EMBRYO VOL. 5 NO. 2
DESEMBER 2008
ISSN 0216-0188
KARAKTERISTIK GELOMBANG PECAH DI PERAIRAN PERAK SURABAYA Akhmad Farid Dosen Jurusan Ilmu Kelautan Fak. Pertanian Unijoyo
Abstract The objectives of this study were to examine the height and period of sea waves based on the prediction method and to evaluate the characteristics of sea waves at Perak’s water in Surabaya. The significan sea wave height at Perak’s water in Surabaya was 0.55 m with its period was 3 s. The cahracteristics of breaking sea wave was 0.53 meter height and 0.64 m depth. Key words: breaking wave, Perak’s water, Surabaya. Tujuan dari penelitian ini adalah menghitung tinggi dan periode gelombang dengan metode peramalan gelombang dan untuk mengetahui karakteristik gelombang pecah di perairan Perak Surabaya. Tinggi gelombang signifikan di perairan Perak Surabaya adalah 0.55 m dengan periode 3 detik. Diketahui bahwa karakteristik gelombang pecah di perairan Perak Surabaya mempunyai tinggi 0.53 m dengan kedalaman gelombang pecah 0.64 m. Kata kunci : Gelombang pecah, Perairan Perak Surabaya
PENDAHULUAN Perairan Perak Surabaya, mempunyai letak yang stategis yaitu berada pada 07o 10’ – 07o 12’ LS dan 112o 40’ – 112o 45’ BT serta didukung oleh daerah hinter land (perairan utama) di Jawa Timur yang potensial, maka perairan ini menjadi pusat pelayaran dalam negeri di kawasan timur Indonesia. Wilayah perairan ini terletak di Selat Madura sebelah utara kota Surabaya yang memiliki luas perairan sekitar 1.574,3 ha. Gelombang pecah adalah gelombang yang memiliki keterjalan 1/7 atau 0,14. Gelombang dengan keterjalan tersebut, akan tidak stabil dan akhirnya pecah pada kedalaman tertentu (Triatmodjo, 1999). Karakteristik dari gelombang pecah sangat penting untuk bangunan pantai, sedimentasi, kegiatan pelayaran dan pariwisata.
Tujuan dari penelitian ini adalah menghitung tinggi dan periode gelombang dengan metode peramalan gelombang dan untuk mengetahui karakteristik gelombang pecah di perairan Perak Surabaya. Pengetahuan akan gelombang laut sangat penting, karena karakteristik gelombang, selama penjalaran dan pengaruhnya ada terhadap bangunan pantai, harus dipahami karena hal itu penting untuk layout suatu pelabuhan. Tinggi gelombang sangat berpengaruh terhadap kelayakan suatu pelabuhan. Teori gelombang yang paling sederhana dan dasar adalah teori gelombang amplitudo kecil atau teori gelombang linier. Teori gelombang yang paling sederhana dan dasar adalah teori gelombang amplitudo kecil atau teori gelombang linier, dimana:
128
Karakteristik Gelombang Pecah ...
