Universitas Sumatera Utara

(1)

ANALISA STATISTIK GELOMBANG YANG DIBANGKITKAN DI WILAYAH PANTAI CERMIN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil

Disusun Oleh :

ADITYA PRATAMA 12 0404 036

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2018

Universitas Sumatera Utara

(2)

i Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Bentuk pantai atau pun relief pantai adalah akibat dari hantaman gelombang laut ke arah tepi daratan yang terus-menerus terjadi. Gelombang laut yang terjadi pada umumnya adalah disebabkan oleh angin tersebut juga berdampak bagi bangunan pantai. Untuk itu diperlukan data analisis angin dan gelombang guna mendukung perencanaan struktur bangunan pantai.

Metode penelitian yang digunakan adalah analisis kuantitatif dari data sekunder (data angin) di wilayah Pantai Cermin dengan menggunakan metode Jonswap Parameter (cara pertama dan kedua) dan metode Finite Water Depth.

Dari hasil analisis dengan menggunakan Wind Rose Diagram didapatkan arah angin dominan adalah arah 350⁰-10⁰ (Utara) dengan persentase 16,5%. Panjang fetch efektif adalah 496,24 km. Untuk Metode Jonswap Cara Pertama didapatkan tinggi gelombang maksimum 2,93 m dan rata-rata 0,94 m, sedangkan untuk Metode Jonswap Parameter Cara Kedua didapatkan ketinggian maksimum 16,34 m dan rata- rata 1,86 m, dan untuk Metode Finite Water Depth adalah 2,45 m dengan rata-rata 0,78. Dari hasil perhitungan periode ulang gelombang didapatkan ketinggian maksimum yang terjadi pada periode ulang 200 tahun dengan tinggi 5,27 m (Metode Weibull)

Kata Kunci : Pantai Cermin, gelombang, wind rose, Jonswap Parameter, Finite Water Depth

(3)

ii Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan YME yang dengan kasih setia-Nya menyertai dan memampukan penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “ANALISA STATISTIK GELOMBANG YANG DIBANGKITKAN OLEH ANGIN DI WILAYAH PANTAI CERMIN”. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Dengan menyadari sepenuhnya bahwa penyelesaian Tugas Akhir ini tidak lepas dari bimbingan, bantuan dan dukungan dari banyak pihak, maka pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing yang telah dengan sabar memberi bimbingan dan saran kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Medis Sejahtera Surbakti, S.T., M.T., Ph.D, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ir. Andy Putra Rambe, MBA, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Muhammad Faisal S.T., M.T., dan bang Robi A. Sembiring S.T.,M.Eng, selaku dosen pembanding saya.

(4)

iii Universitas Sumatera Utara

5. Bapak Hendri Irwandi, S.Si, M.Si selaku pembimbing lapangan dari BMKG Sampali

6. Bapak dan Ibu staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Secara khusus, penulis juga ingin menyampaikan terima kasih yang tulus dan sedalam-dalamnya kepada:

1. Ibu saya tercinta, Asniwarti,Spd atas dukungan, doa, serta harapan yang tidak pernah putus kepada saya

2. Adik-adik saya tersayang, Anastasya Kristy dan Agatha Ophelia atas doa- doa dan semangat yang diberikan

3. Oma Ratna, Tante Yeni, Tante Netty, dan Tante Dona atas doa dan segala bentuk dukungannya yang membantu proses perkuliahan saya sejak awal hingga penyelesaian Tugas Akhir ini

4. Uda Naren, Uda Ari, dan Uda Erwin yang selalu memberikan bantuan moril maupun materil kepada saya selama proses pendidikan di kampus 5. Teman-teman KRP Kost, Arya, Willy, Erikson, Karsa, Jekson, dll yang

menemani saya berjuang selama proses perkuliahan

6. Sahabat-sahabat saya di kampus Teknik Sipil 2012, George, Brian, Joshua, Luccas, Frans, Erick, dan yang lainnya yang selalu membantu saya dan memberikan dukungan dan doa

7. Dan semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah mendukung penulis dalam pengerjaan Tugas Akhir ini hingga selesai

(5)

iv Universitas Sumatera Utara

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, karena keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis, untuk itu penulis akan terbuka terhadap semua saran dan kritik mengenai Tugas Akhir ini, dengan ini penulis berharap Tugas Akhir ini juga memberi manfaat bagi kita semua.

Medan, April 2018 Penulis

Aditya Pratama (12 0404036)

(6)

v Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK... i

KATA PENGANTAR... ii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR... xiii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR SIMBOL ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang………... 1

1.2 Perumusan Masalah ………... 2

1.3 Pembatasan Masalah... 2

1.4 Tujuan Penelitian... 3

1.5 Manfaat Penelitian... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Definisi Pantai...………... 4

2.2 Angin...…... 7

2.2.1. Data Angin...…... 7

2.2.2. Konversi Kecepatan Angin...…... 9

2.2.1. Fetch...…... 10

2.3 Gelombang... 12

(7)

vi Universitas Sumatera Utara

2.3.1. Menentukan Tinggi Gelombang Berdasarkan Peramalan

Gelombang Di Laut Dalam...…... 13

2.3.1.1 Jonswap Parameter...…... 14

2.3.1.1 Finite Water Depth...…... 15

2.3.1.1 Sverdrup, Munk, and Berstcheineder (SMB)... 15

2.4 Analisis Statistik Gelombang…………... 16

2.4.1 Gelombang Representatif... 16

2.4.2 Perkiraan Gelombang Dengan Kala Ulang... 18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 20

3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian ... 20

3.2 Tahapan Penelitian ... 20

3.3 Sistematika Penulisan ... 23

3.4 Pelaksanaan Penelitian... 24

3.5 Variabel Penelitian... 24

BAB IV ANALISIS DATA... 25

4.1 Analisa Hidro-Oceanografi (Angin)... 25

4.2 Panjang Fetch ... 29

4.3 Menentukan Tinggi Gelombang berdasarkan Peramalan Gelombang... 30

4.3.1. Jonswap Parameter ... 31

4.3.2 Finite Water Depth... 31

(8)

vii Universitas Sumatera Utara

4.4 Analisis Statistik Gelombang... 53

4.4.1 Analisis Statistik Dari Kelompok Data Gelombang... 54

4.4.2 Periode Ulang Gelombang... 60

4.5 Perbandingan Ketinggian Gelombang di Pelabuhan Belawan dan Pantai Cermin... 63

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 66

5.1 Kesimpulan... 66

5.2 Saran... ... 67

DAFTAR PUSTAKA...68

LAMPIRAN... 69

(9)

viii Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Definisi dan Batasan Pantai... 4

