Monday, January 9, 2012

hidrolika pantai

1.1    Pantai dan Pesisir
please, after reading an article or would leave this page, leave a comment .>.>. . . (^_^)
Daerah pinggir laut atau wilayah darat yang berbatasan langsung dengan bagian laut disebut sebagai pantai. Pantai juga dapat didefinisikan sebagai wilayah pertemuan antara daratan dan lautan. Lebih lanjut pengertian pesisir biasanya dijabarkan dari dua segi yang berlawanan, yakni :
-          Dari segi daratan
Pesisir adalah wilayah daratan sampai wilayah laut yang masih dipengaruhi sifat-sifat darat (seperti : angin darat, drainase air tawar dari sungai, sedimentasi).
-          Dari segi laut
Pesisir adalah wilayah laut sampai wilayah darat yang masih dipengaruhi sifat-sifat laut (seperti : pasang surut, salinitas, instrusi air laut ke wilayah daratn, angin laut).  
Dalam literatur barat sering kita temui istilah Coast dan Shore yang biasa diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia sebagai pantai. Sebenarnya antara dua kosakata tersebut terdapat perbedaan pengertian sebagai berikut :
-          Coast adalah wilayah pantai yang kering atau disebut sebagai pesisir.
-          Shore adalah wilayah pantai yang basah termasuk daerah pasang surut.
Dikenal ada beberapa tipe pantai antara lain :
-          Pantai pasir
-          Pantai pasir lumpur
-          Pantai pasir karang
-          Pantai karang (koral)
-          Pantai berbatu
Sedangkan berdasarkan kemiringan pantai kita kenal adanya :
-          Pantai landai
-          Pantai curam dengan tingkat kemiringan >60º
Pantai landai dapat dikelompokakan menjadi :
-          Kelompok tingkat kemiringan antara 0º-30º
-          Kelompok tingkat kemiringan antara 30º-45º
-          Kelompok tingkat kemiringan antara 45º-60º
Tingkat kemiringan tersebut bias diukur dengan menggunakan alat kompas geologi atau menggunakan semacam water pass (Wibisono,2005).


1.2    Pengaruh Gelombang
Pada kondisi sesungguhnya di alam, pergerakan orbital di perairan dangkal (shallow water) dekat dengan kawasan pantai. Ketinggian dan periode gelombang tergantung kepada panjang fetch pembangkitannya. Fetch adalah jarak perjalanan tempuh gelombang dari awal pembangkitannya. Fetch ini dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Semakin panjang jarak fetchnya, ketinggian gelombangnya akan semakin besar. Angin juga mempunyai pengaruh yang penting pada ketinggian gelombang. Angin yang lebih kuat akan menghasilkan gelombang yang lebih besar (http://faiqun.edublogs.org/2008/04/13/gelombang-laut/).
Gelombang yang menjalar dari laut dalam (deep water) menuju ke pantai akan mengalami perubahan bentuk karena adanya perubahan kedalaman laut. Apabila gelombang bergerak mendekati pantai, pergerakan gelombang di bagian bawah yang berbatasan dengan dasar laut akan melambat. Ini adalah akibat dari friksi/gesekan antara air dan dasar pantai. Sementara itu, bagian atas gelombang di permukaan air akan terus melaju. Semakin menuju ke pantai, puncak gelombang akan semakin tajam dan lembahnya akan semakin datar. Fenomena ini yang menyebabkan gelombang tersebut kemudian pecah.




Perubahan bentuk gelombang yang menjalar mendekati pantai
Ada dua tipe gelombang, bila dipandang dari sisi sifat-sifatnya. Yaitu:
  • Gelombang pembangun/pembentuk pantai (Constructive wave).
  • Gelombang perusak pantai (Destructive wave).
Yang termasuk gelombang pembentuk pantai, bercirikan mempunyai ketinggian kecil dan kecepatan rambatnya rendah. Sehingga saat gelombang tersebut pecah di pantai akan mengangkut sedimen (material pantai). Material pantai akan tertinggal di pantai (deposit) ketika aliran balik dari gelombang pecah meresap ke dalam pasir atau pelan-pelan mengalir kembali ke laut.








Gelombang pembentuk pantai
Sedangkan gelombang perusak pantai biasanya mempunyai ketinggian dan kecepatan rambat yang besar (sangat tinggi). Air yang kembali berputar mempunyai lebih sedikit waktu untuk meresap ke dalam pasir. Ketika gelombang datang kembali menghantam pantai akan ada banyak volume air yang terkumpul dan mengangkut material pantai menuju ke tengah laut atau ke tempat lain (http://faiqun.edublogs.org/2008/04/13/gelombang-laut/).




