BAB I PENI}AHULTIAN
l.l
Iatar Belakang Gelcmbang angin adalah salah satu gelombang yang sangat sering
terjadi di laut, yang pengaruhnya terhadap karakteristik laut sangat d*minart. Gelombang juga sedimentxi
penyebab terjadinya
arus, gerusan serta
di pantai. Dalam bidang pelayararq bidang perencanaan
struktur di pantai dan strulcur lepas pantai sangat membufuhkan data kondisi gelombang untuk dijadikan sebagai dasar dalam perhitungan perencanaan atau panduan untuk menjamin keamanan dan kenyamanan dalam pelayaran maupun dalam perencanaan bangunan pantai dan bangunan lepas partai. Pada kanyataannya gelombang laut itu bersifat mempunyai
acak, tetapi
umunnya
diidentifikasi-
Pada lokasi-lokasi
sifat
statistik
yang memiliki
yang
dapat
data gelombang
lapangan, datanya dapat diolah untuk rnendapatkan besaran-besaran dimensi waktu dan dimensi frekuensi, besaran-besaran ini dapat secara umum menunjukkan karakteristik gelombang pada lokasi tersebut. Bedasarkan hal-hal yang telah diuraikan di atas, maka dirasakan sangat pedu untuk merumuskan karakteristik gelombang disuatu perairan, yang dapar digpnakan sebagai dasar perencanaansuatu struktur di kawasan tersebut, ataupun untuk pelayaran di dasah itu.
keamanan dan kenyamanan
Bab-l Pendahuluan t.2
Tujuar Pgrelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk melalcukan lanjutan studi
awaf dalam rangfta merumuskan karakteristik gelombang Laut Jawa" dalam domain waktu dan domain frekuensi, kemudian mengkalibrasi perhitungan peramalan gelcmbang Laut Jawa (perairan Lemahabang Jepara) yang didasarkan pada buku Shore Proteclion Mamal 1984.
1.3 Diskripsi lVlasal*h Berdasarkan data pencatatan tinggi gelombang di laut, umumnya ada dua macam analisis gelombang yang sering digunakan sebagai pendekatan untuk menentukan karakteristik gelombang di suatu laut; t.
Analisis statistik gelombang-gelornbangindividual dalam seri waktu unhrk mendapatkan karakteristik gelombang dalam seri w*kt$.
Z.
Analisis
spektrum energi gelombang untuk
mendapatkan
kara*:teristik gelombang dalam domain frelarensi. Anatisis statistik dalam domain waktu adalah analisis statistik sederhana yang dilakukan terhadap sekumpulan data yang bergantung pada waktu dengan tujuan untuk me16aru besaran-besaran dalam seri waktu misalnya nilai
rata-r*a"
nilai maksimum, dan sebagainya'
Analisis dapat disebut sebagai analisis domain waktu terhadap data gelombang yang ada. Analisis spektrum gelombang yaitu analisis yang meliputi
penentuanspektrumgelombangdan parameternyaIstilah spektrumdi sini berasal dari Power Spectral Densily yutu suatu bentuk yang
tr
Tesis
l-3
Bab-l Pendahuluan menunjukan
distribusi
energi
gelombang
sebagai
firngsi
dari
&ekuensinya.Prinsip analisisini adalahmenguraikansuatugelombang ireguler (tidak teratur) menjadi suatu susunangelomabang reguler {teratur} dari berbagai frekuensi dan tinggi gelombang. Analisis ini dapatdisebutjuga sebagaianalisisdomain frekuensiterhadapdata yang alz. Data gelombang yang diperlukan di atas, adalah data muka air laut berbentuk seri waktu (time series) yang diperoleh dari pengukuran dari suatu alat pencatatantinggi gelombarg yang dipasang di dalam laut. Selain dengan data gelombang p€nentuan karakteristik suatu laut dapatjuga dilakukan dengan metode peramalan yang menggunakan dataangindan data lokasi, metode peramalan ini ada dua cara: 1
Metde Hindcarting
adalah cara peramalan dengan menggunakan
data angin yang telah terjadi diwaktu yang lalu dan data lokasi, maka akan diperoleh karakteristik gelombang di lokasi tersebut berupa tinggi dan perioda gelombang, 2
Metfie
Forecasting adalah cara peranalan yang menggunakan
data angin peramalan untuk waktu yang akan datang berdasarkan kejadian waktu yang lalu serta data lokasi, maka akan diperoleh deakarakteistik
gelcmbang berupa tinggi dan perioda gelombang
di lokasi tersebut. Adapun data angin yang diperlukan adalah data kecepatan angin arah angin durasi. ssrta lokasi yang aldual.
