x Universitas Kristen Maranatha
STUDI KESTABILAN BANGUNAN PEMECAH
GELOMBANG SISI MIRING DENGAN
PENEMPATAN GEOTUBE PADA LAPISAN INTI
Mahendra Ginting NRP: 1121020
Pembimbing: Olga Catherina Pattipawaej, Ph.D.
ABSTRAK
Indonesia merupakan negara kepulauan memiliki garis pantai terpanjang di dunia. Namun beberapa pantai di Indonesia mengalami erosi dan gelombang laut masih mempengaruhi kolam pelabuhan. Prasarana untuk mengatasi erosi dan gelombang ini sangat diperlukan untuk meredam gelombang.
Langkah penting yang dapat dilakukan dalam mengamankan garis pantai dan mengamankan pelabuhan adalah membangun bangunan pemecah gelombang. Tugas Akhir ini dilakukan untuk menganalisa kemiringan yang tepat dan sesuai untuk bangunan pemecah gelombang sisi miring yang menghadap ke laut dalam pengujian dua dimensi di laboratorium. Pemecah gelombang yang dibahas ialah pemecah gelombang sisi miring menggunakan lapisan lindung utama tetrapod dan lapisan inti geotube dengan variasi tinggi muka air dan kemiringan bangunan yang menghadap datangnya arah gelombang.
Pengujian bangunan pemecah gelombang sisi miring ini dilakukan dengan memodelkan bangunan pemecah gelombang dua dimensi. Model bangunan pemecah gelombang sisi miring dengan menggunakan batu lindung buatan tetrapod dan geotube pada lapisan inti menggunakan tiga variasi kemiringan di muka bangunan yang menghadap datangnya gelombang yaitu 1:1,5; 1:2 dan 1:2,5. Hasil pengujian bangunan pemecah gelombang dengan kemiringan 1:2,5 di muka bangunan yang menghadap ke laut dengan penempatan geotube pada lapisan inti dan tetrapod sebagai lapis lindung menunjukkan bangunan yang paling stabil.
xi Universitas Kristen Maranatha
STABILITY STUDY OF RUBBLE-MOUND
BREAKWATER USING GEOTUBE AT CORE LAYER
Mahendra Ginting NRP: 1121020
Supervisor: Olga Catherina Pattipawaej, Ph.D.
ABSTRACT
Indonesia is an archipelago country which has the longest coastline in the world. Several coastlines in Indonesia unfortunately suffered from erosion and sea waves are still affecting the harbour. Infrastructure to handle the erosion and wave is very necessary to absorb the wave energy.
An important step that can be done in securing the coastlines and the port is by constructing a breakwater. This final project is done to analyze the suitable and accurate slope of rubble-mound breakwater that facing the seaward at two-dimensional laboratory test. The breakwater used in this study is the rubble-mound breakwater using tetrapod at armor layer and geotube at the core layer with variation of water level and variation of slope of structure that facing the seaward.
This examination of rubble mound breakwater is carried out by modelling a two-dimensions rubble mound breakwater. Model of rubble-mound breakwater using tetrapod at armor layer and geotube at core layer use Based on the results in laboratory tests for models hypotenuse breakwater apply on three different slope of rubble-mound breakwater that facing the seaward, i.e., 1:1,5; 1:2 ; 1:2,5. The result is a rubble-mound breakwater with a slope of 1:2,5 facing the seward with geotube at core layer and tetrapod at armor layer is the most stable.
