BAB VII
KESIMPULAN DAN SARAN
7.1 Kesimpulan
Pada studi ini telah dilakukan pengkajian mengenai perilaku transmisi gelombang dan stabilitas susunan kantong pasir. Pengaruh beberapa parameter terhadap transmisi gelombang maupun stabilitas pada pemecah gelombang kantong pasir tipe tenggelam dikaji pada penelitian ini. Penelitian ini bersifat pengujian eksperimental yang dilakukan di kolam gelombang dengan lebar 0,80meter, kedalaman 0,80meter dengan panjang 20meter.
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari pengujian transmisi gelombang maupun stabilitas susunan kantong pasir adalah sebagai berikut:
1. Permukaan relatif halus dan koefisien permabilitas susunan yang relatif kecil, 2,10-2 cm/detik (Recio dan Oumeraci, 2008a), merupakan karakter yang dimiliki oleh kantong pasir. Kondisi tersebut menyebabkan susunan kantong pasir mempunyai karakter hidrolis berbeda dibandingkan susunan batuan. Hal tersebut ditunjukkan pada hasil prediksi model transmisi gelombang pemecah gelombang tipe rubble-mound (Van der Meer, 1991; van der Meer, et al., 2005; Seabrooks dan Hall, 1998), serta pemecah gelombang tipe reef
breakwater (Armono, 2003), dimana hasil prediksi tersebut memperlihatkan kecenderungan under-estimate dan over-estimate. Kondisi ini memberi pengertian bahwa pengurangan energi gelombang pada pemecah gelombang susunan kantong pasir lebih rendah dibandingkan pemecah gelombang tipe
rubble-mound, namun lebih tinggi apabila dibandingkan reef breakwater. Penggunaan kantong pasir sebagai pemecah gelombang mempunyai kelebihan, yaitu dapat memanfaatkan bahan yang terdapat di lokasi pekerjaan (Yuwono, 1992; Zhu, et al., 2004), mengatasi kesulitan pengadaan batuan (Silvester dan Hsu, 1992; Restall, et. al., 2001; Zhu, et al, 2004; Shin dan Oh, 2007), kemudahan dalam pelaksanaan dan kemudahan pengadaan pasir yang banyak tersedia di lokasi (Zhu, et al., 2004). Atas dasar pertimbangan tersebut
di atas, penggunaan kantong pasir sebagai pemecah gelombang perlu dikembangkan sebagai pemecah gelombang alternatif.
Sesuai hasil penggunaan model transmisi yang ada terhadap data pengujian menunjukkan hasil prediksi yang kurang akurat, maka perlu dikembangkan perumusan model transmisi gelombang susunan kantong pasir. Didasarkan pada variabel-variabel yang berperan dalam proses transmisi gelombang disusun suatu persamaan model transmisi gelombang. Persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:
Untuk gelombang reguler:
(
)
-0,751 0,116 0,288 2 0,461 2 4,917 -BLc α cot Ar gT Hi gT Bw h d 427 , 69 1 1 Kt + = (7-1)Untuk gelombang irreguler:
(
)
-0,802 0,179 0,333 2 0,385 2 3,632 -BLc α cot Ar gT Hi gT Bw h d ,319 7 3 1 1 Kt + = (7-2)Persamaan 7-1 dan 7-2 tersebut valid untuk kondisi sebagai berikut:
Gelombang Irreguler Gelombang Reguler
Parameter
minimum maximum minimum maximum
d/h 1,000 1,333 1,000 1,333
Bw/gT2 0,004 0,113 0,003 0,099
Hi/gT2 0,003 0,015 0,001 0,014
Parameter Syarat kondisi
Bentuk Kantong: guling (B1): bantal (B2):
□ Blockiness Coefficient BLc 0,975 0,880 □ Kemiringan, cot α 1,5 – 2,0 1,5 – 2,0 Ar/cot α SK1 SK2 SK3 Parameter Susunan Kantong S1.5 S2.0 S1.5 S2.0 S1.5 S2.0 Kantong B1 1,646 1,235 0,802 0,602 1,079 0,809 Kantong B2 1,073 0,805 0,880 0,660 0,967 0,725
