Prosiding SEMINARNASIONALTEKNIKSIPIL

Uda y a naUni v e r s i t yPr e s s2 0 1 5

ISBN 978-602-294-052-4

Pr os i di ng

SEMI NARNASI ONALTEKNI KSI PI L

“ APLI KASIDAN PENGEMBANGAN TEKNOLOGIRAMAH LI NGKUNGAN DALAM BI DANGTEKNI KSI PI L ”

Edi t or: Pr of .Dr .I r .IMadeAl i tKar y awanSal ai n,DEA Dr .I r .INy omanSut ar j a,MS I daBagusRaiWi di ar s a,ST,MASc ,PhD IGe deAdiSus i l a,ST,MSc ,PhD

I NNAGRAND BALIBEACH

PROGRAM STUDIMAGI STERTEKNI KSI PI L PROGRAM PASCASARJ ANA UNI VERSI TASUDAYANA Di dukungol e h:

Sabt u,25Apr i l

Prosiding Seminar Nasional Teknik Sipil 1 (SeNaTS 1) Tahun 2015 Sanur - Bali, 25 April 2015

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .............................................................................................................. i SAMBUTAN ............................................................................................................................ iii KOMITE ILMIAH .................................................................................................................... v DAFTAR ISI ............................................................................................................................ vii KEYNOTE SPEAKER STRATEGI PERANCANGAN DAN PELAKSANAAN KONSTRUKSI BETON YANG SUSTAINABLE ....... KS-1

BIDANG STRUKTUR DAN MATERIAL KUAT LEKAT TULANGAN BAMBU APUS DENGAN PENAMBAHAN PIN PADA MUTU BETON K175 ......................................................................................................................................................................... SM-1 APLIKASI ARTIFICIAL NEURAL NETWORK SEBAGAI METODE NUMERIK UNTUK PREDIKSI KAPASITAS GESER BALOK BETON BERTULANG ...................................................................................... SM-7 PENGARUH PERENDAMAN TERHADAP POLA KERUSAKAN SIRAP BAMBU SEBAGAI PENUTUP ATAP ANGKUL-ANGKUL DI DESA ADAT PENGLIPURAN ...................................................................... SM-15 PERILAKU SAMBUNGAN TIPE FRIKSI DENGAN VARIASI GAYA PENGENCANGAN AKIBAT PERBEDAAN METODE PELAKSANAAN ...................................................................................................... SM-23 PROPERTI MATERIAL DAN DAKTILITAS BETON PRATEKAN PARSIAL HASIL UJI EKSPERIMENTAL ............................................................................................................................................. SM-31 PENGARUH KUAT TEKAN DAN KOMPOSISI BAHAN BETON DENGAN SUBSITUSI LIMBAH BETON BANGUNAN SEBAGAI AGREGAT KASAR .................................................................................... SM-39 KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS BETON RINGAN DENGAN MENGGUNAKAN AGREGAT BATU APUNG SERTA ABU TERBANG SEBAGAI PENGGANTI SEBAGIAN SEMEN PORTLAND DAN SUPERPLASTICIZER......................................................................................................... SM-45 ANALISIS PERBANDINGAN EFISIENSI STRUKTUR BAJA DENGAN SISTEM RANGKA PEMIKUL MOMEN KHUSUS DAN SISTEM RANGKA BRESING EKSENTRIK PADA LEVEL KINERJA YANG SAMA .................................................................................................................................................................. SM-49 IDENTIFIKASI KERUSAKAN DAN METODE PERKUATAN STRUKTUR KANTOR GUBERNUR SUMATRA BARAT............................................................................................................................................ SM-57 ANALISA PERILAKU PARAMETER NON-LINIER BETON TAK TERKEKANG DENGAN PEMBEBANAN TRIAKSIAL MENGGUNAKAN PROGRAM BANTU BERBASIS FINITE ELEMENT .... SM-65 KUAT TUMPU BATANG POHON KELAPA LAMINASI (GLUGU LAMINASI): HALF HOLE DAN FULL HOLE ................................................................................................................................................................... SM-73 KAPASITAS LENTUR DAN DAYA LAYAN BALOK BETON BERTULANGAN BAMBU PETUNG ....... SM-81 TAHANAN LATERAL KOMPOSIT KAYU KELAPA (GLUGU) LAMINASI-BETON DENGAN VARIASI PANJANG TERTANAM ALAT SAMBUNG (DOWEL) .................................................................................. SM-89 KEMAMPUAN DAKTILITAS BAJA TULANGAN DENGAN MUTU DIATAS 500 MPA UNTUK DISAIN STRUKTUR KOLOM TAHAN GEMPA ........................................................................................................... SM-97

