BAB IV
PENGUMPULAN DAN ANALISIS DATA
4.1 Analisis Masalah
Kawasan sepanjang pantai di Kecamatan Sayung yang dijadikan daerah perencanaan mempunyai sejumlah permasalahan yang cukup berat dan kompleks. Permasalahannya menyangkut penurunan fungsi lahan yang disebabkan oleh abrasi pantai. Akibatnya telah sangat dirasakan oleh masyarakat yang tinggal di sekitar pesisir pantai. Hal tersebut dapat diketahui mulai dari hilangnya beberapa hektar lahan tambak sampai tergenangnya rumah-rumah penduduk oleh air laut pasang sehingga tidak dapat lagi digunakan sebagaimana mestinya.
Berikut ini adalah gambaran kondisi di Dusun Morosari, Desa Bedono, Kecamatan Sayung. Gambar 4.1 menunjukkan abrasi yang dimulai sejak beberapa tahun lalu mengakibatkan beberapa rumah penduduk telah tergenang air laut, dalam keadaan normal. Menurut salah seorang warga, pada saat pasang air laut bisa mencapai ketinggian +50 cm disertai ombak yang menghantam langsung dinding rumah. Gambar 4.2 memperlihatkan areal tambak penduduk yang tenggelam oleh air laut, sehingga tidak dapat lagi dimanfaatkan.
Gambar 4.1 Air Laut Menggenangi Rumah Penduduk
AIR LAUT (LAUT JAWA)
Gambar 4.2 Area Tambak Terendam Air Laut
Lebih dari 300 Ha lahan yang selama lebih dari lima tahun terakhir ini tergenang saat air laut pasang. Di wilayah pantai tersebut terdapat 4 desa yang terancam bahaya abrasi, yaitu Desa Bedono, Desa Surodadi, Desa Sriwulan dan Desa Timbulseloko. Desa yang saat ini mengalami kerusakan paling parah adalah Desa Bedono, bahkan dua dusun di desa itu kini telah tenggelam akibat rob yaitu Dusun Senik dan Dusun Tambaksari, menyusul Dusun Pandansari yang terancam tenggelam (Bappeda Demak, 2000).
Tabel 4.1 Kondisi Lahan Akibat Abrasi dan Rob (Bappeda Demak, 2000).
LOKASI
ABRASI PANTAI
(Tambak Hilang)
GENANGAN ROB
(Pasang Surut)
PROSES KEJADIAN
Desa Sriwulan 162,5 Ha 82,6Ha 5 tahun
Desa Bedono 325,0 Ha 110,0Ha 6 tahun
Desa Timbulseloko 62,5Ha 25,8Ha 3 tahun
Desa Surodadi 32,8Ha 10,0Ha 3 tahun
Total 582,8Ha 228,4Ha Rata-rata 4,25 thn
UTARA
AREA TAMBAK YANG TERENDAM AIR LAUT
Pantai Sayung merupakan pantai yang membujur dari barat daya ke timur laut dengan bagian lautnya di sebelah barat. Arah angin dipengaruhi oleh angin dari arah barat laut, sehingga arus yang mengalir di daerah perairan menyusur pantai ke arah timur laut atau dengan kata lain menyusur dari arah Pantai Sriwulan atau Bedono menuju Morodemak. Sebaliknya arus dari Morodemak ke arah Sriwulan sangat kecil, sehingga secara umum tidak terjadi keseimbangan transpor sedimen sejajar pantai di daerah tersebut. Hal ini menyebabkan terjadi abrasi pada Pantai Sayung (Bappeda Demak, 2000).
Upaya-upaya penanggulangan abrasi sudah dilakukan oleh Pemerintah, namun belum mencapai hasil konkrit yang maksimal dibandingkan dengan tingkat permasalahan yang terjadi. Karena itu diperlukan perencanaan pengamanan pantai dalam rangka penanggulangan abrasi pantai di Kecamatan Sayung. Sehingga dapat mencegah kerugian yang lebih besar lagi serta melindungi pemukiman penduduk agar dapat beraktifitas dengan tenang tanpa khawatir pemukimannya terkikis oleh abrasi secara perlahan.
4.2 AnalisisHydro-Oceanography
4.2.1 Pasang Surut
Pasang surut adalah fluktuasi muka air laut karena adanya gaya tarik benda-benda di langit, terutama matahari dan bulan terhadap massa air laut di Bumi. Elevasi muka air tertinggi (pasang) dan muka air terendah (surut) sangat penting untuk perencanaan bangunan pantai (Triatmodjo, 1999)
Data pasang surut yang diperlukan adalah:
HHWL : Highest High Water Level, yaitu elevasi tertinggi muka air selama periode tertentu.
MHWL:Mean High Water Level, yaitu rata-rata elevasi pasang (tinggi) muka air selama periode tertentu.
MSL:Mean Sea Level, yaitu elevasi tinggi muka air rata-rata.
periode tertentu.
Dari data pasang surut yang diperoleh dari BMG Maritim Semarang, tahun 2006, didapat data sebagai berikut:
MHWL 0,9514m 95,14cm 12
bulan tiap
MHWLMLWL 0,2978m 29,78cm 12
bulan tiap
MLWLMSL 0,6246m 62,46cm x12
2
bulan tiap
MSLHHWL= 1,1 m = 110 cm LLWL= 0,1 m = 10cm
Elevasi pasang surut diasumsikan +0,00 dari LLWL, sehingga didapatkan: LLWL = +0,00 cm
MSL = 62,46 – 10 = +52,46 cm HHWL = 110 – 10 = +100 cm
4.2.2 Posisi dan Orientasi Pantai
Posisi pantai sangat penting dalam analisis peramalan gelombang dan transpor sedimen pantai. Dalam analisis gelombang terlebih dahulu harus mengetahui posisi dan bentuk pantai sehingga dapat menyimpulkan arah angin yang dapat membangkitkan gelombang dan arah transpor sedimen yang akan terjadi pada pantai tersebut.
