Dalam melakukan perencanaan suatu bangunan pantai dibutuhkan
informasi yang berkaitan dengan kondisi hidro-oseanografi di sekitar
pantai. Analisa terhadap data hidro-oseanografi dibutuhkan untuk
mengetahui gambaran yang sebenarnya tentang kondisi oseanografi dari
perairan di sekitar lokasi rencana pembangunan pelabuhan. Kondisi
oseanografi ini meliputi kondisi gelombang, pasang surut, arus dan
transpor sedimen.
Gelombang merupakan salah satu fenomena proses fisik yang terjadi di
pantai. Gelombang pada perairan dapat didefinisikan sebagai perubahan
elevasi perairan secara harmonik yang ditimbulkan oleh berbagai gaya,
yaitu antara lain gaya gempa, angin dan lain sebagainya.
Sebagian gelombang yang terjadi di perairan laut terbuka disebabkan
oleh angin yang merupakan gaya pembangkit gelombang yang dominan. Untuk
melakukan analisa gelombang di lokasi rencana, digunakan data angin
harian dan data panjang fetch. Karena gelombang memiliki
energi, maka untuk melakukan perencanaan kekuatan suatu bangunan pantai
diperlukan suatu gelombang perencanaan, dimana bangunan direncanakan
untuk dapat memikul gaya gelombang tersebut atau bangunan direncanakan
dengan menggunakan gaya perencanaan tersebut. Berikut ini akan diuraikan
langkah-langkah perhitungan analisa gelombang berdasarkan data angin.
Mengingat pengukuran gelombang secara langsung di lapangan
membutuhkan biaya yang sangat mahal, biasanya data gelombang untuk
jangka waktu lama diperoleh dari peramalan berdasarkan data angin (hindcasting). Garis besar metode peramalan gelombang (SPM 1984) diuraikan di bawah ini.
Langkah pertama yang dilakukan adalah mengkonversi data kecepatan angin menjadi 'wind stress factor' (UA) dengan cara sebagai berikut :
- Koreksi Elevasi
Data angin yang digunakan adalah data angin yang diukur pada
ketinggian 10 m dari muka laut. Maka untuk data angin yang tidak diukur
pada ketinggian tersebut perlu ada koreksi elevasi.
- Koreksi Durasi
Jika data yang dimiliki adalah data kecepatan angin maksimum dan jika
durasi jam-jamannya tidak diketahui atau tidak tersedia maka perlu ada
koreksi durasi agar diperoleh kecepatan angin rata-rata untuk durasi
angin yang diinginkan.
- Koreksi Lokasi Pengamatan
Apabila pengukuran data angin dilakukan diatas daratan maka perlu ada
koreksi lokasi untuk menjadikan data angin diatas daratan menjadi data
angin hasil pengukuran di laut,
Langkah berikutnya dalam perhitungan hindcasting adalah menghitung panjang fetch, dimana fetch adalah daerah pembentukan gelombang. Untuk menghitung panjang fetch diasumsikan data kecepatan dan arah angin adalah cukup konstan. Prosedurnya adalah sebagai berikut:
- Gunakan peta perairan lokasi studi dengan titik pusat di titik
lokasi yang ditinjau. Buat garis 8 (delapan) arah utama angin, yaitu :
Utara, Timur Laut, Timur, Tenggara, Selatan, Barat Daya, Barat, Barat
Laut. - Untuk masing-masing arah utama, buat kipas garis fetch dengan interval 5° sampai 20° di sebelah kiri dan kanan arah utama. Tiap arah utama memiliki 9 (sembilan) garis fetch.
- Ukur panjang fetch tersebut sampai menyentuh daratan terdekat, kalikan dengan skala peta.
- Hitung panjang fetch efektif untuk masing-masing arah utama.
Tiap arah angin utama meliputi wilayah pengaruh fetch 22,5° searah jarum jam dan 22,5° berlawanan arah jarum jam seperti terlihat pada gambar 10.