xii Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN TUGAS AKHIR ... iii
PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... iv
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... v
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Penelitian ... 2
1.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 2
1.4 Sistematika Penulisan ... 7
BAB II TINJAUAN LITERATUR ... 8
2.1 Bangunan Pantai ... 8
2.2 Bangunan Pemecah Gelombang ... 8
2.2.1 Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring ... 14
2.2.2 Stabilitas Lapis Pelindung ... 17
2.2.3 Stabilitas Bangunan Pemecah Gelombang ... 18
2.3 Gelombang ... 19
2.3.1 Gelombang Reguler ... 21
2.3.2 Gelombang Irreguler ... 22
2.3.3 Faktor-Faktor Pembentuk Gelombang ... 23
2.3.4 Fluktuasi Muka Air ... 24
2.3.5 Cepat Rambat Gelombang ... 24
2.3.6 Panjang Gelombang ... 25
2.3.7 Gelombang Pecah ... 26
2.3.8 Koefisien Transmisi ... 26
2.3.9 Run-up dan Run-down Gelombang ... 27
2.4 Uji Laboratorium Bangunan Pemecah Gelombang ... 27
BAB II PENGOLAHAN DATA ... 29
3.1 Metode Penelitian ... 29
3.2 Laboratorium Balai Pantai ... 31
3.3 Persiapan Uji Laboratorium ... 35
3.4 Langkah-Langkah Pengujian Laboratorium ... 36
3.5 Perencanaan Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring... 36
xiii Universitas Kristen Maranatha
BAB IV ANALISIS HASIL UJI MODEL BANGUNAN PEMECAH
GELOMBANG SISI MIRING ... 43
4.1Hasil Pengujian Laboratorium ... 43
4.1.1 Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring dengan Kemiringan Bangunan 1:1,5 dan Penempatan Geotube di Lapisan Inti ... 43
4.1.2 Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring dengan Kemiringan Bangunan 1:2 dan Penempatan Geotube di Lapisan Inti ... 45
4.1.3 Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring dengan Kemiringan Bangunan 1:2,5 dan Penempatan Geotube di Lapisan Inti ... 47
4.2Hasil Analisis ... 57
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 58
5.1Simpulan ... 58
5.2Saran ... 58
DAFTAR PUSTAKA ... 60
xiv Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Tampak Melintang Rencana Pemodelan Bangunan
Pemecah Gelombang Sisi Miring 1:1,5 ... 4
Gambar 1.2 Tampak Melintang Rencana Pemodelan Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring 1:2 ... 5
Gambar 1.3 Tampak Melintang Rencana Pemodelan Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring 1:2,5 ... 6
Gambar 2.1 Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring ... 10
Gambar 2.2 Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Tegak ... 11
Gambar 2.3 Bangunan Pemecah Gelombang Campuran ... 11
Gambar 2.4 Batu Lapis Pelindung Buatan ... 12
Gambar 2.5a Kerusakan dan Perbaikan Pemecah Gelombang Sisi Miring ... 14
Gambar 2.5b Kerusakan dan Perbaikan Pemecah Gelombang Sisi Miring ... 14
Gambar 2.6 Tampang Pemecah Gelombang Tumpukan Batu ... 15
Gambar 2.7 Batu Lapis Pelindung Buatan di Lapangan ... 16
Gambar 2.8 Bentuk Geotube ... 16
Gambar 2.9 Pemecah Gelombang Sisi Miring dengan Hantaman Gelombang pada Satu Sisi ... 18
Gambar 2.10 Definisi dari Gelombang Reguler ... 22
Gambar 2.11 Bentuk Gelombang Airy dan Stokes ... 23
Gambar 2.12 Sketsa Gelombang ... 25
Gambar 2.13 Contoh Terbentuknya Gelombang Pecah ... 26
Gambar 3.1 Diagram Bagan Alir (Flow Chart) Penelitian ... 30
Gambar 3.2 Bagan Penyajian Tugas Akhir ... 31
Gambar 3.3 Saluran Gelombang (Wave Flume) Laboratorium Balai Pantai ... 33
Gambar 3.4 Tampak Samping Mesin Pembangkit Gelombang pada Saluran Gelombang ... 34
Gambar 3.5 Tampak Samping Sketsa Penempatan untuk Mengukur Tinggi Muka Air Gelombang di Tiga Lokasi ... 36
Gambar 3.6 Tampak Melintang Rencana Pemodelan Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring ... 37
Gambar 3.7 Benda Uji Batu Pelindung Buatan ... 38
Gambar 3.8 Tampak Melintang Pemodelan Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring Menggunakan Tetrapod dengan Kemiringan 1:1,5 ... 40
Gambar 3.9 Tampak Melintang Pemodelan Bangunan Gelombang Sisi Miring dengan Kemiringan 1:1,5 dari Sisi yang Berbeda ... 40
