Bentuk pasang surut di berbagai daerah tidak sama, di suatu daerah dalam satu hari dapat terjadi satu kali atau dua kali pasang surut. Menurut (Dronkers 1964), pasang surut di indonesia di bagi menjadi 4 tipe dengan menggunakan angka pasang surut “F” (tide form number “Formzahl) yaitu pasang surut harian tunggal (diumal tipe), pasang surut ganda (semidiumal tide), pasang surut campuran condong harian tunggal (mixed tide prevealling diurnal) dan pasang surut campuran condong harian ganda(mixed tide prevealling semi di urnal).
Berikut penjelasan mengenai tipe pasang surut tersebut:
1. Pasang surut harian tunggal (diumal tide), yaitu pasang surut yang apabila dalam satu hari hanya terjadi satu kali pasang dan satu kali surut. Periode pasang surut adalah 24 jam 50 menit.
2. Pasang surut harian ganda (semi diumal tide), yaitu pasang surut yang memiliki sifat dalam satu hari terjadi dua kali pasang dan juga dua kali surut dengan tinggi yang hampir sama dan pasang surut terjadi berurutan secara teratur.
Periode pasang surut rata-rata adalah 12 jam 24 menit.
3. Pasang surut campuran condong harian tunggal (mixed prevealling diurnal), yaitu dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut, tetapi
kadang-kadang untuk sementara waktu terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan tinggi dan periode yang sangat berbeda.
4. Pasang surut campuran condong harian ganda (mixed prevealling semi diumal), yaitu pasang surut yang dalam sehari terjadi dua kali pasang dan dua kali surut, tetapi tinggi dan periodenya berbeda.
Gambar 3.tipe pasang surut (Ippen, A.T. 1966) F. Metode Admiralty
A.T Doodson pada tahun 1928 membuat metode praktis perhitungan pasang surut dengan metode Admiralty. Seorang Tidal institute di Liverpool yang digunakan untuk keperluan kantor hidrografi inggris yaitu british admiralty.
Metode ini digunakan untukperhitungan data pasang surut selama 15 atau 29 hari dengan interval pencatatan 1 jam. Adapun kelemahan dari metode admiralty yaitu hanya digunakan untuk pengolahan data-data berjangka waktu pendek dan hasil perhitungan yang relative sedikit yang hanya menghasilkan 9 komponen pasang surut (pariwono,1989) karena terbatas pada rentang data yang singkat, sehingga metode ini digunakan pada lokasi yang memiliki keterbatasan data, namun dapat memprediksi kondisi dan karakteristik pasutnya dengan teliti (Ahmad dkk,2017) Metode ini menghitung amplitudo dan ketertinggalan phasa dari Sembilan
komponen pasut yaitu M2, S2, N2, K1, O1, MS4, K2 dan P1. Dari ke Sembilan komponen pasut tersebut dapat dihitung referensi tinggi muka air laut yang di inginkan.
Proses perhitungan analisa harmonic metode admiralty dilakukan pengembangan perhitungan sistem formula dengan bantuan perangkat lunak Microsoft Office Excel, yang menghasilkan harga beberapa parameter yang ditabelkan sehingga perhitungan pada metode ini akan menjadi efisien dan memiliki keakuratan yang tinggi serta fleksibel untuk waktu kapanpun.
Adapun tahap – tahap perhitungan:
a. Skema1
Data pengamatan yang diukur disusun menurut skema 1. Dari skema tersebut ditentukanlah waktu pertengahan pengamatan dan standar waktu yang ditentukan dihitung terhadap GMT. Tentukanlah bacaan tertinggi dan bacaan terendah. Untuk bacaan tertinggi menunjukan kedudukan tertinggi dan bacaan terendah menunjukan kedudukan air terendah. Data yang akan diolah dikonversikan dahulu satuannya dari meter (m) ke centimeter (cm)
b. Skema2
Penyusunan hasil perhitungan harga X1, Y2, X2, Y2, X3, Y3, X4 dan Y4, pengisian data tabel 20 dilakukan dengan bantuan tabel 20 yang mengalikan nilai pengamatan denganharga pengali pada daftar 1 untuk setiap hari pengamatan.
Karena pengali dalam daftar hanya berisi bilangan 1 dan -1 kecuali untuk X4 ada bilangan 0 (nol) yang tidak dimasukkan dalm perkalian, maka lakukan perhitungan dengan menjumlahkan bilangan yang harus dikalikan dengan 1 pada
kolom bertanda (+) dibawah kolom X1, Y2, X2, Y2, X3, Y3, X4 dan Y4. Hal yang sama untuk pengali -1 pada kolom dibawah bertanda (-)
c. Skema3
Setiap kolom pada kolom-kolom skema-III merupakan penjumlahan dari perhitungan pada kolom-kolom skema II.Pengisian kolom X0, X1, Y1, X2, Y2, X4 dalam setiap hari pengamatan. Kolom X0 berisi perhitungan mendatar dari hitungan X1 pada kelompok hitungan 2 tanpa memperhatikan tanda (+) dan (-).
