SEMINAR PERKEMBANGAN
TEKNIK
PANTAI
NASIONAL
DAN WORKSHOP
DI INDONESIA
MENGHADAPI
PERUBAHAN
IKLI
M
Respon Gelombang Terhadap Perubahan Freeboard dan Geometris Pada Pemecah Gelombang Kantong Pasir
Ferry Fatnanta 1Jurusan
1,Widi
Oleh: Agus Pratlkto", Wahyudi2, Haryo Dwito Armono2
Teknik Sipil FT Universitas Riau, e-mail:
[email protected] 2Jurusan Teknik Kelautan FTK ITS, e-mail:
ABSTRAK Struktur pemecah gelombang merupakan salah satu cara untuk mengatasi masalah abrasi. Pantai merupakan daerah yang relatif sulit ditemukan material batuan, sehingga jenis dan volume material pemecah gelombang harus menjadi pertimbangan utama. Penggunaan kantong pasir sebagai pemecah gelombang tipe tenggelam merupakan salah satu penyelesaian masalah tersebut. Kelebihan kantong 'pasir adalah dapat memanfaatkan material setempat dan mampu mengatasi kesulitan penyediaan material batuan. Na mun permukaan kantong pasir relatif halus sehingga mempunyai peri laku hidrolis yang berbeda dibandingkan material batuan. Atas pemikiran tersebut maka diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai perilaku transmisi gelombang pemecah gelombang kantong pasir. Penelitian ini bersifat eksperimental model fisik 2-D dilakukan di Kolam Gelombang Laboratorium Lingkungan dan Energi Laut, Jurusan Teknik Kelautan - FTK, ITS Surabaya. Susunan pasir relatif kedap air, sehingga tidak terjadi internal flow. Oleh sebab itu parameter struktur pemecah gelombang yang berperan dalam proses transmisi adalah lebar puncak, kedalaman relatif, kemiringan, bentuk dan susunan kantong pasir. Parameter gelombang yang ditinjau adalah tinggi dan periode gelombang, dan jenis gelombang yaitu regular dan irregular. Hasil pengujian transmisi menunjukkan parameter kedalaman relatif d/h, tinggi gelombang relatif Hi/gT2 dan lebar puncak relatif Bw/gT2 merupakan faktor berpengaruh terhadap proses transmisi. Sedangkan faktor kemiringan dan susunan kantong ku rang berperan. Kata Kunci: pemecah gelombang kantong posir, transmisi gefombang
ABSTRACT
Breakwater is one of coastal structures to overcome problems of abrasion. Due to difficulties in obtaining rock material at the coast area, the using of sandbags as a breakwater providing advantages in utilizing local materials. However, relatively smooth surface of sand bags that have different hydraulic behavior than the rock material. Above in mind it is necessary to study more about the behavior of wave transmission sandbag breakwater.That is why this research on behavior of wave transmission of submerged sandbag breakwater is carried out.
59
SEMINAR NASIONAL DAN WORKSHOP PERKEMBANGAN TEKNIK PANTAI DI INDONESIA MENGHADAPI
PERUBAHAN IKLIM
This experimental research conducted in two dimensional physical model and take place on the flume tank of The Environmental and Ocean Energy Laboratory of Ocean Engineering Department, Faculty of Marine Technology, ITS Surabaya. The sandbag formation is relative impermeable, so that the internal flows did not occur. Therefore the transmission
is influenced
by some structure variables
such as the width crest, the
relative depth, the slope, and the shape and the formation of sandbags. The wave variables observed in this research are the high and period wave and the irregularity type of the wave. The result of the tests on the wave transmission shows, that the parameters such as relative depth d/h, the wave steepness Hi/gT2, and the relative crest width Bw/gT2 seems to be the influential factors in the process of transmission. On the other hand, the slope and the formations of sandbags have less influence. Key words: sandbag breakwater,
wove transmission
PENDAHULUAN Latar Belakang Penerapan kantong pasir sebagai struktur bangunan pantai merupakan hasil pengembangan oleh para praktisi dengan beberapa pertimbangan antara lain kemampuan pelaksanakan di lapangan (Restall, et al., 2002), · biaya dan kesulitan pengadaan batuan (Silvester dan Hsu, 1992; Restall, et al., 2002; Zhu, et al, 2004; Shin dan Oh, 2007), kemudahan dalam pelaksanaan dan pengadaan pasir yang banyak tersedia di lokasi (Zhu, et al., 2004), dapat memanfaatkan bahan yan·g terdapat di lokasi (Yuwono, 1992).
pekerjaan
Black (2001) rnenyatakan bahwa penggunaan seawall dapat mengganggu pemandangan
pernecah gelombang tipe suboeriol atau serta menyulitkan aktifitas rnasyarakat pantai. Penggunaan pemecah gelombang soft shore protection, seperti pernecah gelombang kantong pasir tipe tenggelam ini perlu dikembangkan sebab tidak mempunyai dampak buruk terhadap ekologi di daerah tersebut (Black and Mead, 1999 dalam
Hiliau, W., 2003).
Penje1asan tersebut di atas menunjukkan bahwa diperlukan tipe pemecah gelombang yang menggunakan bahan setempat dan seminimal mungkin berdampak negatif terhadap lingkungan. Pemecah gelombang kantong pasir tipe tenggelam morupakan salah satu tipe pemecah gelombang yang diharapkan dapat memenuhi kriteria-kriteria tersebut di atas.