Karena terdapat perbedaan perilaku transmisi gelombang reguler dan irreguler, sehingga terdapat dua jenis permodelan yaitu model transmisi gelombang reguler dan irreguler, seperti disajikan pada Persamaan 1 dan 7-2. Apabila permodelan transmisi irreguler diterapkan pada gelombang reguler cenderung over estimate, maka diperlukan faktor koreksi. Faktor koreksi tersebut dirumuskan sebagai:
1,034 (X) ln 0,229 Y = + (7-3)
Dimana X adalah Ktukur-reguler. Hal tersebut juga berlaku pada permodelan
reguler apabila diterapkan terhadap gelombang irreguler. Hasil penerapan cenderung under estimate, maka diperlukan koreksi, dimana faktor koreksi tersebut dirumuskan sebagai:
2,157 X 2,754 X 1,639 Y= 2− + (7-4)
X adalah Ktukur-irreguler. Selanjutnya prediksi koefisien transmisi gelombang
irreguler maupun reguler ditentukan sebagai berikut:
Y x Kt
Kthitung terkoreksi = hitung (7-5)
Kthitung masing-masing merupakan Kthitung-reguler hasil Persamaan 7.1 dan
Kthitung-irreguler hasil Persamaan 7.2 yang diterapkan terhadap data irreguler
dan reguler.
2. Respon kantong pasir terhadap gaya gelombang.
Pergerakan kantong pasir di daerah kemiringan struktur.
Pengujian pemecah gelombang kantong pasir bersifat overtopping, sehingga kecepatan aliran up-rush lebih dominan sebagai penyebab kantong pasir tercabut dari susunannya dibandingkan kecepatan down-rush. Fenomena ini berbeda dengan Jensen, (1984); Recio dan Oumeraci (2008b). Pergerakan kantong di daerah miring dipengaruhi oleh gaya jepit antar kantong dan kekakuan kantong. Hasil pengujian menunjukkan kantong bergerak secara keseluruhan, hal ini mengindikasikan kekakuan kantong lebih besar dibandingkan gaya jepit antar kantong. Kekakuan kantong dipengaruhi oleh ukuran kantong dan kepadatan kantong pasir. Kondisi ini menyebabkan perilaku deformasi kantong pasir tidak sesuai dengan Recio (2007).
Pergerakan kantong pasir di daerah puncak struktur.
Sama seperti di daerah kemiringan struktur, gaya gelombang dipengaruhi oleh dipengaruhi oleh luas penampang kantong, kemiringan struktur dan kecepatan aliran. Sesuai peningkatan luas tampang kantong pasir, gaya gelombang juga makin meningkat. Hasil pengujian menunjukkan kantong bentuk B2 lebih mudah berpindah dibandingkan kantong B1, hal disebabkan luas tampang AT dan AS kantong B2 lebih besar dari B1. Kecepatan aliran
dipengaruhi oleh luas bidang gesek antara aliran dengan kantong pasir. Sesuai peningkatan gaya gesek, kecepatan aliran gelombang berkurang, sehingga terjadi penurunan gaya gelombang. Hasil pengujian menunjukkan jumlah kantong pasir terseret pada struktur dengan kemiringan curam (cot α = 1,5) lebih banyak dibandingkan pada struktur dengan kemiringan landai (cot α = 2,0).
Deformasi kantong dipengaruhi elastisitas kantong pasir. Elastisitas kantong pasir dipengaruhi oleh kepadatan dan perbandingan panjang terhadap tebal kantong. Hasil pengujian menunjukkan tidak terjadi deformasi pada kantong pasir, hal ini tidak sesuai dengan Recio (2007). Kondisi disebabkan kantong pasir B1 dan B2 mempunyai kepadatan masing-masing 88% dan 73%, serta perbandingan l/t masing-masing 2,18 dan 3,81. Sedangkan pada Recio kepadatan kantong mencapai 80% namun perbandingan l/t mencapai 4,18. Perubahan posisi kantong akibat gaya tubrukan gelombang terjadi dimulai pada lapisan 3-4 untuk bentuk B1 dan lapisan 5-6 untuk bentuk B2 yaitu sekitar 20-25cm di bawah paras muka air tenang (SWL).