Gambar 4.3 Posisi Dan Orientasi Pantai Sayung
Transpor Sedimen
Arah Pengaruh Pengaruh
Sudut Mata Angin
Sudut Mata Angin
No. Mata Angin Gelombang Sedimen Terhadap Terhadap Ket Garis┴Pantai Garis Pantai
1. Utara Berpengaruh Berpengaruh -52° 38° Angin Dominan
2.
Timur Laut Tidak Berpengaruh
Tidak Berpengaruh
-
-Darat
3. Timur Tidak Berpengaruh
Tidak
Berpengaruh
-Darat
4. Tenggara Tidak Berpengaruh
Tidak Berpengaruh
-
-Darat
5. Selatan Tidak Berpengaruh
Tidak Berpengaruh
-
-Darat
6. Barat Daya Berpengaruh Berpengaruh 83° 82°
-7. Barat Berpengaruh Berpengaruh 38° 128° -8. Barat Laut Berpengaruh Berpengaruh -7° 173°
-4.2.3 Angin
Data angin yang diperoleh akan digunakan untuk menentukan arah angin dominan serta tinggi gelombang rencana. Data angin yang diperlukan adalah data arah angin dan kecepatan angin dimana data tersebut didapat dari Stasiun Meteorologi dan Geofisika (BMG) Maritim Semarang, tahun 1996– 2006.
Tabel 4.3 Persentase Kejadian Angin Tahun 1996-2006
Kecepatan ARAH ANGIN (%)
(knots) Utara Timur
Laut Timur Tenggara Selatan
Barat
Daya Barat
Barat
Laut Jumlah
0 0,42 0,42
dengan bagian lautnya di sebelah Barat, maka gelombang yang berpengaruh disini hanyalah disebabkan oleh angin yang berasal dari Utara, Barat Laut, Barat, dan Barat Daya.
4.2.4 Fetch
Fetch efektif akan digunakan pada grafik peramalan gelombang untuk mengetahui tinggi, durasi dan periode gelombang. Fetchrata-rata efektif dihitung dengan persamaan berikut ini (Triatmodjo, 1999) :
cos
cos . Xi Feff
Keterangan :
Feff = Fetchrata – rata 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 5o sampai Sudut 20o pada kedua sisi dari arah mata angin.
Pada laporan ini, untuk peramalan gelombang digunakanfetchefektif yang diambil dari masing-masing arah angin yang menimbulkan gelombang ke arah Pantai Sayung, yaitu fetch efektif dari arah Utara, Barat Laut, Barat dan Barat Daya. Berikut contoh perhitungan fetchdari arah Barat Laut:
1. Menentukan Sudut Deviasi (α) pada kedua sisi fetch utama, dengan pertambahan 5o sampai total Sudut geser sebesar 20o pada kedua sisi fetch utama.
Contoh :α= -20o, dari sisi kananfetchutama (kolom 1 Tabel 4.4) 2. Cosinusαpada kolom 2
Contoh :Cosα =cos-20o
3. Mengukur garis fetch tiap-tiap segmen dari peta, seperti yang terlihat pada Gambar 4.4
Contoh :Xi= 585 km (kolom 3 Tabel 4.4) 4. Mencari nilaiXi cosα:
Xi cosα = 0,9397 x 585 km
= 549,72 km (kolom 4 Tabel 4.4) 5. Menghitungfetch efektif dengan rumus:
cos
cos . Xi Feff
7732 , 8
72 , 5486
eff
F
Feff = 625,39 km = 625 km
Gambar 4.5 SegmenFetchBarat Laut
Tabel 4.4 Perhitungan PanjangFetch Barat Laut
1 2 3 4 5
Deviasi
sudut cosα Xi (km) Xi Cosα (α)
-20 0,9397 585 549,72
-15 0,9659 612 591,15
-10 0,9848 648 638,16
-5 0,9962 678 675,42
Utara 0 1,0000 594 594,00
5 0,9962 516 514,04
10 0,9848 486 478,62
15 0,9659 516 498,42
20 0,9397 1008 947,21
Total 8,7732 5486,72
Fetch eff= 625,39 = 625 km
Tabel 4.5 Perhitungan PanjangFetch Utara Deviasi
sudut cosα
Xi (km)
Xi Cosα (α)
-20 0,9397 132 124,04
-15 0,9659 130 125,57
-10 0,9848 135 132,95
-5 0,9962 126 125,52
Barat Laut 0 1,0000 121 121,00
5 0,9962 115 114,56
10 0,9848 22 21,67
15 0,9659 24 23,18
20 0,9397 26 24,43
Total 8,7732 132 124,04
Tabel 4.6 Perhitungan PanjangFetchBarat Deviasi
sudut cosα
Xi (km)
Xi Cosα (α)
-20
-15 0,9659 30 28,98
-10 0,9848 36 35,45
-5 0,9962 48 47,82
Barat 0 1,0000 105 105,00
5 0,9962 228 227,13
10 0,9848 234 230,45
15 0,9659 258 249,21
20 0,9397 450 422,86
Total 7,8335 1346,90
Fetch eff= 171,94 = 172 km
Tabel 4.7 Perhitungan PanjangFetch Barat Daya Deviasi
sudut cosα Xi (km)
Xi Cosα (α)
-20 -15 -10 -5
Barat Daya 0 1,0000 2,75 2,75
5 0,9962 3,80 3,79
10 0,9848 4,33 4,26
15 0,9659 6,68 6,45
20 0,9397 6,75 6,34
Total 4,8866 23,60
Fetch eff= 4,83 = 5 km
4.2.5 Peramalan Tinggi Dan Periode Gelombang Akibat Angin
Adapun langkah-langkah dalam perhitungan gelombang adalah sebagai berikut:
