FORMULASI PRAKTIS TEGANGAN GESER DASAR DAN OFFSHORE-ONSHORE SEDIMENT TRANSPORT UNTUK GELOMBANG ASIMETRIS Lulut Alfaris1, Suntoyo2, Sholihin2 1)
Mahasiswa Jurusan Teknik Kelautan, FTK – ITS, Surabaya 2)
Dosen Teknik Kelautan , FTK – ITS, Surabaya
Abstrak Keakuratan tegangan geser dasar merupakan langkah yang sangat penting yang diperlukan sebagai inputan pada kebanyakan model transportasi sedimen. Fenomena gelombang di laut pada kenyataannya adalah gelombang asimetris yang mempunyai bentuk tidak simetris secara horizontal dan vertikal (mis. sawtooth dan cnoidal waves) ketika gelombang tersebut menjalar dari perairan dalam menuju dekat pantai (near-shore). Permodelan tegangan geser dasar yang akan digunakan dalam tugas akhir ini adalah, metode yang diusulkan oleh Tanaka dan Samad (2006) serta Suntoyo dan Tanaka (2009). Metode kedua menggunakan efek akselerasi sangat berpengaruh pada tegangan geser yang terjadi. Perbandingan metode transportasi sedimen dengan menggunakan metode Ribberink (1998) serta Suntoyo dan Tanaka (2009). Metode kedua didalam persamaannya menggunakan efek akselerasi maka hasilnya sangat handal, kemudian metode tersebut dimodifikasi dengan menggunakan data dari percobaan Ahmed dan Sato (2003), dengan mendapatkan nilai dari rasio transportasi sediment ekperimet dengan transportasi sediment dengan metode kedua. Dari hasil grafik dapat ditunjukkan bahwa metode kedua tersebut sangat baik karena menunjukkan grafik yang hampir sama dengan data Ahmed dan Sato (2003).
Kata-kata kunci : Gelombang asimetris, tegangan geser dasar, transportasi sedimen
1. PENDAHULUAN Gelombang saat berada pada perairan yang dangkal
parameter ketidaksimetrisan gelombang (non-linearity
menjadi nonlinier dan memegang peranan penting
index),
dalam pergerakan partikel dan transportasi sedimen.
Ketidaksimetrisan secara vertikal dan horizontal
Kecepatan orbital gelombang dekat dasar adalah
gelombang memegang peranan penting terjadinya laju
merupakan
transportasi
pergerakan sedimen. Hal ini akan mengakibatkan
sedimen tegak lurus pantai (cross-shore sediment
terjadinya sedimentasi pada pantai bila laju pergerakan
transport) dibawah gelombang pecah dan gelombang
sedimen menuju arah daratan dan akan mengakibatkan
mendekati
terjadinya erosi pada pantai bila laju pergerakan
parameter
pecah.
pokok
Fenomena
untuk
gelombang
pada
kenyataannya di alam sering mempunyai bentuk tidak
û
adalah
total
amplitudo
kecepatan.
sedimen menuju arah lepas pantai.
simetris secara horizontal dan vertikal (mis. sawtooth dan cnoidal waves) ketika gelombang tersebut menjalar dari perairan dalam menuju dekat pantai (near-shore).
Banyak peneliti telah melakukan kajian tentang
Puncak gelombang meningkat, panjangnya menurun
boundary layer dan bottom friction yang dikaitkan
dan selanjutnya menjadi luar biasa tidak linier (Gambar
dengan pergerakan gelombang simetris (sinus) (mis.
1.),
dipuncak
Fredsøe and Deigaard, 1992). Kajian-kajian yang
gelombang, T adalah periode gelombang,T c adalah
melibatkan laju transportasi sedimen di bawah
periode kecepatan puncak (onshore), T t adalah periode
gelombang sinus telah menunjukkan bahwa net
kecepatan lembah (offshore). N i =U max /û adalah
sediment transport dalam satu periode gelombang
dimana,
U max
adalah
kecepatan
1
adalah nol. Namun begitu kenyataan gelombang di
tranportasi yang diketahui hanya mengarah ke
pantai
onshore, namun belum mencakup tranportasi sedimen
adalah
tidak
linier
dan
mempunyai lembah
yang mengarah ke offshore. Oleh karena itu perlu
gelombang dan ketidaksimetrisan percepatan yang
adanya studi lebih lanjut terkait dengan model
teraktualisasi pada gelombang sehingga net sediment
transportasi sedimen untuk gelombang asimetris,
transport dalam satu periode gelombang dihasilkan
dengan cara memodifikasi antara formula yang telah
atau tidak nol.
diberikan oleh Suntoyo dan Tanaka (2009) dan dari
ketidaksimetrisan
antara
U
puncak
dan
data percobaan (Ahmed dan Sato, 2003).