Respon susunan kantong pasir terhadap gaya gelombang.
Gaya gelombang terhadap susunan kantong pasir ditentukan oleh luas penampang kantong dan kecepatan aliran gelombang. Bentuk, susunan dan kemiringan struktur berpengaruh terhadap stabilitas susunan kantong pasir. Pada bentuk kantong sama, susunan SK1, sumbu panjang kantong sejajar arah gelombang, mempunyai stabilitas paling tinggi, sedangkan susunan SK2, sumbu panjang kantong tegak lurus gelombang, mempunyai stabilitas paling rendah. Pada susunan sama, bentuk B1 lebih stabil dibandingkan bentuk B2.
Kantong pasir mempunyai sifat elastis, bentuk kantong dan pasir yang ada di dalamnya menyesuaikan terhadap serangan gelombang berikutnya. Fenomena ini sesuai hasil penelitian Recio dan Oumeraci (2007). Hasil pengujian menunjukkan bahwa setelah gelombang mencapai 600 gelombang tidak terjadi perubahan kerusakan secara signifikan. Keadaan ini sesuai hasil studi Matsumi, et al. (2004).
Gaya gesek (interlocking) antar kantong relatif kecil, sehingga perubahan kemiringan dan ukuran kantong berpengaruh terhadap Koefisien Stabilitas, KD. Hal ini terlihat pada hasil penerapan model stabilitas Hudson (1959)
terhadap data uji stabilitas susunan kantong pasir. Susunan kantong mempunyai harga KD bervariasi sesuai dengan perubahan kemiringan,
susunan dan bentuk kantong pasir.
Hasil penerapan model stabilitas kantong pasir (Wouters, 1998 dan Oumeraci,
et al., 2002) terhadap data uji stabilitas susunan kantong pasir menunjukkan hasil prediksi yang kurang akurat. Oleh sebab itu perlu dikembangkan perumusan model stabilitas susunan kantong pasir. Model tersebut memasukkan faktor tingkat kerusakan, jenis susunan dan kemiringan struktur. Persamaan usulan model stabilitas adalah sebagai berikut:
Bentuk kantong B1:
( )
( )
0,841 290 , 0 115 , 0 ξ α cot Ar S ,193 3 D ∆ H = (7-6) Bentuk kantong B2: 0,823 536 , 0 0,069 ) ( α cot Ar (S) 3,611 D H ξ = ∆ (7-7)Persamaan permodelan, seperti yang tertulis pada Persamaan 7-6 dan 7-7 berlaku pada kondisi sebagai berikut:
Parameter Syarat kondisi
A. Kondisi Gelombang:
Jenis gelombang Reguler
Parameter Syarat kondisi
B. Kondisi Struktur:
Bahan struktur kantong
Pengisi Struktur pasir
Bentuk : guling (B1): bantal (B2):
□ Perbandingan panjang/lebar (l/b) 2,052 1,220 □ Perbandingan panjang/tebal (l/t) 2,178 3,805 □ Blockiness Coefficient BLc 0,975 0,880 □ Kepadatan kantong rata-rata, % 88,00% 73,00% □ Panjang Karakteristik D, cm 10,744 11,119
Kemiringan, cot α 1,5 – 2,0 1,5 – 2,0
Tingkat Kerusakan, S, % 0,83 – 22,50 0,69 – 24,27 Kerapatan massa relatif, ∆ 0,933
Parameter Syarat kondisi:
SK1 SK2 SK3 Susunan Kantong S1.5 S2.0 S1.5 S2.0 S1.5 S2.0 Kantong B1: □ Ar 2,470 2,470 1,203 1,203 1,618 1,618 □ Ar/cot α 1,646 1,235 0,802 0,602 1,079 0,809 Kantong B2: □ Ar 1,610 1,610 1,139 1,139 1,450 1,450 □ Ar/cot α 1,073 0,805 0,880 0,660 0,967 0,725 7.2 Saran
Penelitian ini bersifat pengujian eksperimental di laboratorium. Pengujian terbatas pada perilaku transmisi gelombang kantong pasir, dengan membuat variasi gelombang dan geometri struktur. Selain transmisi gelombang, peranan defraksi, refraksi dan perubahan garis pantai merupakan hal yang penting dalam sistem pengaman pantai. Maka penelitian ini perlu dikembangkan untuk pengujian 3-D yang dilakukan langsung di lapangan, sehingga variabel-variabel yang tidak dapat diperoleh di dalam pengujian 2-D dapat diketahui perilakunya.
