BAB II STUDI PUSTAKA T
2.4.2.10 Pembangkitan Gelombang.
Angin yang berhembus di atas permukaan air yang semula tenang, akan menyebabkan gangguan pada permukaan tersebut, dengan timbulnya riak gelombang kecil diatas permukaan air. Apabila kecepatan angin bertambah, riak tersebut menjadi semakin besar, dan apabila angin berhembus terus akhirnya akan terbentuk gelombang. Semakin lama
BAB II STUDI PUSTAKA
semakin kuat angin berhembus, semakin besar gelombang yang terbentuk. Tinggi dan periode gelombang yang dibangkitkan dipengaruhi oleh kecepatan angin U, lama hembus angin D, dan fetch F yaitu jarak angin berhembus.
Didalam peramalan gelombang, perlu diketahui beberapa parameter berikut ini :
Kecepatan rerata angin U di permukaan air.
Arah angin.
Panjang daerah pembangkitan gelombang Di mana angin mempunyai kecepatan dan arah konstan (fetch).
Lama hembus angin pada fetch.
1). Kecepatan Angin
Biasanya pengukuran angin dilakukan di daratan, padahal di dalam rumus-rumus pembangkitan gelombang data angin yang digunakan adalah yang ada di atas permukaan laut. Hubungan antara angin di atas laut dan angin di atas daratan terdekat diberikan oleh :
RL= UW / UL di mana :
RL = Hubungan antara angin di atas laut dan angin di atas daratan terdekat.
UW = Kecepatan angin diatas permukaan air. UL = Kecepatan angin diatas permukaan daratan.
Seperti terlihat di dalam Gambar 2.35. Grafik tersebut merupakan hasil penelitian yang dilakukan di Great Lake, Amerika Serikat. Grafik tersebut dapat digunakan untuk daerah lain kecuali apabila karakteristik daerah sangat berlainan. Lama hembus (durasi) angin dapat diperoleh dari data angin jam-jaman seperti telah dijelaskan di depan.
Rumus-rumus dan grafik-grafik pembangkitan gelombang mengandung variabel UA,
yaitu faktor tegangan angin yang dapat dihitung dari kecepatan angin. Setelah dilakukan berbagai konversi kecepatan angin seperti yang dijelaskan di atas, kecepatan angin dikonversikan pada faktor tegangan angin dengan menggunakan rumus berikut :
UA = 0,71 × UW¹’²³
di mana U adalah kecepatan angin dalam m/d. 2). Fetch
Tinjauan pembangkitan gelombang di laut, fetch dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Fetch adalah jarak dari daerah perairan terbuka untuk pembangkitan
BAB II STUDI PUSTAKA
gelombang tanpa adanya halangan daratan. Di daerah pembentukan gelombang, gelombang tidak hanya dibangkitkan dalam arah yang sama dengan arah angin tetapi juga dalam berbagai sudut terhadap arah angin. Gambar 2.36 menunjukkan cara untuk mendapatkan fetch efektif.
Gambar 2.30 Hubungan antara kecepatan angin di laut (Uw) dan di darat (UL)
Fetch efektif rerata efektif diberikan oleh persamaan berikut :
Feff =
cos cos i x dengan :Feff : fetch rerata efektif.
xi : panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch.
α : deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan pertambahan 6° sampai sudut sebesar 42° pada kedua sisi dari arah angin.
BAB II STUDI PUSTAKA
Gambar 2.31 Contoh perhitungan fetch efektif di daerah pantai Semarang. 3). Peramalan Gelombang di Laut Dalam.
Berdasarkan pada kecepatan angin, lama hembus angin dan fetch seperti yang telah dibicarakan di depan, dilakukan peramalan gelombang dengan menggunakan grafik pada Gambar 2.32.
Dari grafik tersebut apabila panjang fetch (F), faktor tegangan angin (UA) dan durasi
diketahui maka tinggi dan periode gelombang signifikan dapat dihitung. Contoh Perhitungan :
Prediksikan tinggi dan periode gelombang yang dibangkitkan oleh angin yang mempunyai tegangan angin UA 13,56 m/dt, dengan durasi 3 jam, yang melintasi panjang fetch efektif 75 km.
