METODOLOGI PELAKSANAAN PEKERJAAN
4.4 Survei Hidro-Oseanografi
4.4.6 Pengolahan dan Analisis Data Survei Hidro-Oseanografi a.Pasang Surut
Perhitungan konstanta pasang surut dilakukan dengan menggunakan metode Admiralty. Hasil pencataan diambil dengan interval 1 jam sebagai input untuk Admiralty dan konstanta pasang surut. Dengan konstanta pasang surut yang ada pada proses sebelumnya dilakukan penentuan jenis pasang surut menurut rumus berikut:
2 2 1 1 S M O K NF
Dimana jenis pasut untuk nilai NF: 0 - 0,25 = semi diurnal
0,25 - 1,5 = mixed type (semi diurnal dominant) 1,5 - 3,0 = mixed type (diurnal dominant) >3,0 = diurnal
Selanjutnya dilakukan peramalan pasang surut untuk 15 hari yang dipilih bersamaan dengan masa pengukuran yang dilakukan. Hasil peramalan tersebut dibandingkan dengan pembacaan elevasi di lapangan untuk melihat kesesuaiannya. Dengan konstanta yang didapatkan dilakukan pula peramalan pasang surut untuk masa 20 tahun sejak tanggal pengamatan. Hasil peramalan ini dibaca untuk menentukan elevasi-elevasi penting pasang surut yang menjadi ciri daerah tersebut sebagaimana disajikan pada dibawah.
Dari elevasi penting pasang surut yang ada maka ditetapkan nilai LLWL sebagai elevasi nol acuan. Disamping itu dari peramalan untuk
Data Pasut
Admiralty
Jenis Pasang Surut
Peramalan pasang Surut 15 HariPeramalan pasang Surut 20 Tahun Komponen Pasang Surut
masa 20 tahun ke depan akan didapatkan nilai probabilitas dari masing-masing elevasi penting di atas.
Gambar 4. 3 Bagan Alir Perhitungan Dan Peramalan Perilaku Pasang Surut
Tabel 4. 1 Elevasi Penting Pasang Surut
Jenis Elevasi Penting
HHWL → Highest High Water Level
MHWS → Mean High Water Spring
MHWL → Mean High Water Level
MSL → Mean Sea Level
MLWL → Mean Low Water Level
MLWS → Mean Low Water Spring
LLWL → Lowest Low Water Level
b. Curah Hujan
Data-data hidrologi digunakan untuk kepentingan pekerjaan perencanaan teknis terutama yang berkaitan dengan perencanaan sistem drainase. Data yang digunakan adalah data curah hujan maksimum dari tabel curah hujan di lokasi yang diperoleh dari Badan Geofisika Dan Meteorologi setempat, maka kita dapat. Curah hujan rencana adalah curah hujan dengan periode ulang tertentu yang kemudian dipakai untuk perencanaan fasilitas drainase. Penentuan curah hujan rencana dengan periode ulang tertentu dapat dihitung menggunakan metode analisa frekuensi. Beberapa metoda yang sangat dikenal antara lain adalah Metoda Normal, Log Normal,
harus ditentukan dengan melihat karakteristik distribusi hujan daerah setempat. Periode ulang yang akan dihitung pada masing-masing metode adalah untuk periode ulang 2, 5, 10, 25, 50 serta 100 tahun.
c. Angin
Posisi bumi terhadap matahari yang berbeda-beda dan berubah-ubah sepanjang tahun akan menyebabkan perbedaan temperatur pada beberapa bagian bumi. Hal ini akan menjadikan perbedaan tekanan udara pada bagian-bagian bumi tersebut. Gerakan udara dari tekanan tinggi menuju tekanan rendah disebut dengan angin.
Angin merupakan pembangkit gelombang laut. Oleh karena itu data angin dapat digunakan untuk memperkirakan tinggi dan arah gelombang di lokasi. Data angin yang diperlukan adalah data angin maksimum harian tiap jam berikut informasi mengenai arahnya yang diperoleh dari Badan Geofisika dan Meteorologi setempat. Data angin diklasifikasikan berdasarkan kecepatan dan arah yang kemudian dihitung besarnya persentase kejadiannya. Arah angin dinyatakan dalam bentuk delapan penjuru arah mata angin (Utara, Timur Laut, Timur, Tenggara, Selatan, Barat Daya, Barat dan Barat Laut). Kecepatan angin disajikan dalam satuan knot, di mana:
1 knot = 1 mil laut / jam
1 mil laut = 6080 kaki (feet) = 1853,18 meter 1 knot = 0,515 meter / detik
d. Gelombang
Gelombang merupakan faktor penting di dalam perencanaan pelabuhan. Gelombang digunakan untuk merencanakan bangunan-bangunan pelabuhan seperti dermaga, kolam, revertment, serta fasilitas-fasilitas lainnya.