Gambar 4.1 Tampak Samping Skesta Penempatan untuk Mengukur Tinggi Muka Air Gelombang di Tiga Lokasi ... 43
xv Universitas Kristen Maranatha Gambar 4.3 Kondisi model bangunan pada kemiringan 1:1,5
saat di running ... 45
Gambar 4.4 Perbandingan Tinggi Gelombang Kemiringan 1:2
dengan Tiga Lokasi ... 46 Gambar 4.5 Kondisi Model Bangunan pada Kemiringan 1:2 Saat
di Running... ... 47 Gambar 4.6 Perbandingan Tinggi Gelombang Kemiringan 1:2,5
dengan Tiga Lokasi ... 48
Gambar 4.7 Kondisi Model Bangunan pada Kemiringan 1:2,5 Saat
di Running ... 49
Gambar 4.8 Tinggi Rayapan Run-up – Run-down Terhadap Variasi
Kemiringan untuk Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring Menggunakan Tetrapod dengan Penempatan
Geotube di Lapisan Inti dengan Tinggi Muka Air 54cm ... 50
Gambar 4.9 Hasil Run-up - Run-down Terhadap Variasi Kemiringan
Untuk Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring Menggunakan Tetrapod dengan Penempatan Geotube
di Lapisan intidengan Tinggi Muka Air 54cm. ... 51 Gambar 4.10 Perbandingan Tinggi Muka Air pada Saat Sumberged
Terhadap variasi kemiringan dengan Dua Lokasi untuk Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring menggunakan Tetrapod dengan penempatan
geotube di lapisan inti. ... 52 Gambar 4.11 Perbandingan Niai Kt dengan Kemiringan Lereng ... 53 Gambar 4.12 Hasil Dokumentasi Perubahan Posisi Tetrapod Tampak
Atas (atas) dan Tampak Samping (bawah) Pengujian Untuk Kemiringan 1:1,5 dengan Penempatan Geotube
Pada Lapisan Inti ... 54 Gambar 4.13 Hasil Dokumentasi Perubahan Posisi Tetrapod Tampak
Atas (atas) dan Tampak Samping (bawah) Pengujian Untuk Kemiringan 1:2 dengan Penempatan Geotube
Pada Lapisan Inti ... 55 Gambar 4.14 Hasil Dokumentasi Perubahan Posisi Tetrapod Tampak
Atas (atas) dan Tampak Samping (bawah) Pengujian Untuk Kemiringan 1:2,5 dengan Penempatan Geotube
xvi Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Keuntungan dan Kerugian Ketiga Tipe Pemecah Gelombang ... 13
Tabel 2.2 Koefisien Stabilitas KD untuk Batu Pecah ... 17
Tabel 2.3 Klasifikasi Gelombang Berdasarkan Periode ... 21
Tabel 3.1 Rencana Eksperimental ... 35
Tabel 3.2 Tinggi Gelombang Rencana ... 38
Tabel 3.3 Skenario Pengujian Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring Menggunakan Tetrapod ... 39
Tabel 3.4 Skenario Pengujian Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring Menggunakan Tetrapod dan Penempatan Geotube pada Lapisan Inti. ... 39
Tabel 4.1 Data Statistik Tinggi Gelombang dengan Variasi Muka Air untuk Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring Menggunakan Tetrapod dan Penempatan Geotube di Lapisan Inti dengan Kemiringan Bangunan 1:1,5. ... 44
Tabel 4.2 Data Statistik Tinggi Gelombang dengan Variasi Muka Air untuk Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring dengan Kemiringan Bangunan 1:2 dan Penempatan Geotube pada Lapisan Inti. ... 46
Tabel 4.3 Data Statistik Tinggi Gelombang dengan Variasi Muka Air untuk Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring dengan Kemiringan Bangunan 1:2,5 dan Penempatan Geotube pada Lapisan Inti. ... 48
Tabel 4.4 Tinggi Gelombang, Runup, Rundown untuk Bangunan Pemecah Gelombang Sisi Miring Menggunakan Tetrapod dan Penempatan Geotube pada Lapisan Inti ... 50
xvii Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR NOTASI
a Amplitudo gelombang
C Kecepatan rambat gelombang (L / T)
db Kedalaman gelombang pecah
d Jarak antara muka air rerata dasar laut
g Percepatan gravitasi
H Tinggi gelombang rencana
Hb Tinggi gelombang pecah
Hi Tinggi gelombang datang
Ht Tinggi gelombang transmisi
Ir Bilangan irribaren
KD Koefisien stabilitas batu pelindung
Kt Koefisien Transmisi
k Angka gelombang (2л / L)
L Panjang gelombang
Lo Panjang gelombang
m Kemiringan lereng
n Jumlah susunan butir batu dalam lapis pelindung
Sr Perbandingan antara berat jenis batu dan berat jenis air laut
T Periode gelombang
W Berat butir batu pelindung
Frekuensi gelombang (2л / T)
Fluktuasi gelombang/muka air.