Perumusan Susunan
Masalah
kantong
pasir merupakan
susunan material
yang mempunyai
sifat fleksibel
(Homsey, et ol., 2003). Sedangkan Recio (2007) melakukan studi mengena1 permeabilitas susunan kantong pasir, hasil studi rnenunjukkan bahwa permeabilitas
m
KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM ·
•
BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN Pl !~AT PFNFI !TIAN DAN PFNGFMBANGAN SUM BER DAYA AIR
SEMINAR PERKEMBANGAN susunan
susunan
kantong
kantong
TEKNIK
pasir
relatif
pasir
NASIONAL
DAN WORKSHOP
PANT Al DI INDONESIA kecil.
Hal tersebut
sulit terjadi.
mempunyai permukaan relatif halus.
Selain
MENGHADAPI mengakibatkan
sifat tersebut
PERUBAHAN
IKLI M
internal flow di dalam di atas,
Kondisi tersebut mengakibatkan
kantong
pasir
pengurangan gaya
gesek antara kantong dengan gelornbang. Kedua karakter kantong pasir tersebut di atas menyebabkan perbedaan karakteristik dibandingkan struktur batuan.
transmisi
gelombang
susunan
kantong
pasir
Pada saat ini permodelan tansmisi gelombang pada pemecah gelombang tipe rubblemound telah umum digunakan untuk prakiraan gelombang transmisi. Namun informasi mengenai karakteristik transmisi gelombang kantong pasir masih sangat sedikit (Pilarczyk, 2000). Beberapa hasil penelitian kantong pasir sebagai pemecah gelombang tel ah dilakukan oleh DHI, 1970 (dalam Pilarczyk, 2000), namun terbatas pad a kara kter transmisi gelombang monokromatik dengan parameter yangterbatas. Penerapan kantong pasir sebagai submerged artificial reef sudah dilakukan di beberapa tempat. Di Gold's Coast, mega sand containers sebagai pemecah dan pengontrol laju transportasi pasir (Heerten, 2000). Begitu pu!a di Dockweiler Beach El Segundo California, kantong pasir difungsikan untuk memodifikasi karakteristik gelombang pecah (Borrero, 2001). Namun dari beberapa penerapan dan studi mengenai kantong pasir sebagai bangunan pantai tersebut diatas belum secara explisit mencantumkan perrnodelan transmisi gelombang untuk submerged breakwater sandbags sebagai fungsi · dari karakter gelombang, susunan kantong pasir dan bentuk geometri struktur. Menurut Alvarez, et al. (2007) bahwa penggunaan kantong pasir sebagai pemecah gelombang am bang tenggelam perlu dikembangkan terutama pada model prediksi energi gelombang transmisi sebagai fungsi parameter gelombang, tubes geometry dan relatif kedalama n Sesuai penjelasan mengenai karakter susunan kantong pa sir, maka pad a stud i ini dilakukan kajian mengenai karakteristik transmisi gelombang susunan kantong pasir. Kajian tersebut dilakukan dengan cara pengujian model fisik 2-D di laboratorium. Hasil pengujian tersebut diharapkan dapat diketahui karakteristik transmisi gelombang susunan kantong pasir dalam peredaman energi gelombang.
Ruang Lingkup Pada penelitlan ini ruang lingkup permasalahan dibatasi pada empat hal berikut ini, pertama, penelitian ini merupakan pengujian model fisik di laboratorium 2-D sehingga hanya gelombang arah tegak lurus potongan penampang struktur yang ditinjau, kedua, penelitian ini tidak memperhitungkan pengaruh arus dan transport sedimen, k.etiga, bahan pengisi kantong pasir dan tingkat kepadatan kantong pasir tidak divariasikan dan terakhir, kekuatan dan keawetan kantong tidak ditinjau pada penelitlan ini.
Tujuan dan Sasaran Penelitian
m
61
KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM BADAN PENEUTIAN Ol 1<:1'T OCJ\lt:l
ITlt\1\1
DAN PENGEMBANGAN r\J\P,J
oc.i\1.t::cn.110
t\l\lr.::J\f\l
C::l l,..llQl:D
r\/\VI\
II.ID
SEMINAR PERKEMBANGAN Penelitian
ini
mengenai
karakter
TEKNIK
dilakukan
NASIONA-l
PANTAI
dengan
transmisi
tujuan,
MENGHADAPI
pertama,
gelombang
(submerged), kedua. untuk
tenggelam
DAN WORKSHOP
DI INDONESIA
untuk
PERUBAHAN
meningkatkan
pemecah
gelombang
memperoleh
bentuk
IKLIM
pemahaman
kantong
pasir
permodelan
tipe
transmisi
gelombang pemecah gelombang kantong pasir dalam peredaman energi gelombang sebagai fungsi free board, bentuk dan susunan kantong pasir serta karakter gelombang. Secara umum sasaran penelitian dapat digolongkan menjadi dua, yaitu pertama, memberikan informasi kepada masyarakat khususnya yang bekerja dalam bidang rekayasa pantai tentang karakteristik pemecah gelombang kantong pasir tipe tenggelam sehingga diharapkan soft shore protection tersebut dapat diterapkan di lapangan secara efektif dan efisien. Kedua, penggunaan kantong pasir sebagai pemecah gelombang diharapkan terjadi pengurangan penggunaan bahan batu atau coral untuk pembangunan shore protection, sehingga akan menurunkan kegiatan penambangan batu atau coral yang sering mendatangkan dampak negatif terhadap lingkungan 2001; Hiliau dan Philips, 2003).