T Tc
Tt Umax
Dalam tugas akhir ini akan diteliti formula praktis
uˆ
tegangan geser dasar dan transportasi sedimen untuk
t
gelombang asimetris berdasarkan data percobaan (Ahmed dan Sato, 2003). Untuk perhitungan tegangan Gambar 1.1. Bagan definisi gelombang Cnoidal
geser dasar menggunakan metode Tanaka dan Samad
(Suntoyo dan Tanaka, 2009)
(2006), serta metode Suntoyo dan Tanaka (2009). Dari hasil perhitungan di atas kemudian dihitung laju
Bed-load transport secara umum tergantung pada
transportasi
tegangan geser dan kecepatan gelombang yang terjadi
rumusan dari Ribberink (1998), serta Suntoyo dan
dekat dasar karena apabila bed-load dominan terjadi
Tanaka
maka
perbandingan atas hasil perhitungan dengan data
transportasi sedimen
secara
akurat
dapat
sedimennya
(2009)
yang
dengan
kemudian
menggunakan
dilakukan
percobaan.
diprediksi dengan melakukan perhitungan tegangan geser dasarnya. Tanaka (1998) memprediksi tegangan geser akibat pergerakan gelombang non-linier dengan
2. DASAR TEORI
memodifikasi teori fungsi aliran dan mengusulkan
Penelitian yang melibatkan laju transportasi sedimen
formula untuk memprediksi transportasi gelombang
di bawah gelombang sinus telah menunjukkan bahwa
diluar surf zone dimana efek percepatan memegang
net sediment transport dalam satu periode gelombang
peranan penting. Perhitungan tegangan geser dasar
adalah nol. Akan tetapi kenyataan dilapangan adalah
merupakan langkah yang sangat penting sebagai
bahwa gelombang di pantai adalah tidak linier dan
inputan pada kebanyakan model untuk memprediksi
mempunyai ketidak simetrisan antara puncak dan
laju transportasi sedimen yang terjadi. Oleh karena itu,
lembah gelombang dan ketidaksimetrisan percepatan
akurasi dari hasil estimasi tegangan geser dasar yang
(asymmetric
digunakan untuk mengevaluasi jumlah transportasi
gelombang sehingga net sediment transport dalam satu
sedimen yang diperoleh dari pergerakan gelombang
periode
simetris perlu diklarifikasi dengan estimasi transportasi
Ketidaksimetrisan secara vertikal dan horizontal
sedimen yang menggabungkan faktor kecepatan dan
gelombang memegang peranan penting terjadinya laju
percepatan.
pergerakan sedimen.
Suntoyo
dan
Tanaka
(2009)
telah
velocity)
gelombang
yang
dihasilkan
teraktualisasi
atau
tidak
pada
nol.
menyelidiki efek kekasaran pada tegangan geser dan transportasi sedimen untuk gelombang asimetris.
Estimasi tegangan geser dasar yang digunakan adalah
Namun laju transportasi sedimen yang dihasilkan
merupakan langkah yang sangat penting diperlukan
belum dievaluasi dengan data percobaan. Selain itu
sebagai inputan pada kebanyakan model transportasi
2
sedimen. Metode perhitungan tegangan geser dasar
2.1.2 Metode Tanaka & Samad (2006)
yakni metode Tanaka dan Samad (2006), metode ini
Metode pertama berdasarkan pada harmonic wave
berdasarkan pada harmonic wave cycle dan metode
cycle yang dimodifikasi dengan beda fase diusulkan
Suntoyo (2009) yang didasarkan pada penggabungan
oleh Tanaka dan Samad (2006) (Metode 1). Bentuk
efek kecepatan dan percepatan.