Gambar 2.2 Bagian-Bagian Pantai... 6

Gambar 2.3 Mawar Angin... 9

Gambar 2.4 Hubungan Antara Kecepatan Angin di Laut dan Darat... 10

Gambar 2.5 Fetch... 11

Gambar 2.6 Pencatatan Gelombang di Suatu Tempat... 16

Gambar 3.1 Peta Lokasi... 20

Gambar 3.2 Diagram Lengkap Metodologi Penelitian... 22

Gambar 4.1 Diagram Distribusi Frekuensi Angin... 28

Gambar 4.2 Diagram Wind rose Tahun 2013-2017... 28

Gambar 4.3 Panjang Fetch di Pantai Cermin... 29

Gambar 4.4 Wave Rose Tahun 2013-2017 (Jonswap Parameter Cara Pertama... 35

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Kecepatan Angin di Laut dan di Darat... 36

(10)

ix Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.6 Diagram wave Rose tahun 2013-2017 (Jonswap Parameter Cara Kedua)...

42

Gambar 4.8 Diagram Wave Rose Tahun 2013-2017 (Finite Water Depth Cara Ketiga)... 50

Gambar 4.10 Distribusi Normal... 56

Gambar 4.11 Distribusi Log Normal... 58

Gambar 4.12 Distribusi Gumbel... 59

Gambar 4.13 Distribusi Weibull... 60

Gambar 4.14 Grafik Perbandingan Ketinggian Gelombang Maksimum Periode Ulang di Wilayah Pantai Cermin dan Pelabuhan Belawan... 65

.

(11)

x Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Contoh Data Persentase Kejadian Angin... 8

Tabel 4.1 Tabel Kecepatan Angin per Agustus-Desember 2013...25

Tabel 4.2 Tabel Persentase Kumulatif Kecepatan dan Arah Angin Tahun 2013 - 2017... 27

Tabel 4.3 Tabel Perhitungan fetch di Pantai Cermin... 30

Tabel 4.4 Tabel Perhitungan Tinggi dan Arah Gelombang Agustus 2013 Berdasarkan Fetch (Jonswap Parameter Cara Pertama)... 33

Tabel 4.5 Tabel Kejadian Gelombang pada Agustus 2013-April 2017 di Pantai Cermin (Jonswap Parameter Cara Pertama)... 34

Tabel 4.6 Persentase Kejadian Gelombang di Pantai Cermin (Jonswap Parameter Cara Pertama)... 35

Tabel 4.7 Perhitungan Tinggi dan Arah Gelombang Agustus 2013Berdasarkan fetch (Jonswap Cara Kedua)... 40

Tabel 4.8 Tabel Kejadian Gelombang pada Agustus 2013-April 2017 di Pantai

Cermin (Jonswap Parameter Cara Kedua)... 41

(12)

xi Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.9 Persentase Kejadian Gelombang di Pantai cermin (Jonswap Parameter Cara

Kedua)... 42

Tabel 4.10 Tabel Perhitungan Tinggi dan Arah Gelombang Agustus 2013 Berdasarkan Fetch (Finite Water Depth Cara Ketiga)... 47

Tabel 4.11 Tabel Kejadian Gelombang pada Agustus 2013-April 2017 di Pantai Cermin (Finite Water Depth Cara Ketiga)... 48

Tabel 4.12 Persentase Kejadian Gelombang pada Agustus 2013-April 2017 di Pantai Cermin (Finite Water Depth Cara Ketiga)... 49

Tabel 4.13 Batas Ambang Ketinggian Gelombang di Pantai Cermin... 54

Tabel 4.14 Analisis Data dengan Ketinggian H_t=0,5 di pantai Cermin... 55

Tabel 4.15 Periode Ulang dengan Distribusi Log Normal... 61

Tabel 4.16 Periode Ulang dengan Distribusi Gumbel... 62

Tabel 4.17 Periode Ulang dengan Distribusi Weibull... 62

Tabel 4.18 Ketinggian Gelombang Periode Ulang Distribusi Log Normal di Pelabuhan Belawan... 63

Tabel 4.19 Ketinggian Gelombang Periode Ulang Distribusi Gumbel di Pelabuhan Belawan... 63

Tabel 4.20 Ketinggian Gelombang Periode Ulang Distribusi Weibull di Pelabuhan Belawan... 64

(13)

xii Universitas Sumatera Utara

Tabel 4.21 Perbandingan Ketinggian Gelombang Maksimum Periode Ulang di

Wilayah Pantai Cermin... 64

(14)

xiii Universitas Sumatera Utara

DAFTAR SIMBOL

d = kedalaman laut (m)

RL = nilai hubungan kecepatan angin di darat dan laut

UL = kecepatan angin yang diukur di darat (m/dtk)

UW = kecepatan angin di laut (m/dtk)

UA = faktor tegangan angin

F_eff = fetch efektif (km)

Xi = panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang hingga ujung akhir fetch

α = deviasi pada kedua sisi arah angin dengan penambahan 6⁰mulai dari -42⁰ hingga 42⁰

C = cepat rambat gelombang (m/dtk)

C0 = cepat rambat gelombang di laut dalam (m/dtk)

g = percepatan grafitasi (9,81 m/dtk)

L = panjang gelombang (m)

T = Periode gelombang (dtk)

(15)

xiv Universitas Sumatera Utara

t = waktu (dtk)

Hmo = tinggi gelombang hasil peramalan (m)

P = probabilitas

Z = reduksi variat

N = nilai sebaran gelombang

HTR = Ketinggian Gelombang Periode Ulang (m)

(16)

1 Universitas Sumatera Utara

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pantai Cermin adalah salah satu objek wisata yang berada di Sumatera Utara, tepatnya di Kabupaten Serdang Bedagai. Beberapa tahun terakhir objek wisata di Pantai Cermin sedang mengalami pengembangan yang cukup signifikan. Hal tersebut dapat dilihat dari penambahan wahana-wahana bahkan spot-spot untuk berfoto yang membuatnya lebih menarik dan lebih modern. Bukanlah hal yang mustahil apabila pengembangan tersebut akan terus dilakukan di masa yang akan datang.

Bentuk pantai atau pun relief pantai adalah akibat dari hantaman gelombang laut ke arah tepi daratan yang terus-menerus terjadi. Untuk pembangunan konstruksi yang berada di pantai data angin dan data gelombang merupakan hal yang sangat penting. Dengan adanya data gelombang dan angin perencanaan yang dilakukan dapat lebih aman.