128–132
2πL 2πL atau T2 = g g (2.1) gT 2 (m) (2.2) Panjang Gelombang (L) = 2π L Kec. Gelombang (C) = (m/s) (2.3) T 1 (2.4) Frekuensi (f) = T Dimana, L : panjang gelombang dan a : amplitudo gelombang. Periode (T) =
Suatu deretan gelombang bergerak menuju pantai, gelombang tersebut akan mengalami perubahan bentuk yang disebabkan oleh proses refraksi dan pendangkalan gelombang, difraksi, refleksi, dan gelombang pecah. Dalam perencanaan pelabuhan pengetahuan akan deformasi gelombang sangat dibutuhkan karena faktor-faktor deformasi gelombang tersebut akan sangat mempengaruhi dalam pembuatan desain atau layout pelabuhan sehingga fungsi dari pelabuhan menjadi efektif untuk meredam energi gelombang yang datang dari laut lepas (Triatmodjo, 1999). Gelombang yang menjalar dari laut dalam menuju pantai mengalami perubahan bentuk karena adanya pengaruh perubahan kedalaman laut. Pengaruh kedalaman laut mulai terasa pada kedalaman lebih kecil dari setengah panjang gelombang. Di laut dalam, profil gelombang adalah sinusinoidal, semakin menuju ke perairan yang lebih dangkal, puncak gelombang semakin tajam dan lembah gelombang semakin datar. Selain itu, kecepatan dan panjang gelombang berkurang secara berangsur-angsur sementara tinggi gelombang bertambah. Gelombang pecah dipengaruhi oleh kemiringannya, yaitu perbandingan antara tinggi dan panjang gelombang. Kemiringan yang lebih tajam dari batas
(Akhmad Farid)
maksimum tersebut menyebabkan kecepatan partikel di puncak gelombang lebih besar dari kecepatan rambat gelombang, sehingga terjadi ketidakstabilan dan pecah. Apabila gelombang bergerak menuju laut dangkal, kemiringan batas tersebut tergantung pada kedalaman relatif d/L dan kemiringan dasar laut m. Gelombang dari laut dalam yang bergerak menuju pantai akan bertambah kemiringannya sampai akhirnya tidak stabil dan pecah pada kedalaman tertentu yang disebut dengan kedalaman sedangkan tinggi gelombang (db), gelombang pecah diberi notasi Hb. Munk (1949, dalam CERC, 1984) memberikan rumus untuk menentukan tinggi dan kedalaman gelombang pecah berikut ini: Hb 1 = H O ' 3.3( H O ' / LO )1 / 3 (2.20) db = 1.28 Hb
(2.21)
Parameter Hb/Ho’ disebut dengan indek tinggi gelombang pecah. Rumus (2.20) dan (2.21) tidak memberikan pengaruh kemiringan dasar laut terhadap gelombang pecah. Beberapa peneliti lain (Iversen, Galvin, Goda; dalam CERC, 1984) membuktikan bahwa Hb/H0’ dan db/Hb tergantung pada kemiringan pantai dan kemiringan gelombang datang. Gambar 2.3 menunjukkan hubungan antara Hb/H0’ dan H0/L0’ untuk berbagai kemiringan dasar laut. Sedang Gambar 2.4 menunjukkan hubungan antara db/Hb dan Hb/gT2 untuk berbagai kemiringan dasar (Triatmodjo, 1999).
129
METODE PENELITIAN
EMBRYO VOL. 5 NO. 2
DESEMBER 2008
Penelitian ini dilaksanakan selama bulan Oktober - November 2007 di Perairan Perak. Pengambilan data di lakukan di kantor BMG (Badan Meteorologi dan Geofisika) Perak Surabaya. Materi yang digunakan pada penelitian ini berupa data pimer dan sekunder. Data primer berupa data gelombang yang dikonversi dari data angin, untuk data sekunder berupa peta batimetri. Dalam proses pengumpulan data mengenai karakteristik gelombang pecah dilakukan dengan partisipasi aktif di kantor BMG (Badan Meteorologi dan Geofisika). Untuk data kedalaman perairan Perak Surabaya diperoleh dari kantor BMG (Badan Meteorologi dan Geofisika). Mengenai data karakteristik gelombang pecah (tinggi, periode, kedalaman gelombang pecah) diperoleh dari analisis berdasarkan persamaan/rumus menurut (Tritmodjo, 1999).