1. Memasukkan kecepatan maksimum yang terjadi pada setiap hari.
Contoh : Pada Tahun 2001, kecepatan angin maksimal pada tanggal 1 Januari arah Barat Laut adalah 4knot(kolom 4 Tabel 4.8)
2. Kecepatan angin pada kolom 4 di konversi dari satuan knot menjadi m/d (1 knot= 0,514 m/d)
Contoh : Kecepatan angin 4knot= 2,058 m/d (kolom 5 Tabel 4.8)
3. Menghitung kecepatan angin di laut dengan menggunakan grafik hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat (Gambar 2.2)
Contoh : Kecepatan di darat (UL) 2,058 m/d. Dari grafik didapatRL=1,36. UW = ULxRL
= 2,058 x 1,36
= 2,798 m/d (kolom 7 Tabel 4.8)
4. Menghitung tegangan kecepatan angin dengan rumusUA=0,71UW1,23 Contoh :UA = 0,71UW1,23
= 0,71 x 2,7981,23
= 2,517 m/d (kolom 8 Tabel 4.8)
5. Berdasarkan nilai UA dan fetch, tinggi dan periode gelombang dapat dicari dengan menggunakan grafik peramalan gelombang (Gambar 2.3). Penentuan gelombang selain dibatasi olehfetch, juga oleh durasi kejadian angin. Karena menggunakan data angin harian, maka durasi diasumsikan selama 2 jam. Contoh : Pada tanggal 1 Januari 2001 akibat angin dari arah Barat Laut,
dengan UA = 3,339 m/detik, fetch = 625 km, dibatasi durasi waktu selama 2 jam, dihasilkan gelombang dengan tinggi (H) 0,13 m dan periode (T) 1,71 detik (kolom 10 dan 11 Tabel 4.8).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Bulan / Tanggal Arah UL UL RL UW UA Fetch Hmo Tm
Tahun (knot) (m/detik) (m/detik) (m/detik) (km) (meter) (detik)
Ja
n
u
ar
i
2
0
0
1
1 BL 4 2,058 1,71 3,520 3,339 625 0,13 1,71
2 U 10 5,144 1,38 7,123 7,944 98 0,39 2,63
3 U 6 3,086 1,57 4,835 4,933 98 0,22 2,07
4 BL 10 5,144 1,38 7,123 7,944 625 0,39 2,63
5 BL 9 4,630 1,42 6,584 7,212 625 0,35 2,51
6 BL 9 4,630 1,42 6,584 7,212 625 0,35 2,51
7 B 15 7,716 1,24 9,571 11,424 172 0,62 3,16
8 B 5 2,572 1,63 4,196 4,144 172 0,17 1,90
9 B 12 6,173 1,32 8,147 9,371 172 0,49 2,86
10 B 25 12,860 1,06 13,613 17,620 172 1,07 3,92
11 B 10 5,144 1 ,38 7,123 7,944 172 0,39 2,63
12 B 8 4,115 1,46 6,025 6,466 172 0,31 2,37
13 BL 7 3,601 1,51 5,443 5,707 625 0,26 2,23
14 BD 5 2,572 1,63 4,196 4,144 5 0,15 1,71
15 S 15 7,716 1,24 9,571 11,424 - 0,00 0,00
16 B 10 5,144 1,38 7,123 7,944 172 0,39 2,63
17 Tg 8 4,115 1,46 6,025 6,466 - 0,00 0,00
18 Tg 7 3,601 1,51 5,443 5,707 - 0,00 0,00
19 U 6 3,086 1,57 4,835 4,933 98 0,22 2,07
20 B 10 5,144 1,38 7,123 7,944 172 0,39 2,63
21 BL 12 6,173 1,32 8,147 9,371 625 0,49 2,86
22 BL 5 2,572 1,63 4,196 4,144 625 0,17 1,90
23 B 10 5,144 1,38 7,123 7,944 172 0,39 2,63
24 U 5 2,572 1,63 4,196 4,144 98 0,17 1,90
25 U 10 5,144 1,38 7,123 7,944 98 0,39 2,63
26 S 15 7,716 1,24 9,571 11,424 - 0,00 0,00
27 U 7 3,601 1,51 5,443 5,707 98 0,26 2,23
28 BD 8 4,115 1,46 6,025 6,466 5 0,23 1,99
29 B 9 4,630 1,42 6,584 7,212 172 0,35 2,51
30 Tg 11 5,658 1,35 7,643 8,664 - 0,00 0,00
31 U 8 4,115 1,46 6,025 6,466 98 0,31 2,37
Keterangan:
U : Utara S : Selatan
TL : Timur Laut BD : Barat Daya
T : Timur B : Barat
Untuk keperluan perencanaan bangunan pantai, perlu dipilih tinggi dan periode gelombang tunggal yang dapat mewakili suatu spektrum gelombang. Bentuk yang paling banyak digunakan adalah Gelombang 33% (H33) atau tinggi rata-rata dari 1/3 nilai tertinggi dari pencatatan gelombang. Nilai tersebut dapat
juga disebut tinggi Gelombang Signifikan (Triatmodjo, 1996).