Gelombang yang terjadi di laut dapat diakibatkan oleh beberapa hal. Namun pada umumnya yang menyebabkan gelombang di laut adalah angin. Gelombang dapat menimbulkan energi untuk membentuk pantai, menimbulkan arus dan transport sendimen dalam arah tegak lurus dan sepanjang pantai, serta menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan pantai. Gelombang merupakan faktor utama di dalam penentuan tata letak (layout) pelabuhan, alur pelayaran, perencanaan bangunan pantai (Triatmodjo, 1996). Pada dasarnya gelombang bersifat destruktif karena dapat mengakibatkan pengikisan ataupun erosi pada pantai. Semakin tinggi suatu gelombang maka semakin besar pula pengikisan yang dapat disebabkannya.

(17)

Informasi mengenai tentang angin tentunya tidak dapat dipisahkan dari gelombang di laut. Angin menjadi energi pembangkit gelombang yang bergerak menuju pantai. Untuk itu diperlukan kajian-kajian yang lebih mendalam mengenai data angin dan gelombang sebelum dilakukannya perencanaan konstruksi bangunan pantai.

Perilaku gelombang yang dibangkitkan oleh angin harus dilakukan pendataan setiap harinya guna untuk mendapatkan bentuk karakteristiknya yang akan berguna di kemudian hari baik dalam penelitian ataupun dalam perencanaan konstruksi bangunan pantai.

1.2. Perumusan Masalah

Rumusan masalah pada penelitian Tugas Akhir ini adalah :

1. Bagaimana parameter karakteristik gelombang yang dibangkitkan oleh angin di wilayah Pantai Cermin pada periode tahun 2013-2017?

2. Bagaimana analisis statistik gelombang di wilayah Pantai Cermin?

1.3. Pembatasan Masalah

Agar pembahasan tidak terlalu luas sehingga dapat mengaburkan masalah yang sebenarnya maka perlu dibuat batasan masalah. Adapun permasalahan akan dibahas antara lain :

1. Data angin yang digunakan adalah data arah dan kecepatan angin dari Stasiun BMKG Kuala Namu yaitu dari tahun 2013-2017

2. Parameter karakteristik gelombang yang diteliti adalah ketinggian gelombang, periode gelombang, dan frekuensinya

(18)

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian pada tugas akhir ini adalah :

1. Untuk menganalisa parameter karakteristik gelombang di wilayah Pantai Cermin pada periode tahun 2013-2017

2. Untuk menganalisa analisis statistik gelombang yang ada di wilayah Pantai Cermin

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Dapat dijadikan sumber referensi untuk pola iklim yang ada di wilayah lokasi penelitian

2. Memberikan informasi mengenai parameter karakteristik gelombang di lokasi penelitian khususnya bagi masyarakat sekitar

3. Menambah pengetahuan ataupun referensi bagi mahasiswa mengenai topik gelombang yang dibangkitkan oleh angin

(19)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Definisi Pantai

Definisi dari pantai adalah suatu daerah di tepi perairan yang dipengaruhi oleh air pasang tertinggi dan air surut terendah. Daerah yang berada di sekitar pantai dinamakan pesisir, yakni suatu daerah darat di tepi laut yang masih mendapat pengaruh laut, seperti pasang surut, angin laut dan rembesan air laut.

Dalam Triatmodjo (1999) ada dua istilah tentang kepantaian yaitu pesisir (coast) dan pantai (shore). Berdasarkan pada Gambar 2.1. dapat dijelaskan mengenai beberapa definisi tentang kepantaian adalah sebagai berikut :

Gambar 2.1. Definisi dan Batasan Pantai (Triadmodjo,1999)

1. Pesisir adalah daerah darat di tepi laut yang masih mendapat pengaruh laut, seperti pasang surut, angin laut dan perembesan air laut.

(20)

2. Pantai adalah daerah di tepi perairan yang dipengaruhi oleh air pasang tertinggi dan air surut terendah.

3. Daratan adalah daerah yang terletak di atas dan di bawah permukaan daratan dimulai dari batas garis pasang tertinggi.

4. Lautan adalah daerah yang terletak di atas dan di bawah permukaan laut dimulai dari sisi laut pada garis surut terendah, termasuk dasar laut dan bagian bumi dibawahnya.

5. Garis pantai adalah garis batas pertemuan antara daratan dan air laut, dimana posisinya tidak tetap dan dapat berpindah sesuai dengan pasang surut air laut dan erosi pantai yang terjadi.

6. Sempadan pantai adalah kawasan tertentu sepanjang pantai yang mempunyai manfaat penting untuk mempertahankan kelestarian fungsi pantai. Kriteria sempadan pantai adalah daratan sepanjang tepian yang lebarnya sesuai dengan bentuk dan kondisi fisik pantai, minimal 100 m dari titik pasang tertinggi ke arah daratan

Selain definisi di atas, beberapa definisi yang berkaitan dengan karakteristik gelombang di daerah sekitar pantai juga perlu diketahui. Gelombang yang merambat dari laut dalam menuju pantai mengalami perubahan bentuk karena pengaruh perubahan kedalaman laut. Berkurangnya kedalaman laut menyebabkan semakin berkurangnya panjang gelombang dan bertambahnya tinggi gelombang.

Pada saat gelombang (perbandingan antara tinggi dan panjang gelombang) mencapai batas maksimum, gelombang akan pecah. Untuk penjelasan lebih lanjut dapat dilihat pada Gambar 2.2 di bawah ini.

(21)

Gambar 2.2. Bagian-bagian Pantai

a) Garis gelombang pecah merupakan batas perubahan perilaku gelombang dan juga transpor sedimen pantai.

b) Offshore adalah daerah dari garis gelombang pecah ke arah laut.

c) Breaker zone (daerah gelombang pecah) adalah daerah di mana gelombang yang datang dari laut (lepas pantai) mencapai ketidak-stabilan dan akhirnya pecah.

d) Surf zone adalah daerah yang terbentang antara bagian dalam dari gelombang pecah dan batas naik-turunnya gelombang di pantai.

e) Swash zone adalah daerah yang dibatasi oleh garis batas tertinggi naiknya gelombang dan batas terendah turunya gelombang di pantai.

f) Inshore adalah daerah yang membentang ke arah laut dari foreshore sampai tepat di luar breaker zone.

g) Longshore bar yaitu gumuk pasir yang memanjang dan kira-kira sejajar dengan garis pantai. Longshore bar terbentuk karena proses gelombang pecah di daerah inshore.