Gelombang perusak pantai
1.3    Arus Disekitar Pantai
Gelombang yang datang menuju pantai membawa massa air dan momentum, searah penjalaran gelombangnya. Hal ini menyebabkan terjadinya arus di sekitar kawasan pantai. Penjalaran gelombang menuju pantai akan melintasi daerah-daerah lepas pantai (offshore zone), daerah gelombang pecah (surf zone), dan daerah deburan ombak di pantai (swash zone).








Daerah penjalaran gelombang menuju pantai
Perputaran/sirkulasi arus di sekitar pantai dapat digolongkan dalam tiga jenis, yaitu: arus sepanjang pantai (Longshore current), arus seret (Rip current), dan aliran balik (Back flows/cross-shore flows). Sistem sirkulasi arus tersebut seringkali tidak seragam antara ketiganya bergantung kepada arah/sudut gelombang datang. Pada kawasan pantai yang diterjang gelombang menyudut (αb > 5o) terhadap garis pantai, arus dominan yang akan terjadi adalah arus sejajar pantai (longshore current) (Dean dan Dalrymple, 2002).




Sketsa terjadinya longshore current
1.4    TRANSPORT SEDIMENT PANTAI
Transport sediment pantai adalah gerakan sediment didaerah pantai yang disebabkan oleh gelombang dan arus yang dibangkitkannya. Transport sediment pantai dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu transport menuju dan meninggalkan pantai (onshore-offshore transport) dan transport sepanjang pantai (longshore transport) (Triatmodjo,1999)
1.4.1      Transport menuju dan meninggalkan pantai (onshore-offshore transport)
Transport menuju dan meninggalkan pantai mempunyai arah rata-rata tegak lurus pantai. Gelombang yang menjalar menuju pantai membawa massa air dan momentum searah penjalarannya. Transpor massa dan momentum tersebut akan menimbulkan arus di daerah dekat pantai. Gelombang pecah menimbulkan arus dan turbulensi yang sangat besar yang dapat menggerakkan sedimen dasar. Di daerah surf zone, kecepatan partikel air hanya bergerak searah penjalaran gelombangnya. Di swash zone, gelombang yang memecah pantai menyebabkan massa air bergerak ke atas dan kemudian turun kembali pada permukaan pantai. Gerak massa air tersebut disertai dengan terangkutnya sedimen.




Skema gambar pergerakan sedimen tegak lurus pantai
Pada gambar di atas terlihat bahwa arus dan partikel air di dasar bergerak searah penjalaran gelombang menuju pantai. Di daerah mulai pecahnya gelombang (point of wave breaking) yang biasa disebut dengan surf zone, terlihat adanya pertemuan pergerakan sedimen yang menuju pantai dan yang bergerak kembali ke tengah laut. Selain itu, pergerakan sedimen di luar daerah surf zone akan mulai melemah. Akibatnya, di titik ini akan terbentuk bukit penghalang (bar) yang memanjang sejajar pantai (Fredsoe & Deigaard,1992).
Pergantian musim juga mempengaruhi proses pantai. Turbulensi dari gelombang pecah mengubah sedimen dasar (bed load) menjadi suspensi (suspended load). Kesenjangan/ketidaksamaan hantaman gelombang (antara dua musim) mengakibatkan penggerusan yang kemudian membentuk pantai-pantai curam yang menyisakan sedimen-sedimen bergradasi lebih kasar. Sebagai contoh di negara kita yang dipengaruhi angin muson, biasanya pada saat bertiup angin timur, gelombang laut akan bersifat konstruktif yaitu membawa sedimen menuju pantai. Demikian juga yang terjadi pada kawasan pantai saat angin tenang atau musim panas (summertime). Gambaran kondisi pantai cenderung seperti pada gambar di bawah ini.



Potongan melintang profil pantai saat angin tenang
Sebaliknya bila bertiup angin barat, saat bertiup angin badai (storm), ataupun saat musim dingin (wintertime), maka gelombang laut akan bersifat merusak pantai (destruktif) karena massa air akan mengangkut sebagian besar sedimen menuju tengah laut. Sedimen itu kemudian teronggok di daerah surf zone membentuk bukit pasir (sand-bar). Gambaran kondisi pantai seperti ini dapat dilihat pada gambar berikut.