Perhitungan gelombang signifikan tiap tahun dilakukan dengan mengurutkan tinggi gelombang, mulai dari gelombang tertinggi hingga terendah tiap tahun. Tabel 4.9 adalah salah satu contoh data gelombang dan periode yang telah diurutkan. Pada Tahun 2001 terdapat sebanyak 175 data gelombang, maka 1/3 dari jumlah data adalah 58 data. Maka nilaiHs(H33) pada tahun 2001:
Hs =
58
tertinggi gelombang
58
= 58
57 , 37
Ho T Ho T Ho T Ho T Ho T
(m) (detik) (m) (detik) (m) (detik) (m) (detik) (m) (detik) 1.69 4.71 0.49 2.86 0.39 2.63 0.26 2.23 0.17 1.90 1.49 4.48 0.49 2.86 0.39 2.63 0.26 2.23 0.17 1.90 1.07 3.92 0.49 2.86 0.35 2.51 0.26 2.23 0.17 1.90 1.07 3.92 0.49 2.86 0.35 2.51 0.26 2.23 0.17 1.90 1.07 3.92 0.49 2.86 0.35 2.51 0.26 2.23 0.17 1.90 1.07 3.92 0.49 2.86 0.35 2.51 0.26 2.23 0.17 1.90 0.98 3.79 0.49 2.86 0.35 2.51 0.26 2.23 0.17 1.90 0.85 3.57 0.49 2.86 0.35 2.51 0.26 2.23 0.17 1.90 0.85 3.57 0.44 2.75 0.35 2.51 0.26 2.23 0.15 1.71 0.85 3.57 0.44 2.75 0.35 2.51 0.26 2.23 0.15 1.71 0.85 3.57 0.39 2.63 0.35 2.51 0.26 2.23 0.13 1.71 0.85 3.57 0.39 2.63 0.35 2.51 0.26 2.23 0.13 1.71 0.85 3.57 0.39 2.63 0.35 2.51 0.26 2.23 0.13 1.71 0.80 3.49 0.39 2.63 0.35 2.51 0.26 2.23 0.06 1.21 0.67 3.25 0.39 2.63 0.31 2.37 0.26 2.23 0.06 1.21 0.67 3.25 0.39 2.63 0.31 2.37 0.26 2.23
0.67 3.25 0.39 2.63 0.31 2.37 0.23 1.99 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.23 1.99 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.62 3.16 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.58 3.06 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.53 2.96 0.39 2.63 0.31 2.37 0.22 2.07 0.49 2.86 0.39 2.63 0.31 2.37 0.17 1.90 0.49 2.86 0.39 2.63 0.31 2.37 0.17 1.90 0.49 2.86 0.39 2.63 0.31 2.37 0.17 1.90 0.49 2.86 0.39 2.63 0.31 2.37 0.17 1.90 0.49 2.86 0.39 2.63 0.26 2.23 0.17 1.90 0.49 2.86 0.39 2.63 0.26 2.23 0.17 1.90
Selanjutnya perhitungan dengan cara yang sama dilakukan pada data gelombang dari Tahun 1996 sampai 2006. Setelah didapatkan data Gelombang Signifikan (Hs) kemudian dilanjutkan dengan perhitungan periode ulang gelombang untuk 2, 5, 10, 25, 50 dan 100 tahun.
4.2.6 Periode Ulang Gelombang
Digunakan dua metode yang digunakan untuk gelombang dengan periode ulang tertentu, yaitu distribusi Gumbel (Fisher-Tippett Type I) dan distribusi Weibull.
4.2.6.1 Metode Fisher-TippettTypeI
Dalam metode Fisher-Tippett Type I, data probabilitas ditetapkan untuk setiap tinggi gelombang sebagai berikut (Triatmodjo, 1999):
12
Dimana: P(Hs≤Hsm) : Probabilitas dari tinggi gelombang representatif ke-m yang tidak dilampaui.
Hsm : Tinggi gelombang urutan ke-m.
m : Nomor urut tinggi gelombang signifikan. : 1,2,3,….N
NT : Jumlah kejadian gelombang selama pencatatan.