ISSN 0216-0188
Perak merupakan salah satu pelabuhan pintu gerbang di Indonosia. Berdasarkan pada alur pelayarn kapal, maka wilayah pelabuhan Tanjung Perak di bagi menjadi dua yaitu, Perairan bagain Barat yang merupakan alur pelayaran utama untuk memasuki pelabuhan Tanjung Perak dan Perairan bagian Timur. Fetch (Jarak Dimana Angin Sedang Bertiup)
Pentingnya fetch dapat digambarkan dengan membandingkan gelombang yang terbentuk pada kolom air yang relatif kecil seperti danau di daratan yang terbentuk di lautan bebas. Fetch dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Dari hasil pengukuran di dapatkan data seperti pada tabel 2. Dari tabel 2 dapat di hitung nilai fecth dengan rumus Feff = ∑
Xi cos α
HASIL DAN PEMBAHASAN
Feff = 68.00
Keadaan Umum Perairan Perak
Perairan perak surabaya, mempunyai letak yang strategis yaitu berada pada 07o 10’ – 07o 12’ LS dan 112o 40’ – 112o 45’ BT. Wilayah perairan ini terletak di Selat Madura sebelah utara kota Surabaya yang memiliki luas perairan sekitar 1.574,3 ha dengan batas – batas perairan sebagai berikut : Utara : Pulau Madura Timur : Selat Madura Bagaian Timur Barat : Perairan Gresik Selatan : Kota Surabaya Letak yang strategis dan adanya dukungan dari Propinsi Jawa Timur yang potensial menjadikan perairan Perak ini sebagai pusat pelayaran dalam negeri kawasan Timur Indonesia yang terpusat pada pelabuhan Tanjung Perak. Tanjung
Feff = 5.03
∑ cosα
13.5106
Dengan nilai fetch 5.03 dan nilai UA sebesar 15.21 m/d maka dapat ditentukan tinggi dan periode gelombang signifikan. Tabel 2. Fetch (dilihat secara geografis)
130
Karakteristik Gelombang Pecah ...
128–132
Ά
cos ά
Xi (km)
Xi cos ά
42
0.7431
3.3
2.45
36
0.809
4.125
3.34
30
0.866
5.925
5.13
24
0.9135
6.15
5.62
18
0.9511
6.75
6.42
12
0.9781
7.275
7.12
6
0.9945
9
8.95
0
1
12.6
12.60
6
0.9945
4.35
4.33
12
0.9781
3
2.93
18
0.9511
2.7
2.57
24
0.9135
2.25
2.06
30
0.866
2.025
1.75
36
0.809
1.8
1.46
42
0.7431
1.725
1.28
13.5106 F effektif
68.00 5.03
(Sumber: Peneliti, 2008) Peramalan Gelombang Di Laut Dalam Berdasarkan faktor tegangan angin dan fetch didapatkan tinggi gelombang signifikan 0.55 m dengan periode 3 detik. Gelombang yang menjalar dari laut dalam menuju pantai akan mengalami ketidakseimbangan sehingga menyebabkan gelombang pecah. Gelombang akan pecah bila keterjalan gelombang 0.14 m. Selain keterjalan gelombang, gelombang pecah dipengaruhi oleh kemiringan pantai. Di lokasi penelitian didapatkan tinggi gelombang pecah 0.53m dengan kedalaman 0.64 m. Arah Angin
Gelombang angin adalah gelombang yang dibangkitkan oleh angin di permukan laut. Gelombang ini dapat menimbulkan energi untuk membentuk pantai, menimbulkan arus dan transpor sedimen dalam arah tegak lurus dan sepanjang pantai, serta menyebabkan gaya – gaya yang bekerja pada bangunan pantai. Angin adalah udara yang bergerak secara
(Akhmad Farid)
horisontal, arah pergerakannya terjadi dari daerah yang bertekanan tinggi menuju ke daerah yang bertekanan rendah. Angin dapat terjadi apabila di antara dua tempat terjadi perbedaan tekanan udara yang disebabkan oleh adanya perbedaan suhu akibat ketidakseimbangan pemanasan sinar matahari pada tempat–tempat yang berbeda sehingga menyebabkan massa udara menjadi naik (Hutabarat dan Evans, 1985). Pada laut terbuka gelombang yang terjadi di permukaan perairan ditentukan oleh angin. Karena angin yang berhembus di perairan Indonesia adalah angin musiman (angin musim barat dan timur), maka dari itu dapat dikatakan bahwa gelombang yang terjadi di Indonesia di pengaruhi oleh angin. Data angin diperlukan untuk peramalan tinggi dan periode