(Black.,
KAJIAN PUSTAKA Van der Meer (1991) melakukan analisa rnengenai variabel yang berpengaruh terhadap transmisi 'gelornbang pada pemecah gelombang tipe LCS (Low-Crested Structure). Variabel tersebut adalah freeboord, tinggi gelombang dan ukuran batuan. Penggunaan variabel ukuran batuan dalam model trammisi gelombang menu~jukkan terdapat pengaruh stabilitas terhadap model transmisi yang diusulkan van der Meer tersebut. Model yang diusulkan oleh van der Meer (1991) untuk pemecah gelombang tipe tenggelam dan reef adalah: Hi ) -. Re + ( -2,6sw -0,05---. Hi +0,85 ) Kt= ( 0,03~-0.24 D~ D~ D~
Perumusan 0,05.
(1)
van der Meer tersebut valid untuk nilai Hi/Dn50 = 1 - 6 dan nilai sop=0,01-
Seabrooks dan Hall (1998) melakukan perngujian model fisik pemecah gelombang rubblemound tipe tenggelam. Seabrooks dan Hall beranggapan bahwa proses gelombang pecah, overtopping, gesekan (friction losses) dan internal flow losses merupakan parameter berpengaruh pada proses pengurangan energi gelombang. Oleh sebab itu. parameter tersebut dimasukkan dalam model transmisi gelornbang. Model trart'.?rnisi yang diusulkan Seabrooks dan Hall dapat dituliskan sebagal : (2)
Armono (2003) melakukan studi mengenai terumbu buatan yang difungsikan sebagai pemecah gelombang. Armono melakukan pengujian terhadap beberapa susunan model reef. Hasil studi tersebut menunjukkan bahwa nilai Kr dipengaruhi oleh tinggi relatif struktur
(h/d) dan lebar puncak
(B). Beberapa
parameter vang digunakan
antara lain
62
~
.,,_,ollOfo
f
. ~
~~~ -7'~~8
~)......._.,,.
',
~-"fls"'"'
•• '
SEMINAR NASIONAL DAN WORKSHOP PERKEMBANGAN TEKNIK PANTAI DI INDONESIA MENGHADAPI PERUBAHAN
IKLI M
kecuraman gelombang (wove steepness), lebar puncak relatif, tinggi struktur relatif non-dimensi terumbu buatan (h/B) sebagai berikut:
dan
{3) Kt=
1+14527
(Hi
-
'
Jo.001(
gT2
-
B
gT2
J-o.41J(h)-1 .01J(h)4.-:E2 B
d
OHi, 1970 {dalam Pilarczyk, 2000) memberikan karateristik transmisi gelombang sebagai fungsi relative depth (d/h) pada struktur geotubes dengan menggunakan gelombang reguler. Pengujian model fisik 3-D pada sand-filled tubes telah dilakukan oleh Turner, et al. (1999) di Gold Coast Artificial Reef. Pengujian dilakukan untuk memverifikasi perencanaan pemecah gelombang reef sebagai peningkatkan kemampuan surfing. Corbett, et al. (2005) telah melakukan pengujian model fisik sand-filled tipe tenggelam di Deagon Hydraulic Laboratory. Pengujian dilakukan dengan menggunakan gelombang monochromatic dengan tinggi gelombang bervariasi antara 0,5 sampai 2,0m, dimana periode gelombang dibuat konstan lOdetik serta posisi crest 1,0 dan 1,SOm di bawah muka air. Tujuan penelitian tersebut untuk mengetahui hubungan perilaku gelombang pecah terhadap kestabilan struktur, serta pengaruh berat kantong pasir terhadap kemudahan dalam pelaksanaan.
METODOLOGI
DAN HIPOTESIS
Set-up Eksperimental Kolam gelombang yang dipakai dalam penelitian ini mempunyai dimensi panjang 20m, tinggi 1,Sm, lebar 0,8m, dengan kedalaman air 0,80m. Pada posisi dimana pemecah gelombang diletakkan, elevasi dasar kolam dinaikkan 30cm dan dibuat kemiringan dasar 1:10. Pada penelitian ini digunakan dua buah wave probe, sesuai dengan kemampuan peralatan kolam gelornbang, dipasang satu wave probe di depan dan di belakang model, masing-masing digunakan untuk mengukur gelombang datang dan mengukur gelombang transmisi, seperti tampak pada Gambar 1. Penentuan berat model kantong pasir mengacu pada hasil penelitian penggunaan kantong pasir untuk struktur pengaman pantai seberat 2 ton (Heerten dan Jackson, 2000). Pasir yang digunakan pada penelitian ini mempunyai densiti kering 1,537 gram/cm3. Pada kondisi jenuh air, densiti total pasir sebesar 1,927 gram/cm3.
/
,-
absorber
model
Gambar 1 Detail Flume Tank dan Penempatan
Wabe Probe
63
• ~
.
PERKEMBANGAN
.
SEMINAR NASIONAL DAN WORKSHOP TEKNIK PANTAI DI INDONESIA MENGHADAPI
PERUBAHAN
IKLIM
Kondisi Pengujian Pemecah
gelombang
kantong pasir ini, kantong pasir disusun
dengan kemiringan 1 : 1.5
dan 1 : 2, tinggi struktur dibuat bervariasi yaitu 40, 45, dan 50cm, sedangkan freeboard sebesar 10cm, 5cm dan Ocm. Lebar puncak (crest width) dibuat bervariasi yaitu 20cm ' 60cm dan lOOcm. Kondisi gelombang irreguler pada pengujian transmisi gelombang, periode puncak, Tp adalah 1,00; 1,20; 1,50 dan 1,80 detik, sedangkan tinggi gelombang signifikan Hs adalah 5cm, 7cm dan 9cm. Pada studi ini digunakan spektrum gelombang JONSWAP. Kondisi gelombang regular, periode gelombang adalah 1,00; 1,20; 1,50;1,80 dan 2,20 detik, sedangkan tinggi gelombang 5cm; 7cm, lOcm, 14cm dan 16cm ..