Kolom X1, Y1, X2, Y2, X4 dan Y4 merupakan penjumlahan mendatarX1, Y1, X2, Y2, X4 dan Y4 pada kelompok hitungan 2 dengan memperhatikan tanda (+) dan (-) harus di tambah dengan besaran B (B kelipatan 100).
d. Skema4
Untuk pengamatan 15 piantan, besaran-besaran yang telah ditambahkan dengan B akan dapat ditentukan, dan selanjutnya adalah menghitung besaran-besaran dari X10, X12, X1b dan seterusnya. Nilai indeks kedua dapat dicari, Nilai dari besaran tersebut diperoleh dengan mengalikan besaran yang telah ditambah B dengan besaran-besaran yang diberikan pada kolom 0, 2, b dan seterusnya.
Dalam perhitungannya perlu diperhatikan mengenai lamanya pengamatan.
1. Menentukan besaran X00
X00 ditentukan dari jumlah X0 selama 15 hari. Tanda yang diberi indeks o, semua menyatakan bilangan1.
2. Penentuan besaran X10 dan Y10
untuk pengamatan ini semua pengali sama dengan 1, maka X10 dan Y10 semuanya positif (+), sedangkan dibelakang tanda negatif (-) diberikan
bilangan penambah (B) yang dikalikan dengan jumlah hari sesuai dengan perhitungan adalah hasil kali bilangan 1000 kali 15 hari, hingga harga X10,Y10,X20,danY20yangsebenarnya haruslah dikurangi dengan 15 kali bilangan penambahnya.
3. Penetuan besaran X12 dan Y12
Untuk pengamatan ini, indeks kedua sama dengan 2, besaran X12 dan Y12 diperoleh dengan penjumlahan dengan bilangan penambah B.
4. Penentuan Besaran X1b danY1b
Untuk pengamatan ini dengan indeks kedua b, ditentukan harga B (bilangan penambah) = 0, jadi hanya diisi 2 baris saja. Kalikan semua konstanta dengan harga-harga pengamatan.
5. Penentuan Besaran X13 danY13
Untuk pengamatan ini dengan indeks kedua sama dengan 3, ditentukan 5B, jadi diisi 3 baris. Kalikan semua konstanta dengan harga-hargapengamatan.demikianlah seterusnya untuk menentukan besaran-besaran yang lain. Untuk menentukan X dan Y diperoleh dengan menjumlahkan nilai dari X dan Y sesuai dengan Indeks-indeks yangada.
e. Skema 5 dan 6
Kolom kiri diisi dengan nilai yang dihitung berdasarkan persamaan yang tertulis. Selanjutnya kolom kanan diisi dengan mengalikan nilai-nilai di kolom kiri dengan faktor yang terdapat pada tabel 6.Skema 6 hanya mengalikan besaran-besaran yang diperoleh dari skema 5 dengan konstanta pengali.
f. Skema7 dan 8
Langkah sealnjutnya adalah mengisi tabel-tabel bantuan dari hari tengah.
Diantara tabel bantuan tersebut adalah tabel hari tengah, tabel menghitung (s, h, p, P’, N), tabel menghitung f, tabel menghitung V, tabel menghitung u, tabel menghitung W dan tabel menghitung w dan W+1.
Skema 8 ini merupakan hasil akhir yang diperoleh yaitu nilai dari A(amplitudo) dan gᵒ(bedaphasa), sesuai yang ada pada skema 7. Dari hasil yang diperoleh pada skema 8 ini diperoleh juga nilai- nilai dari tipe pasang surut, duduk tengah (MSL), muka surutan dan air tinggirata-rata.
Adapun langkah perhitungan pada skema–VII sebagai berikut:
1) untuk V:PR cos r, merupakan penjumlahan semau bilangan pada kolom-kolom skema-V (tabel 2) untuk masing-masing kolom-kolom.
2) untuk VI:PR sin r, merupakan penjumlahan semua bilangan pada kolom-kolom, skema VI untuk masing-masing kolom.