gelombang. Data angin yang digunakan untuk analisis tinggi dan periode gelombang dalam penelitian adalah data selama enam bulan. Berdasarkn pada Tabel 1. dapat disimpulkan bahwa kecepatan angin di perairan perak Surabaya berkisar antara 16 – 26 knot. Berdasarkan Gambar 4.1. dapat diketahui gelombang datang dari arah timur dengan kecepatan maksimal 20 - 21 knot. Menurut Skala Beaufort dalam Wibisono (2005) angin dengan kecepatan 20 - 21 knot termasuk angin sepoi agak kencang yang menimbulkan gelombang. Dengan kecepatan angin yang diukur didaerah dekat laut (UL) yaitu 21 knot maka diperoleh faktor tegangan angin sebesar 15.21 m/d. Peramalan Gelombang Di Laut Dalam
Peramalan gelombang di laut dalm dapat dilakukan dengan cara yang simpel. Perhitungan ini dapat dilakukan bila fetch (80-120 km) dan durasi angin diketahui serta geometri gelombang relatif sederhana. Pada kondisi fetch 80-120 km,
131
EMBRYO VOL. 5 NO. 2
DESEMBER 2008
angin bertiup seragam dengan gelombang tinggi. Di atas 120 km tinggi gelombang akan mencapai keseimbangan. Gelombang akan tinggi bila durasi angin panjang dan lama. Bila fetch dan durasi angin sesuai maka peramalan gelombang menggunakan grafik hubungan antara panjang fetch dan faktor tegangan angin (Lampiran 7). Hasil perhitungan di perairan Perak tidak memenuhi syarat, sehingga untuk peramalan gelombang digunakan rumus yang ada pada Lampiran 7. Sesuai rumus pada Lampiran 7 dan perhitungan pada Lampiran 3, didapatkan tinggi gelombang 0.55 meter dengan periode 3 detik. Gelombang dengan tinggi 0.55 m termasuk gelombang kecil yang di lautan bebas hanya berupa riak-riak air. Karakteristik Gelombang Pecah Angin maksimal yang terjadi di perairan Perak sebesar 20-21 knot dari arah timur, dapat menimbulkan gelombang sebesar 0.55 m dengan periode 3 detik. Gelombang setinggi 0.55 m serta kemiringan pantai 0.020 diketahui karakteristik gelombang pecah diperairan Perak. Karakteristik gelombang pecah di perairan Perak adalah spilling, yaitu gelombang dengan kemiringan kecil menuju ke pantai yang datar (kemiringan kecil). Ini sesuai dengan kemiringan pantai yang landai yaitu 0.020, tinggi gelombang pecah reltif kecil 0.53 m. Perairan dengan tipe gelombang pecah spilling sangat menguntungkan untuk daerah pelabuhan karena sifat dari gelombang ini yang tidak merusak sehingga tidak menimbulkan masalah pada bangunan pantai.
ISSN 0216-0188
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan dapat disimpulkan bahwa di perairan Perak tinggi gelombang signifikan di perairan Perak Surabaya adalah 0.55 m dengan periode 3 detik. Karakteristik gelombang pecah di perairan Perak Surabaya mempunyai tinggi 0.53 m dengan kedalaman gelombang pecah 0.64 m. Penelitian mengenai karakteistik gelombang pecah di perairan Perak diharapkan dapat mengetahui bagaimana menentukan tinggi dan kedalaman gelombang pecah. Perlu adanya tindak lanjut untuk menjaga laut agar tidak tercemar dan tidak terjadi perubahan garis pantai. DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 1992. Hidrodinamika Gelombang. ITS. Surabaya CERC. 1984. Shore Protection Manual, US Army Costal Engineering. Rescarch Center. Washington. Hutabarat, Sahala. Stewart, M Evans. 1985. Pengantar Oceanografi. Universitas Indonesia. Jakarta. Ilahude, Abdul Gani. 1999. Pengantar Oceanografi. Pusat Penelitian Dan Pengembangan Oceanologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Jakarta. Triatmodjo, Bambang. 1999. Pantai. Fakultas Teknik Yogyakarta.
Teknik UGM.
Wibisono M.S. 2005. Pengantar Ilmu Kelautan. Penerbit PT. Gramedia Widiasarana Indonesia. Jakarta.
132
