Cover Analisa Gelombang dan Angkutan Sedimen Sejajar Pantai di Pantai Cermin

(1)

ANALISA GELOMBANG DAN ANGKUTAN SEDIMEN SEJAJAR PANTAI DI PANTAI CERMIN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas dan Memenuhi Syarat Menempuh

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh :

11 0404 009

DWI DAMAYANTI

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ABSTRAK

Salah satu proses yang terjadi di pantai dan sangat perlu diperhatikan adalah angkutan sedimen sejajar pantai (longshore sediment transport). Proses angkutan sedimen sejajar pantai dapat mengakibatkan perubahan garis pantai. Gelombang yang terjadi merupakan salah satu penyebab terjadinya angkutan sedimen sejajar pantai.Angin yang bertiup di atas permukaan laut merupakan pembangkit utama gelombang.Gelombang yang terjadi juga menjadi penentu arah angkutan sedimen.Jumlah sedimen yang di bawa oleh arus juga dipengaruhi oleh karakteristik sedimen itu sendiri. Pantai Cermin merupakan pantai yang akan ditinjau karakteristik gelombangnya serta angkutan sedimen sejajar pantai.

Tujuan yang akan dibahas dalam penelitian ini meliputi karakteristik gelombang yang terjadi di Pantai Cermin sehingga dapat diketahui besarnya nilai angkutan sedimen yang terjadi.

Dalam penelitian ini, tahapan yang dilakukan adalah tinjauan kepustakaan, pengumpulan data sekunder dari pihak yang terkait serta dari pihak yang pernah meneliti sebelumnya, kemudian pengolahan dan analisa data.Analisa data dilakukan dengan rumusan numerik untuk menganalisa jumlah angkutan sedimen sejajar pantai. Sebagai bahan perbandingan dalam menentukan jumlah angkutan sedimen sejajar pantai maka digunakan tiga metode dalam perhitungan yaitu metode Fluks Energi untuk menganalisa jumlah angkutan sedimen di daerah surfzone, metode Dimensional Analysis, dan metode Integral untuk menganalisa jumlah angkutan sedimen di daerah offshore.

Dari hasil analisa data dapat diketahui untuk daerah Pantai Cermin, tinggi gelombang (H) adalah 0,8 m; periode (T) adalah 4,7 detik serta gelombang pecah terjadi pada kedalaman (h_b) 1,102 m dengan tinggi gelombang pecah (H_b) sebesar 0,86 m. Besarnya angkutan sedimen rata-rata dengan menggunakan metode Fluks Energi adalah 3.066.876 m3/tahun, besarnya angkutan sedimen dengan menggunakan metode Dimensional Analysis adalah 410,507 m3/thn sedangkan dengan metode Integral besarnya angkutan sedimen adalah 3,367 x 10-10m3/thn. Dengan jumlah angkutan sedimen tersebut, akan terjadi perubahan garis pantai. Tetapi hal tersebut dapat diantisipasi dengan membangun bangunan pelindung pantai berupa groin.

(3)

KATA PENGANTAR

Penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat

dan karunia yang diberikan kepada penulis sehingga penulisan laporan tugas akhir

ini yang berjudul “Analisa Gelombang dan Angkutan Sedimen Sejajar Pantai di

Pantai Cermin” dapat diselesaikan dengan baik.

Tujuan penulisan laporan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi sebagian

persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik tingkat sarjana Strata – 1

(S-1) di Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada semua

pihak yang telah memberikan sumbangannya baik berupa bimbingan, bantuan dan

dukungan baik material maupun spiritual sehingga tugas akhir ini dapat

diselesaikan, khususnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc, selaku dosen pembimbing

yang telah berkenaan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk

membantu, membimbing, dan mengarahkan penulis hingga selesainya

tugas akhir ini.

4. Bapak Ir. Teruna Jaya M.Sc, dan Bapak Ivan Indrawan , ST.MT selaku

Dosen Pembanding / Penguji yang telah memberikan masukkan dan

(4)

5. Bapak dan Ibu staf pengajar yang telah membimbing dan mendidik selama

masa studi pada jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara.

6. Abang dan kakak pegawai Jurusan.

7. Orang tua tersayang, Ibunda Sri Hariani dan Ayahanda Rusdi yang telah

sabar mendidik, membimbing, membesarkan, dan selalu senantiasa

memberikan dukungan dan doa kepada penulis.

8. Buat kakak tersayang Eka Syahfitri, Spd dan adik tersayang Rembang

Syahputra yang telah memberikan dukungan dan doa dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Teman-teman seperjuangan Sipil’11 Tere, Nurul, Elvan, Shinta Taufik,

Reza, Mima,Weni, Siti, Sylda, dan yang lainnya yang tidak dapat

disebutkan satu persatu, terima kasih kepada semuanya yang telah banyak

membantu selama ini.

10. Untuk Devi,Wiwin,Putri yang telah memberi semangat dalam

penyelesaian tugas akhir ini dan telah menjadi keluarga kecil selama masa

perkuliahan.

Semoga Allah SWT membalas dan melimpahkan rahmat dan karunia-Nya

kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan penulis ucapkan

terima kasih.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam

penulisan tugas akhir ini , untuk itu penulis sangat mengharapkan sumbangan

(5)

Sebagai penutup, penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi kita semua.