Penyelesaian:
1. Tegangan angin, UA = 13,56 m/detik.
2. Dengan menggunakan grafik pada Gambar 2.32 untuk nilai UA = 13,56 m/dt, dan panjang fetch 75 km, diperoleh : H = 1,83 m, dan T = 6,7 detik.
3. Karena angin hanya bertiup selama 3 jam, dan dari Gambar 2.36 tampak bahwa sebelum mencapai fetch 75 km, angin sudah habis, sehingga perlu dihitung dengan UA dan lama angin bertiup, dan diperoleh:
BAB II STUDI PUSTAKA
H = 1,03 m T = 4,1 detik
4. H = 1,03 m, dan T = 4,1 detik. Dari kedua hasil H dan T tersebut diambil nilai yang kecil. Karena pembangkitan gelombang dibatasi oleh durasi angin bertiup, maka disebut duration limited wave.
Gambar 2.32 Grafik Peramalan Gelombang. 2.4.2.11 Pemilihan Gelombang Rencana.
Bangunan pelabuhan/pantai harus direncanakan untuk mampu menahan gaya-gaya yang bekerja padanya. Hitungan stabilitas bangunan biasanya didasarkan pada kondisi ekstrim, dengan kondisi tersebut bangunan harus tetap aman. Biasanya kondisi yang diperhitungkan tersebut adalah termasuk gelombang dengan periode kejadian tertentu, misalnya gelombang dengan massa ulang 50 atau 100 tahunan. Penentuan gelombang rencana harus mempertimbangkan fungsi dan tipe bangunan, kepentingan bangunan, dan juga biaya pelaksanaan pekerjaan.
Tinggi gelombang yang diperoleh dari peramalan gelombang adalah tinggi gelombang signifikan Hs. Dengan menganggap tinggi gelombang mengikuti distribusi Rayleigh, Hs dapat digunakan untuk memperkiran tinggi gelombang dengan karakteristik
yang lain, misalnya H10= 1,28 Hs ; H5 = 1,37 Hs ; H1 = 1,68 Hs ; dan lain-lain.
Untuk menghitung gaya-gaya gelombang maksimum pada bangunan atau berat batu pelindung pemecah gelombang diperlukan pemilihan tinggi dan periode gelombang rencana yang dapat memprosentasekan spektrum gelombang selama kejadian ekstrem. Pemilihan
BAB II STUDI PUSTAKA
Gelombang akibat angin: berbentuk lingkaran datang dan pergi ke pantai tanpa menimbulkan banjir di daerah yang lebih tinggi.
Gelombang Tsunami: mengalir sangat cepat ke daratan (pantai) berbentuk dinding air, semakin tinggi dindingair maka daya rusaknya menjadi semakin dahsyat.
tinggi gelombang rencana tergantung pada kondisi lokasi bangunan, metode pelaksanaan, bahan bangunan yang digunakan dan data-data lain yang tersedia.
2.4.2.12 Tsunami (Gelombang Pasang Akibat Gempa/Seismis, Di Dasar Laut).
Tsunami berasal dari kata Jepang “tsu” pelabuhan/laut dan “nami” gelombang. Gelombang tsunami terbentuk oleh gerakan patahan, longsor, maupun aktivitas gunung api di bawah laut. Pasang dihasilkan oleh pengaruh ketidakseimbangan, extraterrestrial, gravitasi dari bulan, matahari dan planet.
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, Tsunami adalah gelombang laut dahsyat (gelombang pasang) yang terjadi karena gempa bumi atau letusan gunung api dasar laut. Tsunami terjadi di perairan dalam laut lepas dan bergerak menuju ke perairan dangkal dekat pantai. Perubahan energi tsunami yang tergantung pada kecepatan gelombang dan tinggi gelombang adalah hampir konstan. Ketika tsunami mencapai pantai, tsunami dapat menimbulkan gelombang jatuh atau gelombang naik yang sangat cepat, yang merupakan rangkaian gelombang penghancur. Pada beberapa hal tsunami ini sangat berbahaya. Pada titik asalnya dapat mencapai ketinggian sebesar 30 m dan menghilang pada waktu 30 detik sampai 3 menit saja.
BAB II STUDI PUSTAKA