Program Studi Magister Teknik Sipil, Program Pascasarjana Universitas Udayana

vii


KEMAMPUAN DAKTILITAS PENAMPANG BALOK MENGGUNAKAN BAJA TULANGAN DENGAN MUTU DIATAS 500 MPa UNTUK DISAIN STRUKTUR TAHAN GEMPA ................................................. SM-105 PENGGUNAAN AKSELERATOR PADA BETON YANG MENGGUNAKAN PEREKAT BERUPA CAMPURAN SEMEN PORTLAND TIPE I DAN ABU TERBANG ............................................................... SM-113 ANALISIS GEMPA STATIK DAN DINAMIK PADA STRUKTUR BERATURAN DAN TIDAK BERATURAN.................................................................................................................................................... SM-119 PEMODELAN KEKUATAN AKSIAL KOLOM BETON BUJURSANGKAR DIPERKUAT DENGAN FRP ..................................................................................................................................................................... SM-127 PEMANFAATAN ABU DAUN BAMBU DALAM PEMBUATAN BETON RINGAN PENGUJIAN KUAT TEKAN DAN MODULUS ELASTISITAS ....................................................................................................... SM-135 UPAYA PENINGKATAN KUALITAS SIRAP BAMBU SEBAGAI BAHAN PENUTUP ATAP ANGKULANGKUL DI DESA PANGLIPURAN .............................................................................................................. SM-143 RUMAH SEDERHANA DENGAN SISTEM STRUKTUR BETON BERTULANG BAMBU PETUNG NUSA PENIDA ............................................................................................................................................................. SM-151 ANALISA PERKUATAN (RETROFITTING) GEDUNG STKIP ADZKIA PADANG DENGAN MENGGUNKAN STEEL BRACING ............................................................................................................... SM-159 EVALUASI BEBAN HANCUR SILINDER BETON MENGGUNAKAN PENDEKATAN ANALISIS DIMENSIONAL METODE RAYLEIGH .......................................................................................................... SM-167 PEMANFAATAN POZZOLAN ALAM SEBAGAI BAHAN PLESTERAN .................................................. SM-173 ANALISA DRIFT-BASE FRAGILITY: EVALUASI HASIL EKSPERIMENTAL DAN NUMERIKAL DINDING BATU BATA DAN RANGKA KAYU............................................................................................ SM-177 EVALUASI KINERJA STRUKTUR AKIBAT PENGARUH GEMPA (STUDI KASUS GEDUNG D DAN GEDUNG E FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN) .......................................... SM-187

BIDANG GEOTEKNIK STUDI LABORATURIUM PENGARUH AGGREBIND PADA TANAH DENGAN VARIASI GRADASI BUTIR UNTUK MENINGKATKAN NILAI CBR, KEKUATAN TEKAN DAN PERMEABILITAS TANAH. GT-1 PROFIL PENURUNAN TANAH PADA TANAH YANG DIKOMPAKSI DI LABORATURIUM .................... GT-9 ANALISIS PENGARUH RETAK TERHADAP KEKUATAN GESER TANAH PADA PERISTIWA KELONGSORAN TEBING .................................................................................................................................. GT-15 PERBANDINGAN MODULUS GESER TANAH LEMPUNG DENGAN PERKUATAN SERAT IJUK DAN SERAT SABUT KELAPA BERDASARKAN METODE HARDIN DAN BLACK ........................................... GT-21 KUAT GESER SISA CAMPURAN LEMPUNG DAN PASIR YANG DIPADATKAN .................................... GT-29 TINJAUAN KORELASI NILAI CBR TANAH KAPUR ANTARA UJI CBR LANGSUNG DENGAN UJI DCP ....................................................................................................................................................................... GT-37 PENGARUH PROSES KONSOLIDASI TERHADAP DEFORMASI DAN FAKTOR KEAMANAN LERENG EMBANKMENT (STUDI KASUS BENDUNG KOSINGGOLAN) ................................................... GT-45 ANALISIS STABILITAS DINDING PENAHAN TANAH KANTILEVER (STUDI KASUS PROYEK PEMBANGUNAN GERBANG TOL DAN LAJUR TRANSAKSI GERBANG TOL SERANG TIMUR) ......... GT-53