Medan, September 2015

Penulis

(6)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR NOTASI ... x

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 3

1.3 Pembatasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan Penelitian ... 4

1.5 Manfaat Penelitian ... 4

1.6 Metodologi Penelitian ... 4

1.7 Sistematika Penulisan ... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pantai ... 8

(7)

2.2 Gelombang ... 10

2.2.1 Pergerakan Gelombang ... 13

2.2.2 Pembangkitan Gelombang oleh Angin ... 14

2.2.2.1 Distribusi Kecepatan Angin ... 16

2.2.2.2 Data Angin ... 17

2.2.2.3 Konversi Kecepatan Angin ... 18

2.3 Fetch ... 22

2.4 Sedimen Pantai ... 24

2.4.1 Karakteristik Sedimen Daerah Pantai ... 26

2.5 Angkutan Sedimen Sepanjang Pantai ... 28

2.5.1 Metode Fluks Energi ... 29

2.5.2 Metode Dimensional Analysis ... 31

2.5.3 Metode Integral ... 32

2.5.3.1 Metode Longuet Higgins... 33

2.6 Bangunan Pelindung Pantai ... 35

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Persiapan Penelitian ... 39

(8)

3.3 Metode Pengumpulan Data ... 40

3.3.1 Data Sekunder ... 40

3.4 Analisa Data ... 41

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisa Data Angin ... 45

4.2 Panjang Fetch Efektif ... 47

4.3 Analisa Gelombang ... 51

4.4 Analisa Sedimen... 56

4.5 Analisa Angkutan Sedimen ... 58

4.5.1 Metode Fluks Energi ... 58

4.5.2 Metode Dimensional Analysis ... 62

4.5.3 Metode Integral ... 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 77

5.2 Saran ... 80

DAFTAR PUSTAKA ... 81

(9)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Definisi pantai berkaitan dengan karakteristik ... 9

gelombang disekitarnya Gambar 2.2 Sketsa definisi gelombang ... 11

Gambar 2.3 Pergerakan partikel zat cair pada gelombang ... 12

Gambar 2.4 Mawar Angin ... 18

Gambar 2.5 Grafik hubungan antara kecepatan angin di laut ... 19

dan di darat Gambar 2.6 Fetch ... 23

Gambar 2.7 Grafik peramalan gelombang ... 24

Gambar 2.8 Transpor sedimen sepanjang pantai... 28

Gambar 3.1 Peta lokasi penelitian ... 40

Gambar 3.2 Diagram alir metode penelitian ... 43

Gambar 4.1 Wind rose daerah pantai Cermin tahun 2014 ... 47

Gambar 4.2 Peta fetch pantai Mutiara ... 50

Gambar 4.3 Grafik hubungan antara kecepatan angin di darat ... 51

(10)

di darat 3,2 m/det

Gambar 4.4 Grafik peramalan gelombang ... 53

Gambar 4.5 Grafik persamaan Z yang diplotkan dari nilai ... 74

yb hingga y0

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Data angin rata-rata bulanan tahun 2014 dalam m/s ... 44

Tabel 4.1 Data angin rata-rata bulanan tahun 2014 dalam knot ... 45

Tabel 4.2 Penggolongan data kecepatan dan arah angin 2014 ... 46

Tabel 4.3 Persentase data kecepatan dan arah angin periode 2014 ... 46

Tabel 4.4 Perhitungan panjang fetch efektif ... 48

Tabel 4.5 Perhitungan bangkitan gelombang akibat kecepatan ... 54

angin rata-rata bulanan tahun 2014 Tabel 4.6 Hasil uji analisa saringan sampel 1 ... 56

Tabel 4.7 Hasil uji analisa saringan sampel 2 ... 56

Tabel 4.12 Angkutan sedimen dengan nilai sudut datag ... 63

(12)

Tabel 4.14 Hasil perhitungan nilai Z ... 70

(13)

DAFTAR NOTASI

C = kecepatan rambat gelombang

�� = cepat rambat gelombang pecah

�̅ = konsentrasi sedimen rata-rata

�̅� = konsentrasi rata-rata didaerah surfzone

�� = faktor gesekan dasar laut

D = lama hembus angin

�50 = ukuran partikel rata-rata

dy = interval koordinat y

e = angka pori

F = fetch

�� = fetch rerata efektif

g = percepatan grafitasi

H = tinggi gelombang

Hb = tinggi gelombang pecah

Hmax = tinggi gelombang maksimum

Hm0 = tinggi gelombang hasil peramalan

(14)

h = kedalaman laut (jarak antara muka air rerata dan dasar laut)

ℎ� = kedalaman air pada saat gelombang pecah

�′ _{= parameter tak berdimensi}

K = konstanta

�� = konstanta berdimensi

L = panjang gelombang

m = kemiringan dasar pantai

�� = komponen fluks energi gelombang sepanjang pantai saat pecah

Qls = angkutan sedimen sejajar pantai

�0 = jumlah angkutan sedimen sepanjang pantai

RL = faktor korelasi akibat perbedaan ketinggian

T = periode gelombang

U = kecepatan angin

UA = faktor tergangan angin

UL = kecepatan angin di darat

UW = kecepatan angin di laut

Ux = kecepatan arus

(15)

y = jarak dari garis pantai

yo = jarak dari garis pantai menuju daerah offshore terminus

� = deviasi pada kedua sisi dari arah angin

�� = konstanta proporsional

�0 = sudut awal gelombang datang

�� = sudut datang gelombang pecah

η = fluktuasi muka air

p_� = porositas

ρ = massa jenis air

�� = massa jenis sedimen

�� = massa dari campuran