BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Kecepatan Angin dan Windrose Data angin dibutuhkan untuk menentukan distribusi arah angin dan kecepatan angin yang terjadi di lokasi pengamatan. Data angin yang digunakan adalah data angin tahun 2006 – 2015 yang berasal dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) stasiun Kediri, Lombok Barat, NTB. Di bawah ini ditampilkan hasil perhitungan dari data angin selama 10 tahun beserta gambar windrose. Untuk mendapatkan windrose digunakan software Grapher Demo 9. Dapat dilihat pada tabel 5.1 dan gambar 5.1. Tabel 5.1. Data kejadian angin di Pulau Lombok tahun 2006 – 2015 (knot). Tahun
Januari
Februari
Maret
April
Mei
Juni
July
Agustus
September
Oktober
November
Desember
2006
3
3
3
3
2
3
4
4
4
4
5
5
2007
5
4
6
4
4
5
4
6
5
4
3
4
2008
4
6
3
4
4
5
5
5
5
4
3
3
2009
4
5
3
4
3
3
5
5
5
5
5
4
2010
4
4
4
4
4
5
5
5
4
4
4
4
2011
6
5
5
5
5
5
6
6
6
6
5
5
2012
7
5
7
5
6
6
7
7
6
6
5
4
2013
5
6
4
3
3
2
6
6
6
4
4
2
2014
3
3
2
2
1
1
1
4
5
6
5
5
2015
7
5
6
5
5
6
5
7
8
7
6
5
Rata-rata
4,8
4,6
4,3
3,9
3,7
4,1
4,8
5,5
5,4
5,0
4,5
4,1
Arah
B
B
B
B
Tg
Tg
Tg
Tg
S
S
S
B
Maksimal
7
6
7
5
6
6
7
7
8
7
5
5
Minimal
3
3
2
2
1
1
1
4
4
4
3
2
27
Sumber : software Grapher Demo 9 Gambar 5.1. Windrose dari data angin selama 10 tahun. B. Fetch Fetch efektif digunakan dalam grafik peramalan gelombang untuk mengetahui tinggi, periode dan durasi gelombang. Perhitungan panjang fetch dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 5.2. Fetch
28
Tabel 5.2. Perhitungan fetch rerata efektif α
Cos α
Xi (km)
Xi Cos α
42
0,7431
200
148,62
36
0,8090
200
161,8
30
0,8660
200
173,2
24
0,9135
44,640
40,78
18
0,9511
47,224
44,91
12
0,9781
51,067
49,95
6
0,9945
62,091
61,75
0
0
78,399
78,40
6
0,9945
89,717
89,22
12
0,9781
55,675
54,45
18
0,9511
54,262
51,61
24
0,9135
54,839
50,1
30
0,8660
200
173,2
36
0,8090
200
161,8
200
148,62
42 Jumlah
0,7431 12,5106
1488,41
Feff = C. Gelombang Tinggi dan periode gelombang dapat dihitung dengan menggunakan grafik peramalan gelombang setelah fetch rerata efektif dan kecepatan angin diketahui. Berikut merupakan langkah-langkah perhitungan gelombang : 1. Mencari kecepatan dan arah angin maksimal dari arah angin tahun 2006-2015 yang dapat menimbulkan gelombang. Contoh : September 2015 arah angin 180º dengan kecepatan angin 8 knot. 2. Konversi kecepatan angin menjadi m/dt (1 knot = 0,514 m/dt). Contoh : 8 knot = 4,112 m/dt.
29
3. Dihitung kecepatan angin di laut dengan menggunakan grafik hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat.
Gambar 5.3. Grafik hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat. Dari grafik diatas di dapat nilai RL= 1,45 UW