viii


BIDANG MANAJEMEN PROYEK DAN REKAYASA KONSTRUKSI PERAN UNDANG-UNDANG KEINSINYURAN 2014 DALAM MENDORONG TENAGA AHLI KONSTRUKSI BERWAWASAN TEKNOLOGI RAMAH LINGKUNGAN ..................................................... MK-1 KONSTRUKSI JALAN HIJAU (GREEN ROAD CONSTRUCTION) PROSPEK PENERAPAN KONSTRUKSI JALAN HIJAU DI INDONESIA ................................................................................................. MK-7 COST MODEL ESTIMASI KONSEPTUAL UNTUK BANGUNAN GEDUNG RUMAH SAKIT .................. MK-15 ANALISIS PENGGUNAAN SISTEM PENUTUP ATAP METAL, BITUMEN, DAN UPVC DITINJAU DARI TATA LAKSANA DAN BIAYA ............................................................................................................. MK-25 FAKTOR PENGENDALI DAN PERLUASAN SENTRA BISNIS BERBASIS BANGUNAN HIJAU DI SURABAYA ....................................................................................................................................................... MK-33 IDENTIFIKASI FAKTOR KINERJA BIAYA PROYEK KONSTRUKSI GEDUNG ....................................... MK-41 STUDI PERANCANGAN PRODUKSI PAPAN BUBUTMEN ......................................................................... MK-49 IDENTIFIKASI DAN ANALISIS RISIKO KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA (K3) PADA PROYEK KONSTRUKSI BANGUNAN BERTINGKAT TINGGI ................................................................... MK-55 ANALISIS IDENTIFIKASI CRITICAL SUCCESS FACTORS (CSFs) TERHADAP MANAJEMEN BIAYA PADA PROYEK KONSTRUKSI ........................................................................................................................ MK-65 EVALUASI IMPLEMENTASI ASPEK KESELAMATAN DI ZONA KERJA (WORK ZONE) PADA PELAKSANAAN PENINGKATAN JALAN NASIONAL DI PROVINSI BALI ............................................. MK-75 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENGHUNI DALAM MEMILIH RUMAH PADA PERUMAHAN DI KAWASAN MANGUPURA............................................................................................................................... MK-81 MANAJEMEN RISIKO PADA PROYEK GEDUNG HOTEL YANG SEDANG BEROPERASI .................... MK-89 FAKTOR-FAKTOR MOTIVASI KERJA PADA PEKERJA KONSTRUKSI ................................................... MK-97 KARAKTERISTIK MANAJER PROYEK TERHADAP KINERJA KONSTRUKSI GEDUNG DI KABUPATEN BADUNG ................................................................................................................................. MK-105 ANALISIS PERBANDINGAN HARGA SATUAN DAN TITIK IMPAS PEKERJAAN BEKISTING KOLOM SISTEM KONVENSIONAL DENGAN SISTEM PERI DALAM PELAKSANAAN PROYEK KONSTRUKSI GEDUNG........................................................................................................................................................... MK-115 ANALISIS KEUNTUNGAN KONTRAKTOR AKIBAT VARIASI SISTEM PEMBAYARAN DAN JADWAL PELAKSANAAN PADA PROYEK KONSTRUKSI ...................................................................... MK-123

BIDANG TRANSPORTASI EVALUASI TERHADAP PENURUNAN KINERJA PELABUHAN LAUT CELUKAN BAWANG BULELENG .................................................................................................................................................... TRANS-1 APLIKASI TEKNOLOGI SOFTWARE SIDRA INTERSECTION 5.1 DAN SOFTWARE KAJI DALAM PENENTUAN KINERJA SIMPANG BERSINYAL PERKOTAAN ............................................................. TRANS-9 KAJIAN PEMANFAATAN SIRTU BUMELA SEBAGAI MATERIAL LAPIS PONDASI BAWAH DITINJAU DARI SPESIFIKASI UMUM 2007 DAN 2010......................................................................... TRANS-19 PENGEMBANGAN PELAYANAN ANGKUTAN UMUM MASAL (BRT) BERBASIS SISTEM TRANSYT MENGGUNAKAN METODE LOW COST INVESTMENT (ANGKUTAN TRANS MATARAM METRO) ........................................................................................................................................................ TRANS-25


ix


ANALISIS KAPASISTAS LINGKUNGAN JALAN SEBAGAI PENDUKUNG ANALISIS DAMPAK LALU LINTAS (ANDALALIN) PEMBANGUNAN HOTEL GOLDEN TULIP MATARAM .............................. TRANS-35 APLIKASI TEKNOLOGI GIS DALAM MENENTUKAN BENTUK PENANGANAN JALAN BERDASARKAN PARAMETER PENANGANAN JALAN ...................................................................... TRANS-43 EVALUASI PEMBANGUNAN JALAN CISALATRI BANDUNG ............................................................ TRANS-51 PENINGKATAN STABILITAS CAMPURAN ASPAL EMULSI DINGIN (CAED) DENGAN BAHAN DARI AGREGAT HASIL GARUKAN ASPAL LAMA DENGAN DAN TANPA SEMEN .................................. TRANS-59 ANALISA KELAYAKAN DIMENSI RUNWAY, TAXIWAY, DAN APRON ................................................ TRANS-67 PARTISIPASI MASYARAKAT DALAM PENGAWASAN SARANA PRASARANA JALAN TAMAN KONSERVASI LAUT OLELE KABUPATEN BONE BOLANGO PROVINSI GORONTALO ............... TRANS-75 MODEL PERPINDAHAN MODA KE BUS KOTA DI KOTA BANDA ACEH ......................................... TRANS-83 PENGARUH TEMPERATUR PERMUKAAN LAPIS PERTAMA OVERLAY TERHADAP DAYA REKAT OVERLAY GANDA TANPA TACK COAT ................................................................................................... TRANS-91 KAJIAN FINANSIAL DAN DAMPAK PENGOPERASIAN ANGKUTAN UMUM MASSAL TRANS SARBAGITA KORIDOR I DI PROVINSI BALI ....................................................................................... TRANS-101