Salah satu cara peramalan gelombang adalah dengan melakukan pengolahan data angin. Prediksi gelombang disebut hindcasting jika dihitung berdasarkan kondisi meteorologi yang telah lalu dan disebut forecasting jika berdasarkan kondisi meteorologi hasil prediksi. Prosedur perhitungan keduanya sama, perbedaannya hanya pada sumber data meteorologinya. Metode perhitungan gelombang dengan cara hindcasting menggunakan metode SMB (Sverdrup-Munk-Brechneider).
Gelombang laut yang akan diramal adalah gelombang laut dalam yang dibangkitkan oleh angin di laut dalam suatu perairan, kemudian merambat ke arah pantai dan pecah seiring dengan mendangkalnya perairan dekat pantai. Hasil peramalan gelombang berupa tinggi dan perioda gelombang signifikan untuk tiap arah angin utama. Data-data yang diperlukan untuk peramalan gelombang terdiri dari:
• Kecepatan angin. • Arah angin.
• Durasi/waktu bertiupnya angin.
Untuk peramalan gelombang dengan cara pengolahan data angin ini diperlukan data angin minimal 10 tahun.
Fetch adalah daerah pembentukan gelombang yang diasumsikan memiliki kecepatan dan arah angin yang relatif konstan. Bagan alir penentuan fetch efektif sebagai berikut:
Pada kenyataan, angin bertiup dalam arah yang bervariasi atau sembarang sehingga panjang fetch diukur dari titik pengamatan dengan interval 50. Penghitungan panjang fetch efektif ini dilakukan dengan menggunakan bantuan peta topografi lokasi dengan skala yang cukup besar, sehingga dapat terlihat pulau-pulau/daratan yang mempengaruhi pembentukan gelombang di suatu lokasi. Penentuan titik fetch diambil pada posisi laut dalam dari perairan yang diamati.
laut dalam suatu perairan, kemudian merambat ke arah pantai dan pecah seiring dengan mendangkalnya perairan dekat pantai.
1. Gunakan data kecepatan angin maksimum.
2. Tentukan durasi x (untuk Indonesia diambil t = 3 jam).
3. Hitung kecepatan angin untuk durasi 3 jam dengan langkah sebagai berikut: t U 1609 t t 45 log 0,9 tanh 0,296 1,277 U U 3600 t 1,5334 logX 0,15 U U 3600 X di mana:
UX = kecepatan angin 3 jam
Ut = kecepatan angin dari data angin 4. Hitung durasi minimum (tmin)
2 2 1 2 2 2 V gF ln 0,8798 2,2024 V gF ln 0,3692 V F g ln 0,0161 min 6,5882 e g V t di mana: v = kecepatan angin = UX g = percepatan gravitasi F = panjang fetch efektif 5. Periksa harga dari tmin.
Jika x < tmin : gelombang terbatas waktu
6. Hitung tinggi dan periode gelombang signifikan berdasarkan kondisi yang ada.
Dari tinggi dan periode gelombang (HS dan TS) yang didapatkan dari perhitungan masing-masing data angin kemudian dilakukan analisa frekuensi dengan menggunakan metode Gumbell untuk memperoleh tinggi dan periode gelombang untuk periode ulang H2, H5, H10, H25, H50 dan H100 menurut arah datang gelombang. Hasil penentuan gelombang berdasarkan analisa frekuensi ini yang digunakan untuk perencanaan teknis fasillitas selanjutnya.
Tinggi dan perioda gelombang yang diperoleh dari hasil peramalan gelombang dengan menggunakan data angin yang ada kemudian dikelompokkan menurut bulan kejadian. Langkah selanjutnya dicari persentase kejadian tinggi dan periode gelombang setiap bulannya menurut besar dan arahnya yang disajikan dalam tabel dan wave rose.
e. Arus Pantai
Arus pantai di dekat pantai berkaitan erat proses penjalaran gelombang menuju pantai. Gelombang yang menjalar ke pantai
menimbulkan arus di dekat pantai. Arus yang timbul akan membawa material ke pantai sehingga menimbulkan pengendapan sepanjang pantai (sedimentasi) atau sebaliknya membawa material pembentuk pantai ke tempat lain (erosi).