= UL x R L = 4,112 x 1,45 = 5,9624
4. Menghitung nilai UA UA
= 0,71 x UW1,23 = 0,71 x 5,9624 = 6,3830 m/dt
5. Dari nilai UA dan fetch, tinggi dan periode gelombang dapat dicari dengan menggunakan grafik peramalan gelombang.
30
Gambar 5.4. Grafik peramalan tinggi gelombang (H)
31
Gambar 5.5. Grafik peramalan periode gelombang (T)
32
UA
= 6,3830 m/dt
Fetch = 118,971 km Maka dari grafik peramalan gelombang diperoleh tinggi dan periode gelombang sebagai berikut : Tinggi gelombang (H)
= 1,1 m
Periode gelombang (T)
= 5,25 detik
6. Tinggi dan periode gelombang signifikan Data yang dibutuhkan untuk menentukan periode dan tinggi gelombang signifikan yaitu data kecepatan angin selama 10 tahun (2006 – 2015). Tabel 5.3. Tinggi dan periode gelombang signifikan per tahun Tahun
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
H
0,75 m
0,75 m
0,75 m
0,75 m
0,75 m
0,75 m
0,85 m
0,75m
0,75 m
1,1 m
T
4d
4d
4d
4d
4d
4d
5d
4d
4d
5,25 d
D. Perkiraan Gelombang Dengan Periode Ulang Metode Fisher-Tippett Type I Perhitungan gelombang dengan periode ulang terdapat pada tabel 5.4. Dalam tabel tersebut kolom 1 adalah nomor urut m, sedangkan nomor 2 adalah data gelombang yang diurutkan dari besar ke kecil sesuai dengan kolom 1. Kolom 3 adalah nilai P (Hs≤Hsm) yang dihitung dengan persamaan (3.8). Kolom 4 adalah nilai ym yang dihitung dengan persamaan (3.9.a). Kolom 5 dan 6 adalah nilai-nilai yang digunakan untuk analisis regresi linier guna menghitung parameter ̂ dan ̂ . Kolom 7 digunakan untuk menghitung deviasi standar gelombang signifikan (
Hs).
Kolom 8 adalah perkiraan tinggi gelombang yang dihitung dengan
persamaan regresi linier yang dihasilkan, yaitu Hsm = ̂ ym + ̂ . Kolom 9 adalah perbedaan antara Hsm dan ̂ sm perkiraan, yaitu Hsm - ̂ sm.
33
Tabel 5.4. Perhitungan gelombang dengan periode ulang No.Urut m
Hsm
P
Ym
Hsmym
Ym2
(Hsm-Hr)2
̂ sm
Hsm - ̂ sm
1
1,1
0,9446
2,8648
3,1513
8,2070
0,0930
0,4642
0,6358
2
0,85
0,8458
1,7870
1,5189
3,1934
0,0030
0,3242
0,5258
3
0,75
0,7470
1,2321
0,9240
1,5180
0,0020
0,2520
0,495
4
0,75
0,6482
0,8357
0,6267
0,6983
0,0020
0,2005
0,5495
5
0,75
0,5496
0,5126
0,3844
0,2627
0,0020
0,1585
0,5915
6
0,75
0,4506
0,2266
0,3380
0,0513
0,0020
0,1213
0,6287
7
0,75
0,3518
-0,0437
-0,0328
-0,0020
0,0020
0,0862
0,6638
8
0,75
0,2530
-0,3180
-0,2385
-0,1011
0,0020
0,0505
0,6995
9
0,75
0,1541
-0,6260
-0,4695
-0,626
0,0020
0,0105
0,7395
10
0,75
0,0553
-1,0630
-0,7972
-1,1300
0,0020
-0,0463
0,7963
Jumlah
7,95
5
5,4081
5,4053
12,0716
0,112
Dari data yang diberikan dalam tabel diatas, didapat beberapa parameter sebagai berikut : N
= 10
NT
= 10
Hsm
= 0,795
ym
= 0,54081
Deviasi standar data tinggi gelombang signifikan : [
∑
̅̅̅̅̅̅ ]1/2
34
Dari beberapa nilai tersebut selanjutnya dihitung parameter ̂ dan ̂ berdasar data Hsm seperti terlihat dalam kolom 2 dan 4 dengan menggunakan persamaan berikut : Hsm = ̂ ym + ̂ dengan : ̂ ̂
̂
̅
Persamaan regresi yang diperoleh adalah Hsm = 0,1300 ym + 0,0919 Selanjutnya hitungan tinggi gelombang signifikan dengan beberapa periode ulang dilakukan dalam tabel 5.5 (persamaan 3.10). Untuk menetapkan interval keyakinan digunakan persamaan 3.11., 3.12., dan 3.13. Dengan menggunakan koefisien
seperti diberikan pada
tabel (3.1). Tabel 5.5. Gelombang dengan periode ulang tertentu. Periode
Yr (tahun)
Hsr (m)
ulang
(pers.3.10.a)
(pers.