BIDANG SUMBER DAYA AIR PENGARUH PEMOMPAAN SUMUR BOR TERHADAP PERUBAHAN MUKA AIR TANAH .............. HIDRO-1 IMPLEMENTASI INTEGRATED WATER RESOURCES MANAGEMENT (IWRM) DI INDONESIA ........ HIDRO-9 PEWILAYAHAN POTENSI AIR TANAH UNTUK IRIGASI BERDASARKAN TRANSMISIVITAS AKUIFER DI KABUPATEN JOMBANG ................................................................................................... HIDRO-17 KAJIAN KERUSAKAN PANTAI AMPENAN DI KOTA MATARAM ................................................... HIDRO-25 SISTEM PENYEDIAAN AIR MINUM DI KOTA DENPASAR ................................................................ HIDRO-33 DESAIN PENAMPANG SALURAN DRAINASE JALAN RAYA DENGAN KONSEP EKO HIDRAULIK PADA JALAN A.YANI KOTA MARTAPURA .......................................................................................... HIDRO-41 ANALISIS NERACA AIR BERBASIS DAERAH ALIRAN SUNGAI SEBAGAI INDIKATOR KETERPADUAN PENGELOLAAN SUMBER DAYA AIR (KASUS DAS JANGKOK WS LOMBOK) .................................................................................................................................................... HIDRO-47 TINJAUAN HIDRODINAMIKA 1D METODE MAC CORMACK MENGENAI KARAKTERISTIK PASANG SURUT UNIT TERANTANG DI KALIMANTAN SELATAN .................................................. HIDRO-55 PERMASALAHAN SEMPADAN SUNGAI DI SUNGAI KUALA KAPUAS, KALIMANTAN SELATAN ..................................................................................................................................................... HIDRO-63 PENERAPAN SUMUR RESAPAN DALAM MEREDUKSI BEBAN ALIRAN LIMPASAN PERMUKAAN SUB DAS CIUJUNG SEBAGAI UPAYA PENGELOLAAN BANJIR ....................................................... HIDRO-69 ANALISA PERBANDINGAN PERENCANAAN SUMUR RESAPAN SISTEM KOMUNAL DAN KOLAM RETENSI SEBAGAI UPAYA KONSERVASI AIR TANAH DI PERUMAHAN VILLA MUTIARA CIUJUNG ...................................................................................................................................................... HIDRO-77 PEMISAHAN ALIRAN DASAR MENGGUNAKAN MODEL TANGKI .................................................. HIDRO-83 STUDI PEMENUHAN AIR BAKU DI KABUPATEN SIGI, SULAWESI TENGAH ............................... HIDRO-89


x


PEMANFAATAN SUMBER DAYA AIR DAS PENET SEBAGAI AIR IRIGASI DAN AIR BAKU PDAM ............................................................................................................................................................ HIDRO-97 PEMANFAATAN TEKNOLOGI REMOTE SENSING DALAM MEMANTAU KERUSAKAN LINGKUNGAN DI KOTA GORONTALO ................................................................................................ HIDRO-107 MODEL NUMERIK : INTERAKSI RUN UP GELOMBANG TSUNAMI DENGAN DINDING LAUT ........................................................................................................................................................... HIDRO-115 VISUALISASI POTENSI GENANGAN BANJIR DI SUNGAI LAMBIDARO MELALUI PENELUSURAN ALIRAN MENGGUNAKAN HEC-RAS (STUDI PENDAHULUAN PENGENDALIAN BANJIR BERWAWASAN LINGKUNGAN) ............................................................................................................ HIDRO-123

BIDANG LINGKUNGAN PEMANFAATAN LIMBAH SEKAM PADI DAN FLY ASH MENJADI BAHAN BANGUNAN UNTUK MENGURANGI DAMPAK LINGKUNGAN ........................................................................................................ LK-1 PEMANFAATAN PLAT CETAK BEKAS SEBAGAI PELAPIS PADA ATAP RUMAH ................................. LK-9 PEMANFAATAN SAMPAH SEBAGAI CAMPURAN BATU ALAM DAN APLIKASINYA ....................... LK-15 ANALISIS SICK BUILDING SYNDROME PADA GEDUNG KANTOR (STUDI KASUS PADA GEDUNG SATKER PELAKSANAAN JALAN NASIONAL WILAYAH II PROVINSI BALI - BALAI PELAKSANAAN JALAN NASIONAL VIII DIREKTORAT JENDERAL BINA MARGA , JALAN AHMAD YANI NO 90 DENPASAR) .................................................................................................................................. LK-23


xi


MODEL NUMERIK : INTERAKSI RUN UP GELOMBANG TSUNAMI DENGAN DINDING LAUT N. Pujianiki 1 1

Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Udayana Email: [email protected]