Tinggi gelombang signifikan untuk berbagai periode ulang dihitung dari fungsi distribusi probabilitas dengan rumus sebagai berikut denganÂdanB adalah perkiraan dari parameter skala dan lokal yang diperoleh dari analisis regresi linear (Triatmodjo, 1999):
K : Panjang data (tahun)
L : Rerata jumlah kejadian per-tahun =NT/ K
Perhitungan selengkapnya ditunjukkan pada Tabel 4.8 berikut ini:
Tabel 4.10 Hitungan Gelombang Dengan Periode Ulang (Metode Fisher Tippett Type I)
1 2 3 4 5 6 7
No. Urut Hsm P Ym HsmYm Ym2 (Hsm-Hsm)2
1 0,73 0,9496 2,963 2,1650 8,7784 0,018 2 0,64 0,8597 1,889 1,2169 3 ,5700 0,002 3 0,63 0,7698 1,341 0,8441 1,7977 0,001 4 0,60 0,6799 0,952 0,5748 0,9068 0,000 5 0,60 0,5899 0,639 0,3833 0,4085 0,000 6 0,59 0,5000 0,367 0,2177 0,1343 0,000 7 0,59 0,4101 0,115 0,0673 0,0132 0,000 8 0,58 0,3201 -0,130 -0,0761 0,0169 0,000 9 0,56 0,2302 -0,384 -0,2145 0,1478 0,001 10 0,54 0,1403 -0,675 -0,3632 0,4556 0,003 11 0,48 0,0504 -1,095 -0,5231 1,1986 0,014 Jumlah 6,545 5,5000 5,982 4,292 17,428 0,041
Keterangan:
1. Kolom 1 menunjukkan jumlah tahun yang ditinjau (1996-2006)
2. Kolom 2 merupakan tinggi gelombang signifikan (H33) yang terjadi tiap tahun dari 1996-2006, dan diurutkan dari nilai terbesar sampai terkecil. 3. Kolom 3 dihitung dengan rumus
12 , 0
44 , 0 1
) (
T sm
s
N m H
H P
4. Kolom 4 dihitung dengan rumus ym ln{lnP(Hs Hsm)}
1
Deviasi standar data tinggi gelombang signifikan:
1/2Dari beberapa nilai di atas dapat dihitung parameterÂdan Bˆ berdasarkan data Hsm danym pada kolom 2 dan 4 Tabel 4.8 dengan menggunakan persamaan berikut ini (Triatmodjo, 1999):
Hsr=Â yr+Bˆ
Persamaan regresi yang diperoleh adalah: Hsr=0,0517yr+0,567
TippettTypeI)
2 0,3665 0,59 0,3202 0,02 0,56 0,61
5 1,4999 0,64 0,5346 0,03 0,60 0,69
10 2,2504 0,68 0,7278 0,05 0,62 0,74
25 3,1985 0,73 0,9886 0,06 0,65 0,81
50 3,9019 0,77 1,1874 0,08 0,67 0,87
100 4,6001 0,81 1,3872 0,09 0,69 0,92
Keterangan:
Kolom 1 merupakan periode ulang yang diperhitungkan.
Kolom 2 dihitung dengan menggunakan rumus (Triatmodjo, 1999):
Tr : Periode ulang (tahun) K : Panjang data (tahun)
L : Rerata jumlah kejadian per tahun =NT/K
Kolom 3 adalah perkiraan tinggi gelombang yang dihitung dengan persamaan regresi linier yang telah didapatkan dari perhitungan sebelumnya:
Hsr=0,0517yr+0,567
Kolom 4 didapat dengan menggunakan rumus (Triatmodjo, 1999):
σnr : Standar deviasi yang dinormalkan dari tinggi gelombang signifikan
N : Jumlah data tinggi gelombang signifikan
Tabel 4.12 Koefisien Untuk Menghitung Standar Deviasi (Triatmodjo, 1999)
Distribusi α1 α2 k c ε
Fisher-TippettTypeI 0,64 9 0,93 0 1,33 Weibull (k=0,75) 1,65 11,4 -0,63 0 1,15
Weibull (k=1,0) 1,92 11,4 0 0,3 0,9
Weibull (k=1,4) 2,05 11,4 0,69 0,4 0,72 Weibull (k=2,0) 2,24 11,4 1,34 0,5 0,54
Kolom 5 didapat dengan menggunakan rumus (Triatmodjo, 1999):
s nr
r H
Dengan :
σr : Kesalahan standar dari tinggi gelombang signifikan dengan periode
ulangTr.
σHs : Standar deviasi dari data tinggi gelombang signifikan = 0,2238
4.2.6.2 Metode Weibull
Hitungan perkiraan tinggi gelombang ekstrim dilakukan dengan cara yang sama seperti Metode Fisher-Tippet Type I, hanya persamaan dan koefisien yang digunakan disesuaikan dengan Metode Weibull.
Rumus probabilitas yang digunakan untuk Metode Weibull adalah sebagai berikut (Triatmodjo, 1999):
P(Hs≤Hsm) : Probabilitas dari tinggi gelombang representatif ke-m yang tidak dilampaui.
Hsm : Tinggi gelombang urutan ke-m.
m : Nomor urut tinggi gelombang signifikan. : 1,2,3,….N
NT : Jumlah kejadian gelombang selama pencatatan
k : Parameter bentuk (Kolom pertama Tabel 4.12), dalam laporan ini dipakai k=0,75
Tinggi gelombang signifikan untuk berbagai periode ulang dihitung dari fungsi distribusi probabilitas dengan rumus sebagai berikut dengan Aˆ dan Bˆ adalah perkiraan dari parameter skala dan lokal yang diperoleh dari analisis regresi linier (Triatmodjo, 1999):
Hm=Â ym+Bˆ atau
Hsr=Â ym+Bˆ
Dimanaymdiberikan oleh bentuk berikut:
ksm s
m P H H
y 1/
) (
1
ln
Sedangkanyrdiberikan oleh bentuk berikut:
kr
r LT
y 1/
ln
Dengan:
Hsr : Tinggi gelombang signifikan dengan periode ulangTr. Tr : Periode ulang (tahun)
K : Panjang data (tahun)
L : Rata - rata jumlah kejadian per tahun =NT/K
Tabel 4.13 Hitungan Gelombang Dengan Periode Ulang (Metode Weibull)
1 2 3 4 5 6 7
No. Urut Hsm P ym Hsmym ym2 (Hsm-Hsm)2
1 0,73 0,9574 4,630 3,3832 21,4362 0,018 2 0,64 0,8702 2,590 1,6683 6,7093 0,002 3 0,63 0,7830 1,760 1,1077 3,0962 0,001 4 0,60 0,6958 1,261 0,7612 1,5901 0,000 5 0,60 0,6085 0,918 0,5506 0,8428 0,000 6 0,59 0,5213 0,665 0,3952 0,4428 0,000 7 0,59 0,4341 0,472 0,2762 0,2227 0,000 8 0,58 0,3469 0,321 0,1873 0,1028 0,000 9 0,56 0,2597 0,201 0,1124 0,0406 0,001 10 0,54 0,1725 0,109 0,0585 0,0118 0,003 11 0,48 0,0852 0,040 0,0190 0,0016 0,014 Jumlah 6,545 5,7346 12,967 8,520 34,497 0,041
Keterangan:
1. Kolom 1 menunjukkan jumlah tahun yang ditinjau (1996-2006)
2. Kolom 2 merupakan tinggi gelombang signifikan yang terjadi tiap tahun dari 1996-2006, dan diurutkan dari nilai terbesar sampai terkecil.