Bentuk Dan Susunan Kantong Pasir Bentuk kantong pasir dibuat menjadi dua jenis yaitu Bl dan B2 seperti tampak pada Gambar 2. Dimensi kantong rata-rata adalah panjang, 17, 70cm dan lebar 8,63cm, tebal 8,13cm untuk kantong jenis Bl, sedangkan kantong B2 mempunyai dimensi panjang 18,55cm, lebar 15,20cm dan tebal maximum 4,88cm. Pada studi ini, koefisien Blockiness, Blc {Newberry, et ol., 2002) diadopsi untuk parameterisasi bentuk kantong pasir. Nilai Blc kantong Bl dan 82 masing-masing 0,975 dan 0,880. Pada studi ini, susunan kantong direpresentasikan sebagai variasi kekasaran permukaan. Susunan kantong pasir dibuat tiga variasi susunan, seperti yang tampak pada Garn bar 3. Susunan kantong pasir direncanakan sebanyak 3 susunan, vaitu SKl, SK2 dan SK3. Susunan SKl adalah susunan kantong dimana sumbu panjang kantong sejajar arah gelombang, SK2 adalah susunan kantong dimana sumbu pendek sejajar arah gelombang, sedangkan SK3 susunan selang seling perlapis SKl dan SK2. Parameterisasi susunan kantong mengadopsi parameter axial ratio (Newberry, et al., 2002).
Garn bar 2 Bentuk Kantong Pasir
[TI
KEMENTERIAN
PEKERJAAN UMUM
BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN Pl l~AT PENEI !TIAN DAN PFNGEMBANGAN SlJMBER
DAYA AIR
SEMINAR
PER.KEMBANGAN
NASIONAL DAN WORKSHOP
TEKNIK PANTAI DI INDONESIA
{a) jenis sk l
MENGHADAPI
{b) jenis sk2
PERUBAHAN IKLIM
{c) jenis sk3
Gambar 3. Susunan Kantong
Hipotesis Sifat permukaan struktur dan tingkat kekedapan susunan merupakan faktor yang membedakan antara susunan kantong pasir dan batuan. Susunan kantong pasir lebih kedap air dibandingkan susunan batuan, sehingga diharapkan lebib efektif dibandingkan dengan pemecah gelombang yang herongga. Namun permukaan kantorrg pasir lebih halus dibandingkan permukaan batuan. Hal ini mengakibatkan gaya gese.kan antar a gelombang dengan susunan kantong pasir relatif. lebih kecil dibandingkan gava gesek antara gelombang dengan struktur batuan. Kondisi in i mengakibatkan pengurangan energi gelombang pada susunan kantong pasir lebih kecil, sehingga tinggi gelombang transmisi pada susunan kantong pasir lebih besar dibandingkan struktur batuan HASIL PENGUJIAN TRANSMISI DAN PEMBAHASAN
.. Uji model fisik transmisi gelombang merupakan pengujian mengenai respon gelom bang terhadap struktur. Beberapa parameter pengujian divariasikan agar dapat diketahui perilaku atau respon gelombang terhadap struktur pemecah gelombang kantong pasir. Parameter struktur yang divariasikan antara lain lebar puncak Bw, kedalaman relatif d/h, serta bentuk dan susunan kantong.
Kedalaman Relatif dan Lebar Puncak Pada Gambar 4a ditampilkan pengaruh freeboard terhadap gelombang transmisi. Pada lebar puncak sarna, freeboard makin kecil transmisi gelotnbang juga semakin rendah, se.dangkan freeboard makin besar, gelombang dengan mudah melewati struktur pemecah gelombang tanpa rnengalami pecah. Hal ini disebabkan intensitas ges ekan antar gelombang dengan puncak struktur makin berkurang sehingga gelombang tidak meng.alami "gangguan' ketika lewat di atas struktur pernecah gelombang.
[Jl
KEMENTERIAN
65
PEKERJAAN UMUM
SADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN DI fc;:/\T
Oi=NC:l llll\l\l
"'""'
OCJ\tt:C:l\l'IOl'\l\lr::: 1u\1 Cl lf\/lC~O
f')J\V/\
1'110
SEMINAR NASIONAL DAN WORKSHOP PERKEMBANGAN
TEKNIK PANTAI
DI INDONESIA
MENGHADAPI
PERUBAHAN
IKLIM
Transmisi gelombang dipengaruhi oleh lebar puncak, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4b. Apabila lebar puncak makin panjang, maka bidang gesek juga makin besar sehingga kemungkinan terjadi gelombang pecah makin besar. Hal ini menyebabkan gelombang
transmisi
makin kecil. Sebaliknya
apabila makin
kecil lebar puncak, maka
bidang ges.ek juga makin sempit sehingga kemungkinan terjadi gelombang
pecah makin
kecil.
