PEMODELAN ARUS SEJAJAR PANTAI

PEMODELAN ARUS SEJAJAR PANTAI Engki A. Kisnarti Dosen Program Studi Oseanografi, Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan Universitas Hang Tuah, email: [email protected]

Abstract: Circulation model of longshore current in quasi three-dimensional, known as shorecirc used to understand the circulation in the area near the coast caused by breaking waves. The model has been developed by Uday Putrevu (1993) from the Center for Applied Coastal Research (CACR). Furthermore, the model was applied to synthetic and areas that are simple, tested through sensitivity testing with the wave parameters, namely the angle of incidence of waves, wave height, wave period. In quantitative, sensitivity tests showed that the addition of the wave incidence angle (4:33%) greater influence in generating the flow velocity compared with the addition of wave height (3.10%) and wave period (0.93%). Shorecirc quasi three-dimensional model was also compared with the analytical model Longuet-Higgins. In the test models with analytic solutions Longuet-Higgins have a fairly good fit between the results of numerical and analytical model calculations. In quantitative comparison of analytic Longuet - Higgins and numerically demonstrate a difference of less 8:42% (mean difference 5.67%).

Keywords: longshore current, quasi three-dimensional model shorecirc.

PENDAHULUAN Berbagai fenomena fisis banyak terjadi di daerah pesisir pantai, yang diakibatkan oleh interaksi pantai dengan perairan di sekitarnya. Salah satu fenomena yang sangat penting untuk diketahui yaitu besarnya nilai arus sejajar pantai (longshore current) yang terjadi akibat adanya gelombang. Transport sedimen yang terjadi pada suatu perairan disebabkan oleh karena adanya arus sejajar pantai (longshore current) ini. Untuk kepentingan tersebut, fenomena dinamika laut dapat digambarkan dengan persamaan-persamaan hidrodinamika yang diturunkan dari persamaan kekekalan momentum dan persamaan kon-

tinuitas. Persamaan tersebut selanjutnya diterapkan menjadi model hidrodinamika. Model hidrodinamika kuasi 3D merupakan pengembangan awal dari model hidrdinamika 2D. Pada model hidrodinamika 2D, diterapkan perata-rataan terhadap kedalaman sehingga model tersebut hanya menggambarkan dinamika laut dalam dua dimensi saja (dalam arti arah horisontal maupun vertikal saja). Sedangkan pada model kuasi 3D diharapkan dapat diperoleh gambaran dinamika laut secara horisontal dan vertikal meskipun masih secara sederhana. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pola sirkulasi arus di perairan lepas pantai dengan menggunakan model kuasi 3-D SHORECIRC yang telah

101

dikembangkan oleh Uday Putrevu (19921993) dari Center for Applied Coastal Research (CACR). Pengkajian mengenai arus yang ditimbulkan oleh gelombang sudah pernah dilakukan oleh Ib A. Svendsen dan Putrevu (1994); Uday Putrevu dan Ib A. Svendsen (1999); Kevin A.Haas, Ib A. Svenden, Robert W. Brander, dan Peter Nielsen (2000); Kevin A.Haas, I.A. Svendsen, Merrick C. Haller, dan Qun Zhao (2003).

METODE PENELITIAN Model SHORECIRC ini terdiri dari dua modul utama, yaitu wave-driver module dan circulation module. Pada awalnya, modul wave driver ini dibuat terpisah, namun model ini terus dikembangkan yang kemudian muncul versi model

SHORECIRC yang didalamnya sudah terdapat modul wave-driver yang berfungsi sebagai pembangkit gelombang. Dalam SHORECIRC, kecepatan fluida total u ( x, y, z, t ) terdiri dari tiga komponen:

u  u '  uw  V

(1)

Dengan u ' merupakan komponen kecepatan turbulen, uw merupkan komponen gelombang yang menegaskan juga bahwa u w  0 berada di bawah lembah gelombang, dan V merupakan kecepatan arus, yang secara umum bervariasi terhadap kedalaman. Notasi garis atas menandakan ratarata gelombang dan simbol  dan  menandakan arah horisontal pada sistem koordinat kartesian.