(tahun)
Hs – (pers.3.11)
(pers.3.13)
3.10)
1,28
Hs+ 1,28
(m)
(m)
2
0,3665
0,1395
0,6238
0,00004
0,1394
0,1395
4
1,2459
0,2538
0,8756
0,00006
0,2537
0,2538
10
2,2504
0,3844
1,1781
0,00008
0,3842
0,3845
20
2,9702
0,4780
1,3993
0,00009
0,4778
0,4781
40
3,6762
0,5698
1,6181
0,00011
0,5696
0,5699
60
4,0860
0,6230
1,7456
0,00012
0,6228
0,6231
80
4,3757
0,6607
1,8361
0,00013
0,6605
0,6608
100
4,6001
0,6899
1,9062
0,00013
0,6897
0,6900
35
Contoh : cara menghitung Hsr Hsr = ̂ yr + ̂ dengan : ̂ ̂
̅
̂
Persamaan regresi yang diperoleh adalah Hsr = 0,1300 yr + 0,0919 Untuk periode ulang 2 tahun : Hsr = 0,1300 x 0,3665 + 0,0919 = 0,1395 m E. Pembahasan 1.
Data Angin dan Windrose Berdasarkan dari data angin yang di dapat dari stasiun BMKG untuk kurun
waktu 10 tahun (2006 – 2015), diketahui bahwa distribusi arah angin dominan yaitu ke arah Barat dengan kecepatan rata-rata 4,34 knot. Sedangkan kecepatan angin dominan dengan rata-rata 4,97 knot terjadi di Selatan. Dari data angin yang di dapat, selanjutnya data tersebut dimasukan ke software Grapher Demo 9 untuk mengetahui pola persebaran angin dan berapa persen yang dihasilkan oleh setiap arah angin tersebut. Dan didapat hasil yaitu arah Barat sebesar 45%, arah Tenggara sebesar 35%, dan arah Selatan sebesar 25%. 2.
Fetch Untuk mendapatkan fetch efektif dari Pulau Lombok ke Pulau Bali
menggunakan software AutoCad dengan menggambar kipas fetch dari base point perairan Pantai Ampenan (Lombok). Kipas terdiri dari 9 jari-jari dengan selang sudut diantaranya sebesar 6º. Setelah itu menghitung panjang jari-jari dari titik
36
awal sampai titik dimana masing-masing jari-jari memotong daratan untuk pertama kalinya (Xi). Menghitung cosinus sudut masing-masing jari-jari terhadap sumbu utama (=cos α1). Dan didapatkan hasil berupa fetch efektif dengan jarak jangkauan 118,971 KM. Dari hasil fetch tersebut digunakan untuk peramalan gelombang dengan menggunakan grafik peramalan gelombang. 3.
Gelombang Berdasarkan pengolahan data angin, didapat tinggi dan periode gelombang
di perairan Pantai Ampenan dengan ketinggian gelombang (H) 1,1 meter dan juga periode gelombang (T) 5,25 detik. Berdasarkan gaya pembangkit gelombang yang terbentuk di lokasi penelitian, dikategorikan sebagai gelombang yang dibangkitkan oleh angin karena memiliki periode gelombang antara 4 – 5,25 detik di dapat dari pengukuran gelombang secara signifikan per tahunnya. Hal ini menunjukkan bahwa gelombang yang terbentuk di perairan Pantai Ampenan, karakteristiknya sangat dipengaruhi oleh angin. Pernyataan ini diperkuat oleh Munk (1951) bahwa gelombang yang dibangkitkan oleh angin mempunyai periode gelombang 1 – 10 detik. 4.
Perkiraan gelombang dengan periode ulang Penentuan gelombang dengan periode ulang di perairan Pantai Ampenan
menggunakan data gelombang signifikan hasil peramalan (2006 – 2015) berdasarkan metode Gumbel (Fisher-Tippett Type I). Periode ulang yang digunakan adalah 2, 4, 10, 20, 40, 60, 80, dan 100 tahun. Menghasilkan nilai Hsr untuk setiap kala ulang dengan besaran masing-masing adalah 0,1395 m, 0,2538 m, 0,3844 m, 0,4780 m, 0,5698 m, 0,6230 m, 0,6607 m, 0,6899 m dengan interval keyakinan sebesar 1.28. 5. Pemilihan jenis dan kala ulang gelombang Bangunan yang terdapat di Pantai Ampenan adalah seawall dan revetment. Struktur tersebut memiliki kala ulang 10 – 50 tahun (tabel 3.5) dengan jenis gelombang untuk revetment Hs dan seawall H0,01 – Hmaks.
37
38