Backshore Foreshore
Inshore Offshore
Breaker Zone Surf Zone Swash Zone Breaker Berms Dune Beach Face Longshore Bar Nearshore Zone LLWL
Pada gambar di atas, daerah pantai dibagi menjadi backshore dan foreshore. Batas antara kedua zona adalah puncak berm, yaitu titik dari runup maksimum pada kondisi gelombang normal. Surf zone terbentang dari titik di mana gelombang pertama kali pecah sampai titik runup di sekitar lokasi gelombang pecah. Di lokasi gelombang pecah terdapat longshore bar, yaitu gundukan pasir dasar yang memanjang sepanjang pantai.
Perilaku arus dan gelombang kaitannya dengan proses pergerakan material di daerah pantai dapat dilihat sebagai berikut:
1. Offshore Zone
Offshore zone adalah daerah yang terbentang dari lokasi gelombang pecah ke arah laut. Pada daerah ini gelombang dan
air yang disertai dengan terangkatnya sedimen dasar dalam arah menuju pantai dan meninggalkan pantai.
2. Surf Zone
Daerah surf zone adalah daerah antara gelombang pecah dan garis pantai yang ditandai dengan penjalaran gelombang setelah pecah ke arah pantai. Gelombang pecah menimbulkan arus dan turbulensi yang sangat tinggi yang dapat menggerakkan sedimen dasar. Kecepatan partikel air hanya bergerak dalam arah penjalaran gelombang saja.
3. Swash Zone
Daerah swarf zone adalah daerah pantai di mana gelombang dan arus yang sampai di garis pantai menyebabkan massa air bergerak ke atas dan kemudian turun kembali pada permukaan pantai. Gerak massa air tersebut disertai dengan terangkutnya sedimen.
Dari ketiga daerah tersebut, karakteristik gelombang dan arus pada daerah surf zone dan swash zone adalah yang paling penting. Arus yang terjadi di ke dua daerah tersebut sangat tergantung dengan arah datang gelombang
f. Transpor Sedimentasi
Transpor sedimen pantai adalah gerak sedimen di daerah pantai yang disebabkan oleh gelombang dan arus yang terjadi di daerah antar gelombang pecah dan garis pantai. Gelombang yang pecah dengan membentuk sudut terhadap garis pantai akan menimbulkan arus sepanjang pantai (longshore current) sehingga daerah transpor sedimen pantai terbentang dari garis pantai sampai tepat di luar daerah gelombang pecah.
Transpor sedimen banyak menyebabkan permasalahan dalam pencegahan sedimentasi serta erosi pantai. Oleh sebab itu prediksi transpor sedimen sepanjang pantai untuk berbagai kondisi adalah sangat penting dilakukan. Transpor sedimen pantai dapat diklasifikasikan menjadi:
1. Onshore – Offshore Transport
Transpor sedimen yang menuju dan meninggalkan pantai serta mempunyai arah rata-rata tegak lurus garis pantai.
2. Longshore Transpot
Transpor sedimen sepanjang pantai dan mempunyai arah rata-rata sejajar garis pantai. Di daerah lepas pantai biasanya hanya terjadi transpor menuju dan meninggalkan pantai, sedangkan di daerah dekat pantai terjadi kedua jenis transpor sedimen di atas.