B1-SK1-S1.5
B1-SK1-S2.0
1.00 -----------~ "' dih=1.00 0 d/h=1.13 0.?5 -!------"-+----~-----!a d/h=1.33 ~
1.00 ~-----~-·
0.75
0.50
52
t; Bw2()~ 0 Bw60 -- [ ':'. Bw10ci
--------
0.50
oc -c
o
0.00 -1-----1-----.1---l-----J 0000
0,005
0.010
0.015
0.00
00
+----+----+----+-----!
0.020
. ---0-.0-00
Hi/gT2
-
0_00_5 __ 0_.0,_0--0-.0-15--002_1 Hi/gT2
_
(b) bentuk kantong
(a) susunan Gambar 4 Pengaruh Kedalaman
Relatif
dan lebar puncak terhadap
Kt
Susunan dan Bentuk Kantong Pasir Susunan kantong dibuat tiga variasi yaitu SKl, SK2 dan SK3. Perbedaan pada setiap susunan adalah penempatan kantong terhadap arah gelombang. Setiap jenis susunan dilakukan pengujian yang sama, baik tinggi gelombang maupun periodenya. Pada Gambar Sa ditunjukkan bahwa kedua jenis .susunan tidak terdapat perbedaan yang berarti terhadap transmisi gelombang. Bentuk kantong dibuat dua jenis yaitu kantong bentuk guling, Bl dan kantong bentuk bantal, 82. Tujuan variasi bentuk kantong adalah agar diperoleh karakter bentuk kantong dalam peredaman energi gelombang dan kemampuan stabilitasnya dalam menahan terjangan gelombang. Karakteristik peredaman energi gelombang, seperti disajikan pada Gambar Sb, menunjukkan bahwa secara umum tidak ada perbedaan berarti terhadap
transmisi
gelombang
pada ke.dua bentuk kantong tersebut.
------------------------------,66
[TI
KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM BADAN.PENELITIAN 'DAN PENGEMBANGAN PllSAT PENELITl.l\N DAN PENGEMBANGAN SUMBER DAYA AIR
SEMINAR PERKEMBANGAN
TEKNIK
NASIONAL
DAN WORKSHOP
PANTAI DI INDONESIA
MENGHADAPI
IKLI M
PERUBAHAN
B1-SK1..S2.0 d>'n=i.00
1:.
t:l
0. 75 ~----''-+-----+-----4 : ~:;
o Bw20 ·~ 8vt$()
0.75 +---~--r-----;----j
~~
o Bw~C:\!
c
oro
~----+-----+----+-----.!
0.<XX)
0.005
0.010
0.00
0.015
0.020
-+-----t-----t----+-----1
0.C(X)
0.005
0.010
0.015
rii.gT2
(a) susunan
(b) bentuk kantong
Gambar 4 Pengaruh Kedalaman Pengujian
Relatif
dan lebar puncak terhadap Kt
Data Uji Terhadap Model Sebelumnya
Sesuai dengan hipotesis, gaya gesekan antara gelombang dengan susunan kantong pasir relatif lebih kecil dibandingkan gaya gesek antara gelombang dengan struktur batuan. Kondisi ini mengakibatkan pengurangan energi gelornbang pada susunan kantong pasir lebih kecil, sehingga tinggi gelombang transmisi pada susunan kantong pasir lebih b esar dibandingkan struktur batuan. Hal ini terjadi terutama pada freeboard kecil. Oleh sebab itu hasil penerapan data pengujian terhadap permodelan transrnisi gelom bang diharapkan menghasilkan nilai koefisien yang cenderung under-estimate. Hasil prediksi permodelan van der Meer (1991) menunjukkan nilai transmisi under-estimate, seperti tampak pada Gambar 6·a. Hal tersebut sesuai dengan hipotesis di atas. Seabrooks dan Hall (1998} rnernbuat persamaan model transmisi gelombang pada pemecah gelombang tipe tenggelam (submerged} dengan menggunakan variabel yang mewakili proses gelombang pecah, gelombang overtopping, gesekan (frictional losses) dan internal flow losses. Sesuai kondisi pengujian susunan kantong pasir, maka mode! Seabrooks dan Hall (1998} dilakukan rnodifikasi dengan menghilangkan dua item terakhir yaitu gesekan (frictional losses) da n internol flow losses. Hasil uji data pengukuran terhadap model Seabrook dan Ha!! (1998}, seperti terlihat pada Gambar 6b. Hasil prakiraan transmisi gelombang tersebut cenderung mempu nyai harga Kthitung sama. Kecenderungan tersebut disebabkan dua item awal model Seabrooks dan Hall (1998} tidak memasukan faktor periode gelombang, sehingga perubahan va riasi periode gelombang tertentu tidak berpengaruh terhadap koefisien transmisi gel om bang hasil perhitungan (Kthitung)· Permodelan Armono, (2003), digunakan untuk menentukan transmisi gelombang pada reef breakwater. Hasil prediksi menunjukkan nilai transmisi gelornbang hasil perhitungan relatif lebih besar (upper-estimate). Hal ini disebabkan perilaku reef breakwater yang cenderung lebih porous dibandingkan susunan kantong pasir, sehingga pengurangan energi gelombang akibat interaksi gelombang dengan struktur menjadi lebih kecil. Kondisi ini menyebabkan transmist gelombang yang terbentuk juga lebih besar. Oleh
[TI
67
KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM BADAN PENHITIAN DAN PENGEMBANGAN 01 I<: /\T O~MCI
ITI A Pl.I
n-/\
1'1 OC'hll':Cl\1'10
I\
"'It::/\
Pl.I C::I 11\110CO f'\/\V/\
Al-0
SEMINAR PERKEMBANGAN sebab
itu, hasil
TEKNIK
penerapan
NASIONAL
PANTAI
DAN WORKSHOP
DI INDONESIA
permodelan
Armono
MENGHADAPI (2003),
seperti
PERUBAHAN
IKLIM
yang ditunjukkan
pada
upper-estimate
Garn bar 7 cenderung
B1
B1
1.00
1.00
0.75
0.75
.3 :.c 0 50 ~
~ 0.50 -17 ~
=
°' c:
c:
o 0.01<sop<0,03
0.25
0.25
t. 0.03<sop<0,04 o 0,04<sop<0,05
0
0.00
0.00
0.00
0.25
0.75
050
1.0
000
Kt-ukur
0.25
~----------·-
a). Model van der Meer (1991)
0.75
050 Kl ukur
..