- Peramalan Gelombang
Untuk menentukan tinggi dan perioda gelombang digunakan data hasil hindcasting yang berupa Feff dan UA. Kedua parameter tersebut digunakan kedalam tiga persamaan berikut sesuai dengan prosedur peramalan gelombang dari SPM 1984:
- Analisa Frekuensi Gelombang
Untuk memperkirakan berapa besar kemungkinan tinggi gelombang yang
akan terjadi dalam kurun waktu tertentu, dilakukan analisa frekuensi
tinggi gelombang dengan beberapa tipe fungsi distribusi nilai ekstrim
Gelombang yang datang dari perairan dalam akan mengalami pembelokan
arah saat memasuki daerah perairan dangkal. Bagian gelombang yang berada
pada perairan dalam akan memiliki kecepatan yang lebih besar
dibandingkan bagian gelombang lainnya yang berada pada perairan dangkal.
Akibatnya puncak gelombang di perairan dalam akan mengalami efek
pembelokan untuk mencapai kesejajaran dengan puncak gelombang yang
berada di perairan lebih dangkal. Efek pembelokan ini disebut refraksi.
Sedangkan efek lain yang ditimbulkan oleh perubahan kecepatan pada
perambatan gelombang ini adalah pembesaran tinggi gelombang yang disebut
shoaling.
Hal penting dari analisa refraksi adalah pengaruh refraksi terhadap
tinggi, arah, dan distribusi energi gelombang yang terjadi di perairan
dangkal.
Analisa perhitungan refraksi diawali dengan menentukan tinggi
gelombang terbesar beserta perioda dan arah datang gelombangnya.
Dilatarbelakangi oleh hukum konservasi energi, dimana energi gelombang
dari perairan dalam sama dengan energi gelombang di perairan dangkal,
dapat kia tentukan tinggi gelombang yang terjadi diperairan dangkal.
Analisa refraksi dapat dilakukan dengan menggunakan ketentuan yang
terdapat dalam Shore Protection Manual 1984,
Pasang surut adalah pergerakan massa air laut secara vertikal dan
horizontal yang diakibatkan gaya tarik antar benda angkasa. Bersama-sama
dengan tinggi gelombang perencanaan muka air tertinggi (HWS) digunakan
untuk menentukan elevasi minimum dari dermaga.
Keadaan pasang surut pada lokasi perencanaan diperoleh dengan
melakukan pengamatan elevasi muka air selama 15 atau 29 hari dengan
interval waktu pengamatan setiap satu jam.
Analisa terhadap pasang surut meliputi:
- Penguraian komponen pasang surut dengan metode Least Square.
- Menentukan jenis pasang surut.
- Peramalan elevasi muka air.
- Menentukan elevasi muka air acuan.
- Penguraian Komponen Pasang Surut Metode Least Square
Komponen pasang surut adalah komponen-komponen harrnonik penyusun
pasang surut yang mempengaruhi elevasi pasang surut.
Untuk menentukan besaran masing-masing komponen pasang surut maka dilakukan penguraian komponen pasut dengan metode Least Square. Metode Least Square
menggunakan prinsip bahwa kesalahan peramalan harus sekecil-kecilnya,
sehingga jumlah selisih kuadrat antara data pengamatan dengan peramalan
harus minimum.
Berdasarkan hasil penentuan komponen pasang surut dapat diketahui
bilangan Formzal yang berkaitan erat dengan jenis dan karakteristik dari
metoda Formzal s
Dengan harga Formzal ini, pasang surut dibagi menjadi 4 tipe yaitu:
- 1,00<F<0,25 : pasang surut Semi Diurnal murni
- 0,25<F<1,50 : pasang surut campuran, cenderung Semi Diurnal
- 1,50<F<3,00 : pasang surut campuran, cenderung Diurnal
- F>3,00 : pasang surut Diurnal murni
Setelah mendapatkan besaran dan kecepatan sudut komponen-komponen
pasang surut yang telah diketahui kedalam persamaan fluktuasi muka air
yang telah dijelaskan sebelumnya selanjutnya dilakukan peramalan elevasi
muka air. Peramalan elevasi muka air dilakukan dalam selang waktu yang
lebih panjang dari waktu pengamatan yaitu 18,6 tahun, hal tersebut
dilakukan untuk menghilangkan variasi faktor astronomis terhadap muka
air rata-rata.