3. Kolom 3 dihitung dengan rumus
k
Dari Tabel 4.13, didapat beberapa parameter berikut ini: N(jumlah data tinggi gelombang signifikan) = 11 NT(jumlah kejadian gelombang selama pencatatan) = 11
y =m 0,544 11
982 ,
5
Deviasi standar data tinggi gelombang signifikan:
1/2Dari beberapa nilai di atas dapat dihitung parameterÂdan Bˆ berdasarkan dataHsm dan ympada kolom 2 dan 4 Tabel 4.13 dengan menggunakan persamaan berikut ini (Triatmodjo, 1999):
Hsr=Â yr+Bˆ
Persamaan regresi yang diperoleh adalah: Hsr=0,04yr+0,573
Tabel 4.14 Gelombang Dengan Periode Ulang Tertentu (Metode Weibull)
2 0,6134 0,57 0,5120 0,03 0,53 0,61
5 1,8861 0,62 1,3077 0,08 0,52 0,73
10 3,0406 0,67 2,0734 0,13 0,50 0,84
25 4,7527 0,74 3,2206 0,21 0,48 1,01
50 6,1641 0,80 4,1696 0,27 0,46 1,15
100 7,6617 0,87 5,1779 0,33 0,44 1,29
Keterangan:
Kolom 1 merupakan periode ulang yang diperhitungkan.
Kolom 2 dihitung dengan menggunakan rumus (Triatmodjo, 1999):
Tr : Periode ulang (tahun)
L : Rata-rata jumlah kejadian per tahun =NT/K K : Panjang data (tahun)
k : Parameter bentuk = 0,75
Kolom 3 adalah perkiraan tinggi gelombang yang dihitung dengan persamaan regresi linier yang telah didapatkan dari perhitungan sebelumnya:
Hsr=0,04yr+0,573
Kolom 4 didapat dengan menggunakan rumus (Triatmodjo, 1999):
σnr : Standar deviasi yang dinormalkan dari tinggi gelombang signifikan
dengan periode ulangTr
Kolom 5 didapat dengan menggunakan rumus (Triatmodjo, 1999):
s nr
r H
Dengan :
σr : Kesalahan standar dari tinggi gelombang signifikan dengan periode
ulangTr.
σHs : Standar deviasi dari data tinggi gelombang signifikan = 0,2238
Pada umumnya, perencanaan bangunan di Indonesia menggunakan periode ulang selama 50 tahun. Pada Laporan ini, dipakai periode ulang Metode Weibull, yaitu Hs sebesar 0,8 meter. Untuk mengetahui lama periode dari gelombang tersebut, digunakan grafik pada Microsoft Excel hubungan dari beberapa sampel data tinggi gelombang dan periodenya.
Gambar 4.6 Grafik Hubungan Tinggi dan Periode Gelombang
y = -1,085x2+3,6427x +1,2823
Jika y adalah periode gelombang, dan x adalah tinggi gelombang, maka periode untuk ketinggian gelombang 0,8 m adalah:
T = -1,085×0,82+3,6427×0,8 +1,2823 T = 3,5 detik.
4.2.7 Penentuan Tinggi dan Kedalaman Gelombang Pecah
Penentuan tinggi gelombang ekivalen diperlukan dalam perhitungan gelombang pecah. Rumus gelombang pecah (Triatmodjo, 1999):
H=Ks×Kr×Ho dimana:
H = Tinggi gelombang
Ho = Tinggi gelombang representatif (periode ulang 50 tahun) Ks = Koefisien pendangkalan
Kr = Koefisien refraksi
Pantai Sayung adalah pantai yang membujur dari Barat Daya ke Timur Laut. Arah gelombang datang dari arah Utara (Sudut terhadap garis tegak lurus pantai,αo=52
o
). Data gelombang dari perhitungan gelombang signifikan adalah: - Tinggi gelombang (H) = 0,8 meter
- Periode gelombang (T) = 3,5 detik - Kemiringan dasar (m) = 0,005
Perhitungan gelombang pecah dapat dilihat pada Tabel 4.15. Berikut contoh perhitungan tinggi dan cepat rambat gelombang pecah :
1. Gelombang Ekivalen H = Ks×Kr×Ho Dimana:
Ks: koefisian shoaling Kr: koefisien refraksi H : tinggi gelombang
Lo = 1,56 ×T2 = 1,56 × 0,82= 19,11 m (kolom 6 Tabel 4.15)
Untuk kedalaman 0,5 meter dariMSL:
o
Pada laut dalam, nilainoadalah 0,5. Maka KoefisienShoalingadalah:
779
b) Perhitungan Koefisien Refraksi (Kr) C =
Dari perhitungan koefisien di atas didapat tinggi gelombang ekivalen (H) adalah sebagai berikut :
H1 = Ks×Kr×Ho = 1,213 × 0,8 × 0,8
2. Perhitungan Tinggi Dan Kedalaman Gelombang Pecah
Dari Peta Bathimetri di dapat kemiringan (m) = 0,005 (Kolom 14 Tabel 4.15)
1
43,75
1
3,965 75,
43 19 19 0,005
e m e x
a (Kolom 15 Tabel 4.15)
0,818b (Kolom 16 Tabel 4.15)
Rumus hubungan antara kedalaman dan tinggi gelombang pecah adalah (Triatmodjo, 1999):
Dengan cara coba-coba, didapat nilai Hb adalah 0,324 m (Kolom 17 Tabel 4.15).