Gambar 1. Sketsa sistem koordinat

Gambar 1 menunjukkan definisi sistem koordinat dan komponen kecepatan yang digunakan. Kemudian  mempresentasikan elevasi permukaan rata-rata dan h0 adalah kedalaman air. Kedalaman perairan secara lokal didefinisikan sebagai

h  h0  



 h0

(3)

u dz

Dan Qw adalah flux volume yang berkaitan dengan pergerakan gelombang pendek yang didefinisikan oleh:

Qw  

(2)



 h0

Q mempresentasikan fluks volume total yang didefinisikan oleh: 102

Q  



uw dz   uw dz t

(4)

Dari persamaan (11) sampai (14) dapat dihubungkan sehingga diperoleh

Neptunus Jurnal Kelautan, Vol. 17, No. 2, Juli 2011



Q   V dz  Qw  h0

Kecepatan arus V dibagi dalam dua bagian yaitu kecepatan yang seragam terhadap kedalaman Vm dan kecepatan yang bervariasi terhadap kedalaman Vd sehingga dapat ditulis:

V  Vm  Vd

(6)

Sedangkan Vm didefinisikan sebagai Vm 



(5)

Q  Qw h0  

(7)

Persamaan (5) dan (7) dapat dihubungkan sehingga secara tidak langsung menyatakan bahwa:  

 h0

Vd dz  0

(8)

Model SHORECIRC didasarkan pada pengintegrasian kedalaman, persamaan perata-rataan terhadap waktu dalam bentuk lengkapnya dan dalam notasi tensor:

 Q  0 t x

(9)

Perumusan stres radiasi ditentukan pada persamaan 11. Dari profil kecepatan arus yang dihasilkan dari interaksi arus-arus dan gelombang arus, dapat ditulis ulang ke dalam suatu bentuk yang mengandung koefisien-koefisien seperti M, D, B dan A. Koefisien-koefisien tersebut merupakan koefisien dispersi 3-D. Koefisien dispersi 3D dinyatakan dalam:

        VdVd  dz     t x  h  x ho x 





 u V   u  V  w

d

w

d

t

       1    S     dz   0  g ho       x    x  ho  







s

B

S   ( p   uw uw )dz   ho

A

Q Q 1  gh 2   w w 2 h

 Q     w (0)  h V (0)  1  Vd     h  o d  x x z  ho  vt   ho x    Qw  (0) (0)     Vd  1 h  ho Vd     v x x x z ho  t   ho  

Engki A. Kisnarti: Pemodelan Arus Sejajar Pantai

     (0) Qw dz '  dz    Vd    h   ho  

    (0) Q       Vd  w dz '  dz   h   ho      

(10)

(11)

( 12)

103

B

    (0) Qw  Vd(0) 1  1      dz '   Vd   dz '  dz   (ho  z ')  h  h  ho (vt )  ho z h  o       (0) Q   Vd(0) 1    dz '   Vd  w dz '  dz    (ho  z ')  h  (vt )  ho z h ho  o  

(13)

    (0) Qw  Qw 1 1  (0)   dz '   Vd   dz '  dz   Vd   h  h ho (vt )  ho h h  o 

(14)

D



(0) (0) (0) M    Vd(0)  Vd  dz  Vd  ( )Qw  Vd ( )Qw

(15)

ho

Dengan menggunakan koefisienkoefisien di atas maka persamaan pembangun dapat ditulis dalam suatu bentuk yang mengandung elevasi permukaan  dan komponen fluks volume total Qx dan

Qy yang nilainya belum diketahui. Hasilnya sebagi berikut:  Qx Qy   0 t x y

(16)

   QxQy  Qx   Qx2    M xx     M xy  t x  h   y  h 

   Q   Q    Qy   h (2 Dxx  Bxx )  x   2 Dxy  x   Bxx    x  x  h  y  h  y  h  

   Q   Q    Qy    Qy    h  Dxy  Bxy   x   Dyy  x   Dxx    ( Dxy  Bxy )    y  x  h  y  h  x  h  y  h   