----- --------·-
b) Model Seabrok dan Hall (1998)
Gambar 6. Penggunaan Model Persamaan yang ada untuk Memprakirakan Transmisi Gelombang Susunan Kantong Pasir
Koefisien
B1
1.00---0.75 O'>
c:
.~ -17
0.50
:;z ---~--
0.25
Bw/gT2<0, 10 t. 0,10
0,20 0.00 -!"----,-----,--_. -_· -_·---+::::::-.:::-_-_--l 0
0.00
0.25
0 50
0.75
1.0
Mukur
Gambar 7.
Penggunaan Model Tipe 3 Armono (2003) untuk Menentukan Transmisi Gelombang Susunan Kantong Pasir
Koefisien
Usulan Persamaan Model Transmisi Didasarkan pada hasil pengujian, model regresi koefisien transmisi dapat ditentukan sebagai fungsi dari beberapa variabel seperti kedalaman relatif, lebar puncak relatif, kecuraman gelombang, susunan dan bentuk kantong serta kemiringan model persamaan koefisien transmisl gelombang adalah:
en
KEMENTERIAN PEKE.RJAAN UMUM SADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN Pl l<;AT
PFNFI
ITIAN
nAN
PFNGFMRANGAN
~_I IMRFR
nAVA
AIR
struktur.
Bentuk
SEMINAR
PERKEMBANGAN
NASIONAL DAN WORKSHOP
TEKNIK PANTAI DI INDONESIA
MENGHADAPI
PERUBAHAN
IKLI M
Persamaan model tr ansrnisi gelombang:
~=
(4)
1
1+37 .319
(~)-J.s., ( Bw )0_335 (~)o.m (~)0.119 h.
gT 2
gT 2
(BLc
rro1
cot a
Dengan cara yang sama, diperoleh persamaan model transmisi gelombang reguler: (5)
Kt=~~~~~~~~~~~~o---~~~~~1+69.427 Bw (BLc}°" h gT2 gT2 cot a
(~)·4.911(
)o.401(~)0.2aa(~)o.110
751
Kedua persamaan tersebut masing-masing dibentuk mempunyai R2 yang sama sebesar 0,834.
oleh
560 dan 847 data, serta
Pada kedua persamaan terse but di atas mempunyai kesamaan yaitu variabel kedala man relatif, d/h mempunyai nilai koefisien terbesar masing-masing -4,917 dan -3r632. Meskipun tidak sebesar d/h, variabel lebar puncak relatif, Bw/gT2, dan kecura man gelombang, Hi/gT2, mernberil
r:n
Paramet er
Gel lrreguler min. max.
Gel Reguler min.
max.
d/h Bw/gT2 Hi/gT2
1,000 0,004 0,003
1,000 0,003 0,001
1,333 0,099 0,014
1,333 0,113 0,015
69
KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN . PUSAT PEN·ELITIAN DAN PFNGFMRANGAN
<;i
IMRFR l)AYA AIR
SEMINAR PERKEMBANGAN Tabel
2 Rentang
TEKNIK
Kondisi
NASIONAL
PANTAI
Struktur
DAN WORKSHOP
DI INDONESIA
Persamaan
MENGHADAPI
Model Transmisi
Parameter
Syarat kondisi
Bentuk Kantong:
guling
Koefisien
(Bl}:
Tabel 3 Rentang Parameter
cot
a
1,5 - 2,0
Kantong dan Kemiringan
Parameter
Gelombang
0,880
1,5 - 2,0
Susunan
IKLIM
bantal {B2}:
Blockiness, BLc 0,975
Kemiringan,
PERUBAHAN
5truktur
(Ar/cot a)
Susunan Kantong
SK1 51.5
52.0
51.5
52.0
51.5
Kantong Bl
1,646
1,235
0,802
0,602
1,079
Kantong B2
1,073
0,805
0,880
0,660
0,967
SK2
SK3 S2.0 0,80 9 0,72
5
KESIMPULAN Kantong pasir mempunyai permukaan yang halus dibandingkan bahan batuan. Hal ini mengakibatkan gaya gesek antara gelombang dengan permukaan kantong pasir relatif kecil. Sesuai kondisi tersebut, hasil pengujian transmisi gelombang menunjukkan terdapat perbedaan perilaku transmisi gelombang susunan kantong pasir dengan pemecah gelombang tipe rubble-mound. Hal ini ditunjukkan pada hasil penggunaan model transmisi gelombang pemecah gelombang tipe rubble-mound (Van der Meer, 1991; Seabrooks dan Hall, 1998), maupun pemecah gelombang tipe reef (Armono, 2003). Jadi secara umum pengurangan energi gelombang pada pemecah gelombang susunan kantong pasir lebih tinggi dibandingkan pemecah gelombang tipe reef (reef breakwater), namun lebih rendah apabila dibandingkan pemecah gelombang tipe rubble-mound. Sesuai hasil penggunaan model transmisi yang ada menunjukkan hasil prediksi yang kurang akurat, maka perlu dikembangkan perumusan model transmisi gelombang susunan kantong pasir. Didasarkan pada variabel-variabel yang berperan dalam proses transmisi gelombang, maka disusun suatu persamaan model transmisi gelombang seperti pada Persamaan (4) dan (5). Pada penelitian ini telah ditunjukkan bahwa faktor permukaan kantong pasir berpengaruh terhadap kar akt er transmisi gelombang susunan kantong pasir. Untuk peningkatan kinerja susunan kantong pasir perlu dikembangkan metode yang dapat meningkatkan kekasaran permukaan kantong, sehingga gaya gesek meningkat.
