Fluktuasi Muka Air Laut

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.9. Fluktuasi Muka Air Laut

2.9.1 Elevasi Muka Air Laut Rencana

Elevasi muka air laut rencana merupakan parameter sangat

penting di dalam perencanaan bangunan pantai. Elevasi tersebut

merupakan penjumlahan dari beberapa parameter yaitu pasang

surut, tsunami, wave set-up, wind set-up, dan kenaikan muka air

karena perubahan suhu global. Gambar 2.10 menunjukkan contoh

penentuan elevasi muka air rencana.

Gambar 2.10 Elevasi Muka Air Laut Rencana

(Sumber: Bambang Triatmodjo, 2011)

2.9.2 Pasang Surut

Pasang surut adalah fluktuasi muka air laut karena adanya

gaya tarik-menarik benda-benda di langit, terutama matahari dan

bulan terhadap massa air laut di bumi. Elevasi muka air tertinggi

(pasang) dan terendah (surut) sangat penting untuk merencanakan

bangunan pantai dan pelabuhan. Kurva pasang surut

Tinggi pasang surut adalah jarak vertikal antara air tertinggi

(puncak air pasang) dan air terendah (lembah air surut)yang

berurutan. Periode pasang surut bisa 12 jam 25 menit atau 24 jam

50 menit, yang bergantung pada tipe pasang surut.

2.9.2.1 Beberapa tipe pasang surut

Bentuk pasang surut di berbagai daerah tidak sama. Secara

umum pasang surut di berbagai daerah dapat dibedakan dalam

empat tipe, yaitu:

1. Pasang surut harian ganda (semi diunal tide)

Dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air

surut dengan tinggi yang hampir sama dan pasang surut terjadi

secara berurutan dan teratur. Periode pasang surut rata-rata

adalah 12 jam 24 menit.

Dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air

surut. Periode pasang surut adalah 24 jam 50 menit.

3. Pasang surut condong ke harian ganda (mixed tide prevailing

semidiurnal)

Dalam satu hari terjadi dua kali pasang dan dua kali surut,

tetapi tinggi dan periodenya berbeda.

4. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed tide

prevailing diurnal)

Dalam satu hari terjadi satu kali pasang dan satu kali surut,

tetapi tinggi dan periodenya berbeda.

2.9.2.2 Bebrerapa definisi elevasi muka air

Mengingat elevasi di laut selalu berubah satiap saat, maka

diperlukan suatu elevasi yang ditetapkan berdasar data pasang

surut. Beberapa elevasi tersebut adalah sebagai berikut:

a. Muka air tinggi (high water level atau high water spring,

HWS), muka air tertinggi yang dicapai pada saat air pasang

dalam satu siklus pasang surut.

b. Muka air rendah (low water level atau low water spring,

LWS), kedudukan air terendah yang dicapai pada saat air surut

dalam satu siklus pasang surut.

c. Muka air laut rerata (mean sea level, MSL), adalah muka air

rerata antara muka air tinggi rerata dan muka air rendah rerata.

Elevasi ini digunakan sebagai referansi untuk elevasi di

daratan.

2.9.3 Kenaikan Muka Air Karena Gelombang (Wave Set-Up)

Gelombang yang datang dari laut menuju pantai

menyebabkan fluktuasi muka air di daerah pantai terhadap muka

air diam. Pada waktu gelombang pecah akan terjadi penurunan

elevasi muka air rerata terhadap elevasi muka air diam di sekitar

lokasi gelombang pecah. Kemudian dari titik di mana gelombang

pecah permukaan air rerata miring ke atas ke arah pantai.

Turunnya muka air tersebut dikenal dengan wave set-down,

sedangkan naiknya muka air disebut wave set-up; seperti

ditunjukkan dalam Gambar 2.11 .

Gambar 2.11 Kenaikan Muka Air Karena Gelombang (Wave

Set-Up)

(Sumber: Bambang Triatmodjo, 2011)

Wave set-up dipantai dapat dihitung dengan menggunakan

teori Longuet-Higgins dan Stewart (1963). Besar wave set-down

di daerah gelombang pecah diberikan oleh :

𝑆𝑆𝑏𝑏 = −^{0,536𝐻𝐻}

𝑎𝑎2 3�

𝑔𝑔

^1�2

𝑇𝑇 ^(2.17)

dengan:

2S

b

: set-down di daerah gelombang pecah

T : periode geombang

H

b

: tinggi gelombang laut dalam ekivalen

d

b

: kedalaman gelombang pecah

Wave Set-Up dipantai diberikan oleh bentuk berikut :

𝑆𝑆𝑆𝑆 = ∆𝑆𝑆 − 𝑆𝑆𝑏𝑏 (2.18)

Dengan menganggap d

b

=1,28 H

b

maka :

∆S = 0,15 d

b

(2.19)

Maka diperoleh :

𝑆𝑆𝑆𝑆 = 0,19 �1 − 2,82�^𝐻𝐻

𝑎𝑎

𝑔𝑔𝑇𝑇

2

� 𝐻𝐻𝑏𝑏 (2.20)

2.9.4 Kenaikan Muka Air Karena Angin (Wind Set-Up)

Gelombang badai biasanya terjadi dalam waktu yang

bersamaan dengan proses alam lainnya seperti pasang surut.

