TRANSFORMASI GELOMBANG LAUT
DI PANTAI MUTIARA KECAMATAN PANTAI CERMIN
KABUPATEN SERDANG BEDAGAI SUMATERA UTARA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
Pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh :
10 0404 069 IKHSAN WIRATAMA
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
LEMBAR PENGESAHAN
TRANSFORMASI GELOMBANG LAUT
DI PANTAI MUTIARA KECAMATAN PANTAI CERMIN KABUPATEN SERDANG BEDAGAI SUMATERA UTARA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat dalam menempuh Colloqium Doctum / Ujian Sarjana Teknik Sipil
Dikerjakan oleh:
10 0404 069 IKHSAN WIRATAMA
Pembimbing
NIP. 19660417 199303 1 004
Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc
Penguji I Penguji II
Ir. Terunajaya M.Sc. Ivan Indrawan S.T, M.T.
NIP. 19500817 198411 1 001 NIP. 19761205 200604 1 001
Mengesahkan:
Ketua Departemen Teknik Sipil
NIP. 19561224 198103 1 002
Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Pantai Mutiara berada di Kota Pari Kecamatan Pantai Cermin sekitar 43 Km dari Kota Medan Kabupaten Serdang Bedagai yang terletak pada posisi 2° 57”- 3° 16” Lintang Utara, 98° 33” Bujur Timur, 99° 27” Bujur Barat Sumatera Utara. Dalam Tugas akhir ini penulis mencoba prediksi arah lintasan dan tinggi gelombang laut di sekitar perairan Pantai Mutiara dengan memperhatikan pengaruh transformasi gelombang berupa shoaling dan refraksi. Untuk itu dibutuhkan beberapa parameter gelombang yaitu data batimetri, tinggi gelombang laut dalam, periode gelombang, koefisien pendangkalan, koefisien refraksi, dan sudut datang gelombang.
Metodologi yang digunakan pada penelitian terdiri dari: mengumpulkan literatur, mengumpulkan data sekunder, mengolah data, menentukan profil tinggi gelombang dan menggambar arah lintasan gelombang.
Data batimetri diperoleh dari hasil pengukuran di lapangan. Tinggi gelombang laut dalam diperoleh dari dari hubungan skala Beufrot dan data angin. Data angin merupakan data sekunder. Periode gelombang diperoleh dari hubungan panjang fetch efektif dan kecepatan angin di laut. Kecepatan angin diperoleh dari pengolahan dan analisis data angin. Koefisien pendangkalan merupakan fungsi dari nilai asimtot dan panjang gelombang. Panjang gelombang ditentukan dari hubungan dispersi. Koefisien refraksi ditentukan dari jarak ortogonal antara dua lintasan gelombang sebelum dan sesudah dibiaskan. Sudut datang gelombang dibuat bervariasi, yaitu 0o, 45o, dan 90o searah jarum jam dari arah utara. Arah gelombang lokal ditentukan dengan hukum Snellius
Hasil simulasi menunjukkan bahwa lintasan gelombang mengalami proses pembelokan (refraksi) diantaranya ada lintasan gelombang yang saling mendekat (konvergensi) sehingga memberikan tinggi gelombang maksimum sebesar 1,635 meter dan ada lintasan gelombang yang saling menjauh (divergensi) yang memberikan tinggi gelombang minimum sebesar 0,871 meter.
KATA PENGANTAR
Penullis panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala
rahmat dan karunia yang diberikan kepada penulis sehingga penulisan laporan
tugas akhir ini yang berjudul “Transformasi Gelombang Laut di Pantai Mutiara
Kecamatasn Pantai Cermin Kabupaten Serdang Bedagai Sumatera Utara” dapat
diselesaikan dengan baik.
Tujuan penulisan laporan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi sebagian
persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik tingkat sarjana Strata–1 (S-1)
di Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada semua
pihak yang telah memberikan sumbangannya baik berupa bimbingan, bantuan dan
dukungan baik material maupun spiritual sehingga tugas akhir ini dapat
diselesaikan, khususnya kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc, selaku dosen pembimbing
yang telah berkenaan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk
membantu, membimbing, dan mengarahkan penulis hingga selesainya
4. Bapak Ir. Terunajaya M.Sc, dan Bapak Ivan Indrawan , ST. MT selaku
Dosen Pembanding / Penguji yang telah memberikan masukkan dan
kritikan yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Bapak dan Ibu staf pengajar yang telah membimbing dan mendidik selama
masa studi pada jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara.
6. Abang-abang dan kakak-kakak pegawai Jurusan Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
7. Orang tua ku tercinta, Mama Suwitta, S.Pd dan Papa Ali Amran, BE yang
telah sabar membesarkan, mendidik, selalu senantiasa memberikan
dukungan semangat dan doa kepada penulis. Semoga Allah SWT
membalas dengan kebaikan dan kasih sayang yang tiada henti.
8. Adik-adik ku tersayang Rizka Atikah, Firman Wiratama, Suci Annisa
Wiratami, Amrina Rasyada Wiratami, Misbach Wiratama, Ikhlas
Wiratama, Aulia Wiratama yang selalu memberikan dukungan dan doa
kepada penulis sehingga tetap semangat mengerjakan tugas akhir ini.
9. Abang-abang seperjuangan, Bang Tofan, Bang Andi, Bang Maulana, Bang
Iyan, Bang Taufiq, Bang Rozi, Bang Posma.
10.Teman-teman seperjuangan di kampus diantaranya Yudha, Hardi, Riki,
Taslim, Derry, Adlin, Dede, Himawan, Ijep, Iwan, dek Dwi dan yang
lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih kepada
11.Keluarga ku di Kolat MP USU, Bang Wikas, Bang Febri, Aan, Bang
Rahmat, Bang Roni, Vicky, Nur, Isra, Leli, Rama, Miftah, Tara, dan yang
lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih
kepada semuanya yang telah memberikan pelajaran berharga kepada
penulis selama ini.