m
KEMENJERIAN PEKERJAAN
70 UMUM
BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN Pl l~AT PENFI ITIAN DAN PENGFMBANGAN SUMBER DAYA AIR
SEMINAR PERKEMBANGAN
DAFTAR
TEKNIK
NASIONAL
DAN WORKSHOP
PANTAI DI INDONESIA
MENGHADAPI
PERUBAHAN
IKLI M
PUSTAKA
Alvarez,
I.E.,
submerged
Ramiro
R.,
breakwaters
Herbert
R. {2007),
in Yucatan
"Beach
Mexico",
restoration
Geotextile
with geotextile
and Geomembrane,
tubes 25,
as
p. 233-
241 Armono, H.D. (2003),"Hemosherical University, Ontario Canada. Black,
K.P.
(2001),"Artificial
Shape
surfing
application". Challenges for 21st Environmental. Journal of Coastal
Artificial
Reefs"
Ph.D
and
amenity
reefs for control Century Research
Disertasi,
Queen
: theory
and
in Coastal Sciences, Engineering and Special Issues, 34,1-14 {ICS 2000 New
Zealand). Black, K.P. dan Mead, S.T., (1999),"A Multipurpose Artificial Reef at Mount Maunganui". Coastal Management Jurnal Vol. 27 (4) October -. December, p355-365 Bleck, M. dan Oumeraci,
H. (2002), "Hydraulic
Performance
of Artificial
Reefs : Global
and Local Description", Proceeding of the 28th International Conference Engineering 2002, eds. Smith J.M., Card if Wales, 2002, pp 1778-1790.
Coastal
Borrero J.C. (2001), "Pratte's Ree 1st Quarter Dockweiler Beach in El Segundo California.
Report,
Monitoringf
Report"
Monitoring
Corbett, B.B., Tomlinson, R.B., dan Jackson, L.A., (2005), "Reef Breakwater for Coastal Protection Safety Aspects and Tolerances", Proceedings of the 17th Australiasan Coastal & Ocean Engineering Conference 21-23rd Sepetember 2005, Adelaide, Australia. DHI,
(1970),"Mode/ Institute.
testing of sand-filled tubes
as breakwaters",
Danish Hydraulic
Heerten G. dan Jackson, L.A. (2000), "New Development With Mega Sand Containers Of Non Woven Needle-Punched Geotextiles For The Construction Of Coastal Structure", International Conference on Coastal Engineering 2000-Sydney Australia. Hiliau W., dan Phillips D. (2003), "Artificial surfing Reef Construction", Proceedings of the 3rd International Surfing Reef Symposium, Raglan, New Zealand, p378- 397. Homsey W.P., Jackson L.A., Restall, S.J., dan Corbett, B.B. (2003), "Large Sand Filled Geotextile Containers As A Construction Over Poor Quality Marine Clay", Australasian Coastal & Ocean Engineering Conference 2003-Auckland New Zealand Newberry S.D., Latham J.P., Stewart T.P., dan Simm J.D. (2002),"The Effect Of Rock Shape and Construction Methods On Rock Armour Layers", Proceeding of the 28th International Conference Coastal Engineering 2002, eds. Smith Jane M., Cardif Wales, pp 1436-1448. Pilarczyk, K.W. (2000),"Geosynthetics Engineering", A.A. Balkema Rotterdam.
and
Geosystems
in
Hydraulic
and
Coastal
Recio, Juan Antonio. (2007), "Hydraulic Stability Of Geotextile Sand Containers For Coastal Structures-Effect Of Deformation And Stability Formulae". Dr.Ing. Disertasi,
71
SEMINAR NASIONAL DAN WORKSHOP PERKEMBANGAN TEKNIK PANTAI DI INDONESIA MENGHADAPI Bauingenieurwesen und Umweltwissenscaften Wilhelmina zu Braunschweig. Recio, J.A., dan Oumeraci,
H. (2008a},
Restall, S.J., Jackson, L.A., Heerten the growth and development Geotextile and Geomembrane
der Technischen
"Hydraulic
Geotextile Sand Containers: Laboratory Geomembranes 26, pp 473-487.
PERUBAHAN Universitat
Permeability
Test And Conceptual
G., dan Homsey, W.P.