Dari Tabel 4.15 didapat Gambar 4.7. Dari gambar tersebut diperoleh pada Pantai Sayung Gelombang Pecah terjadi pada kedalaman 0,83 meter dan tinggi gelombang pecah adalah 0,64 meter.
Tabel 4.15 Perhitungan Gelombang Pecah
No Ho T ao d Lo Co L C a Kr Ks H1 m a b Hb db
(m) (detik) (˚) (m) (m) (m/det) (m) (m/det) (˚) (m) (m) (m)
4.3 Transpor Sedimen
Transpor sedimen pantai adalah gerakan sedimen di daerah pantai yang dsebabkan oleh gelombang dan arus yang dibangkitkannya. Transpor sedimen pantai dapat diklasifikasikan menjadi transpor menuju dan meninggalkan pantai / onshore-offshore transport dan transpor sepanjang pantai / longshore transport (Triatmodjo, 1999).
Gambar 4.8 menunjukkan posisi garis pantai Pantai Sayung, garis tegak lurus terhadap garis pantai (sudut 0o) dan batasan sudut dari masing-masing arah mata angin gelombang datang yang mengakibatkan transpor sedimen sepanjang pantai.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Arah
Gelombang αo Hs T Lo α H'o Hb db
(o) (o) (m) (detik) (m) (o) (m) (m) (m) 240 10 0,29 2,02 6,370 8,29 0,29 0,24 0,308 250 20 0,34 2,16 7,308 15,76 0,34 0,29 0,360 260 30 0,23 1,86 5,400 25,81 0,23 0,20 0,251 270 40 0,42 2,41 9,096 28,20 0,42 0,35 0,447 280 50 0,33 2,23 7,766 36,58 0,33 0,29 0,361 290 60 0,50 2,77 11,978 34,90 0,50 0,43 0,546 300 70 0,34 2,53 9,950 41,90 0,34 0,32 0,399 310 80 0,25 2,53 9,950 44,42 0,25 0,26 0,321 320 90 0,00 2,53 9,950 45,29 0,00 0,00 0,000 330 -80 0,21 2,36 8,660 -47,48 0,21 0,22 0,278 340 -70 0,34 2,53 9,950 -41,90 0,34 0,32 0,399 350 -60 0,24 2,02 6,370 -45,96 0,24 0,22 0,276 360 -50 0,55 2,77 11,978 -30,40 0,55 0,46 0,585 10 -40 0,27 2,02 6,370 -32,24 0,27 0,24 0,299 20 -30 0,36 2,23 7,766 -22,89 0,36 0,30 0,381 30 -20 0,29 2,02 6,370 -16,49 0,29 0,24 0,307 40 -10 0,37 2,23 7,766 -7,76 0,37 0,31 0,389
1. Kolom 1 menunjukkan arah datang gelombang yang membawa sedimen dari masing-masing arah mata angin. Dalam contoh perhitungan ini, akan diambil dari arah 240o.
2. Arah datang gelombang 240o membentuk sudut 10o terhadap garis pantai (Kolom 2 Tabel 4.16)
3. Pada arah gelombang 240o, tinggi gelombang signifikan yang didapat dari peramalan gelombang adalah 0,29 m dengan periode 2,02 detik (Kolom 3 dan 4 Tabel 4.16).
4. Kolom 5 menunjukkan panjang gelombang di laut dalam dengan perhitungan sebagai berikut:
Lo = 1,56 ×T2 = 1,56 × 2,022= 6,37 m.
Co =
Untuk kedalaman 1 meter dari:
o
Dari lampiran Tabel L-1 didapat:
L
6. Kolom 7 merupakan gelombang ekivalen yang didapat dari persamaan: H’o= Kr.Hs
DimanaKrmerupakan koefisien refraksi, didapat dari perhitungan sebagai berikut: 7. Kolom 8 adalah tinggi gelombang pecah dengan perhitungan sebagai berikut
berikut (Goda dkk, 1984):
Transpor sedimen sepanjang pantai dihitung dengan rumus (Triatmodjo, 1999):
Qs : Angkutan sedimen sepanjang (m3/hari)
Pl : Komponen fluks energi gelombang sepanjang pantai pada saat pecah(t-m/d/m)
ρ : Rapat massa air laut (t/m3) Hb : Tinggi gelombang pecah (m)
Cb : Cepat rambat gelombang pecah (m/d) = gdb
αb : Sudut gelombang pecah
K, n : Konstanta (tergantung metode yang digunakan)
Hasil perhitungan transpor sedimen sepanjang pantai dapat dilihat pada Tabel 4.17. Penjelasan perhitungan tersebut adalah sebagai berikut:
2. Pada arah gelombang datang 240o, cepat rambat gelombang pecah (Cb) adalah:
Cb= gdb = 9,80,308= 1,74 m/d (Kolom 6 Tabel 4.17)