persamaannya adalah sebagai berikut :
Penelitian yang dilakukan oleh Suntoyo dan Tanaka
τot −
ϕ 1 = ρf U (t )U (t ) σ 2 w
Dengan
f w adalah wave friction factor, diasumsikan
(2009) yang didasarkan pada efek percepatan dan kecepatan
selanjutnya
dapat
diaplikasikan
untuk
merumuskan laju transportasi sedimen. Oleh karena itu, konstan dan
akurasi dari hasil estimasi tegangan geser dasar yang
ρ adalah
(1)
massa jenis air laut, τ o (t)
digunakan untuk mengevaluasi jumlah transportasi
adalah tegangan geser dasar yang seketika itu juga
sedimen yang diperoleh dari pergerakan gelombang
(instantaneous bottom shear stress), U(t) adalah
simetris perlu diklarifikasi dengan estimasi transportasi
variasi waktu dari kecepatan aliran bebas, ϕ adalah
sedimen yang menggabungkan faktor kecepatan dan
beda fase antara bottom shear stress dan free stream
percepatan.
velocity.
Suntoyo
dan
Tanaka
(2009)
telah
menyelidiki efek kekasaran pada tegangan geser dan transportasi sedimen untuk gelombang asimetris.
2.1.3 Metode Suntoyo & Tanaka (2009)
Namun laju transportasi sedimen yang dihasilkan
Metode kedua merupakan metode perhitungan baru
belum dievaluasi dengan data percobaan. Selain itu
bottom shear stress yang diusulkan oleh Suntoyo dan
tranportasi yang diketahui hanya mengarah ke onshore,
Tanaka
namun belum mencakup tranportasi sedimen yang
didasarkan pada penggabungan efek kecepatan dan
mengarah ke offshore. Oleh karena itu perlu adanya
percepatan yang diberikan dalam bentuk instantaneous
studi lebih lanjut terkait dengan model transportasi
wave friction velocity, U*(t) seperti diberikan pada
sedimen untuk gelombang asimetris, dengan cara
persamaan (7). Di dalam metode baru ini diberikan
memodifikasi antara formula yang telah diberikan oleh
sebuah koefisien baru yaitu koefisien percepatan, a c
Suntoyo dan Tanaka (2009) dan dari data percobaan
digunakan untuk mengekspresikan kecondongan dan
(Ahmed dan Sato, 2003).
ketidak simetrisan gelombang yang terjadi pada
(2009)
untuk
near-shore
waves
yang
gelombang skew dan cnoidal yang ditentukan secara empiris. Instantaneous friction velocity, diekspresikan
2.1 Metode Tegangan Geser Dasar
sebagai berikut :
Perhitungan tegangan geser dasar merupakan hal yang paling
penting
dalam
memodelkan
transportasi
U * (t ) =
sedimen. Pada saat bed load transport adalah dominan
ϕ a ∂U (t ) f w / 2 U t + + c (2) σ σ ∂t
maka transportasi sedimen dapat diprediksi secara Hasil rata-rata koefisien percepatan a c sebagai fungsi
akurat dengan melakukan perhitungan pada tegangan
non-linearity index, N i diplot. Selanjutnya, persamaan
geser dasarnya. Metode perhitungan yang digunakan
yang didasarkan garis regresi untuk mengestimasi
untuk mencari tegangan geser dasar pada tugas akhir
koefisien percepatan a c sebagai fungsi Ni telah
ini terdiri atas dua metode. Metode 1 adalah metode
diusulkan oleh Suntoyo dan Tanaka (2009) adalah
Tanaka & Samad (2006), dan metode 2 adalah metode
sebagai berikut:
Suntoyo & Tanaka (2009). 3
ac = 0.592 ln ( N i ) + 0.411
(3)
terdapat tipe intermediet antara bed load dan suspended load yaitu bed load-suspended load
Untuk metode ini perhitungan tegangan
intermediate.
geser dasarnya diberikan pada persamaan : Menurut
τot −
ϕ σ
1 = ρf wU (t )U (t ) 2
Horikawa
(1988)
mode
transport
diklasifikasikan menjadi empat, yaitu :
(4)
1.
Bed Load (BL) : Dasar laut pada dasarnya datar dengan tidak ada riak-riak pasir maupun sedimen
2.1.4
yang beterbangan di atas dasar. Partikel sedimen
Faktor Friksi Gelombang (wave friction
berpindah sepanjang permukaan dasar, dan sering
factor)
mempengaruhi bagian lain.