g. Pemodelan Gelombang Dan Arus
Permodelan gelombang dan arus dilakukan untuk mengoptimalkan layout masterplan yang direncanakan. Gelombang yang menjalar menuju ke pantai mengalami perubahan akibat adanya perubahan kedalaman atau karena adanya rintangan yang menghalangi (lihat Sub Bab 2.5.5). Perubahan gelombang akan berpengaruh terhadap arus yang ditimbulkan oleh gelombang tersebut serta terhadap sedimen yang dibawa oleh arus. Untuk itu perlu dilakukan permodelan untuk memprediksi keadaan gelombang, arus dan sedimentasi pada layout serta dampak yang mungkin ditimbulkan. Untuk melakukan permodelan gelombang, arus dan sedimentasi di lokasi, dipilih model numerik RCPWAVE. Hasil simulasi dari pemodelan RCPWAVE yang akan disajikan berupa pola distribusi tinggi gelombang
didasarkan pada arah gelombang yang mungkin terjadi di kawasan kajian. Data-data yang dibutuhkan masukan RCPWAVE sebagai berikut:
1. Bathimetri Perairan
Agar memberikan hasil yang baik, analisa refraksi/difraksi memerlukan kawasan perairan yang agak luas. Pada bagian peta tersebut akan digambarkan kawasan perairan untuk analisa refraksi/difraksi. Pada batas laut paling luar dari perairan diambil suatu anggapan bahwa gelombang yang ada atau terbentuk berupa gelombang sempurna yang belum mengalami refraksi / difraksi. Sedang pada kawasan di sebelah dalam (dekat pantai) dilakukan simulasi yang lebih teliti, dengan peta batimetri yang digunakan adalah peta dengan skala 1:2.000, kemudian dibuatkan grid perairan untuk simulasi transformasi refraksi dan difraksi gelombang pada lokasi.
2. Tinggi Gelombang
Tinggi gelombang yang digunakan sebagai data masukan model numerik ini adalah tinggi gelombang yang diperoleh dari hasil pasca-kiraan gelombang berdasarkan data angin. Data angin sekunder yang digunakan diusahakan diambil dari lokasi pengamatan yang mempunyai karakteristik tidak jauh berbeda dengan karakteristik lokasi kajian.
3. Arah Datangnya Gelombang
Untuk daerah kajian refraksi dan difraksi, arah yang ditinjau adalah arah-arah yang menghadap ke laut bebas atau relatif bebas.
Dalam proses perhitungan tinggi gelombang rencana, informasi mengenai perioda dan arah gelombang telah “hilang” karena besaran yang menjadi obyek perhitungan adalah tinggi gelombang.
Tinggi gelombang rencana yang diperlukan sebagai data input model RCPWAVE ini ditetapkan dengan cara sebagai berikut:
a. Dari hasil pasca-kiraan gelombang, diambil tinggi gelombang yang terbesar dengan periodenya untuk tiap arah yang mendatangkan gelombang pada tiap tahunnya. b. Dari tabel tersebut untuk tiap tahun diambil gelombang
terbesar, tidak peduli arahnya. Dengan mengambil gelombang terbesar tanpa mempedulikan arah, maka informasi mengenai arah gelombang sudah hilang dalam analisa selanjutnya.
c. Dilakukan analisa harga ekstrim berdasarkan data gelombang terbesar tahunan yang telah tersusun dari langkah sebelumnya. Dengan cara analisa harga ekstrim yang didasarkan pada tinggi gelombang ini, maka informasi mengenai perioda gelombang hilang dalam langkah selanjutnya.
d. Metode yang digunakan yaitu metode Gumbell. Analisa frekuensi adalah kejadian yang diharapkan terjadi, rata-rata sekali setiap N tahun atau dengan perkataan lain tahun berulangnya N tahun.
e. Pilih gelombang rencana dengan nilai periode ulang tertentu. Setelah mendapatkan tinggi gelombang rencana untuk periode ulang tertentu tersebut kemudian dianalisa periode gelombang yang sesuai.
4.5 Survei Penyelidikan Tanah
Survey ini bertujuan untuk mendapatkan data kekuatan tanah sebagai dasar pijakan untuk perencanaan struktur bangunan. Adapun ruang lingkupnya meliputi :
1. Survey Lapangan yang mencakup :
• Sondir/CPT dengan kedalaman minimal 30 m • Bor mesin dengan kedalaman minimal 30 m
• Pengambilan contoh tanah (terganggu dan tidak terganggu) 2. Analisa Laboratorium
• Index Properties : Specific Gravity, Atterberg Limit, Unit Weight, Porosity, Grainsize Analysis, Permeability, Dan lain-lain • Engineering Properties : Direct Shear Test, Consolidation Test,
Triaxial Test, Compaction Test
4.5.1 Peralatan Survei
Peralatan Survei penyelidikan tanah : • Dutch Cone Penetrometer • Diesel Engine
• Casing • Drilling Rod • Tabung Sample
• Piston dan Piston Rod • Mata Bor Piston Rod