(22)

h) Foreshore adalah daerah yang terbentang dari garis pantai pada saat muka air rendah sampai batas atas dari uprush pada saat air pasang tinggi.

i) Backshore adalah daerah yang dibatasi oleh foreshore dan garis pantai yang terbentuk pada saat terjadi gelombang badai bersamaan dengan muka air tinggi.

2.2. Angin

Angin yang berhembus di atas permukaan air laut akan memindahkan energinya ke air. Kecepatan angin menimbulkan tegangan pada permukaan air laut, sehingga permukaan air yang awalnya tenang akan terganggu dan timbul riak gelombang kecil di atas permukaan air. Apabila kecepatan angin bertambah, riak tersebut menjadi semakin besar dan apabila angin berhembus terus akhirnya akan tebentuk gelombang (Triatmodjo, 1999). Tinggi dan periode gelombang yang dibangkitkan dipengaruhi oleh kecepatan angin (U), lama hembus angin (D), arah angin Fetch (F). Fetch adalah daerah dimana kecepatan angin adalah konstan.

Arah angin masih bisa dianggap konstan apabila perubahan perubahannya tidak lebih dari 15°. Sedangkan kecepatan angin masih dianggap konstan jika perubahannya tidak lebih dari 15 knot (2,5 m/det) terhadap kecepatan rerata.

2.2.1. Data Angin

Data angin yang digunakan untuk peramalan gelombang adalah data di permukaan laut pada lokasi pembangkitan. Data tersebut dapat diperoleh dari pengukuran langsung di atas permukaan laut atau pengukuran di darat di dekat lokasi peramalan yang kemudian dikonversi menjadi data angin laut. Kecepatan angin diukur dengan anemometer dan biasanya dinyatakan dalam knot. Satu knot adalah panjang satu menit garis bujur melalui khatulistiwa yang ditempuh dalam satu jam atau 1 knot = 1,852 km/jam = 0,514 m/detik.

Data angin dicatat tiap jam dan biasanya disajikan dalam bentuk tabel. Dengan pencatatan

(23)

angin jam-jaman tersebut dapat diketahui angin-angin dengan kecepatan tertentu dan durasinya, kecepatan angin maksimum, arah angin dan dapat pula dihitung kecepatan angin rerata harian.

Data angin yang digunakan untuk analisis angin merupakan data yang diperoleh dari Stasiun Pengamatan Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG) terdekat yang tersedia. Data yang diperoleh dari stasiun tersebut berupa data kecepatan angin rata-rata dan maksimum selama 10 tahun. Data yang diperoleh tersebut selanjutnya dilakukan pengelompokan berdasarkan arah dan kecepatan. Hasil pengelompokan (pengolahan) dibuat dalam bentuk tabel atau diagram yang disebut dengan mawar angin/wind rose yang dapat dilihat dalam Tabel 2.1 dan Gambar 2.3.

Tabel 2.1 Contoh Data Persentase Kejadian Angin (Triatmodjo, 1999)

(24)

Gambar 2.3 Mawar Angin (Triatmodjo, 1999)

2.2.2. Konversi Kecepatan Angin

Biasanya pengukuran angin dilakukan di daratan, padahal rumus-rumus pembangkitan gelombang data angin yang digunakan adalah yang ada di atas permukaan laut. Oleh karena itu diperlukan transformasi dari data angin di lokasi stasiun angin ke data angin di atas permukaan laut. Hubungan antara angin di atas laut dan angin di atas daratan terdekat diberikan oleh Persamaan 2.1 dan Gambar 2.4.

R U /U (2.1)

di mana:

U = kecepatan angin yang diukur di darat (m/dt) U = kecepatan angin di laut (m/dt)

R = nilai yang diperoleh dari hubungan kecepatan angin di laut dan di darat

R U /U (2.1)

di mana:

R U /U (2.1)

di mana:

(25)

Gambar 2.4 Hubungan Antara Kecepatan Angin di Laut dan Darat (Triatmodjo, 1999)

Rumus-rumus dan grafik-grafik pembangkitan gelombang mengandung variable UA, yaitu faktor tegangan angin (wind-stress factor) yang dapat dihitung dari kecepatan angin.

Setelah dilakukan berbagai konversi kecepatan angin, kecepatan angin dikonversikan pada faktor tegangan angin dengan menggunakan Persamaan 2.2.

U 0,71 U ^, (2.2)

dengan :

U = kecepatan angin dalam m/dt.

U = faktor tegangan angin.

2.2.3. Fetch

Di dalam tinjauan pembangkitan gelombang di laut, fetch (Gambar 2.5) dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Di daerah pembentukan gelombang, gelombang tidak 10 Universitas Sumatera Utara

U 0,71 U ^, (2.2)

dengan :

2.2.3. Fetch

Di dalam tinjauan pembangkitan gelombang di laut, fetch (Gambar 2.5) dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Di daerah pembentukan gelombang, gelombang tidak 10 Universitas Sumatera Utara

U 0,71 U ^, (2.2)

dengan :

2.2.3. Fetch

Di dalam tinjauan pembangkitan gelombang di laut, fetch (Gambar 2.5) dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Di daerah pembentukan gelombang, gelombang tidak

(26)

hanya dibangkitkan dalam arah yang sama dengan arah angin, tetapi juga dalam berbagai sudut terhadap arah angin. Fetch rerata efektif diberikan oleh persamaan berikut:

F =

^∑_∑ _α^α ^(2.3)

dengan :

Feff = fetch rerata efektif

Xi = panjang segmen fetch yang di ukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch

α

= deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan pertambahan 6⁰sampai sudut sebesar 42⁰pada kedua sisi dari arah angin

Gambar 2.5. Fetch (Triatmodjo,1999)

(27)

2.3. Gelombang

Gelombang di laut dapat dibedakan menjadi beberapa macam yang tergantung pada gaya pembangkitnya. Gelombang tersebut adalah gelombang angin yang dibangkitkan oleh tiupan angin di permukaan laut, gelombang pasang surut dibangkitkan oleh gaya tarik benda- benda langit terutama matahari dan bulan terhadap bumi, gelombang tsunami terjadi karena letusan gunung berapi atau gempa di laut, gelombang yang dibangkitkan oleh kapal yang bergerak, dan sebagainya (Triatmodjo, 1999).