Aliran gelombang pada kenyataannya selalu turbulent 2.
saat berada diatas dasar yang kasar. Tanaka dan Thu
Bed Load-Suspended Load Intermediate (BSI) : Butiran-butiran sedimen yang beterbangan
(1994) telah mengusulkan wave friction factor ( f w )
berbentuk seperti riak dasar. Tipe ini lebih lanjut
yang bisa digunakan pada semua metode perhitungan
dibagi menjadi beberapa subtype :
saat ini. Bentuk persamaannya adalah sebagai berikut :
a. Subtype A (BSI-A) : Ketika panjang riak dan
−0.100 (5) am f w = exp − 7.53 + 8.07 z 0 Dengan a m = Umax/σ adalah amplitudo orbital partikel
diameter partikel orbital air mendekati sama, bagian
pada puncak gelombang,
ω
=
T
partikel
sedimen
yang
beterbangan selama aliran diarahkan lebih positif yang dibatasi oleh sebuah vortex, dan
diatas boundary layer, dimana Umax adalah kecepatan
2π
dari
kemudian
ditransportasikan
dalam
arah
negatif setelah perubahan arah aliran, jatuh
adalah frekuensi
ke dasar. Pada sisi lain, partikel sedimen bed
sudut, T adalah periode gelombang, dan z 0 = k s /30
load yang telah dimulai bergerak selama
adalah tinggi kekasaran, dimana k s = 2.5d 50 adalah
paruh
Nikuradse’s equivalent roughness.
pertama
periode
gelombang
ditransportasikan ke arah positif. Oleh karena itu, kumpulan transportasi
2.2 Transportasi Sedimen
pergerakannya pada paruh waktu pertama
Dalam memperkirakan perubahan topografi pantai
periode gelombang baik pada arah positif
dibutuhkan evaluasi secara kuantitatif untuk laju
maupun negatif bergantung terhadap bed load
transportasi sedimen (net sediment transport rate). Transpor
sedimen
sepanjang
pantai
sedimen dalam
and suspended load.
banyak b.
menyebabkan permasalahan seperti pendangkalan di
Subtype B (BSI-B) : Jika panjang riak lebih pendek daripada diameter partikel orbital air,
pelabuhan dan erosi pantai dan. Cross-shore transport
partikel sedimen yang beterbangan selama
secara umum disebabkan oleh pergerakan orbital
aliran diarahkan lebih positif tidak dibatasi
gelombang sedangkan longshore transport disebabkan
oleh sebuah vortex, tetapi ditransportasikan
oleh gabungan antara gelombang dan arus yang sejajar
ke arah positif dan dan disimpan pada dasar.
dengan pantai. Secara umum transportasi sedimen
Vortex ini tidak cukup kuat untuk membatasi
dibagi menjadi tiga tipe yaitu bed load transport,
sedimen yang menggantung,pada mereka dan
suspended load transport dan sheet flow transport.
perpindahan mereka sendiri pada arah positif
Dalam transportasi sedimen selain tiga tipe diatas juga
selama aliran positif. Kumpulan 4
kedua
suspended
load
dan bed
load bergerak
Pada transportasi sedimen dapat diketahui bahwa bed
selama aliran positif pidah dalam arah positif. 3.
load transport kurang lebih memiliki kontak secara
Suspended Load (SL) : Tipe ini merupakan
terus-menerus dengan dasar maka bed load dapat
bagian yang utama dalam
menentukan total
menjelaskan
fungsi
sedimen yang berpindah (total load) . Tipe ini
berlangsung
pada
dibagi menjadi 2 subtipe :
demikian laju transportasi sedimen (net sediment
dari
tegangan
permukaan
geser
butiran.
yang
Dengan
o Subtipe A (SL-A) : Jika Panjang ripple dan
transport rate) dapat dicari dengan menggunakan
diameter orbital partikel air mendekati sama,
tegangan geser yang telah diketahui dari perhitungan
partikel air yang suspended selama paruh
sebelumnya. Metode perhitungan yang digunakan
pertama periode gelomabang, pertama kali
untuk mencari laju transportasi sedimen pada tugas
dibatasi
kemudian
akhir ini terdiri atas 2 metode yang kemudian diplot
pada arah negatif dan
pada grafik. Metode pertama menggunakan persamaan
oleh
ditransportasikan
vortex,
disimpan di dasar.
transportasi sedimen dari Ribberink
dengan bentuk
persamaannya adalah sebagai berikut :
o Subtype B (SL-B) : Jika panjang ripple lebih pendek daripada diameter orbital patikel air, partikel sedimen menggantung tetapi tetapi tidak terbatas dengan sebuah vortex dan ditransportasikan
(6)
pada arah positif dan Dimana tegangan geser dasar yang digunakan dalam
disimpan pada dasar. Type ini terjadi sebagai
Ribberink (1948) adalah metode perhitungan tegangan
bagian antara model SL dan SF.
geser dasar yang diberikan dalam Metode 1. Metode 2 4.