Qy    Qx Qy    Qx  Axxx  Axxy    Axyx  Axyy  x  h h  y  h h

  gh

Qy t



    s  B  1  S xx S xy  1    x x         xx dz    xy dz   x   x y   x  ho y  ho   

   Qy2    Qx Qy  M xy     M yy      x  h  y  h 



   Q   Q    Qy    Qy   h ( Dxy  Bxy )  x   Dyy  x   Dxx    ( Dxy  Bxy )    x  x  h  y  h  x  h  y  h  



   Q    Qy    Qy   h  Byy   x   2 Dxy    (2 Dyy  Byy )    y  x  h  x  h  y  h  



Qy    Qx Qy    Qx  Axyx  Axyy    Ayyx  Ayyy  x  h h  y  h h

  gh

104

(17)

(18)

    ys   yB  1  S xy S yy  1           dz   dz  xy yy  y   x y    x ho y ho   


Persamaan-persamaan (16), (17), dan (18) diselesaikan dengan metode Predictor-Corrector yang pertama kali diterapkan oleh Kirby (1995). Metode Predictor-Corrector ini terbagi menjadi dua skema yaitu skema prediksi dan skema koreksi. Untuk skema prediksinya menggunakan skema eksplisit Adam-Bashforth orde tiga dan untuk skema koreksinya menggunakan skema eksplisit AdamMoulton orde tiga juga.

Dalam penerapan model ini menggunakan syarat batas dan kondisi awal yang sama untuk semua simulasi. Kondisi awal yang digunakan untuk simulasi adalah kondisi perairan yang tenang tanpa adanya gerakan vertikal maupun horisontal: u=v=w==0

(19)

Gambar 2. Tipe model

Sedangkan beberapa syarat batas yang digunakan untuk simulasi meliputi: (1) Syarat batas terbuka untuk laut. Pada syarat terbuka di laut diberikan nilai elevasi yang diperoleh dari hasil simulasi modul wave-driver yang terdapat dalam model SHORECIRC itu sendiri. (2) Syarat batas tertutup (dinding) untuk daratan. Pada batas tertutup di sepanjang garis pantai digunakan syarat batas dinding atau syarat batas semi slip. Kecepatan tegak lurus (arah normal) bidang batas sama dengan nol, sedangkan kecepatan singgung (arah tangensial) terhadap bidang batas dihitung. Secara matematis pernyataan tersebut dapat ditulis sebagai berikut:

v 0 n

(20)


dimana v menunjukkan vektor kecepatan dan n adalah arah tegak lurus (normal) terhadap bidang batas. Profil arus sejajar pantai, sebagai fungsi jarak dari garis setelah gelombang pecah (swash), dihitung dengan menggunakan konsep stres radiasi bersama-sama dengan viskositas eddy horisontal e dari bentuk e = Nx(gh)1/2, dengan  adalah densitas, x adalah jarak lepas pantai, g adalah percepatan gravitasi, h adalah kedalaman lokal rata-rata, dan N adalah konstanta numerik. Asumsi ini memberikan munculnya kawanan profil arus yang mempunyai bentuk tergantung pada pa mN rameter tak berdimensi P  , 2 0.4Cf dimana m menyatakan kemiringan dasar, dan Cf adalah koefisien drag di dasar. Profil arus dari bentuk analitik sederhana maksimum pada daerah gelombang 105

pecah dan cenderung nol setelah garis gelombang pecah. Perbandingan dengan eksperimen menyatakan bahwa P tidak pernah melebihi nilai kritis 2/5. Persamaan pengatur arus sejajar pantai tak berdimensi (V) dalam model analitik yang dikembangkan oleh Longuet-Higgins adalah:

P

3 1    52 V   X 2 X   X 2V   x  X   0

dut gelombang di garis pecah. Penyelesaian persamaan (III.1) diperoleh: Untuk P 2/5  B X P1  AX V  1 P 2  B2 X

5  8 Cf

(23)

1 X  

dimana 1

1

3 9 1 2 3 9 1 2 p1       , p2       4  16  P  4  16  P  0  X 1 1 X  

B1 

(21)