Potongan melintang profil pantai saat angin badai




Profil pantai yang curam tergerus gelombang badai
Ombak badai yang curam akan mengikis muka pantai dan mengangkut sedimen menjadi bukit penghalang di surf zone di kawasan lepas pantai (offshore). Gelombang normal akan membawa kembali sedimen di bukit penghalang membentuk kembali muka pantai seperti sedia kala. Keadaan ini dinamakan sebagai “keseimbangan dinamis” (dynamic equilibrium) (http://faiqun.edublogs.org/2008/05/30/pergerakan-sedimen-pantai/).
1.4.2    Transport sediment sepanjang pantai
Transport sediment sepanjang pantai terdiri dari dua komponen utama yaitu transport sediment dalam bentuk mata gergaji di garis pantai dan transport sepanjang pantai di surf zone.pada waktu gelombang menuju pantai dengan membentuk sudut terhadap garis pantai maka gelombang tersebut akan naik kepantai  (uprush) yang juga membentuk sudut. Massa air yang naik tersebut kemudian turun lagi dalamarah tegak lurus pantai. Gerak air tersebut membentuk lintasan seperti mata gergaji. Komponen kedua adalah transport sediment yang ditimbulkan oleh arus sepanjang pantai yang dibangkitkan oleh gelombang pecah. Transport sediment ini terjadi di surf zone. Transport sediment sepanjang pantai banyak menyebabkan permasalahan seperti pendangkalan di  pelabuhan, erosi pantai, dan sebagainya (Triatmodjo,1999).
1.5    Stabilitas Batu Lapis Pelindung
      Di dalam perencanaan pemecah gelombang sisi miring, ditentukan berat butir batu pelindung, yang dapat dihitung dengan menggunakan rumus Hudson.
Dengan:
W         =          Berat butir batu pelindung
γr         =          Berat jenis batu
γa        =          Berat air laut
H         =          Tinggi gelombang rencana
Θ         =          Sudut kemiringan sisi gelombang pecah
KD       =          Koefisien stabilitas yang tergantung pada bentuk batu pelindung (batu alam atau buatan), kekasaran permukaan batu, ketajaman sisi-sisinya, ikatan antara butir, dan keadaan pecahnya gelombang,yang diberikan pada tabel berikut :

Lapis lindung
a
penempatan
lengan bangunan
ujung (kepala) bangunan
Kemiringan
KD
KD
Gelombang pecah
Gelombang tidak pecah
Gelombang pecah
Gelombang tidak 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
Bersudut kasar
1
Acak
2,9
2,3





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
2,2
4,5
2,1
4,2
Bersudut kasar
2
khusus*
5,8
7,0
5,3
6,4
Paralelepipedum
2
khusus
7,0-20,0
8,5-24,0
-
-

Tetrapod




5,0
6,0
1,5
dan
2
Acak
7,0
8,0
4,5
5,5
2,0
Quadripod




3,5
4,0
3,0





8,3
9,0
1,5
Tribar
2
Acak
9,0
10,0
7,8
8,5
2,0





6,0
6,5
3,0
Dolos
2
Acak
15,8
31,8
8,0
16,0
2,0





7,0
14,0
3,0
Kubus dimodifikasi
2
Acak
6,5
7,5
-
5,0
Hexapod
2
Acak
8,0
9,5
5,0
7,0
Tribar
1
Seragam
12,0
15,0
7,5
9,5
Batu pecah (KRR)
-
Acak
2,2
2,5
-
-

(Graded angular)







Tabel. Koefisien stabilitas KD untuk berbagai jenis butir

Catatan :
N         : jumlah susunan butir batu dalam lapis pelindung
*¹         : penggunaan n=1 tidak disarankan untuk kondisi gelombang pecah
*²         : sampai ada ketentuan lebih lanjut tentang nilai KD, penggunaan KD dibatas pada kemiringan 1:1,5 sampai 1:3
*³         : batu ditempatkan dengan sumbu panjangnya tegak lurus permukaan bangunan
            Persamaan diatas memberikan berat butir batu pelindung yang sangat besar. Untuk mendapatkan batu yang sangat besar tersebut adalah sulit dan mahal. Untuk memperkecil harga pemecah gelombang, maka pemecah gelombang dibuat dalam beberapa lapis. Lapis terluar terdiri dari batu dengan ukuran seperti yang diberikan oleh persamaan diatas. Berat butir batu pada lapis dibawahnya adalah semakin kecil. Tampang lintang ideal menggunakan banyak lapis dengan ukuran berbeda sehingga memungkinkan digunakannya semua ukuran batu yang diambil dari peledakan di suatu sumber bara (quarry), tetapi pelaksana pekerjaan menjadi lebih sulit(Triatmodjo,1999)

No comments:

Post a Comment