r Berat jenis batu
a Berat jenis air laut
Sudut kemiringan sisi pemecah gelombang
xviii Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran II Langkah-Langkah Pengujian Laboratorium... 61 Lampiran II Hasil Dokumentasi Pengujian Bangunan Pemecah
1 Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan memiliki garis pantai terpanjang
di dunia. Namun beberapa garis pantai di Indonesia mengalami erosi dan beberapa
kolam pelabuhan masih dipengaruhi gelombang laut. Prasarana untuk mengatasi
hal ini adalah prasarana yang mampu meredam gelombang dan/atau memecahkan
ombak.
Langkah penting yang dapat dilakukan dalam mengamankan garis pantai
dan mengamankan pelabuhan adalah membangun bangunan pemecah gelombang
dan/atau penanaman vegetasi di pesisir pantai. Dalam Tugas Akhir ini lebih
difokuskan pada bangunan pemecah gelombang yang berfungsi untuk meredam
energi gelombang. Bangunan pemecah gelombang dilihat dari bentuk strukturnya
terdiri dari tipe bangunan pemecah gelombang sisi tegak, sisi miring, dan
gabungan antara sisi miring dan sisi tegak.
Pemecah gelombang yang dibahas dalam Tugas Akhir ini ialah pemodelan
pemecah gelombang sisi miring menggunakan lapisan geotube pada lapisan inti
yang digunakan melindungi pasir agar tidak mudah tergerus atau terikut dengan
aliran air. Geotube ialah material geotextile yang berbentuk seperti bantal guling
yang memiliki kuat tarik yang tinggi dan sudah dipabrikasi sehingga lapisan inti
dari bangunan pemecah gelombang langsung dimasukkan kedalam geotube.
Kegunaan geotube pada lapisan inti bangunan pemecah gelombang sisi miring ini
adalah untuk mengatasi penggerusan pasir di lapisan inti. Selain itu, tetrapod yang
merupakan lapis lindung buatan digunakan sebagai lapisan utama di sisi bangunan
pemecah gelombang yang menghadap ke laut.
Pengujian model pemecah gelombang sisi miring ini dilakukan di
Laboratorium Balai Pantai, Kementrian Pekerjaan Umum, Buleleng, Bali. Uji
laboratorium bangunan pemecah gelombang sisi miring ini dilakukan untuk uji
2 Universitas Kristen Maranatha gelombang sisi miring di laboratorium dilakukan untuk mengurangi biaya dan
waktu serta resiko kegagalan sebelum dibangun langsung di lapangan.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis kemiringan yang tepat dan
sesuai untuk bangunan pemecah gelombang sisi miring yang menghadap ke laut
dengan menggunakan bantung lapis lindung buatan tetrapod dan geotube pada
lapisan inti.
1.3 Ruang Lingkup Penelitian
Adapun ruang lingkup dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Pengujian bangunan pemecah gelombang sisi miring berlokasi di
laboratorium Balai Pantai, Kementerian Pekerjaan Umum, Jalan
Gilimanuk-Singaraja KM 122 Gerokgak, Buleleng, Bali
2. Uji laboratorium bangunan pemecah gelombang sisi miring yang dilakukan
ini adalah uji laboratorium 2 (dua) dimensi dengan simulasi gelombang
reguler
3. Bangunan pemecah gelombang sisi miring menggunakan lapisan inti geotube
dan batu pelindung buatan tetrapod.
