan Dispersi dimana : g adalah percepatan gravitasi (9, 8 m/det 2)

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 þ Panjang gelombang laut dalam (Lo) = 1. 56 T 2 (m)

FUNGSI HIPERBOLIK

MENCARI L CARA PERHITUNGAN TABEL 1. Hitung Lo 2. Hitung harga (kolom 1) 3. Dapatkan pada baris yang sama (mendatar) harga (kolom 2) 4. Hitung L dan cari pada tabel

CEPAT RAMBAT GELOMBANG þ Cepat rambat gelombang (C) þ Cepat rambat gelombang laut dalam (Co)

SIMPANGAN VERTIKAL M. A l Simpangan vertikal muka air terhadap SWL dikenal sebagai profil muka air gelombang ( ) dimana: wave number (k) = angular frequency ( ) = Amplitudo gelombang (a) =

KECEPATAN PARTIKEL AIR l Arah horisontal l Arah vertikal

KECEPATAN PARTIKEL AIR

KECEPATAN PARTIKEL AIR

KECEPATAN PARTIKEL AIR (2) h Laut Dangkal Laut Transisi u>w u~w Laut Dalam u=w

TEKANAN GELOMBANG (pd) Dimana: pd = tekanan akibat gelombang (hidrodinamik) ps = tekanan hidrostastik (air diam)

ENERGI GELOMBANG (E) (x, t) 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)

DAYA GELOMBANG (F) (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. H 1 H H 2

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 : dimana : 1 = sudut datang wave ray 2 = sudut refraksi wave ray C 1 = kecepatan gelombang datang C 2 = kecepatan gelombang refraksi

Ditinjau terhadap gelombang laut dalam o = sudut datang wave ray di laut dalam 1 = sudut refraksi wave ray pada titik yang ditinjau Co = kecepatan gelombang di laut dalam C 1 = 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)

TINGGI GELOMBANG REFRAKSI PADA KEDALAMAN h (meter) Prosedur perhitungannya adalah sebagai berikut : l Hitung nilai h/g. T 2 l Plotkan nilai h/g. T 2 dan tarik garis vertikal dari titik tersebut sampai berpotongan dengan garis horizontal untuk nilai 0 yang ditentukan; misalkan titik potongnya adalah titik P. l Baca nilai Kr. Ks dan nilai 1 pada titik P tersebut. Apabila titik tersebut tidak tepat terletak pada garis Kr. Ks atau 1, maka dilakukan interpolasi linear. l Dimana Kr. Ks adalah koefisien perubahan tinggi gelombang pada kedalaman h yang ditinjau sedangkan 1 adalah sudut refleksi gelombang pada kedalaman h tersebut. l Hitung tinggi gelombang pada kedalaman h tersebut dengan rumus : dimana : H 0 = tinggi gelombang di perairan dalam Kr. Ks = 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 : dimana : = sudut lereng pantai atau bangunan pantai H = tinggi gelombang datang, biasanya diambil pada ujung kaki lereng (Hb) L 0 = 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