Sheet Flow (SL) : Ripples menghilang saat
menggunakan persamaan transportasi sedimen dari
tegangan geser dasar tinggi. Partikel sedimen
Suntoyo dan Tanaka (2009) yang berdasarkan pada
berpindah sebagai sebuah layer pada mode SF.
laju transportasi sedimen seketika di bed load, q(t)
Sedangkan khusus butiran permukaan bergerak
diekspresikan sebagai fungsi Shileds number τ*(t)
pada mode BL, partikel sedimen di bawah
seperti yang diberikan dalam persamaan berikut:
permukaan seperti halnya pada permukaan yang pindah ke SF mode. Partikel sedimen yang telah
Φ (t ) =
dimulai perpindahannya selama aliran positif ditransportasikan pada arah positif.
q(t )
(ρ s / ρ − 1)gd 503
= 11 sign{τ * (t )}τ * (t )
0.5
{τ * (t ) − τ * } cr
(7) Dengan, Φ(t) adalah laju transportasi sedimen seketika tidak berdimensi, ρ s adalah kerapatan material dasar, g adalah percepatan gravitasi, d 50 adalah median diameter partikel sedimen, τ*(t) adalah Shields parameter yang didefinisikan dengan (τ(t)/(((ρ s /ρ)1)gd 50 )) dimana τ(t) adalah tegangan geser dasar seketika yang dihitung dari Metode 2. Sementara τ* cr adalah critical Shields number yang dihitung dengan Gambar 2.1. Tipe sedimen transport (Horikawa 1988) 5
menggunakaan persamaan (8) sebagaimana yang
= tegangan geser dasar yang seketika itu juga (instantaneous bottom shear stress).
diusulkan oleh Tanaka dan To (1995). Bentuk persamaannya adalah sebagai berikut:
U(t) ϕ
τ cr* = 0.055{1 − exp(− 0.09S*0.58 )}+ 0.09S*−0.72
= variasi waktu dari kecepatan aliran bebas. = beda fase antara bottom shear stress dan free stream velocity
(9)
Perhitungan wave friction factor dengan menggunakan
Dimana, S* adalah ukuran partikel sedimen tidak
persamaan milik Tanaka dan Thu (1994), dengan
berdimensi didefinisikan melalui persamaan berikut:
bentuk persamaannya adalah sebagai berikut :
S* =
(ρ s / ρ − 1)gd 50
3
−0.100 am (14) f w = exp − 7.53 + 8.07 z 0 dengan :a m = Umax/ σ adalah amplitudo orbital
(10)
4ν
Dengan, v adalah viskositas kinematis, Φ adalah laju transportasi sedimen tidak berdimensi, F adalah fungsi
partikel diatas boundary layer,
Shields parameter dan q net adalah laju transportasi
Umax adalah kecepatan pada puncak gelombang,
sedimen dalam volume per satuan waktu dan lebar.
ω
=
2π
T
adalah frekuensi sudut.
Laju transportasi sedimen net yang dirata-ratakan
T = periode gelombang.
terhadap satu periode gelombang diekspresikan melalui
Z 0 = k s /30 adalah tinggi kekasaran, dimana k s =
persamaan (11).
2.5d 50 adalah Nikuradse’s equivalent roughness.
Φ = AF
F=
3.2. Suntoyo & Tanaka Bottom Shear Stress
(11)
1 0.5 sign{τ * (t )}τ * (t ) {τ * (t ) − τ *cr } dt ∫ 0 T T
Menghitung instantaneous friction velocity dengan :
(12)
U * (t ) = U*
Persamaan (22) diasumsikan hanya dikerjakan pada fase |τ (t)|>τ *
*
dan selama fase |τ (t)|<τ *
cr
* cr
fw
fungsi
ρ
integral tersebut diasumsikan hasilnya nol. 3.