3) untuk PR dicari dengan rumus :
PR =√(𝑃𝑅 sin 𝑟)2+ (𝑃𝑅𝑐𝑜𝑠𝑟)2 ... (1)
4) untuk P didapat dari tabel 25 untuk masing-masing S0, M2, S2, N2, K1, O1, M4, dan MS4
5) untuk f didapatkan dari daftar (table node factor f) atau dengan menggunakan perhitungan dapatkan nilai s, h, p, dan N
s = 277,025 + 129,38481 (Y- 1900) + 13,17640 (D+l) ... (2) h = 280,190 – 0,23872 (Y- 1900) + 0,98565 (D+l) ... (3) p = 334,385 + 40,66249 (Y- 1900) + 0,11140 (D+l) ... (4)
N = 259,157 – 19,32818 (Y- 1900) – 0,05295 (D+l) ... (5) Dimana :
Y = Tahun dari tanggal tengah pengamatan
D = Tahun hari yang berlalu dari jam 00.00 pada tanggal 1 januari tahun tersebut sampai jam 00.00 tangal pertengahan pengamatan.
l = Bagian integral tahun / Total kabisat dari tahun 1900 = ¼ (Y -1901) 6) untuk V diperoleh dari persamaan berikut
Nilai V :
V M2 = -2s
+2h ... (6) ...
Dimana: h = Nilai kolom h (deg) yang terdapat pada tabel pembantu s = Nilai kolom h (deg) yang terdapat pada tabel pembantu
7) untuk nilai u diperoleh dari daftar atau berdasarkan persamaan berikut:
Nilai u :
u M2 = -2,14 sin N ... (7) Dimana: N = Nilai N kolom h(rad) yang terdapat pada tabel pembantu 8) untuk w diperoleh dari skema-VIII.
9) untuk p (konstanta p) diisi dengan harga p pada daftar tabel harga pengali untuk 15 piantan sesuai kolom masing-masing.
10) untuk r ditentukan dari r = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛𝑃𝑅 sin 𝑟
𝑃𝑅 cos 𝑟 ... (8) 11) untuk g ditentukan dari : g = V + u + w + p + r ... (9)
12) untuk g⁰ = g x 360⁰, maksudnya untuk mencari harga kelipatan 360⁰ terhadap g, besaran tersebut diisikan pada baris 13
13) untuk A ditentukan dengan rumus 𝐴 𝑃𝑅
𝑃𝑓 (1+𝑤) ... (10)
Gambar 4 Diagram Alir Pengolahan data pasang surut dengan metode admiralty(Sumber: Hidayat,2010)
G. Formzahl
Menurut Anugrah 2009Bilangan Formzahl yakni pembagian antara amplitudo konstanta pasang surut harian utama dengan amplitudo konstanta pasang surut ganda utama. Hasil perhitungan bilangan Formzahl ini akan diketahui tipe pasang surut pada suatu perairan. Perhitungan tipe pasang surut menggunakan persamaan Formazahl sebagai berikut:
O1 = Amplitudo komponen pasut tunggal
K1 = Amplitudo komponen pasut tunggal utama yang disebabkan gaya tarik surya M2 = Amplitudo komponen pasut ganda utama yang disebabkan gaya tarik bulan S2 = Amplitudo komponen pasut ganda utama yang disebabkan gaya tarik surya Dengan demikian klafikasikan pasang surut sebagai berikut:
Pasang surut harian tunggal jika F > 3 Pasang surut harian ganda jika F ≤ 0.25
Pasang surut campuran (ganda dominan) jika 0.25 < F ≤ 1.5 Pasang surut campuran (tunggal dominan) jika 1.5 < F ≤ 3 H. 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, wave stup, wind setup, dan kenaikan muka air karena perubahan suhu global.
Elevasi muka air rencana diperlukan untuk pengembangan dan pengelolaan daerah pantai. Mengingat elevasi muka air laut selalu berubah setiap saat, maka diperlukan suatu elevasi yang di tetapkan berdasarkan data pasang surut, beberapa elevasi tersebut adalah sebagai berikut:
1. muka air tinggi (Highest astromical tide, HAT) muka air tertinggi yang di capai pada saat air pasang dalam satu siklus pasang surut.
2. Muka air rendah (Lowest astronomical tide, LAT)), kedudukan air terendah yang dicapai pada saat air surut dalam satu siklus pasang surut.
3. Muka air tertinggi rerata (mean high wáter level, MHWL), adalah rerata dari muka air tinggi.
4. Muka air rendah rerata (mean low wáter level, MLWL), adalah rerata dari muka air rendah.
5. Muka air laut rerata (mean sea level, MSL), adalah muka air rerata antara muka air tinggi rerata dan muka air rendah rerata.
6. Muka air tinggi tertinggi (highest high wáter level, HHWL), adalah air tinggi tertinggi pada saat pasang surut purnama atau bulan mati.
7. Muka air rendah terendah (lowest low wáter level, LLWL), adalah air terendah pada saat pasang surut purnama atau bulan mati.