Berdasarkan kedalaman relatifnya, yaitu perbandingan antara kedalaman laut (d) dan panjang gelombang (L), maka gelombang diklasifikasikan menjadi tiga (Triatmodjo, 1999) yaitu:

a. Gelombang di laut dangkal (shallow water) jika d/L ≤ 1/20

C= gd (2.4)

L = gdT = CT (2.5)

b. Gelombang di laut transisi (transitional water) jika 1/20 < d/L < ½

= = tanh (2.6)

Apabila kedua ruas pada persamaan 2.6 dikalikan dengan d/l maka akan didapat :

= ℎ (2.7)

c. Gelombang di Laut Dalam (Deep Water) jika d/L ≥ ½

= = 1,56 (2.8)

(28)

= = 1,56 (2.9)

dengan :

C = cepat rambat gelombang (m/dt)

L = panjang gelombang (m)

g = gravitasi =9,81 (m/dt)

T = periode gelombang (detik)

Dalam suatu perencanaan, pengukuran gelombang secara langsung umumnya jarang dilakukan mengingat kesulitan dan biaya yang sangat besar, selain itu pengukuran yang dilakukan hanya dalam waktu pendek kurang bisa mewakili gelombang yang ada di lapangan. Oleh karena itu biasanya digunakan data sekunder, yaitu data angin yang kemudian diolah untuk mendapatkan peramalan data gelombang. Data sekunder tersebut merupakan hasil pengukuran yang dilakukan oleh Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG)

2.3.1 Menentukan Tinggi Gelombang Berdasarkan Peramalan Gelombang di Laut Dalam

Data gelombang didapatkan dari perhitungan fetch berdasarkan arah angin dominan dan peta topografi yang telah diperoleh. Dari data gelombang diketahui arah dan tinggi gelombang, kemudian data tersebut diolah untuk mendapatkan presentase kejadian gelombang. Setelah itu dibuat wave rose(mawar gelombang) yang menggambarkan antara

(29)

arah dan tinggi gelombang dan presentase kejadian serta mengetahui arah gelombang dominan.Berikut ini beberapa cara dalam memperhitungkan tinggi gelombang.

2.3.1.1 Jonswap Parameters (William, 2000)

Metode Jonswap untuk mencari perhitungan gelombang dengan dimensi sebagai berikut :

a. Tinggi Gelombang

H_mo^* = 0,0016 F^* ¹² ...Cara Pertama (2.10) H_mo^* = 0,243 ...Cara Kedua (2.11) b. Periode Gelombang

T^∗ = 0,286 F^∗ ...Cara Pertama (2.12) T^∗ = 8,13 ...Cara Kedua (2.13) dengan :

Hmo : tinggi gelombang hasil peramalan (m) T : periode gelombang (dtk)

Feff : panjang fetch efektif (km)

U^A : kecepatan angin terkoreksi (m/dt) g : percepatan gravitasi (9,81 m/dt) t : waktu (jam)

(30)

2.3.1.2 Finite Water Depth (William, 2000)

Jika kedalaman di daerah pembangkit terbatas, gesekan dengan bagian bawah akan menghasilkan gelombang yang lebih kecil. CERC (1984) membahas generasi gelombang secara mendalam yang dikembangkan oleh Bretschneider (1958) dari Bretschneider dan Reid (1953). Rumus yang dikembangkan lebih lanjut oleh Young dan Verhagen (1996), yaitu:

2.3.1.3 Sverdrup, Munk, and Berstcheineder (SMB) a. Tinggi Gelombang

H = 1,6x10 (2.16)

b. Periode Gelombang

T = 2,875x10 (2.17)

dengan :

Hmo : tinggi gelombang hasil peramalan (m) T : periode gelombang (dtk)

Feff : panjang fetch efektif (km)

UA : kecepatan angin terkoreksi (m/dtk) g : percepatan gravitasi (9,81 m/dtk)

(2.14)

(2.15)

(31)

t : waktu (jam)

2.4. Analisis Statistik Gelombang

Analisis statistik gelombang diperlukan untuk mendapatkan beberapa karakteristik gelombang seperti gelombang repsentatif ( ₁, ₁₀, ) dan sebagainya, probabilitas kejadian gelombang dan gelombang ekstrem (gelombang dengan periode ulang tertentu).

Gambar 2.6 Pencatatan Gelombang di Suatu Tempat (Triatmodjo,1999)

Gambar 2.6 adalah gambar pencatatan gelombang sebagai fungsi waktu di suatu tempat. Gambar tersebut menunjukkan bahwa gelombang mempunyai bentuk yang tidak teratur, dengan tinggi dan periode yang tidak konstan. Maka dari itu dalam peramalan tinggi gelombang untuk keperluan perencanaan digunakan beberapa metode, yaitu gelombang representatif dan gelombang dengan kala ulang (analisa frekuensi).

2.4.1. Gelombang Representatif

Untuk keperluan perencanaan bangunan-bangunan pantai perlu dipilih tinggi dan periode gelombang individu (individual wave) yang dapat mewakili suatu spektrum gelombang. Apabila tinggi gelombang dari suatu pencatatan diurutkan dari nilai tertinggi ke

(32)

terendah atau sebaliknya, maka akan dapat ditentukan nilai yang merupakan rerata dari n persen gelombang tertinggi. Dengan bentuk seperti itu akan dapat dinyatakan karakteristik gelombang alam dalam bentuk gelombang tunggal. Misal 10 adalah tinggi rerata dari 10%

gelombang tertinggi dari pencatatan gelombang. Bentuk yang paling banyak digunakan adalah 33 atau tinggi rerata dari 33% nilai tertinggi dari pencatatan gelombang yang juga disebut sebagai tinggi gelombang signifikan . Cara yang sama dapat digunakan untuk periode gelombang tetapi biasanya periode signifikan didefinisikan sebagai periode rerata untuk sepertiga gelombang tertinggi.

Gelombang 10% (H10) adalah :

n = 10% x jumlah data dalam pencatatan

= ^∑ (2.18)

= ^∑ (2.19)

Gelombang 33% (gelombang signifikan, Hs) adalah : n = 33% x jumlah data dalam pencatatan

= ^∑ (2.20)

= ^∑ (2.21)

Gelombang 33% (gelombang signifikan, Hs) adalah : n = 33% x jumlah data dalam pencatatan

= ^∑ (2.22)

= ^∑ (2.23)

(33)

2.4.2. Perkiraan Gelombang dengan Kala Ulang (Analisis Frekuensi)

Dari setiap tahun pencatatan dapat ditentukan gelombang representatif seperti ,

10, ₃₃, dan sebagainya. Berdasarkan dari representatif untuk beberapa tahun pengamatan dapat diperkirakan gelombang yang diharapkan disamai atau dilampaui satu kali dalam T tahun, dan gelombang tersebut dikenal dengan gelombang periode ulang T tahun atau gelombang T tahunan. Apabila data yang tersedia adalah data angin maka analisis frekuensi dilakukan terhadap data angin tersebut yang selanjutnya digunakan untuk memprediksi gelombang.