ABSTRAK Pada penelitian ini, SPH digunakan untuk mengamati interaksi gelombang tsunami pada berbagai jenis dinding laut. Dengan mensimulasikan run up gelombang tsunami tersebut, efektivitas dinding laut terhadap rayapan gelombang akan dapat ditentukan. Gelombang tsunami dimodelkan dengan dam break simulation. Sementara dinding laut dimodelkan dengan 5 kondisi awal yang berbeda, yaitu 1 model dinding tegak, 2 model dinding miring dengan sudut yang berbeda dan 2 model dinding tegak dengan panjang lengan yang berbeda. Setiap dinding memberikan interaksi yang berbeda terhadap serangan gelombang tsunami. Hasil simulasi menunjukkan bahwa dinding yang tegak lurus dapat mengurangi kecepatan rayapan gelombang tsunami dari pada rayapan gelombang tsunami tanpa ada penghalang. Sementara dinding dengan sudut kemiringan justru meningkatkan run up gelombang tsunami. Sedangkan dinding tegak dengan lengan dibagian atasnya sangat signifikan mengurangi run up gelombang tsunami. Masa air yang melimpas juga berkurang karena sebagian air dipantulkan kembali ke arah laut. Dengan demikian dinding model ini dapat digunakan sebagai alternatif kontruksi bangunan perlindungan pantai. Kata kunci: Model numerik, SPH, Run up, Tsunami.

1.

PENDAHULUAN

Untuk mengurangi rayapan / run up gelombang tsunami di daerah pantai, maka dibangun seawall / dinding laut. Dinding laut merupakan benteng pertahanan pantai dari terjangan tsunami yang dibangun menjulang tinggi agar ketinggian gelombang tsunami yang mungkin terjadi dapat diredam oleh dinding. Namun pada kenyataannya, seperti yang ditulis oleh Wuriastu (http://wuriastu.wordpress.com), dinding laut yang dikatakan sebagai pelindung dari gelombang tsunami tadi justru merupakan salah satu faktor kerentanan terhadap bencana tsunami itu sendiri. Baik hard structure (concrete) maupun soft structures (hutan pantai) tidak akan mampu menahan terjangan tsunami. Rata-rata concrete hanya mampu menahan tsunami tidak lebih dari 5-7 m, dan rata-rata hutan pantai hanya mampu meredam tsunami dengan ketinggian maksimum 3-4 m. Tsunami Jepang pada tanggal 11 Maret 2011 menunjukkan bahwa gempa bumi berkekuatan 8,8 SR telah menghancurkan wilayah Jepang Tengah, gelombang laut tanpa peduli melewati dinding laut setinggi 10 m menggulung ribuan bangunan dan kendaraan di pesisir timur laut Jepang, wilayah yang berdekatan dengan pusat gempa. Jenis dinding laut yang dibangun tersebut berbentuk tegak lurus dan miring menjorok ke arah pantai. Pada kenyataanya dinding laut yang telah dibangun pada umumnya belum mampu mengurangi besarnya rayapan / run up gelombang tsunami, sehingga perlu diteliti jenis dinding laut / seawall yang efektif mengurangi run up gelombang tsunami. Pada kesempatan ini, interaksi rayapan gelombang tsunami tersebut akan disimulasikan pada model dinding laut yang tegak dan dibandingkan dengan beberapa model dinding lainnya untuk mengetahui efektivitas dinding laut dalam mengurangi run up / rayapan gelombang tsunami. Dengan demikian tujuan penelitian ini adalah untuk memodelkan interaksi beberapa jenis dinding laut dengan gelombang tsunami sehingga diperoleh jenis dinding laut yang efektif mengurangi run up gelombang tsunami.

2.

RUN UP TSUNAMI

Jumlah air yang besar yang mendorong tsunami ke pantai di atas permukaan laut rata rata disebut Run-up, yaitu ketinggian vertikal maksimum di darat di atas permukaan laut yang dicapai oleh tsunami seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Topografi garis pantai juga menentukan ketinggian potensi run up gelombang. Pantai yang datar memberikan sedikit perlawanan dan terus menuju ke pedalaman. Namun pantai yang curam atau tebing akan memberikan run up gelombang yang semakin besar. Banjir adalah hasil dari tsunami yang


HIDRO-115

N. Pujianiki

bergerak jauh ke arah pedalaman dan diukur secara horisontal dari jalur tsunami. Banjir bisa terjadi hingga 300 meter atau lebih ke arah darat.

Gambar 1. Jarak dan tinggi run up diatas muka air normal (http://www.sms-tsunami-warning.com).

3.