Dengan V=v/vo, X=x/xb dan vo 

0  X 1

A

ghb mSinb

(22)

Dengan v kecepatan arus sejajar pantai, vo kecepatan arus pantai di garis gelombang pecah,  adalah konstanta karakteristik dari gelombang pecah, b su-

p2  1 p 1 A, B2  2 A p1  p2 p1  p2

(24) (25) (26)

2  5  1  P   2 

Untuk P=2/5 5  10  49 X  7 X ln X V  5  10 X 2  49

0  X 1

(27)

1 X  

Gambar 3. Bentuk profil arus yang diberikan persamaan (3) untuk nilai parameter percampuran yang berbeda-beda

Distribusi arus sejajar pantai yang dimodelkan oleh Longuet-Higgins (1970) diperlihatkan dalam Gambar 3. Untuk mendapatkan arus analitik sejajar pantai yang dikembangkan oleh Longuet-Higgins, dihitung melalui pendekatan empiris Komar (1976) dengan langkah-langkah sebagai berikut: 106

Hitung nilai: 1   , dengan  , koefisien gelom3 2 1 8 bang pecah (biasanya bernilai 0.78).


Komar (1976) mendapatkan hubungan mCf yang dinyatakan dengan: m  0.58 Cf

32 5 1 2

(28)

  2  B1 (0.5) p  A(0.5)  1

Selanjutnya dihitung: vo 

5 12 2 m   32 Cf

ghb Sin2 b

(29)

vo adalah kecepatan di titik gelombang pecah. Hitung distribusi kecepatan arus sejajar pantai tak berdimensi (V)  AX  B1 X P1 V  P2  B2 X

0  X 1 1 X  

(30)

x sehingga diperoleh arus xb sejajar pantai yang dihitung dengan hubungan v=voV.

Dengan: X 

Parameter sudut datang gelombang berubah secara bertahap tiap 10%, sehingga perhitungan ini dilakukan pada sudut 300, 330, 360, 390, 420, 450, 480, 510, 540, 570, 600, 630, 660, 690, 720, 750, 780, 810, 840, dan 870. Tinggi gelombang, H sebesar 0.61 meter dan periode gelombang, T sebesar 4 detik. Hasil perhitungan ditunjukkan dalam Gambar 4, terlihat bahwa semakin besar sudut datang, maka kecepatan arus sejajar pantai menjadi semakin besar. Tabel 1 terlihat bahwa arus maksimum terjadi pada sudut datang gelombang sebesar 810 dengan kecepatan arus mencapai 1.4038 m/det. Arus minimum terjadi pada sudut datang gelombang sebesar 300 dengan kecepatan arus mencapai 0.9285 m/det. Dari tabel tersebut menunjukkan pula bahwa persentase pertambahan terbesar adalah 9.17%, sedangkan yang terkecil sebesar 0.00%. Rata-rata pertambahan persentase sebesar 2.01%.

HASIL DAN PEMBAHASAN Dalam uji perubahan ini, model menggunakan data batimetri yang memiliki kemiringan (slope) yang landai. Tabel 1. Hasil perhitungan kecepatan maksimum arus sejajar pantai dan persentase perubahannya dengan sudut datang gelombang berubah tiap 10% Sudut (α) 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57

Kecepatan Max (m/det) 0.92846 0.98802 1.0878 1.136 1.1778 1.2135 1.2436 1.2685 1.2887 1.3642


Persentase (%) 6.03 9.17 4.24 3.55 2.94 2.42 1.96 1.57 5.53 0.93 107

Sudut (α) Kecepatan Max (m/det) 60 1.377 63 1.3865 66 1.3933 69 1.398 72 1.401 75 1.4027 78 1.4035 81 1.4038 84 1.4038 87 1.4037 Rata-rata persentase

Sudut datang yang lebih besar memiliki tinggi gelombang pecah yang lebih kecil. Sebaliknya, sudut datang yang lebih kecil memiliki tinggi gelombang pecah yang lebih besar. Sehingga luasan gelom-

