27
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Kecepatan Angin dan Windrose
Data angin dibutuhkan untuk menentukan distribusi arah angin dan kecepatan angin yang terjadi di lokasi pengamatan. Data angin yang digunakan adalah data angin tahun 2006 – 2015 yang berasal dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) stasiun Kediri, Lombok Barat, NTB. Di bawah ini ditampilkan hasil perhitungan dari data angin selama 10 tahun beserta gambar windrose. Untuk mendapatkan windrose digunakan software Grapher Demo 9. Dapat dilihat pada tabel 5.1 dan gambar 5.1.
Tabel 5.1. Data kejadian angin di Pulau Lombok tahun 2006 – 2015 (knot).
Tahun Januari Februari Maret April Mei Juni July Agustus September Oktober November Desember
2006 3 3 3 3 2 3 4 4 4 4 5 5 2007 5 4 6 4 4 5 4 6 5 4 3 4 2008 4 6 3 4 4 5 5 5 5 4 3 3 2009 4 5 3 4 3 3 5 5 5 5 5 4 2010 4 4 4 4 4 5 5 5 4 4 4 4 2011 6 5 5 5 5 5 6 6 6 6 5 5 2012 7 5 7 5 6 6 7 7 6 6 5 4 2013 5 6 4 3 3 2 6 6 6 4 4 2 2014 3 3 2 2 1 1 1 4 5 6 5 5 2015 7 5 6 5 5 6 5 7 8 7 6 5 Rata-rata 4,8 4,6 4,3 3,9 3,7 4,1 4,8 5,5 5,4 5,0 4,5 4,1 Arah B B B B Tg Tg Tg Tg S S S B Maksimal 7 6 7 5 6 6 7 7 8 7 5 5 Minimal 3 3 2 2 1 1 1 4 4 4 3 2
28
Gambar 5.1. Windrose dari data angin selama 10 tahun. B. Fetch
Fetch efektif digunakan dalam grafik peramalan gelombang untuk mengetahui tinggi, periode dan durasi gelombang. Perhitungan panjang fetch dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 5.2. Fetch
29
Tabel 5.2. Perhitungan fetch rerata efektif α Cos α Xi (km) Xi Cos α 42 0,7431 200 148,62 36 0,8090 200 161,8 30 0,8660 200 173,2 24 0,9135 44,640 40,78 18 0,9511 47,224 44,91 12 0,9781 51,067 49,95 6 0,9945 62,091 61,75 0 0 78,399 78,40 6 0,9945 89,717 89,22 12 0,9781 55,675 54,45 18 0,9511 54,262 51,61 24 0,9135 54,839 50,1 30 0,8660 200 173,2 36 0,8090 200 161,8 42 0,7431 200 148,62 Jumlah 12,5106 1488,41 Feff = C. Gelombang
Tinggi dan periode gelombang dapat dihitung dengan menggunakan grafik peramalan gelombang setelah fetch rerata efektif dan kecepatan angin diketahui. Berikut merupakan langkah-langkah perhitungan gelombang :
1. Mencari kecepatan dan arah angin maksimal dari arah angin tahun 2006-2015 yang dapat menimbulkan gelombang.
Contoh : September 2015 arah angin 180º dengan kecepatan angin 8 knot.
2. Konversi kecepatan angin menjadi m/dt (1 knot = 0,514 m/dt). Contoh : 8 knot = 4,112 m/dt.
30
3. Dihitung kecepatan angin di laut dengan menggunakan grafik hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat.
Gambar 5.3. Grafik hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat.
Dari grafik diatas di dapat nilai RL= 1,45
UW = UL x RL = 4,112 x 1,45 = 5,9624 4. Menghitung nilai UA UA = 0,71 x UW1,23 = 0,71 x 5,9624 = 6,3830 m/dt
5. Dari nilai UA dan fetch, tinggi dan periode gelombang dapat dicari
31
32
33 UA = 6,3830 m/dt
Fetch = 118,971 km
Maka dari grafik peramalan gelombang diperoleh tinggi dan periode gelombang sebagai berikut :
Tinggi gelombang (H) = 1,1 m Periode gelombang (T) = 5,25 detik 6. Tinggi dan periode gelombang signifikan
Data yang dibutuhkan untuk menentukan periode dan tinggi gelombang signifikan yaitu data kecepatan angin selama 10 tahun (2006 – 2015).