tr
Iesis
Bab-l Pendahuluan l-4 Perobstasan Mas*Iah
data
Mengingat banyak hal yang dapat dikaji dengan menggunakan yang tersedia yaitu data pencatatan tinggi gelombang dan data
pada angin serta data lokasi maka dalam pembahasan ini akan dibatasi peramalan haf-hal yang dapat secara langzung mengkalibrasi hasil denganmetodeSPu's4'berdasarkanhasilanalisisperhitungandalam laut domain waktu dan dcmain frekuensi, dan menentukan karakteristik jawa kuzusnya perairan Lemahabang Jepara' Adapun langkah-langkah pembahasannyaadalah sbb; Menentukan tinggi gelombang dan perioda gelombang signifikan {Hs dan Ts} dalam domain waktu. Menentukan tinggi gelombang dan perioda gelombang signifikan (secara spektrum) dalam domain frekuensi' domain Membandingkan parameter gelombang hasil analisis perioda *aktu dan domain frekuensi, serta menentukan tinggi dan gelombang yang mewakili keadaan yang sebenarnya'
4.
5.
shore Meramalkan tinggi dan perioda gelombang dengan cara lalu protection manual 1984, berdasarkan d*a angin masa {Htudcasti*g} dan data lokasiperioda Mengkalibrasi hasil peramalan {Hindcasting} tinggi dan gelombang dengan cara SPM'84, berdasarkan hasil analisis gelombang domain rraktu dan terhadap dsta pencstalan tinggi yang sebenarnYa.
Bab-l Pendahuluan 1.5 l[etode yang Diglutkan Metode yang digunakan dalam menganalisa data ini seperti yang dijelaskan dalam pembatasan masalah adalah sbb; l.
Pendekatan yang seialu berhubungan dengan frekuensi sebagai variabel bebas, atau analisa damain *ekuensi.
2.
Pendekatan yang selalu berhubungan dengan waktu sebagai variabel bebas atau analisa domain wa}tu. Pendekatan domain frekuensi melibxkan
operasi matematika
Transformasi Fourier, yang penggunnannya lebih lasim dalam bidang kelistrikan.
Pengimplemenfasian Fasf Fourier
Transform
dalam
penentuan transformasi Fourier data diskrit sangat dipedukan" karena datayangdiclah berjumlah sangat banyak dan hal ini berkaitan dengan lamanya waktu pemrosesan. Penentuan Poryer Spectral Density mensyaratkan penggunaan transformasi Fourier
dari data yang ada. Demikian juga dalam
p€rentuan parafieter gelombang secara spectrum, tinggi gelombang *ignifikan
dan
perioda
gelombang
signifikan
secara spektrum,
membutuhkan transfcrmasi ini. Karena peneiltuan parameter gelombang ter$ut
membutuhkan spektrurn gelombang. Petrentuan paramef€r gelombang dengan pendekatan dsmain
waktu adalah pengelolahan data gelombang secata statistilq dan peramalan gelombang dengan cara SPM'84. Pengolahaa data dengan menggunakan pendekatan domain waktu ini dimulai dengan mergurut data gelombang dari yang terbesar sampai yang terkcil,
kemudian
ditentukan tinggi GIs) dan perioda (Tp) yaitu rata-rata sepertiga dari
s-
Tesis
Bab-l
t-6
Pendahuluan
p€rioda gelombang signifikan adalah rata-rala
@ data perioda gdombang yang mengiLuti sepertrga perioda gelombang tertin€gi- Data gelombang air ini adalah data yattg diperoleh dari pengolahan data mentah dengan metade zero ap ctosirrg' Psarnalan karakteristik laut dengan menggunakan data angin datam dcr:rain rvakfir adatah dengan menentukan kecepatan angin arah serta durasi angin serta dda lokasi p€ngamatan- Dengan cara SPM'84 alian dapat ditentukan tinggi dan perioda signifikan (Hs & Tp)"
l.6 Alat y*ag Iligunekea Alatpencatat{Iuhtua:imukaairlaut.{Woverider)berbentuk funr; yang dipasang pada permukaan laut' dan bergerak sesrai dengan pergerakan rmrka air. Alat ini tlite.:rpatkan pada lokasi pengamatan pada kedalamanlaut I?,6 meter dalam pengamLrilandata ini' sistem alaf ini adalafi terdiri dari lYtnvritler bouy dan Rec:e.il'erFllaverider ditengkapi deagan Inenial Accelerometer untuk peng-rhrran tinggi dan perioda gelombang, dan pada bagian atas dari llltlider ters*ut terdapar a$ene356erg&ert yang digunakan untr'rli mengirim data gelombang pada penerima (ret:eilr) yang diletakan didarat' Sensitifira.sdarialatiniadalahcukupbaikyaituuntukhasil pencafafat y'ang dilakukan, kesalahan ntaksintunr yang dapat terjadi sebesar t-5 9t' dari angka pencalatanJika panjang gelomban-e kurang dari 4 meter uau perioda gelombang kurangl dari 1.6 detih maka respons dari bory akan berkurang; untuk peqlang gelombang l€bih ke€il dari ?-5 mttter atau petioda t'25 de{ik -c-*
#
Tesis
Pendahsluan
8a'-l
seiring dengan bertambahnya fret'rrensi gelombang maka respons dan brxy akerl,sangaf berkurarrg- Sensitifitas horisontal alat ini Lrrrang dari 3 iro. Pergeratcan alat ini sangat elastig dapat mengiLrrti pergerakan gelaarbang seticsi 20 nrder.