Persentase (%) 0.69 0.49 0.34 0.21 0.12 0.06 0.02 0.00 -0.01 2.95

bang pecahpun berbeda antara sudut datang 300 dan 600. Luasan gelombang pecah tersebut dipengaruhi oleh breakerline, xb dimana Hb berbanding lurus dengan xb.

long-shore current (m/s)

H = 0.61 m, T = 4 detik 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

10

20

30

40

50

60

cross-shore distance (m) alpha 30 alpha 45 alpha 60 alpha 75

alpha 33 alpha 48 alpha 63 alpha 78




Gambar 4. Grafik kecepatan arus sejajar pantai dengan kenaikan sudut datang gelombang sebesar 10% Pada skenario yang kedua ini, simulasi model menggunakan data tinggi gelombang yang dibuat berbeda-beda, sedangkan sudut datang dan periode gelombang tetap. Tinggi gelombang berubah tiap 10%. Tinggi gelombang yang digunakan adalah: 0.061 m, 0.671 m, 0.732 108

m, 0.793 m, 0.854m, 0.915 m, 0.976 m, 1.037 m, 1.098 m, 1.159 m, dan 1.220 m. Sudut datang dan periode gelombang yang digunakan masing-masing 300 dan 4 detik. Hasil perhitungan ditunjukkan pada Gambar 5, memperlihatkan kecepatan a-


rus sejajar pantai dengan kenaikan tinggi gelombang setiap 10 %. Dari gambar tersebut terlihat bahwa kecepatan arus mak-

simum sejajar pantai terus bertambah seiring dengan bertambahnya tinggi gelombang.


T = 4 detik, a = 30 derajat 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

10

20

30

40

50

60

cross-shore distance (m) H = 0.610 m H = 0.854 m H = 1.098 m

H = 0.671 m H = 0.915 m H = 1.159 m

H = 0.732 m H = 0.976 m H = 1.220 m

H = 0.793 m H = 1.037 m

Gambar 5. Grafik kecepatan arus sejajar pantai dengan kenaikan tinggi gelombang sebesar 10% Tabel 2 terlihat bahwa arus maksimum terjadi pada tinggi gelombang sebesar 1.220 meter dengan kecepatan arus mencapai 1.2540 m/det. Arus minimum terjadi pada tinggi gelombang sebesar 0.61 meter dengan kecepatan arus men-

capai 0.92846 m/det. Dari tabel tersebut menunjukkan pula persentase pertambahan terbesar adalah 6.72%, sedangkan yang terkecil sebesar 0.20%. Bila dirataratakan maka terjadi pertambahan persentase sebesar 1.47%.

Tabel 2. Hasil perhitungan kecepatan maksimum arus sejajar pantai dan persentase perubahannya dengan tinggi gelombang berubah tiap 10% Tinggi Gelombang (H) Kecepatan Max (m/det) 0.61 0.92846 0.671 0.99539 0.732 1.0027 0.793 1.0606 0.854 1.0627 0.915 1.1125 0.976 1.1270 1.037 1.1600 1.098 1.1695 1.159 1.2129 1.22 1.2540 Rata-rata persentase Engki A. Kisnarti: Pemodelan Arus Sejajar Pantai

Persentase (%) 6.72 0.73 5.46 0.20 4.48 1.29 2.84 0.81 3.58 3.28 1.47 109

Tinggi gelombang yang lebih besar memiliki tinggi gelombang pecah yang lebih besar. Sebaliknya, tinggi gelombang yang lebih kecil memiliki tinggi gelombang pecah yang lebih kecil pula sehingga luasan daerah gelombang pecahpun relatif lebih besar dari pada tinggi gelombang yang lebih kecil. Tinggi gelombang yang lebih besar menghasilkan kecepatan yang relatif lebih besar dibandingkan dengan tinggi gelombang yang kecil. Skenario yang ketiga ini, simulasi model menggunakan data periode gelombang yang dibuat berbeda-beda, sedang-

kan sudut datang dan tinggi gelombang tetap. Periode gelombang berubah tiap 10%. Periode gelombang yang digunakan adalah: 4.0, 4.4, 4.8, 5.2, 5.6, 6.0, 6.4, 6.8, 7.2, 7.6, dan 8.0 detik. Sudut datang dan tinggi gelombang yang digunakan masingmasing 300 dan 0.61 meter. Hasil perhitungan ditunjukkan dalam Gambar 6, memperlihatkan kecepatan arus sejajar pantai dengan kenaikan periode gelombang setiap 10%. Kecepatan arus maksimum sejajar pantai terus bertambah seiring dengan bertambahnya periode gelombang.