Tabel 5.3. Tinggi dan periode gelombang signifikan per tahun
Tahun 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
H 0,75 m 0,75 m 0,75 m 0,75 m 0,75 m 0,75 m 0,85 m 0,75m 0,75 m 1,1 m
T 4 d 4 d 4 d 4 d 4 d 4 d 5 d 4 d 4 d 5,25 d
D. Perkiraan Gelombang Dengan Periode Ulang
Metode Fisher-Tippett Type I
Perhitungan gelombang dengan periode ulang terdapat pada tabel 5.4. Dalam tabel tersebut kolom 1 adalah nomor urut m, sedangkan nomor 2 adalah data gelombang yang diurutkan dari besar ke kecil sesuai dengan kolom 1. Kolom 3 adalah nilai P (Hs≤Hsm) yang dihitung dengan persamaan (3.8). Kolom 4 adalah
nilai ym yang dihitung dengan persamaan (3.9.a). Kolom 5 dan 6 adalah nilai-nilai
yang digunakan untuk analisis regresi linier guna menghitung parameter ̂ dan ̂. Kolom 7 digunakan untuk menghitung deviasi standar gelombang signifikan ( Hs). Kolom 8 adalah perkiraan tinggi gelombang yang dihitung dengan
persamaan regresi linier yang dihasilkan, yaitu Hsm = ̂ ym + ̂. Kolom 9 adalah
34
Tabel 5.4. Perhitungan gelombang dengan periode ulang
No.Urut m Hsm P Ym Hsmym Ym 2 (Hsm-Hr) 2 ̂ sm Hsm - ̂sm 1 1,1 0,9446 2,8648 3,1513 8,2070 0,0930 0,4642 0,6358 2 0,85 0,8458 1,7870 1,5189 3,1934 0,0030 0,3242 0,5258 3 0,75 0,7470 1,2321 0,9240 1,5180 0,0020 0,2520 0,495 4 0,75 0,6482 0,8357 0,6267 0,6983 0,0020 0,2005 0,5495 5 0,75 0,5496 0,5126 0,3844 0,2627 0,0020 0,1585 0,5915 6 0,75 0,4506 0,2266 0,3380 0,0513 0,0020 0,1213 0,6287 7 0,75 0,3518 -0,0437 -0,0328 -0,0020 0,0020 0,0862 0,6638 8 0,75 0,2530 -0,3180 -0,2385 -0,1011 0,0020 0,0505 0,6995 9 0,75 0,1541 -0,6260 -0,4695 -0,626 0,0020 0,0105 0,7395 10 0,75 0,0553 -1,0630 -0,7972 -1,1300 0,0020 -0,0463 0,7963 Jumlah 7,95 5 5,4081 5,4053 12,0716 0,112
Dari data yang diberikan dalam tabel diatas, didapat beberapa parameter sebagai berikut : N = 10 NT = 10 Hsm = 0,795 ym = 0,54081
Deviasi standar data tinggi gelombang signifikan : [ ∑ ̅̅̅̅̅̅ ]1/2
35
Dari beberapa nilai tersebut selanjutnya dihitung parameter ̂ dan ̂ berdasar data Hsm seperti terlihat dalam kolom 2 dan 4 dengan menggunakan
persamaan berikut : Hsm = ̂ ym + ̂
dengan :
̂
̂ ̅ ̂ Persamaan regresi yang diperoleh adalah
Hsm = 0,1300 ym + 0,0919
Selanjutnya hitungan tinggi gelombang signifikan dengan beberapa periode ulang dilakukan dalam tabel 5.5 (persamaan 3.10).
Untuk menetapkan interval keyakinan digunakan persamaan 3.11., 3.12., dan 3.13. Dengan menggunakan koefisien seperti diberikan pada tabel (3.1).
Tabel 5.5. Gelombang dengan periode ulang tertentu.