PEMBAHASAN U(t) ϕ
3.1. Tanaka & Samad Bottom Shear Stress Bentuk variasi kecepatan gelombang yang digunakan dalam studi ini adalah menggunakan fungsi kecepatan
ϕ 1 ρf U (t )U (t ) = σ 2 w
ρ
= wave friction factor, diasumsikan konstan. = adalah massa jenis air laut. = tegangan geser dasar yang seketika itu juga (instantaneous bottom shear stress). = variasi waktu dari kecepatan aliran bebas. = beda fase antara bottom shear stress dan free stream velocity
ac = 0.592 ln ( N i ) + 0.411
dengan : (13)
Ni = paramater ketidaksemetrisan gelombang. Nilai Ni : 0.6
dengan :
fw
= instantaneous friction velocity
Menghitung koeficien percepatan
terhadap waktu yang diberikan oleh persamaan :
τot −
ϕ a ∂U (t ) f w / 2 U t + + c σ σ ∂t
= wave friction factor, diasumsikan konstan. = adalah massa jenis air laut.
6
U (t) m/s
Bootom Shear Stress ditunjukkan dengan persamaan :
ρ U*
2 2 τO(t)/ρ (m /s )
= tegangan geser dasar yang seketika itu juga (instantaneous bottom shear stress). = adalah massa jenis air laut. = instantaneous friction velocity
1
Umax = 1.16 m/s
0
Metode 1
0.005
Metode 2
0 Case 1 0
1
2
3
Time (s)
Dalam
perhitungan
bentuk
variasi
kecepatan Gambar 3.4. Grafik kecepatan dan tegangan geser
gelombang dengan menggunakan fungsi kecepatan tersebut,
maka
diplotkan
dalam
grafik
dasar pada Case 1
dengan
menngunakan software GP.
3.3 Efek akselerasi pada tegangan geser dasar Setelah mendapatkan grafik fungsi kecepatan dan percepatan,
kemudian
selanjutnya
dilakukan
perhitungan tegangan geser dasar. Untuk permodelan tegangan
geser
pada
tugas
akhir
ini,
metode
perhitungan tegangan geser yang digunakan. Hal yang membedakan dari ketiga metode ini yaitu pada Metode Gambar3.1. Grafik fungsi kecepatan dengan nilai
1 tidak memasukkan efek akselerasi dalam formulasi,
Umax 1.16 m/s.
sedangkan
Gambar grafik diatas menunjukkan kecepatan variasi
untuk
Metode 2
memasukkan
efek
akselerasi dalam perhitungannya.
maximum Umax yang berbeda-beda, bahwa semakin besar nilai Umax maka nilai U(t) akan semakin besar, sehingga gelombang tersebut akan semakin memiliki kecondongan.
Kecondongan
tersebut
sangat
mempengaruhi dalam permodelan gelombang saat penjalarannya
menuju
pantai
setelah
gelombang
tersebut pecah. Setelah mendapatkan grafik fungsi kecepatan, maka langkah selanjutnya adalah dilakukan perhitungan tegangan geser dasar dengan menggunakan Metode 1
Gambar 3.6. Grafik kecepatan dan perbandingan
dan Metode 2. Hal yang membedakan dari kedua
formulasi tegangan geser
metode ini yaitu metode 1 tidak memasukkan efek akselerasi dalam perhitungannya, sedangkan Metode 2 memasukkan efek akselerasi dalam perhitungannya.
7
onshore net sediment transport dengan data Ahmed dan Sato (2003) sebagai validasi. 3.5 Laju transportasi sediment pada gelombang asimetris. Untuk memprediksi laju transportasi sediment yang terjadi pada offshore, harus memasukkan unsteady effect pada model sebelumnya. Unsteady effect dapat ditunjukkan rasio dari laju transportasi sediment berdasarkan eksperimen dengan laju transportasi sedimen berdasarkan model. Untuk mencari formula sediment transport rate maka harus memasukkan
Gambar 3.7. Perbandingan nilai Φ dan F
unsteady effect yakni :
Dari gambar 3.6 menunjukkan perbandingan hasil perhitungan tegangan geser dasar. Terlihat bahwa Metode 1 dan Metode 2 memberikan hasil yang hamper
Ф qs
berbeda. Perbedaan ini disebabkan oleh beda fase dan
Ahmed & Sato (2003)
efek akselerasi.