Pada penelitian ini telah ditunjukkan bahwa faktor permukaan kantong pasir berpengaruh terhadap karakter transmisi gelombang maupun stabilitas susunan kantong pasir. Untuk peningkatan kinerja susunan kantong pasir perlu
dikembangkan metode yang dapat meningkatkan kekasaran permukaan dan gaya gesek (interlocking) antar kantong.
Pada saat ini bentuk kantong terbatas bantal atau guling, sehingga susunan kantong pasir merupakan susunan yang relatif kedap air dan halus permukaannya. Kondisi ini kurang menguntungkan untuk peredaman gelombang maupun stabilitas. Sesuai dengan bentuk kantong yaitu bentuk bantal dan guling, maka stabilitas susunan kantong terbatas didukung faktor berat sendiri kantong. Kekuatan stabilitas susunan kantong pasir tersebut belum dapat memanfaatkan faktor interlocking antar kantong. Sesuai perkembangan metode penyambungan kantong yang makin baik, diharapkan bentuk kantong dapat dikembangkan dengan bentuk-bentuk baru yang lebih efektif dan efisien dalam peredaman energi gelombang dan mampu meningkatkan stabilitas susunan. Bentuk kantong bisa dikembangkan menjadi bentuk tetrapod, dolos atau bentuk lain yang diharapkan makin meningkatkan kinerja susunan kantong sebagai pemecah gelombang.
Pada studi ini, pengujian stabilitas terbatas pada kemiringan cot α = 1,5 – 2,0, oleh sebab itu perlu dikembangkan variasi kemiringan. Pengembangan variasi kemiringan dimaksudkan agar dapat ditentukan kemiringan kritis maupun kemiringan optimum susunan kantong pasir.
Permukaan kantong pasir kurang memberikan efek kekasaran permukaan, sehingga kurang efisien dalam stabilitas. Metode Pemberian lapisan bitumen perlu dikembangkan untuk peningkatan gesekan (interlocking) antar kantong pasir.
Kantong pasir merupakan struktur komposit, gabungan antara kantong dan bahan pengisi kantong. Kantong pasir merupakan struktur yang fleksibel (Hornsey, et al., 2003), dimana tingkat elastisitas ditentukan oleh sifat bahan pengisi kantong, tingkat kepadatan dan ukuran kantong.
Menurut Shin dan Oh (2007) tingkat kepadatan kantong di lapangan sekitar 70-80%, sedangkan Recio (2007) menyarankan kepadataan kantong pasir sekitar 80 %. Pada studi ini tingkat kepadatan kantong masing-masing 73% untuk B2 dan 88% untuk B1. Tingkat kepadatan, ukuran kantong dan sifat pasir pengisi berpengaruh terhadap fleksibilitas kantong. Oleh sebab itu tingkat kepadatan,
ukuran kantong dan sifat pasir pengisi merupakan faktor berpengaruh terhadap kekakuan kantong pasir.
Panjang zona jepitan kantong dan luas penampang kantong merupakan faktor berpengaruh terhadap mekanisme deformasi susunan kantong pasir. Panjang zona jepitan susunan menjadi penyebab perbedaan perilaku kantong pasir dalam merespon gaya gelombang antara hasil penelitian ini dengan Recio dan Oumeraci (2007).
Dari uraian tersebut di atas maka faktor kekasaran permukaan kantong, kemiringan susunan, ukuran kantong dan bentuk kantong pasir berpengaruh respon susunan kantong pasir terhadap serangan gelombang. Faktor-faktor tersebut merupakan topik menarik untuk diteliti lebih lanjut.