SMOOTED PARTICLE HYDRODYNAMICS (SPH)

Smoothed Particel Hydrodynamic merupakan model gerakan fluida yang semakin diminati untuk digunakan, hal ini disebabkan karena beberapa keuntungannya bila dibandingkan dengan model yang menggunakan teknik berbasis jaringan tradisional. Pertama, SPH menjamin kekekalan massa tanpa perhitungan tambahan karena partikel sendiri mewakili massa. Kedua, SPH menghitung tekanan dari kontribusi partikel sebelahnya daripada dengan memecahkan sistem persamaan linear. Dan yang terakhir, tidak seperti teknik jaringan dasar yang harus melacak batas cairan, SPH menciptakan permukaan bebas untuk dua fase cairan berinteraksi langsung karena partikel merupakan cairan padat (biasanya air) dan ruang kosong merupakan cairan ringan (biasanya udara). Dengan demikian, adalah memungkinkan untuk mensimulasikan gerakan fluida menggunakan SPH secara real time. Metode SPH bekerja dengan membagi cairan ke dalam satu set elemen diskrit, yang disebut sebagai partikel. Partikel-partikel ini memiliki jarak spasial ( dikenal sebagai " panjang smoothing " , yang diwakili dalam persamaan dengan h) , di mana sifat-sifat mereka yang " merapikan " sebagai fungsi kernel. Ini berarti bahwa kuantitas fisik partikel apapun dapat diperoleh dengan menjumlahkan sifat yang relevan dari semua partikel yang terletak dalam kisaran kernel. Kontribusi dari masing-masing partikel untuk properti tergantung menurut jarak mereka dari partikel tertentu, dan kepadatan mereka. Secara matematis, ini diatur oleh fungsi kernel (symbol W). Fungsi kernel umum digunakan termasuk fungsi Gaussian dan kubik spline. Kubik Spline memberikan fungsi sama dengan nol untuk partikel yang lebih jauh dari dua panjang smoothing (tidak seperti Gaussian, di mana ada kontribusi kecil pada jarak yang jauh namun terbatas). Ini memiliki keuntungan dalam komputasi dengan tidak memberikan kontribusi perhitungan pada partikel yang relatif jauh. Untuk detail formula yang digunakan serta code dari pada programnya dapat dilihat pada User Guide for the SPHysisc code. Metode ini adalah untuk menggantikan grid dengan satu set node didistribusikan secara sembarangan. Metode SPH menggunakan teori interpolasi integral dan mengubah persamaan diferensial parsial menjadi bentuk integral. Menurut Monaghan ada dua pendekatan utama untuk pemodelan aliran dengan SPH. Pertama adalah, Weakly Compresibel SPH (WCSPH), merupakan metode yang memperbarui secara sederhana kecepatan, posisi dan kepadatan pada setiap langkah waktu, di mana tekanan fluida dihitung dengan menggunakan persamaan stiff equation. Dan yang kedua adalah Incompressible SPH semi-implisit (ISPH), yang menggunakan kerapatan konstan dan memecahkan persamaan Poisson untuk menentukan tekanan.

4.

METODE PENELITIAN

WCSPH digunakan dalam penelitian ini dengan menerapkan boundary condition Monaghan. Shepard density filtering dipilih untuk memastikan bahwa permukaan bebas yang halus dan dapat diterima secara fisik. Selain itu, koreksi kepadatan diterapkan untuk menghemat masa air awal. Untuk mengamati interaksi run up gelombang tsunami dengan berbagai jenis dinding, model Dam Break digunakan untuk mensimulasi gelombang tsunami itu sendiri. Kondisi awal dari beberapa model simulasi dapat dilihat pada Gambar 2. Model 1 mensimulasikan run up tsunami terjadi tanpa ada dinding pantai, selanjutnya pada model lainnya akan diberikan berbagai jenis dinding penahan. Setiap model dirunning dalam waktu yang sama. Pergerakan setiap partikel diamati dan diselidiki pada saat berinteraksi dengan model dinding laut. Run up setiap model dibandingkan pada waktu yang sama untuk melihat efektifitas dinding laut dalam menahan rayapan gelombang pada masing masing model.


HIDRO-116

Model Numerik: Interaksi Run Up Gelombang Tsunami Dengan Dinding Laut

Tabel 1. Input parameter yang digunakan untuk membentuk model dalam SPH Input data 0 2 1 1 30 1 3 0.3 0 1 1.5 10 1 15 1 1 6.,4. 0.02,0.02 0 0,0,0 0 0 0 0 0 2 1 0.02,1. 0.02,1.5. 0 3,0.1 0. 0.005,1.0,1.0 0.001,1 0.2 0.92 0 3 1