Pada buku karangannya, J.W. Kamphuis menggunakan analisis statistik distribusi probabilitas yang dikombinasikan dengan metode batas ambang atau dikenal dengan threshold . Metode yang digunakannya banyak dipakai untuk menghitung jumlah data yang banyak. Berikut adalah persamaan probabilitas yang digunakan :

1. Distribusi Normal P = 1

S √2π e ⁽ ⁾

∞

= Φ H − H

S = Φ(Z)

Z = H − H

S = 1

S H − H S

2. Distribusi Log Normal

Y = Z = Φ P = lnH − lnH

S = 1

S lnH − lnH S

3. Distribusi Gumbel

Y = Z = Φ P = lnH − lnH

S = 1

S lnH − lnH S

(34)

Y = ln ln1

P = G ; X = H ; A = 1

β ; B = − γ β

4. Distribusi Weibull

( 1

) = −

= ( 1

) = ; = ; = 1

; = −

Dimana :

H = Tinggi gelombang (m)

P = Probabilitas

S = Standar deviasi

Z = Reduksi variat

(35)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian dimulai pada semester A 2017/2018 dan penelitian dilaksanakan di Pantai Cermin

Sumber : Google

Gambar 3.1 Peta Lokasi

3.2. Tahapan Penelitian

Metodologi yang digunakan pada tugas akhir ini mempunyai tahapan sebagai berikut : 1. Studi Pustaka dan Literatur

Studi literature tugas akhir ini meliputi pengambilan teori serta rumus dari beberapa sumber bacaan buku, jurnal ilmiah, makalah, hasil seminar, serta masukan-masukan dari dosen pembimbing yang berkaitan dengan tugas akhir ini.

(36)

2. Pengumpulan Data

Data yang diperoleh adalah data sekunder yang diperoleh melalui survey ke badan atau lembaga terkait, yaitu BMKG

3. Pengolahan Data

Data yang diperoleh dari literatur dan lapangan yang berhubungan dengan pokok bahasan, disusun secara sistematis dan logis sehingga diperoleh suatu gambaran umum yang akan dibahas dalam tugas akhir ini.

4. Analisis Data

Pada tahap ini dilakukan pengolahan data-data yang telah diperoleh dari data sekunder. Tahap analisis data ini meliputi: Data Angin, Konversi Kecepatan Angin, Fetch (Panjang Penjalaran Gelombang) dan Data Gelombang dengan metode parameter dan analisis statistik gelombang probabilitas kejadian gelombang, gelombang ekstrim (gelombang dengan periode ulang tertentu).

5. Kesimpulan dan Saran

Dari hasil pengolahan data maka akan dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan serta saran untuk menjadi masukan bagi pembaca atau peneliti selanjutnya

Secara garis besar tahapan penelitian ini dapat digambarkan melalui diagram berikut :

(37)

Gambar 3.2. Diagram Lengkap Metodologi Penelitian Pengumpulan

Data

Pengolahan Data

Perhitungan Fetch Analisis Wind Rose

Perhitungan Wind stress factor

Analisa Statistik dan Periode Ulang

Gelombang

Kesimpulan dan Saran

Selesai Mulai

Studi Literatur

-

(38)

3.3. Sistematika Penulisan 1. BAB I (Pendahuluan)

Meliputi latar belakang, perumusan masalah, maksud dan tujuan, pembatasan masalah, metodologi penelitian, sistematika penelitian.

2. BAB II (Tinjauan Pustaka)

Merupakan kajian berbagai literature serta hasil studi yang relevan dengan pembahasan ini. Bab ini berisikan penjelasan mengenai teori-teori yang mendukung terhadap penelitian ini di antaranya penjelasan tentang pantai, penjelasan tentang angin, penjelasan gelombang laut.

3. BAB III (Metodologi Penelitian)

Bab ini berisikan tentang metode yang dipakai dalam penelitian termasuk pemilihan lokasi penelitian, gambaran umum tempat penelitian, pengumpulan data, langkah-langkah dalam penelitian

4. BAB IV (Analisis Data)

Berisikan pembahasan mengenai data-data yang dikumpulkan lalu dianalisis sehingga diperoleh kesimpulan

5. BAB V (Kesimpulan dan Saran)

Bab ini menjelaskan mengenai hasil dan kesimpulan yang dapat ditarik setelah dilakukan penelitian sehubungan dengan masalah yang telah ditentukan pada bab sebelumnya. Selain itu juga akan diberikan

(39)

3.4. Pelaksanaan Penelitian

Metode yang dilakukan dalam penelitian adalah : 1. Penentuan Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di Pantai Cermin dengan pengambilan data sekunder berupa data angin harian dari BMKG Stasiun Kuala Namu untuk kemudian dianalisis 2. Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang dilakukan adalah analisis kuantitatif berupa analisis parameter gelombang, probabilitas, dan analisis frekuensi gelombang ekstrim (periode ulang).

3.5. Variabel Penelitian

Variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah kecepatan angin, ketinggian gelombang, periode gelombang, dan fetch

(40)

BAB IV ANALISIS DATA

4. Analisa Hidro-Oceanografi (Angin)

Data angin yang dipergunakan adalah data kecepatan angin maksimum harian dari bulan Agustus 2013 hingga April 2017 yang diperoleh dari Stasiun Klimatologi BMKG di Kuala Namu.