Of Structure Model"
(2002),
of geotextile sand containers: 20, pp321342, Elsiever
an Australian
by
Innovative
Turner l.L., Leyden V.M., Cox, R.J., at el. (1999), "Three-Dimensional Investigation of the Gold Coast Artificial Reef", Australiasan Engineering Conference 1999 - Perth Australia. Van der Meer, J.W. (1991},"Stability and transmission Hydraulic Publication No. 453, May 1991.. Yuwono, Nur (1992}, Hidrolika dan Hidrologi,
an,
perspective'
Rubble-moun1
Geotextile
Concepts",
Tub
Prentic
Scale Physical Mods Coastal & Ocea
low-crested
"Dasar Dasar Perencanaan Bangunan PAU IT UGM, Yogyakarta. p. V-6.
c
Made
"Case studies showin
Erosion Prevention 25, p 264-277.
Silvester R. dan Hsu J.R.C. (1992), "Coastal Stabilization, Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.
Carola
Geotextile
Seabrook, R.S., dan Hall, K.R. (1998),"Wave Transmision at submerged Breakwaters", Proceedings of Coastal Engineeering, p 2000-2013. Shin, E.C., dan Oh, Y.I. (2007),"Coastal Technology", Geotextile and Geomembranes,
IKLIM
structures",
Pantai",
Dell
Laboratoriur
Zhu Lijun., Wang J., Cheng N.S., et al. (2004),"Settling Distance and Incipient Motion c Sandbags in Open Channel Flows", Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocea Engineering, Vol 130 No. 2, hal. 98-103.
Foto Dokumentasi Alat yang digunakan:
Kolam Gelombang
Pengendali penggerak gelombang (wave maker) dan pengumpul data (data acquisition system
ITT
KEMENTERIAN
7
PEKERJAAN UMUM
BADAN PENHITIAN DAN P-ENGEMBANGAN Pl l~AT PFNFI
ITIAN
nAN
PFN/:;FMRAN/:;AN
R
f>AVA
AIR
SEMINAR
NASIONAL
DAN WORKSHOP
PERKEMBANGAN TEKNIK PANTAI DI INDONESIA MENGHADAPI
PERUBAHAN IKLI M
Pengukur tinggi gelombang (wave height meter)
Susunan Kantong: ~ ~
~
li
Tampak samping, bentuk 81-susunan SK2
.Tampak samping, bentuk 82-susunan SK1
Pengujian: A. Lebar Puncak 20cm, Freeboard lOcm
Gelombang dengan Hi/gT2 rendah dapat melewati struktur tan pa
B. Lebar Puncak Bw lOOcm, Freeboard lOcm
Meskipun Hi/gT2 rendah, gelombang mengalami gangguan
pada saat melewati
struktur, terlihat gelombang dengan puncak
ITT J
KEMENTERIAN
73
PEKERJAAN UMUM
BADAN P.ENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PU SAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN
SUMBER DAYA AIR
·\
SEMINAR NASIONAL DAN WORKSHOP PERKEMBANGAN
TEKNIK PANTAI DI INDONESIA
MENGHADAPI PERUBAHAN IKLIM
PENGGUl'JAAN NON-\J\JOVEN GEOTEXTllE UNTUK BANGUNAN PANTA!
i
Oleh: Budi S. Prasetyo -Anang Widarso-Andreas Hudisasmoko PT. KPAM-PT. WKK PT. Karya Prima Anugerah Mandiri. Pluit Grand Mal E-81 JI. Raya Pluit Selatan Jakarta Utara 14440 Telp. No: 021-6621957 / 6622647, Mobile: 0816-975563 [email protected] "Penggunaan
Non-woven Geotextile Untuk Bangunan Pantai"
Di negara kita, untuk mengatasi permasalahan perlindungan pantai, dibuat bangunan pantai yang pada umumnya menggunakan pasangan batu (armor rock), dan dikombinasi dengan tetrapod / e-jack. Dalam penggunaan material batu ini, ada beberapa hal penting yang perlu mendapat perhatian vaitu: tentang masalah ketersediaan quary dari batu (ukuran besar) yang dapat menahan gelombang lautan, hal lain adalah, bahwa keterbatasan 'quary' batu rnengakibatkan tingginya harga (konstruksi), dan yang terakhir, perlu dipikirkan juga kernungkinan untuk quality control di lapangan. Alternative material / system yang dapat digunakan untuk menggantikan system armor rock ini adalah dengan menggunakan material "Non-woven Geotextile" (NWG) yang bentuk seperti kantong dan diisi dengan pasir (pantai), yang membentuk suatu sistem yang flexible, solid, mudah serta cepat diaplikasikan dan lebih ekonornis. Namum demikian untuk bisa memperoleh hasil akhir sesuai dengan umur bangunan yang diinginkan, diperlukan testing material yang benar, serta penelitian laboratorium, baik tentang material dasar NWG dan juga penggunaan material NWG sebagai suatu system untuk bangunan hidraulik pantai
"The Use of Non woven Geotextile for Coastal Structures" In Indonesia, to overcome the problematic of coastal protection, mostly people using armor rock combined with tetra-pod or e-jack as the main material subject to coastal /hydraulic structures. By some issues we have to put into certain size to resistance against stone quarry, and also the quality
using this material, we should be aware that there are consideration, such as: the quarry of armor rock (with wave attack), and cost of construction due to limited control on site.
The alternative material or system which already become popular recently is using Non woven Geotextile (NWG) material, form up as a container and filled up with sand, performing a flexible solid, easy to install, fast installation, and more economical in most cases. Nevertheless, to achieve a g.ood result (expecting lifetime), it is absolutely necessary to do: testing material (properties), research subject to NWG itself and the material applied as a system for coastal structures.
en
74 KEMENTERIAN PEKERJAAN UMUM BADAN PENfLITIAN DAN PENGEMBANGAN PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN
SUM BER DAYA AIR