Besarnya kenaikan muka air karena badai dapat diketahui dengan

memisahkan hasil pengukuran muka air laut selama terjadi badai

dengan fluktuasi muka air laut karena pasang surut.

Kenaikan elevasi muka air karena badai dapat dihitung

dengan persamaan berikut:

∆ℎ =^𝐹𝐹

𝑖𝑖

2 (2.21)

∆ℎ = 𝐹𝐹𝐹𝐹_{2𝑔𝑔𝜋𝜋}^𝑣𝑣

²

(2.22)

dengan :

∆h : kenaikan elevasi muka air karena badai (m)

F : panjang fetch

i : kemiringan muka air

c : konstanta = 3,5x10

^-6

V : kecepatan angin (m/d)

d : kedalaman air (m)

g : percepatan gravitasi (m/d

²

)

Di dalam memperhitungkan wind set-up di daerah pantai

dianggap bahwa laut dibatasi oleh sisi (pantai) yang impermeable

dan hitungan dilakukan untuk kondisi dalam arah tegak lurus

pantai.

2.9.5 Tsunami

Tsunami adalah gelombang yang terjadi karena gempa

bumi atau letusan gunung berapi. Gelombang yang terjadi

bervariasi dari 0.5 m sampai 30 m dan periode dari beberapa

menit sampai sekitar satu jam. Berbeda dengan gelombang

(angin) yang hanya menggerakkan air laut bagian atas, pada

tsunami seluruh kolam air dari permukaan sampai dasar bergerak

dalam segala arah. Cepat rambat gelombang tsunami tergantung

pada kedalaman laut. Semakin besar kedalaman emakin besar

kecepatan rambatnya.

Pencatatan gelombang tsunami di Indonesia belum banyak

dilakukan. Telah dikembangkan suatu hubungan anatara tinggi

gelombang tsunami di dareah pantai dan besaran tsunami m.

Untuk lebih jelasnya diberikan dalam Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Hubungan antara besaran gempa dan tinggi tsunami di

pantai

(Sumber: Bambang Triatmodjo, 2011)

m H (meter)

5 >32

4.5 24.0 - 32.0

4 16.0 - 24.0

3.5 12.0 - 16.0

3 8.0 - 12.0

2.5 6.0 - 8.0

2 4.0 - 6.0

1.5 3.0 - 4.0

1 2.0 - 3.0

0.5 1.5 - 2.0

0 1.0 - 1.5

-0.5 0.75 - 1.0

-1 0.5 - 0.75

-1.5 0.3 - 0.5

-2 < 0.3

Kejadian tsunami yang disebabkan oleh gempa bumi di laut

tergantung pada beberapa faktor berikut ini :

1. Kedalaman pusat gempa (episentrum) di bawah dasar laut h

(km) .

2. Kekuatan gempa M yang dinyatakan dalam skala Richter.

3. Kedalaman air di atas episentrum d (m)

Gelombang tsunami mempunyai hubungan erat dengan

kekuatan gempa dan kedalaman pusat gempa. Gambar 2.12

menunjukkan hubungan antara kekuatan gempa M dan kedalaman

gempa terhadap kemungkinan terjadinya tsunami. Pada daerah

disebelah kiri garis A gempa yang terjadi tidak menimbulkan

tsunami. Sedang daerah disebelah kanan garis A dan B gempa

yang terjadi dapat menimbulkan tsunami.

Gambar 2.12 Hubungan antara Kekuatan Gempa dan Kedalaman

Episentrum dengan Terbentunknya Gelombang Tsunami

(Sumber: Bambang Triatmodjo, 2011)

2.9.6 Pemanasan Global

Kegiatan manusia yang mengakibatkan jumlah gas rumah

kaca di atmosfer dapat mengakibatkan naiknya suhu bumi.

Peningkatan suhu bumi dapat menimbulkan dampak bagi

kehidupan. Suhu yang lebih tinggi dan penguapan lebih besar

mengakibatkan curah hujan cenderung meningkat sehingga dapat

mengakibatkan banjir. Dampak lainnya adalah peningkatan tinggi

muka air laut yang disebabkan oleh pemuaian air laut dan

mencairnya gunung-gunung es di kutub. Kenaikan permukaan

laut akan menyebabkan mundurnya garis pantai sehingga

menggusur daerah permukiman dan mengancam daerah perkotaan

yang rendah, membajiri lahan produktif dan mencemari

persediaan air tawar. Untuk melindungi daerah tersebut perlu

dibangun tanggul laut. Gambar 2.13 memberikan perkiraan

besarnya kenaikan muka air laut dari tahun 1990 sampai 2100,

yang disertai perkiraan batas atas dan bawah. Gambar tersebut

berdasarkan anggapan bahwa suhu bumi meningkat seperti yang

terjadi saat ini, tanpa adanya tindakan untuk mengatasi nya.

Gambar 2.13 Perkiraan Kenaikan Muka Air Laut Karena

Pemanasan Global