Elevasi muka air acuan adalah referensi elevasi muka air yang
digunakan untuk perencanaan elevasi suatu bangunan air laut. Definisi
dari elevasi muka air penting dalam kurun waktu t adalah sebagai berikut:
- HHWL (Highest High Water Level), elevasi muka air tertinggi dalam kurun waktu t.
- MHWS (Mean High Water Spring), rata-rata dari semua elevasi puncak tertinggi saat purnama dalam kurun waktu t.
- MHWL (Mean High Water Level), rata-rata dari semua puncak fluktuasi dalam kurun waktu t.
- MSL (Mean Sea Level), muka air laut rata-rata dari semua elevasi dalam kurun waktu t.
- MLWL (Mean Low Water Level), rata-rata dari semua lembah fluktuasi dalam kurun waktu t.
- MLWS (Mean Low Water Spring), rata-rata dari semua elevasi lembah terendah saat purnama dalam kurun waktu t.
- LLWL (Lowest Low Water Level), elevasi muka air terendah dalam kurun waktu t.
Dengan diketahuinya elevasi muka air penting maka perlu ditentukan elevasi acuan (chart datum)
yang akan digunakan untuk perencanaan dermaga. Elevasi muka air penting
lainnya akan berdasarkan elevasi acuan yang ditetapkan.
Sedimentasi di kawasan pantai terjadi melalui proses transpor sedimen
sejajar pantai. Transpor sedimen sejajar pantai adalah pergerakan
material sedimen di zona littoral oleh gelombang dan arus. Lebar zona
littoral dimulai dari garis pantai hingga menuju batas gelombang mulai
pecah. Proses transpor sedimen pantai dapat dijelaskan sebagai berikut.
Gelombang datang merambat dari perairan dalam menuju perairan yang lebih
dangkal hingga gelombang mulai pecah. Gelombang pecah yang datang
menuju pantai menghasilkan vektor energi sejajar pantai. Vektor energi
sejajar pantai ini yang mengakibatkan timbulnya arus sejajar pantai.
Semakin besar energinya maka akan semakin banyak material dasar pantai
yang bersifat granular (misalnya pasir) yang terangkat dari dasar dan
terbawa oleh arus sejajar pantai. Arus sejajar pantai berasal dari
momentum komponen horizontal sejajar pantai yang dimiliki gelombang saat
pecah.
Evolusi garis pantai terjadi akibat ketidakseimbangan debit transpor
sedimen sepanjang pantai. Debit transpor sedimen sejajar pantai
seharusnya bersifat akumulatif (Qin = Qout).
Pantai akan mengalami erosi apabila di daerah tersebut terjadi
kekurangan debit transpor sedimen untuk mengisi kekurangan debit pada
transport sedimen (erotion). Dan sebaliknya akan terjadi
apabila transpor sedimen kelebihan debit dari keadaan seimbang. Ini akan
menyebabkan terjadinya deposisi sedimen (accretion).
Untuk melakukan analisis perubahan/evolusi garis pantai tersebut, digunakan suatu model yang disebut dengan one line model.
Model satu-garis ini beranggapan bahwa perubahan garis pantai
sepenuhnya disebabkan oleh transportasi sediment sejajar pantai (longshore sediment), sedangkan transportasi sedimen tegak lurus pantai dianggap sangat kecil, sehingga dapat diabaikan.