3. Kolom 7 menunjukkan frekuensi kejadian gelombang dari tiap arah mata angin dalam waktu 1 tahun.
4. Perhitungan komponen fluks energi gelombang untuk arah 240o sebagai berikut:
Pl = 16
g
Hb2Cbsin 2αb
2 8,29
sin 74 , 1 24 , 0 16
8 , 9 03 ,
1 2
1
P
P1= 0,0188 t-m/detik/m
= 0,0188 × 25 × 3600 = 1620,47 t-m/hari/m (Kolom 8 Tabel 4.17) 5. Perhitungan transpor volume transpor sedimen dilakukan dengan
menggunakan persamaanCERCdan Caldwell:
MetodeCERC(Coastal Engineering Research Center) Qs = K Pln dengan K = 0,401 dan n = 1 Qs = 0,401 × 1620,47
Qs = 649,81 m3/hari (Kolom 9 Tabel 4.17)
Karena jumlah kejadian gelombang dari arah 240o dalam setahun selama 50 jam (2,08 hari), maka transpor sedimen yang dibawa dalam setahun adalah:
Qs = 649,81 × 2,08 = 1353,77 m3/tahun (Kolom 10 Tabel 4.17)
Qs = K Pln dengan K = 1,2 dan n = 0,8 Qs = 1,2 × 1620,470,8
Qs = 443,5 m3/hari (Kolom 11 Tabel 4.17)
Karena jumlah kejadian gelombang dari arah 240o dalam setahun selama 50 jam (2,08 hari), maka transpor sedimen yang dibawa dalam setahun adalah:
Qs = 443,5 × 2,08 = 923,96 m3/tahun (Kolom 12 Tabel 4.17)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12)
Arah α αb Hb db Cb Durasi P1 CERC Caldwell
Gelombang 1 tahun Qs Qs Qs Qs
(o) (o) (o) (m) (m) (m/d) (jam) (t-m/hari/m) (m3/hari) (m3/tahun) (m3/hari) (m3/tahun)
240 10 8.29 0.24 0.308 1.74 50 1620.47468 649.81 1353.77 443.50 923.96
250 20 15.76 0.29 0.360 1.88 81 4364.70725 1750.25 5907.09 979.82 3306.89
260 30 25.81 0.20 0.251 1.57 66 2671.9803 1071.46 2946.53 661.68 1819.62
270 40 28.20 0.35 0.447 2.09 229 11949.1569 4791.61 45719.96 2193.06 20925.47
280 50 36.58 0.29 0.361 1.88 161 8076.07443 3238.51 21724.98 1603.03 10753.66
290 60 34.90 0.43 0.546 2.31 192 22330.1205 8954.38 71635.03 3616.55 28932.38
300 70 41.90 0.32 0.399 1.98 285 10862.6518 4355.92 51726.59 2032.03 24130.35
310 80 44.42 0.26 0.321 1.77 212 6411.39002 2570.97 22710.21 1332.73 11772.47
320 90 45.29 0.00 0.000 0.00 231 8.5317E-10 0.00 0.00 0.00 0.00
330 -80 -47.48 0.22 0.278 1.65 161 -4461.432 -1789.03 -12001.44 997.15 -6689.22 340 -70 -41.90 0.32 0.399 1.98 190 -10862.652 -4355.92 -34484.39 2032.03 -16086.90 350 -60 -45.96 0.22 0.276 1.64 152 -4324.4599 -1734.11 -10982.69 972.58 -6159.69 360 -50 -30.40 0.46 0.585 2.39 290 -24581.252 -9857.08 -119106.41 3905.39 -47190.13
10 -40 -32.24 0.24 0.299 1.71 81 -4737.3919 -1899.69 -6411.47 1046.20 -3530.91 20 -30 -22.89 0.30 0.381 1.93 101 -6919.778 -2774.83 -11677.41 1416.63 -5961.63
30 -20 -16.49 0.24 0.307 1.73 80 -3052.9579 -1224.24 -4080.79 736.14 -2453.79
40 -10 -7.76 0.31 0.389 1.95 70 -2708.3555 -1086.05 -3167.65 668.88 -1950.89
antara sedimen yang datang dan yang dibawa pergi. Hal tersebut mengakibatkan terjadinya pengikisan garis pantai di suatu wilayah dan terjadi pengendapan sedimen di wilayah lainnya. Untuk wilayah yang mengalami pengikisan garis pantai perlu diberikan pengamanan pantai agar abrasi yang semakin parah tidak terjadi.
4.4 Analisis Data Tanah
Data hasil dari penyelidikan tanah digunakan untuk menghitung daya dukung tanah (soil bearing capacity). Data tanah di dapat dari Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil Unissula, Semarang, dapat dilihat pada Tabel 4.18.
Tabel 4.18 Data Tanah
Nama Titik HB 1 HB 2 HB 3
Kedalaman (m) 2,00 3,00 4,00
Gs 2,396 2,654 2,370
Berat Jenis Keringγk(gr/cm 3
) 0,926 1,075 0,833 Berat Jenis Basahγb(gr/cm3) 1,539 1,676 1,482
W(%) 66,266 55,397 77,818
Atterberg Limit :
LL 9,43 45,37 34,40
BatasPlastisitas (PL) 17,88 23,89 16,99 Indeks Plastisitas (IP) 41,55 21,48 17,41
C(kg/cm2) 0,230 0,800 0,165