Periode ulang (tahun) Yr (tahun) (pers.3.10.a) Hsr (m) (pers. 3.10) (pers.3.11) (pers.3.13) Hs – 1,28 (m) Hs+ 1,28 (m) 2 0,3665 0,1395 0,6238 0,00004 0,1394 0,1395 4 1,2459 0,2538 0,8756 0,00006 0,2537 0,2538 10 2,2504 0,3844 1,1781 0,00008 0,3842 0,3845 20 2,9702 0,4780 1,3993 0,00009 0,4778 0,4781 40 3,6762 0,5698 1,6181 0,00011 0,5696 0,5699 60 4,0860 0,6230 1,7456 0,00012 0,6228 0,6231 80 4,3757 0,6607 1,8361 0,00013 0,6605 0,6608 100 4,6001 0,6899 1,9062 0,00013 0,6897 0,6900
36 Contoh : cara menghitung Hsr
Hsr = ̂ yr + ̂
dengan :
̂
̂ ̅ ̂
Persamaan regresi yang diperoleh adalah Hsr = 0,1300 yr + 0,0919
Untuk periode ulang 2 tahun :
Hsr = 0,1300 x 0,3665 + 0,0919 = 0,1395 m E. Pembahasan
1. Data Angin dan Windrose
Berdasarkan dari data angin yang di dapat dari stasiun BMKG untuk kurun waktu 10 tahun (2006 – 2015), diketahui bahwa distribusi arah angin dominan yaitu ke arah Barat dengan kecepatan rata-rata 4,34 knot. Sedangkan kecepatan angin dominan dengan rata-rata 4,97 knot terjadi di Selatan.
Dari data angin yang di dapat, selanjutnya data tersebut dimasukan ke software Grapher Demo 9 untuk mengetahui pola persebaran angin dan berapa persen yang dihasilkan oleh setiap arah angin tersebut. Dan didapat hasil yaitu arah Barat sebesar 45%, arah Tenggara sebesar 35%, dan arah Selatan sebesar 25%.
2. Fetch
Untuk mendapatkan fetch efektif dari Pulau Lombok ke Pulau Bali menggunakan software AutoCad dengan menggambar kipas fetch dari base point perairan Pantai Ampenan (Lombok). Kipas terdiri dari 9 jari-jari dengan selang sudut diantaranya sebesar 6º. Setelah itu menghitung panjang jari-jari dari titik
37
awal sampai titik dimana masing-masing jari-jari memotong daratan untuk pertama kalinya (Xi).
Menghitung cosinus sudut masing-masing jari-jari terhadap sumbu utama (=cos α1). Dan didapatkan hasil berupa fetch efektif dengan jarak jangkauan 118,971 KM. Dari hasil fetch tersebut digunakan untuk peramalan gelombang dengan menggunakan grafik peramalan gelombang.
3. Gelombang
Berdasarkan pengolahan data angin, didapat tinggi dan periode gelombang di perairan Pantai Ampenan dengan ketinggian gelombang (H) 1,1 meter dan juga periode gelombang (T) 5,25 detik.
Berdasarkan gaya pembangkit gelombang yang terbentuk di lokasi penelitian, dikategorikan sebagai gelombang yang dibangkitkan oleh angin karena memiliki periode gelombang antara 4 – 5,25 detik di dapat dari pengukuran gelombang secara signifikan per tahunnya. Hal ini menunjukkan bahwa gelombang yang terbentuk di perairan Pantai Ampenan, karakteristiknya sangat dipengaruhi oleh angin. Pernyataan ini diperkuat oleh Munk (1951) bahwa gelombang yang dibangkitkan oleh angin mempunyai periode gelombang 1 – 10 detik.
4. Perkiraan gelombang dengan periode ulang
Penentuan gelombang dengan periode ulang di perairan Pantai Ampenan menggunakan data gelombang signifikan hasil peramalan (2006 – 2015) berdasarkan metode Gumbel (Fisher-Tippett Type I). Periode ulang yang digunakan adalah 2, 4, 10, 20, 40, 60, 80, dan 100 tahun. Menghasilkan nilai Hsr
untuk setiap kala ulang dengan besaran masing-masing adalah 0,1395 m, 0,2538 m, 0,3844 m, 0,4780 m, 0,5698 m, 0,6230 m, 0,6607 m, 0,6899 m dengan interval keyakinan sebesar 1.28.
5. Pemilihan jenis dan kala ulang gelombang
Bangunan yang terdapat di Pantai Ampenan adalah seawall dan revetment. Struktur tersebut memiliki kala ulang 10 – 50 tahun (tabel 3.5) dengan jenis gelombang untuk revetment Hs dan seawall H0,01 – Hmaks.