8. Higher high wáter level (HHWL), adalah air tertinggi dari dua air tinggi dalam satu hari, seperti dalam pasang surut tipe campuran.
9. Lower low wáter level (LLWL), adalah air terendah dari dua air rendah dalam satu hari.
Elevasi yang cukup penting yaitu muka air tinggi tertinggi dan muka air rendah terendah. Muka air tinggi tertinggi sangat diperlukan untuk perencanaan bangunan pantai, sedangkan muka air rendah terendah sangat diperlukan untuk perencanaan pembangunan pelabuhan.
Elevasi muka air rencana dapat ditentukan menggunakan komponen-komponen pasang surut yang didapat dari perhitungan analisa pasang surut dengan metode admiralty di atas, berikut penentuan elevasi muka air rencana.
MSL= Z0 + 1,1 ( M2 + S2 ) ... (12) I. Penentuan Tipe Bangunan Pelindung Pantai
Sebelum memulai memilih konstruksi bangunan pantai sebagai perlindungan pantai, penting untuk mengidentifikasi dan memahami penyebab kerusakan daerah pantai baik akibat jangka panjang maupun jangka pendek sehingga dapat diberikan alternatif solusi penanganan dan perlindungan kerusakan tersebut sesuai dengan kondisi pantai. Kondisi kerusakan fisik garis pantai di sepanjang pantai dapat di minimalisir (dicegah ) secara berangsur. Untuk mengetahui kerusakan pantai dapat diidentifikasi dengan perubahan yang terjadi pada garis pantainya. Kerusakan garis pantai yang ditimbulkan oleh pemanfaatan
pantai, antara lain erosi, akresi dan lain sebagainya, sehingga perlu adanya analisa agar kerusakan yang terjadi bisa dicegah. Bentuk profil pantai dipengaruhi oeleh pasang surut, sifat – sifat sedimen seperti rapat massa dan tahanan terhadap erosi, ukuran dan bentuk partikel, kondisi gelombang dan arus serta bathimetri pantai.
Namun banyak tulisan sebelumnya bahwa struktur pelindung pantai dengan material batu alam yang cenderung tidak ramah lingkungan dan tidak ekonomis lagi apabila dilaksanakan pada daerah – daerah pantai yang mengalami kesulitan dalam memperoleh material tersebut.
Hal yang terpenting dalam perencanaan suatu struktur bangunan pantai adalah dengan mendapatkan nilai dari konstanta-konstanta pasang surut. Data pasang surut tersebut digunakan untuk penentuan tipe pasang surut serta elevasi muka air laut yang terjadi setelah di análisis dengan metode admiralty.
Untuk dapat menentukan bangunan pelindung pantai diperlukan informasi sebagai berikut:
1. Besarnya angin yang bertiup dan arah datangnya angin ke pantai
2. Keadaan gelombang (tinggi gelombang, arah gelombang, periode gelombang.
3. Pemanfaatan pantai: pemukiman, kota, pelabuhan, tempat wisata, perkebunan, pertanian, perikanan, jalan raya, fasilitas umum, industri, sumber energi, cagar alam.
4. Kwalitas air: polutan, angkutan sedimen.
5. Arus yang terjadi apakah sejajar pantai atau tegak lurus pantai.
6. Pasang surut air laut untuk menentukan tinggi konstruksi.
7. Laju kerusakan pantai pada daerah tertentu dengan persyaratan:
a. amat sangat berat . 10m/tahun b. sangat berat 5-10m/tahun c. berat 2-5m/tahun
d. sedang 2-5m/tahun e. ringan , 0,5m/tahu
8. Kontur tanah dasar perairan: datar landai dan terjal 9. Daerahnya apakah daerah lintasan gempa
10. Sosial budaya masyarakat sekitarnya
11. Kekuatan tanah disekitar lokasi rencana proyek.
Bangunan pantai digunakan untuk melindungi pantai terhadap kerusakan karena serangan gelombang dan arus. Berikut beberapa cara untuk melindungi pantai, yaitu :
1. Memperkuat pantai atau melindungi pantai agar mampu menahan kerusakan karena serangan gelombang
2. Mengunah laju transpor sedimen sepanjang pantai 3. Mengurangi energi gelombang yang sampai ke pantai
4. Reklamasi dengan menambah suplai sedimen ke pantai atau dengan cara lain sesuai dengan fungsinya.
Dalam perencanaan bangunan pantai dilakukan survai hidrooseonografi yaitu pengamatan pasang surut, pengukuran pasang surut diperlukan untuk menentukan elevasi air laut rencana, yang digunakan pada perencanaan bangunan pantai.
Tabel 1. Tipe dan fungsi struktur pengaman pantai