Grafik Kecepatan Arus Sejajar Pantai dengan Kenaikan Periode Gelombang tiap 10 %


1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

10

20

30

40

50

60

Cross-shore distance (m) T = 7.6 s T = 6.0 s T = 4.8 s

T = 7.2 s T = 5.6 s T = 4.4 s

T = 6.8 s T = 5.4 s T = 4.0 s

T = 6.4 s T = 5.2 s T = 8.0 s

Gambar 6. Grafik kecepatan arus sejajar pantai dengan kenaikan periode gelombang tiap 10% Tabel 3. Hasil perhitungan kecepatan maksimum arus sejajar pantai dan persentase perubahannya dengan periode gelombang berubah tiap 10% Periode Gelombang (T) Kecepatan Max (m/det) 4.0 0.8014 4.4 0.8161 4.8 0.8276 5.2 0.8336 5.6 0.8398 6.0 0.8448 6.4 0.8494 6.8 0.8524 7.2 0.8553 7.6 0.8578 8.0 0.85600 Rata-rata persentase 110

Persentase (%) 1.79 1.39 0.73 0.73 0.59 0.49 0.41 0.34 0.29 0.25 0.70


Periode gelombang yang lebih besar memiliki tinggi gelombang pecah yang lebih besar. Sebaliknya, periode gelombang yang lebih kecil memiliki tinggi gelombang pecah yang lebih kecil sehingga luasan daerah gelombang pecahpun relatif lebih besar dari periode gelombang yang lebih kecil. Periode gelombang yang lebih besar menghasilkan kecepatan yang relatif lebih besar dibandingkan dengan periode gelombang yang kecil. Dari ketiga skenario tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa penambahan tinggi dan periode gelombang akan menambah kecepatan arus sejajar pantai serta akan menambah luasan daerah gelombang pecah. Penambahan sudut datang akan mengurangi luasan daerah gelombang pecah.

Dari persentase perubahan kecepatan arus, terlihat bahwa penambahan sudut datang gelombang (2.01%) lebih besar pengaruhnya dalam menghasilkan kecepatan arus dibandingkan dengan penambahan tinggi gelombang (1.47%) dan periode gelombang (0.70%). Dalam uji model dengan solusi analitik Longuet-Higgins dilakukan perubahan terhadap sudut datang gelombang. Sudut datang gelombang yang digunakan adalah: 100, 200, 300, 400, 500, 600, dan 700. Parameter lain yang digunakan adalah tinggi gelombang, H = 0.61 meter dan periode gelombang, T = 4 detik. Hasil perhitungan analitik menunjukkan bahwa tinggi gelombang pecah sebesar 0.854 meter terjadi pada jarak 17,42 meter dari garis pantai.

Tabel 4. Hasil perhitungan kecepatan maksimum arus sejajar pantai untuk sudut datang gelombang yang bervariasi terhadap tegak lurus pantai Sudut (0) 10 20 30 40 50 60 70

H (m) 0.610 0.610 0.610 0.610 0.610 0.610 0.610

T Kecepatan Max (detik) Numerik (m/det) 4 0.767 4 1.207 4 1.502 4 1.708 4 1.823 4 1.641 4 1.27 Rata-rata persentase

Hasil perbandingan kecepatan maksimum arus sejajar pantai antara analitik Longuet – Higgins dengan hasil numerik yang terjadi di daerah gelombang pecah dapat dilihat pada Tabel 4. Dalam tabel tersebut menunjukkan perbedaan yang kurang dari 8.36% atau dengan rata-rata perbedaan 4.72%. Secara umum terlihat bahwa kecepatan arus sejajar pantai makin berkurang drastis setelah melewati Engki A. Kisnarti: Pemodelan Arus Sejajar Pantai