Dengan anggapan tersebut, maka dapat diikuti perubahan posisi satu
garis kontur akibat peristiwa erosi ataupun akresi dan oleh karena itu
model ini disebut dengan one line model. Pada model ini posisi
garis kontur dinyatakan terhadap suatu sistem sumbu koordinat dimana
surnbu x searah dengan garis pantai, sedapat rnungkin dibuat sejajar
garis pantai tetapi tidak halus, sedangkan sumbu y positif adalah ke
arah laut. Perubahan garis pantai adalah perubahan posisi suatu titik
(x,y0) menjadi (x,y1), atau titik (x,yt) menjadi (x, Yt+Δt)n. (Sumber: Rekayasa Pelabuhan, Syawaluddin H.)
Arus laut adalah suatu pergerakan massa air secara vertikal serta
juga horizontal sehingga menuju suatu keseimbangannya, atau juga gerakan
air yang sangat luas yang terjadi pada seluruh lautan didunia. Arus itu
juga merupakan suatu gerakan mengalir suatu massa air yang disebabkan
karena tipuan angin atau juga perbedaan densitas ataupun pergerakan
gelombang panjang.
FAKTOR PENYEBAB TERJADINYA ARUS LAUT
Terjadinya arus di lautan itu disebabkan karena 2 faktor utama, yakni :
- Faktor internal, ialah seperti perbedaan densitas air laut, gradien tekanan mendatar serta juga gesekan lapisan air.
- Faktor eksternal, ialah seperti gaya tarik matahari serta juga bulan
yang dipengaruhi oleh tahanan dasar laut serta juga gaya coriolis, gaya
gravitasi, gaya tektonik, perbedaan tekanan udara, serta juga angin.
JENIS – JENIS ARUS LAUT
- Arus ekman ialah Arus yang dipengaruhi oleh angin.
- Arus termohaline ialah Arus yang dipengaruhi oleh densitas serta gravitas.
- Arus pasut ialah Arus yang dipengaruhi oleh adanya pasut.
- Arus Geostropik ialah Arus yang dipengaruhi oleh adanya gradien tekanan mendatar serta juga gaya corolis.
- Arus Wind driven current ialah Arus yang dipengaruhi oleh adanya pola pergerakan angin serta terjadi pada lapisan permukaan.
Berdasarkan kedudukannya arus laut dibagi menjadi dua yaitu sebagai berikut :
- Arus permukaan ialah Terjadi dibeberapa ratus meter dari suatu
permukaan, bergeraknya ialah dengan arah horizontal serta juga
dipengaruhinya oleh pola sebaran angin. - Arus dalam ialah Terjadi jauh pada dasar kolom peraran, arah
pergerakannya itu tidak dipengaruhi oleh adanya pola sebaran angin serta
juga membawa massa air dari daerah kutub ke daerah yang ekuator.
Pengamatan arus dengan alat currentmeter untuk mengetahui
karakteristik arus suatu daerah atau wilayah. Hal-hal yang harus
dipenuhi dalam pengamatan arus laut adalah sebagai berikut:
- Pengamatan arus meliputi pengamatan kecepatan dan arah arus di
daerah-daerah seperti gerbang pelabuhan, terusan, daerah-daerah yang
sering digunakan untuk buang sauh (penjangkaran) serta daerah laut dan
pantai yang diperkirakan arusnya dapat membawa pengaruh pada navigasi
permukaan. - Pengamatan dilakukan dengan menggunakan currentmeter pada kedalamanan 3 - 10 meter atau sesuai dengan kebutuhan, selama minimal 25 jam.
- Kecepatan dan arah arus diukur dengan satuan ketelitian bacaan 0.1 knot dan 10 derajat.
- Pengamatan dilakukan ketika Spring Tide (Pasang Purnama) dan neap Tide (Pasang Bulan mati)
Penutup
Sekian Penjelasan Singkat Mengenai Perencanaan Bangunan Pantai. Semoga Bisa Menambah Pengetahuan Kita Semua.