Variable description Choose Starting options: 0=new, 1=restart, 2=new with CheckPointg, 3=restart with CheckPointing Kernel: 1=gaussian, 2=quadratic; 3=cubic; 5=Wendland Time-stepping algorithm: 1=Predictor-corrector, 2=Verlet, 3=Symplectic,4=Beeman Density Filter: 0=none, 1=Shepard filter, 2=MLS ndt_FilterPerform (if density filter is used) ? Kernel correction 0=None, 1=Kernel correction, 2=Gradient kernel Correction Viscosity treatment: 1=artificial; 2=laminar; 3=laminar + SPS Viscosity value( if visc.treatment=1 it's alpha, if not kinem. visc approx 1.e-6) vorticity printing ? (1=yes) Equation of State: 1=Tait's equation, 2=Ideal Gas, 3= Morris Maximum Depth (h_SWL) to calculate B Coefficient of speed of sound (recommended 10 - 40 ) ?? Boundary Conditions: 1=Repulsive Force; 2=Dalrymple ndt_DBCPerform ? (1 means no correction) Geometry of the zone: 1=BOX, 2=BEACH, 3=COMPLEX GEOMETRY Initial Fluid Particle Structure: 1= SC, 2= BCC Box dimension LX,LZ? Spacing dx,dz? Inclination of floor in X ( beta ) ?? Periodic Lateral boundaries in X, Y, & Z-Directions ? (1=yes) Add wall Add obstacle (1=y) Add wavemaker (1=y) Add gate (1=y) Add Floating Body (1=yes) Initial conditions: 2) particles on a staggered grid Correct pressure at boundaries ?? (1=y) Cube containing particles : XMin, Xmax ?? Cube containing particles : ZMin, Zmax ?? Fill a new region Input the tmax and out initial time of outputting general data For detailed recording during RUN: out_detail, start, end Input dt?? , i_var_dt ?? CFL number (0.1-0.5) h=coefficient*sqrt(dx*dx+dz*dz): coefficient ??? Use of Riemann Solver: 0=None, 1=Conservative (Vila), 2=NonConservative (Parshikov) Which compiler is desired: 1=gfortran, 2=ifort, 3=CVF, 4=Silverfrost FTN95 Precision of XYZ Variables: 1=Single, 2=Double

Masing masing model mempunyai kondisi awal yang berbeda. Perbedaannya adalah pada ada tidaknya dinding penahan atau seawall pada titik X = 3 meter. Pada Model 1, simulasi di running dengan tanpa ada dinding penahan sehingga air meluncur dengan bebas ke arah pantai. Jumlah total partikel pada Model 1 adalah 4453 partikel sudah termasuk partikel untuk boundary sebanyak 703 partikel. Sedangkan untuk Model 2, dinding penahan di letakkan pada titik X = 3 meter dengan ketinggian 0.5 meter. Jumlah total partakel yang membangun model ini adalah 4504 partikel. Untuk Model 3, dinding penahan dibuat dengan kelandaian yg cukup curam. Bentuk dinding penahan seperti ini banyak digunakan sebagai struktur pelindung pantai di lapangan. Sedangkan Model 4 dinding


HIDRO-117

N. Pujianiki

penahan dibuat lebih landai. Efek kemiringan dinding terhadap run up gelombang akan diamati. Jumlah total partikel yang membangun Model 3 dan Model 4 adalah 4476 dan 4496 masing masing. Model 5 dan Model 6 adalah model dinding yang belum pernah penulis temukan di lapangan. Model ini diharapkan mampu menahan run up agar air yang melimpas dapat dikurangi. Model ini dibangun dengan 4516 dan 4531 partikel masing masing. Perbedaan Model 5 dan Model 6 adalah panjang lengan pada bagian atas dinding yang tegak. Model 6 memiliki lengan yang lebih panjang dari pada Model 5. Masing masing model dirunning dalam waktu 30 detik. Gambar hasil simulasi akan tercetak dengan software Matlab setiap 0.1 detik. Hasil simulasi masing masing model akan dibandingkan untuk melihat efektifitas masing masing dinding dalam menahan rayapan gelombang tsunami. Initial Particle Configuration

Initial Particle Configuration

4

4 Z(m)

6

Z(m)

6

2

2

0

0

a.

1

2

3 X(m)

4

5

0

6

0

Model 1 ( np = 4453 dengan nb 703 )

1

2

3 X(m)

4

5

6

b. Model 2 ( np = 4504 dengan nb = 754 ) Initial Particle Configuration


6

4

4

Z(m)

Z(m)

6

2

2

0

0

1

2

3 X(m)

4

5

0

6

c. Model 3 ( np = 4476 dengan nb = 726 )

0

d.

1

2

3 X(m)

4

5

6

Model 4 ( np = 4486 dengan nb = 736 )


Initial Particle Configuration 6

4

4 Z(m)

Z(m)

6

2

0

2

0

1

2

3 X(m)

4

5

6

e. Model 5 ( np = 4516 dengan nb = 766 )

0

0

1

f.

2

3 X(m)

4

5

6

Model 6 ( np = 4531 dengan nb = 781 )

Gambar 2. Kondisi awal setiap model, np adalah jumlah total partikel termasuk dan nb adalah jumlah partikel boundary

5.