1.7 Sisteqatika Pembhrstr Penuti:an tesis ini keselumhanya terdiri dari 6 bab dengpn urutan pemtrahasannyasebagai berikut;
l.
P*rrd*huluc* Pada b*b padahuluan ini dijelaskan dengan ringkas isi dari tesis
ini_ yaitu mengenai latar belakang penelitian ini tujuan serta dakripsi masalal-r- pernbatasan {nasahfi dan metode yang digunakaa dalam penyete.saian penelitian ini- Per{elasal s€€ara rinci dari aFa Yang diks,mukalcarr dalam pe,ndahuluan ini
diuraikan
dalam
bab-bab
selanjurnya-
2-
*as*rT€ori Dakn
bab ini diu.aika* teori dan *etode lalg digu*alian alr{uk
kepentingananalisis gelombang. Bab ini
juga nienluat teori liang
dibu{uhkan untuk memahami anatisis tburier dalam seri *aLtu- }aitu transformasi Fourier dimana pada dasarnya dapat digolong*an dalam dua bagian yaitu; l.
Transfornrasi Fourisr fungsi kontinu
2.
Trans rmasi Focriet data diskrii
8ab-l
,-8
Pendahduan
Bqgian ke dua muupakan dasar penting unluk penentuan Fast Fo*xis Transfirrm, S€bagai pelengkap maka dasar teori untuk bagian satu dan daa
diates diuraikan dalam lampiran dimana Denrrrurat!-
pertrmnan ramus untuk memperoleh persamaan yang ada tidak dimuar demi pe*yedclranaaa ntasalah.
3.
I!*ta €€*sbesgde*
Ilete Angin
Bab id menjelaskan tentang data gelombang dan data angin 1'ang digunakan dari hasil penguliuran gelombang dan angin di utara Ja*a Tengah, Penjelasaa tersebut meliputi lokasi pengulara4 alat ul-ur I'aag digura*an &n cara perguf'uran, serfa sumbar data dan bentuk deta y*ng diterima Bab ini juga berisi perhitungan untuk nrencari ge.nde*atan dalam seri r*,z.ktu dari data pencatatan gelombang hasil clahan yang didapx
dimana ha-sil olahan ini
digunal;an untuli
mrnganalisa gelombang dalam domain trekuersi. msmui!
trmjda-san nrengenai data angin
Selain itu juga
dan data lokasi )€ng
dtguaalsatz
{.
Anatise Dom*ia Wektu dan Domsin Frekuensi Analisa ini berisi analisis dornain w'aktu dan Fekuensi terhadap
data gng diterian langsungdari sunrberdafa. Dalanr bab ini disraikan cara meaganalisis data sehingga memperoleh harga'harga -vang berguna unuli mergetahui karakt€ristik perairan bersangkutal-
Tesis
t-9
Bab-f Pendahuluan 5.
Psamalen Parameter Gr:lombang Dengan cara SPII{ 1984 Dalam
kfikteristik terjad;
bab
ini
dijelaslan
mengenai
cirra
me*elhilian
gelombang lang didasarkan pada data angin png
s€rfa
data lokasi peagLrrran fetc[
sudah
yang di-4unakan uaruk
ms'amal tinggi dan p€rioda gelombang signifikan Fng
f€rjadi Fada
I*asi tssetut (nekxle hitrdctLstiryt
C
Kesimpulan dec Ser*n Bab ini adalah bagao akbir dari tesis ini y-angberisi kesimpulan
y-arg didapat dari hasil analisa data gelombang lang
dilaliulaa
kalibrasi gamalan serfa $arat'sa.ar yang dtangap p*rlv
Tesis