Ф qs
=
laju sedimen transport dari ekeperimen
= laju sedimen transport metode Suntoyo &
Tanaka (2009)
3.4 Perbandingan formulasi transportasi sedimen Perhitungan tegangan geser dasar merupakan langkah
Sehingga
yang penting untuk mendapatkan laju transportasi
transport : Ф = Ф qs r = Afr.
sedimen, transportasi permodelan Hubungan
karena
dalam
sedimen, tegangan antara
laju
memformulasikan kita
geser
harus dasar
transportasi
didapatkan
formula
laju
sedimentasi
laju
mengetahui yang
terjadi.
sedimen
tak
berdimensi (Φ) dan fungsi tegangan geser, ditunjukkan dalam gambar. Hal ini menunjukkan bahwa efek akselerasi juga sangat menentukan dalam formulasi laju transportasi sedimen. Perhitungan tegangan geser dasar merupakan langkah yang penting untuk mendapatkan laju transportasi sedimen, transportasi
karena
dalam
sedimen,
memformulasikan
maka
harus
laju
mengetahui
pemodelan tegangan geser dasar yang terjadi. Hal ini
Gambar 3.8. Grafik rasio sediment transport
ditampilkan pada grafik sebelumnya. Perbandingan
ekperiment dengan perhitungan Metode 2.
Metode 1, Metode 2 dan experiment Ahmed & Sato ditunjukkan pada gambar 3.9, untuk memodifikasi formula transpor sedimen untuk aplikasi offshore-
8
4.2 Saran Saran yang diberikan penulis untuk kelanjutan tugas akhir ini adalah Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut
tentang
pergerakan sedimen untuk tipe suspended load, agar nantinya dalam melakukan permodelan morfologi pantai dalam kondisi sebenarnya dapat lebih akurat.
5.
DAFTAR PUSTAKA
Ahmed, A.S.M. and Sato, S., 2003, A Sheetflow Transport Model For Asymmetric Oscillatory
Gambar 3.9. Perbandingan Metode 1, Metode 2 dan experiment Ahmed & Sato.
Flows Part I : Uniform Grain Size Sediments, Coastal Engineering Journal, Vol. 45, pp.
4.
KESIMPULAN DAN SARAN
321-337. Horikawa, H., 1988, Nearshore Dynamic and
4.1 Kesimpulan
Coastal Processes, University of Tokyo
Kesimpulan yang didapatkan dari pembahasan diatas
Press, Tokyo.
adalah sebagai berikut : 1.
Fredsøe, J., Deigaard, R.,1992. Mechanics of coastal
Perbandingan hasil tegangan geser dasar yang
sediment transport. Advanced Series on
dihasilkan oleh Metode 1 dan Metode 2
Ocean Engineering, vol. 3. World Scientific
menunjukkan hasil yang berbeda. Metode 1 tidak
Publication.
memasukkan efek akselerasi acsedangkan Metode
2.
2 menggunakan efek akselerasi. Efek akselerasi
Tanaka, H., and Thu, A., 1994, Full-Range Equation
memiliki pengaruh yang cukup signifikan dalam
of Friction Coefficient and Phase Difference
mengestimasikan tegangan geser dasar dan laju
in A Wave-Current Boundary Layer, Coastal
transportasi sedimen untuk gelombang asimetris.
Engineering, Vol. 22, pp. 237-254.
hanya
Tanaka, H., and To, D. V., 1995, Initial Motion of
menjelaskan laju sediment yang mengarah ke
Sediment Under Waves and Waves-Current
onshore,
Combined Motion, Coastal Engineering,
Metode
Suntoyo
&
dengan
Tanaka
(2009)
memodifikasi
dari
data
Vol. 25, 153-163.
percobaan Ahmed & Sato. Yakni menghitung rasio r dari laju transportasi sediment berdasarkan
Suntoyo and Tanaka, H., 2008, Characteristics of
eksperimen dengan laju transportasi sedimen
Turbulent Boundary Layers Over A Rough
berdasarkan perhitungan. Sehingga diaplikasikan
Bed Under Saw-Tooth Waves and Its
ke dalam formula sediment transport rate menjadi
Application to Sediment Transport, Coastal
: Ф = Ф qs r = AFr. Data percobaan Ahmed & Sato
Engineering, Vol. 55, pp. 1102-1112.
diperlukan sebagai validasi transportasi sedimen,
Suntoyo and Tanaka, H., 2009, Effect of Bed
maka seperti yang ada di Gambar 3.9 Metode 2
Roughness on Turbulent Boundary Layer and
dapat menunjukkan laju tranportasi sedimen yang
Net Sediment Transport Under Asymmetric
mengarah ke offshore.
Waves, Coastal Engineering, Vol. 56, pp. 960-969.
9