Tabel 4.1. Tabel Kecepatan Angin per Agustus-Desember 2013

Bulan Agustus September Oktober November Desember

Tanggal Kecepatan Arah Kecepatan Arah Kecepatan Arah Kecepatan Arah Kecepatan Arah

1 12 300 12 50 16 280 9 310 7 290

2 8 50 6 40 9 50 8 20 9 250

3 12 70 7 280 12 350 10 340 8 280

4 10 40 9 350 12 220 9 270 11 330

5 10 300 8 350 9 20 12 100 9 330

6 8 360 8 310 20 290 8 320 7 200

7 11 300 8 340 9 100 11 360 9 300

8 9 90 8 350 27 310 12 40 5 40

9 12 50 30 320 9 70 10 50 10 70

10 10 50 7 70 10 30 8 60 10 40

11 10 320 26 190 21 250 8 250 6 360

12 14 50 17 90 21 250 8 350 20 180

13 11 50 8 120 8 340 9 30 8 70

14 10 80 9 40 26 200 6 350 10 40

15 17 80 11 70 14 190 11 310 10 20

16 11 90 5 30 11 40 12 350 6 20

17 8 150 23 270 11 50 5 280 19 10

18 16 340 11 50 18 270 5 360 25 300

19 18 310 10 40 12 350 16 320 8 260

20 10 50 10 50 13 350 21 340 11 350

21 18 290 10 50 12 340 12 270 11 10

22 11 300 10 50 21 50 14 350 18 260

23 9 150 8 30 15 350 20 130 11 350

24 11 40 8 30 11 300 14 30 10 290

25 10 50 10 50 12 20 10 20 9 310

26 12 210 18 350 10 220 9 80 7 320

27 7 70 6 110 15 180 11 330 12 360

28 8 270 12 350 8 40 10 340 11 340

29 8 50 25 290 7 30 9 340 10 260

30 13 10 12 190 10 360 8 340 8 270

31 11 50 10 350 11 70

(41)

Keterangan :

Arah (derajat)

- 0/360 = Utara

- 90 = Timur

- 180 = Selatan - 270 = Barat

Kec. Angin = knot

Sumber : Stasiun BMKG Kuala Namu

Tabel 4.1 di atas menunjukkan data harian kecepatan angin di Stasiun BMKG Kuala Namu pada tahun 2013. Untuk selanjutnya data diolah menjadi data persentase kumulatif dari tahun 2013-2017 untuk menentukan arah angin dominan yang ada di Pantai Cermin.

(42)

Tabel 4.2 Tabel Persentase Kumulatif Kecepatan dan Arah Angin Tahun 2013-2017

No Directions/Wind Class 0,98-4,08 4,08-7,00 7,00-11,08 11,08-17,11 17,11-21,58 ≥ 21,58 Total (%)

1 350-10 0,07305 0,80351 7,59679 7,81592 0,14609 0,07305 16,50841

2 10--30 0,07305 0,21914 4,96713 4,96713 0,21914 0 10,44559

3 30-50 0,07305 0,58437 6,42805 6,06282 0 0 13,14829

4 50-70 0 0,07305 3,36012 5,18627 0,21914 0 8,83858

5 70-90 0 0,29218 2,33747 2,19138 0,07305 0 4,89408

6 90-110 0 0,07305 0,9496 1,09569 0 0 2,11834

7 110-130 0 0,07305 1,31483 0,9496 0 0 2,33748

8 130-150 0 0,21914 1,02264 1,16874 0,29218 0,14609 2,84879

9 150-170 0,07305 0,14609 0,65741 0,65741 0,14609 0,07305 1,7531

10 170-190 0,07305 0 0,51132 0,65741 0,14609 0,07305 1,46092

11 190-210 0 0,14609 0,87655 0,80351 0,07305 0,29218 2,19138

12 210-230 0 0 0,58437 0,80351 0,14609 0,14609 1,68006

13 230-250 0 0,14609 0,80351 1,16874 0,36523 0,51132 2,99489

14 250-270 0 0,29218 0,80351 1,7531 0,29218 0,14609 3,28706

15 270-290 0 0,14609 1,53397 1,09569 0,14609 0,29218 3,21402

16 290-310 0,14609 0,07305 1,16874 1,53397 0,43828 0,29218 3,65231

17 310-330 0 0,29218 2,19138 3,06793 0,07305 0,29218 5,91672

18 330-350 0 0,36523 4,82104 6,79328 0,43828 0,07305 12,49088

Sub-Total 0,51134 3,94449 41,92843 47,7721 3,21403 2,41051 99,7809

Calms 0,21914

Missing/Incomplete 0

Total 100

Sumber : Hasil Pengolahan Software WRPlot

Dari tabel 4.2 dapat kita lihat bahwa arah mata angin dibagi ke dalam 18 arah sesuai dengan pengelompokan arah mata angin yang dinyatakan dalam derajat. Sedangkan untuk kelas kecepatan angin dibagi ke dalam 6 bagian atau kelas. Dari tabel di atas kita bisa melihat bahwa kejadian angin paling dominan adalah pada arah 350-10 (Utara) sekitar 16,50841%

dan yang paling jarang terjadi adalah pada arah 170-190 (Selatan) sekitar 1,46092%.

Sedangkan untuk kecepatan angin dominan berada pada rentang 11,08-17,11 knot dengan persentase 47,7721%.

(43)

Gambar 4.1 Diagram Distribusi Frekuensi Angin

Untuk frekuensi angin yang paling jarang terjadi adalah kelas angin calms sekitar 0,2%. Dam untuk penyebarannya dapat dilihat lebih jelas pada Gambar 4.1.

Gambar 4.2 Diagram Windrose Tahun 2013-2017

Diagram Windrose (Gambar 4.2) di atas menunjukkan secara visual arah angin yang paling dominan terjadi adalah arah Utara dengan persentase hampir 16,9 % dan pada diagram juga kita lihat warna biru adalah warna yang paling dominan pada diagram yang

(44)

menunjukkan kelas angin 11,08-17,11 knot sesuai dengan keterangan diagram di sampingnya.

4.2. Panjang Fetch

Panjang fetch efektif sangat diperlukan dalam perhitungan bangkitan gelombang. Dari perhitungan yang sudah dilakukan sebelumnya, diagram windrose menunjukkan arah angin dominan adalah arah Utara, oleh sebab itu kita meninjau arah utara dari posisi dari Pantai Cermin dengan menarik garis fetch daridaerah yang ditinjau ke arah -42⁰ hingga 42⁰ dengan rentang masing-masing garis 6⁰ hingga garis tersebut mencapai daratan. Untuk garis yang ditarik dari arah Pantai Cermin ke arah laut lepas tanpa menemui daratan nilai fetch yang dipakai dianggap 1000 km.

Sumber : Google Earth

Gambar 4.3 Panjang Fetch di Pantai Cermin

(45)

Tabel 4.3 Tabel Perhitungan Fetch di Pantai Cermin

α cos α Xi (km) α . Xi

42 0,743145 230,23 171,0942 36 0,809017 218,82 177,0291 30 0,866025 277,3 240,1488

18 0,951057 296 281,5127

12 0,978148 300 293,4443

6 0,994522 307 305,3182

0 1 452 452

-6 0,994522 464,59 462,0449 -12 0,978148 644,96 630,8661 -18 0,951057 1000 951,0565 -24 0,913545 1000 913,5455

-36 0,809017 1000 809,017

-42 0,743145 180,93 134,4572

Total 11,73135 5821,535

F = 5821,53

11,7313 = 496,2375km

Dari hasil analisa di atas didapatkan nilai fetch efektif untuk Pantai Cermin adalah 496,2375 km dengan arah fetch tinjauan dari arah Utara.