Kecepatan Max Analitik (m/det) 0.837 1.218 1.64 1.865 1.865 1.64 1.218

Persentase (%) 8.36 0.90 8.41 8.42 2.25 -0.06 4.72

breakerline (17.42 meter). Secara fisis hal ini menunjukkan bahwa sebelum gelombang pecah maka gelombang masih bersifat mentransfer energi dan tidak ada transfer massa yang bisa menimbulkan arus sejajar pantai. Kesimpulannya adalah perubahan nilai percampuran horizontal, P tidak mempengaruhi nilai arus sejajar pantai.

111

Gambaran kecepatan arus sejajar pantai secara tiga dimensi untuk sudut datang 100 hingga 700 ditunjukkan pada Gambar 7. Kecepatan arus di dekat pantai menjadi semakin besar, sedangkan yang menuju ke laut menjadi semakin kecil. Sebaran arus dari dasar sampai permukaan laut.

(a)

112

Dengan demikian terlihat bahwa sudut gelombang datang mempengaruhi besar dan arah dari arus sejajar pantai serta menentukan apakah terbentuk arus sejajar pantai tersebut karena apabila gelombang tidak membentuk sudut dengan garis pantai maka tidak akan terbentuk arus sejajar pantai.

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)


(g) Gambar 7. Gambar a, b, c, d, e, f, g, adalah gambar tiga dimensi kecepatan arus numerik menyusur pantai dengan tinggi gelombang, H = 0.61 m; periode gelombang, T = 4 detik, sudut datang gelombang, α = 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700

Dari hasil tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa kecepatan arus maksimum sejajar pantai akan terjadi sesaat setelah gelombang pecah. Kecepatan arus sejajar pantai akan semakin berkurang menuju garis pantai dan bernilai nol di garis pantai. Sementara kecepatan arus sebelum pecah lebih kecil dan semakin ke laut kecepatannya bertambah kecil.

daripada energi yang dimiliki oleh tinggi gelombang yang kecil. Di luar wilayah gelombang pecah, kecepatan di permukaan lebih besar dari pada di dasar. Hal ini dikarenakan energi yang dimiliki gelombang belum sampai ke dasar laut. Dalam uji model model solusi analitik Longuet-Higgins terdapat kesesuaian yang cukup baik antara hasil perhitungan model numerik dan analitik.

KESIMPULAN DAFTAR RUJUKAN Dalam uji sensitifitas, kecepatan arus sejajar pantai lebih signifikan dalam penambahan sudut datang gelombang (4.33%) dibandingkan dengan penambahan tinggi gelombang (3.10%) dan periode gelombang (1.33%). Penambahan tinggi gelombang, selain menambah kecepatan arus sejajar pantai juga menambah jarak terjadinya gelombang pecah. Tinggi gelombang yang besar mempunyai energi yang besar dari pada tinggi gelombang yang kecil. Energi yang lebih besar, lebih cepat untuk mencapai ketidakstabilan sehingga pecah terlebih dahulu


Haas, K.A., Svendsen, I.A., Haller, M.C., and Zhao,Q. 2003. Quasi-ThreeDimensional Modeling of Rip Current Systems. Journal of Geophysical Research. Vol. 108. Haas, K.A., Svendsen, I.A., and Zhao, Q. 2000. 3-D Modeling of Rip Currents. International Conference on Coastal Engineerin. Komar, P.D., 1976. Beach Processes and Sedimentation. New Jersey: Prentile Hall Inc.

113

Putrevu, U. Svendsen, I.A. 1999. Three-dimensional Dispersion of Momentum in Wave-induced Nearshore Currents. Eur. J. Mech. B/Fluids, 8310.

114

Svendsen, I.A. Putrevu, U. 1994. Nearshore Mixing and Dispersion. Proc. Roy. Soc. Lond. A. 445. 561-576.


PEMODELAN ARUS SEJAJAR PANTAI

Recommend Documents