4. Tiga variasi kemiringan bangunan pemecah gelombang sisi miring yang
menghadap ke laut atau ke arah datangnya gelombang adalah 1:1,5 (Gambar
1.1); 1:2 (Gambar 1.2); dan 1:2,5 (Gambar 1.3)
5. Tinggi muka air menggunakan empat kondisi yaitu kondisi saat surut (38
cm), tinggi muka air laut rata-rata (54 cm), tinggi muka air laut sama dengan
tinggi bangunan (63 cm) serta tinggi muka air laut saat bangunan tenggelam
(70 cm)
6. Bahan yang digunakan untuk melapisi bangunan pemecah gelombang sisi
miring yang dibahas ini adalah pasir halus atau core ukuran 0,8mm, batu
pecah kecil atau gravel ukuran10 mm, batu pecah besar ukuran 25 mm, dan
tetrapod
7. Uji laboratorium bangunan pemecah gelombang sisi miring ini menggunakan
3 Universitas Kristen Maranatha
8. Pada pengujian pemecah gelombang ini kemiringan yang divariasikan adalah
kemiringan yang menghadap ke arah laut atau ke arah datangnya gelombang
9. Perumusan yang digunakan sesuai dengan literatur sehingga tidak ada
4 Universitas Kristen Maranatha
5 Universitas Kristen Maranatha
6 Universitas Kristen Maranatha
Gambar 1.3 Tampak Melintang Rencana Pemodelan Bangunan Pemecah
7 Universitas Kristen Maranatha
1.4 Sistematika penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, dengan beberapa
subbab di dalamnya. Secara garis besar, sistematika isi dari tiap bab adalah
sebagai berikut:
Bab I Pendahuluan
Bab ini membahas latar belakang permasalahan, tujuan
penelitian, ruang lingkup penelitian, sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Literatur
Bab ini menguraikan tentang dasar teori penelitian,
rumusan-rumusan yang berhubungan dengan penelitian
Tugas Akhir ini.
Bab III Pengolahan Data
Bab ini menguraikan tentang metode pengolahan data.
Bab IV Analisis Hasil Uji Model Bangunan Pemecah Gelombang
Sisi Miring
Bab ini menguraikan tentang hasil analisis dari data yang
didapatkan dalam pengujian laboratorium.
Bab V Simpulan dan Saran
Bab ini berisi simpulan hasil analisis yang dilaksanakan,
58 Universitas Kristen Maranatha
pelindung utama tetrapod dan penempatan geotube di lapisan inti adalah
sebagai berikut:
1. Tinggi gelombang terukur di muka model bangunan pemecah
gelombang sisi miring menunjukkan angka paling besar di tinggi muka
air yang sama dengan tinggi bangunan
2. Hasil pengukuran tinggi gelombang di muka bangunan pemecah
gelombang sisi miring dengan kemiringan menghadap laut 1:2,5
menunjukkan hasil yang hampir sama untuk variasi tinggi muka air
sehingga pada kemiringan ini bangunan dinyatakan paling stabil
3. Selisih tinggi rayapan dari run-up dan run-down paling kecil diperoleh
untuk kemiringan bangunan yang menghadap arah datangnya
gelombang 1:2,5, maka dapat disimpulkan energi gelombang yang
datang lebih banyak diserap oleh bangunan tersebut
4. Untuk kondisi model bangunan pemecah gelombang sisi miring
terendam (submerged), nilai koefisien transmisi yang paling kecil
dihasilkan oleh bangunan pemecah gelombang sisi miring yang
menghadap laut dengan kemiringan 1:2,5, sehingga hasil ini
menunjukkan bangunan tersebut paling stabil.
5. Model bangunan pemecah gelombang sisi miring dengan kemiringan
1:2,5 di muka bangunan menghadap laut serta menempatkan geotube
di lapisan inti dan tetrapod sebagai lapis pelindung utama
menunjukkan bangunan yang paling stabil.
5.2 Saran
1. Uji laboratorium dua dimensi bangunan pemecah gelombang sisi miring
59 Universitas Kristen Maranatha pada lapisan inti dengan kemiringan menghadap datangnya arah
gelombang sebesar 1:2,5
2. Uji laboratorium tiga dimensi bangunan pemecah gelombang sisi miring
dengan lapis lindung buatan tetrapod dan penempatan geotube pada
lapisan inti dengan kemiringan menghadap datangnya arah gelombang
sebesar 1:2,5 serta variasi tinggi muka air untuk mendapatkan hasil yang
sesuai dengan kondisi di lapangan
3. Uji laboratorium tiga dimensi bangunan pemecah gelombang sisi miring
dengan lapis lindung buatan tetrapod dan penempatan geotube pada
lapisan inti dengan kemiringan menghadap datangnya arah gelombang
sebesar 1:2,5 serta simulasi gelombang irreguler untuk mendapatkan
60 Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1. CERC, 1984, Shore Protection Manual Volume I, US Army Coastal
Engineering Research Center, Washington.
2. CERC, 1984, Shore Protection Manual Volume II, US Army Coastal
Engineering Research Center, Washington.
3. Triatmodjo, B., 2010, Perencanaan pelabuhan, Beta Offset, Yogyakarta.
4. Triatmodjo, B., 2011, Perencanaan Bangunan Pantai, Beta Offset,
Yogyakarta.