4.3. Menentukan Tinggi Gelombang berdasarkan Peramalan Gelombang

Untuk peramalan tinggi gelombang diperlukan data angin yang nantinya akan diolah dengan beberapa persamaan peramalan gelombang di laut dalam. Data angin yang dipakai adalah data kecepatan angin maksimum harian dari Agustus 2013 hingga April 2017 yang diperoleh dari Stasiun BMKG Kuala Namu untuk wilayah Pantai Cermin.

(46)

4.3.1. Jonswap Parameter

Untuk mengetahui tinggi dan periode gelombang, metode Jonswap dapat kita gunakan dengan persamaan 2.10 ; 2.11 ; 2.12 ; dan persamaan 2.13.

4.3.2. Finite Water Depth

Metode Finite Water Depth dapat digunakan untuk mencari perhitungan gelombang seperti yang tertulis pada persamaan 2.14 dan persamaan 2.15

Adapun langkah-langkah perhitungan untuk mencari arah dan tinggi gelombang dominan dengan menggunakan metode fetch limited adalah sebagai berikut :

1. Penggolongan berdasarkan arah dan tinggi gelombang dalam rentang waktu data penelitian (2013-2017). Untuk perhitungannya dipergunakan persamaan berikut :

H = 1,616 x 10 x U xF

U = 0,71 xU ^,

U = R xU

U = kec. tertinggi knot x0,514 = . . (m s⁄ )

2. Nilai R_L diperoleh dari Grafik Hubungan Antar Kecepatan Angin di Darat dan di Laut pada Gambar 2.4

(47)

3. Dari Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 dapat dilihat jumlah kejadian dan persentase kejadian masing-masing arah dan tinggi gelombang

4. Gambar Wave rose untuk masing-masing arah dan dan tinggi gelombang sesuai dengan persentase arah dan tinggi gelombang sebelumnya

5. Untuk perencanaan diambil arah gelombang yang dominan dengan persentase terbesar

A. Jonswap Cara Pertama

1) Tinggi Gelombang

H^∗ = 0,0016(F^∗)

gH

U = 0,0016 ( gF U )

H = U x0,0016x(gFU ) ^/ g

2) Periode Gelombang

T^∗ = 0,286x(F^∗)

gT

U = 0,286(

gF U ) ^/

T = Ux0,286x(gFU ) ^/ g

(48)

Tabel 4.4 Perhitungan Tinggi dan Arah Gelombang Agustus 2013 Berdasarkan Fetch (Jonswap Parameter Cara Pertama)

(49)

Demikian seterusnya untuk data hingga April 2017 (lihat lampiran), dari data tinggi gelombang dapat dikelompokkan secara kumulatif dalam range yang ditentukan disajikan pada Tabel 4.5

Tabel 4.5 Tabel Kejadian Gelombang pada Agustus 2013-April 2017 di Pantai Cermin (Jonswap Parameter Cara Pertama)

Arah/Tinggi 0-0,2 0,2-0,4 0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1 ≥1 Total

345-15 4 3 5 51 130 101 294

15-45 0 1 3 47 120 86 257

45-75 0 0 0 20 75 66 161

75-105 0 0 1 10 27 19 57

105-135 0 0 1 12 17 22 52

135-165 1 0 0 7 17 19 44

165-195 0 1 0 2 12 18 33

195-225 0 0 0 7 11 22 40

225-255 0 0 2 8 9 42 61

255-285 0 0 2 21 15 31 69

285-315 1 1 0 12 35 37 86

315-345 0 0 2 35 87 91 215

Total 6 6 16 232 555 554 1369

Dari Tabel 4.5 dapat dicari persentase kejadian masing-masing guna mempermudah mengetahui kejadian dominan pada data yang ditampilkan pada Tabel 4.6.

(50)

Tabel 4.6 Persentase Kejadian Gelombang di Pantai Cermin (Jonswap Parameter Cara Pertama)

Arah/Tinggi 0-0,2 0,2-0,4 0,4-0,6 0,6-0,8 0,8-1 ≥1 Total

345-15 0,29 0,22 0,37 3,73 9,50 7,38 21,48

15-45 0,00 0,07 0,22 3,43 8,77 6,28 18,77

45-75 0,00 0,00 0,00 1,46 5,48 4,82 11,76

75-105 0,00 0,00 0,07 0,73 1,97 1,39 4,16

105-135 0,00 0,00 0,07 0,88 1,24 1,61 3,80

135-165 0,07 0,00 0,00 0,51 1,24 1,39 3,21

165-195 0,00 0,07 0,00 0,15 0,88 1,31 2,41

195-225 0,00 0,00 0,00 0,51 0,80 1,61 2,92

225-255 0,00 0,00 0,15 0,58 0,66 3,07 4,46

255-285 0,00 0,00 0,15 1,53 1,10 2,26 5,04

285-315 0,07 0,07 0,00 0,88 2,56 2,70 6,28

315-345 0,00 0,00 0,15 2,56 6,36 6,65 15,70

Total 0,44 0,44 1,17 16,95 40,54 40,47 100

Dari tabel 4.6 dapat dibuat gambaran wave rose untuk mengetahui arah dan tinggi gelombang dominan dengan cara yang sama seperti membuat wind rose sebelumnya.

Gambaran wave rose ditampilkan pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Wave Rose Tahun 2013-2017 (Jonswap Parameter Cara Pertama)

(51)

Dari tabel dan diagram wave rose di atas dapat kita simpulkan bahwa arah gelombang dominan adalah pada arah 345-15 (sekitar arah Utara) dengan persentase 21,48%. Sedangkan untuk ketinggian gelombang yang terbanyak adalah tinggi gelombang 0,8m - 1m dengan persentase 40,54%.

Berikut adalah langkah-langkah perhitungan tinggi (H) dan periode (T) gelombang berdasarkan fetch :

1. Data yang dipakai sebagai contoh perhitungan saat ini adalah data pada tanggal 1 Agustus 2013, dengan kecepatan 12 knot dan arah 300. Dicari nilai RL dengan menggunakan grafik pada Gambar 4.5 . Sebelumnya, tentukan nilai U_L= 12 x 0,514 = 6,168 m/s

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Kecepatan Angin di Laut dan di Darat

Dari grafik di dapatkan nilai R_L= 1,27