HASIL SIMULASI DAN PEMBAHASAN

Progres simulasi untuk Model 1 ditunjukkan pada Gambar 3. Hasil simulasi menunjukkan bahwa ujung run up gelombang mencapai titik X = 3 m pada detik ke 0.5. Tanpa halangan air terus merayap sepanjang 2.5 meter dalam waktu 0.4 detik dan akhirnya mencapai ujung dinding yaitu X = 6 m pada detik ke 1. Untuk progres Model 2 dapat di lihat pada Gambar 4. Seperti halnya Model 1, ujung run up gelombang mencapai titik X = 3 meter sebelum mencapai dinding pada detik ke 0.5. Gelombang terhalang oleh dinding yang tegak mulai detik 0.6 sampai dengan detik ke 1.5, sampai akhirnya menyentuh lantai di X = 4 meter di detik ke 1.7. Sebagian volume air di pantulkan kembali ke laut dan sebagian kecil ujung run up mencapai dinding X = 6 meter pada detik ke 2. Dengan demikian dinding ini berhasil memperlambat rayapan gelombang dan mengurangi masa air yang masuk dibandingkan dengan Model 1.


HIDRO-118


Gambar 3 Progres Model 1


Gambar 5 menjelaskan hasil simulasi untuk Model 3, progresnya menunjukkan hal yang sama sampai dengan detik ke 0.5 dengan model sebelumnya. Bentuk dinding penahan yang berbeda dengan Model 2 menghasilkan model run up yang berbeda pula. Bentuk sisi miring pada dinding trapesium menyebabkan limpasan air menjadi lebih jauh dari pada dinding tegak. Terbukti pada detik ke 1.7 air sudah menyentuh lantai lebih dari X = 4 meter dan sampai di titik X = 6 m pada detik ke 2. Dengan meningkatkan kemiringan trapesium menjadi lebih landai seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6, jangkauan run up gelombang Model 4 menjadi lebih jauh sehingga memperbesar tinggi run up. Dengan demikian air mencapai posisi X = 6 lebih cepat yaitu pada detik ke 1.9.


HIDRO-119

N. Pujianiki


Gambar 6 Progres Model 4 Model 5 memiliki dinding tegak dengan lengan yang pendek dibagian atasnya seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7. Hasil simulasi menunjukkan bahwa dengan adanya tambahan lengan, rayapan gelombang tsunami mencapai titik X = 6 m lebih lambat yaitu pada detik ke 2.1 dari pada Model 2 dengan dinding tegak tanpa lengan. Demikian juga masa air yang sampai dibelakang dinding lebih sedikit. Dengan memperpanjang lengan diatas dinding seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8, Model 6 menghasilkan run up gelombang yang paling efektif. Selain memperlambat waktu rayapan yaitu pada detik ke 2.5 baru mencapai titik x = 6 m, masa air yang melampoi dinding juga lebih sedikit. Jadi pengaruh lengan pada dinding vertikal sangat signifikan berpengaruh.


HIDRO-120




Dengan demikian hasil simulasi menunjukkan bahwa dinding laut yang sering digunakan dilapangan yaitu dinding tegak dan dinding dengan kemiringan/slope menghasilkan run up cukup besar, bahkan dinding miring dengan kemiringan sudut lebih kecil dari 45 derajat akan memberikan run up


HIDRO-121

N. Pujianiki

gelombang yang lebih besar. Sementara kombinasi dinding tegak dengan lengan dibagian atasnya memberikan run up yang lebih kecil dan volume masa yang melimpas jauh lebih kecil dari pada dinding tegak tanpa lengan. Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh lengan dinding yang menahan masa air untuk melipas kemudian dipantulkan kembali kearah laut. 6.

KESIMPULAN

Kesimpulan yang diperoleh dari hasil pemodelan ini adalah sebagai berikut: 1. 2.

Dinding laut berbentuk tegak/vertical dan sisi miring yang banyak digunakan di lapangan menghasilkan run up gelombang tsunami yang cukup besar. Dinding tegak dengan kombinasi lengan dibagian atasnya akan memberikan pengaruh run up yang signifikan. Semakin panjang lengan dinding dibagian atas dinding tegak maka run up dan masa air yang melimpas akan berkurang.

Dengan demikian dinding laut tegak yang dikombinansikan dengan lengan dibagian atasnya merupakan alternative bangunan pantai yang dapat digunakan di lapangan. Untuk itu stabilitas dan dimensi dinding perlu diteliti lebih lanjut.

DAFTAR PUSTAKA Dalrymple, R.A. and Roger, B. (2006) “Numerical Modeling of Water Wave with the SPH”, Coastal Engineering Vol.53, (p.141-147). Dalrymple, R.A, et al(2009)., “User Guide for the SPHysics code”,. Monaghan, J.J. (1994), “Simulating Free Surface Flow with SPH”, Journal of Computational Physics Vol.110, (pp: 399-406) http://wuriastu.wordpress.com http://www.sms-tsunami-warning.com


HIDRO-122

Prosiding SEMINARNASIONALTEKNIKSIPIL

Recommend Documents