12.Seluruh rekan-rekan yang tidak mungkin penulis tuliskan satu persatu.
Semoga Allah SWT membalas dan melimpahkan rahmat dan karunia-Nya
kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan penulis ucapkan
terima kasih.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kelemahan dalam
penulisan tugas akhir ini, untuk itu penulis dengan tulus dan terbuka menerima
kritikan dan saran untuk kesempurnaan tugas akhir ini.
Sebagai penutup, penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.
Medan, November 2015
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN i
LEMBAR ASISTENSI ii
ABSTRAK iv
KATA PENGANTAR v
DAFTAR ISI viii
DAFTAR TABEL xi
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR NOTASI xiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang 1
1.2Perumusan Masalah 2
1.3Tujuan 2
1.4Pembatasan Masalah 3
1.5Manfaat 3
1.6Sistematika Penulisan 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1Pantai 5
2.1.1 Bentuk Pantai 6
2.1.2 Sifat-Sifat Sedimen Pantai 8
2.1.3 Transpor Sedimen Pantai 9
2.2Gelombang Laut 10
2.2.1 Bentuk Sifat, dan Karakteristik Gelombang Laut 11
2.2.2 Faktor-Faktor Pembentuk Gelombang dan Jenis-
Jenis Gelombang 13
2.2.3 Pergerakan Gelombang Laut 17
2.2.4 Parameter Gelombang Laut yang Disebabkan Oleh Angin 21
2.2.6 Persamaan Gelombang Linear 28
2.2.7 Klasifikasi Gelombang Laut 31
2.2.8 Transformasi Gelombang Laut 32
2.2.9 Energi Gelombang 42
2.2.10 Tenaga Gelombang 43
2.2.11 Fluks Energi 43
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1Mengumpulkan Literatur 46
3.2Mengumpulan Data-Data 46
3.3Mengolah Data 46
3.3.1 Menentukan Fetch 46
3.3.2 Peta Batimetri 47
3.3.3 Menentukan Periode dan Tinggi Gelombang Laut Dalam 48
3.3.4 Menentukan Kecepatan dan Panjang Gelombang
Laut Dalam 49
3.3.5 Menentukan Parameter-Parameter Transformasi
Gelombang 49
3.4Menggambarkan Arah Lintasan Gelombang 50
3.5Menentukan Tinggi Gelombang Pecah 50
BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISIS
4.1Gambaran Umum Lokasi 51
4.2Peramalan Pembangkitan Gelombang 52
4.2.1 Panjang Fetch Efektif 52
4.2.2 Batimetri 54
4.2.3 Kecepatan Angin 56
4.3Menjalaran Gelombang Laut Dalam 58
4.4Transformasi Gelombang 58
4.5Analisis Lintasan Gelombang di Pantai Mutiara 66
4.5.1 Simulasi Lintasan Gelombang 66
4.5.3 Analisis Lintasan Gelombang dengan Sudut Datang 45o 68
4.5.4 Analisis Lintasan Gelombang dengan Sudut Datang 90o 69
4.6Tinggi Gelombang Pecah 70
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1Kesimpulan 76
5.2Saran 76
DAFTAR PUSTAKA 77
LAMPIRAN
A1. Nilai-nilai Sudut Datang (θi), Sudut Bias (θr), Jarak Ortogonal
Antar Lintasan (B1 dan B2), dan Koefisien Refraksi (Kr) dengan
Sudut Datang 0o 78
A2. Nilai-nilai Sudut Datang (θi), Sudut Bias (θr), Jarak Ortogonal
Antar Lintasan (B1 dan B2), dan Koefisien Refraksi (Kr) dengan
Sudut Datang 45o 80
A3. Nilai-nilai Sudut Datang (θi), Sudut Bias (θr), Jarak Ortogonal
Antar Lintasan (B1 dan B2), dan Koefisien Refraksi (Kr) dengan
Sudut Datang 90o 83
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi gelombang berdasarkan periode 12
Tabel 2.2 Klasifikasi gelombang berdasarkan kedalaman relatif 31
Tabel 2.3 Koefisien refleksi 40
Tabel 4.1 Hasil perhitungan panjang fetch efektif 53
Tabel 4.2 Data kejadian angin 56
Tabel 4.3 Hasil perhitungan nilai bilangan gelombang (k) untuk tiap-
tiap kedalaman (h) 61
Tabel 4.4 Kecepatan gelombang, panjang gelombang dan
pengklasifikasian gelombang 62
Tabel 4.5 Nilai-nilai koefisien pendangkalan (Ks) dan faktor asimtot (n)
untuk tiap-tiap kedalaman (h) 65
Tabel 4.6 Seleksi informasi dari Skala Beaufrot 71
Tabel 4.7 Perhitungan tinggi gelombang pecah (H) dengan persamaan
dispersi (H0 = 1 m) pada sudut datang 0o 72
Tabel 4.8 Perhitungan tinggi gelombang pecah (H) dengan persamaan
dispersi (H0 = 1 m) pada sudut datang 45o 73
Tabel 4.9 Perhitungan tinggi gelombang pecah (H) dengan persamaan
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Terminologi umum pantai 5
Gambar 2.2 Proses pembentukan pantai 7
Gambar 2.3 Gelombang yang berada pada sistem koordinat x-z 16
Gambar 2.4 Hubungan kecepatan angin di laut dan di darat 25
Gambar 2.5 Grafik peramalan gelombang 25
Gambar 2.6 Kedalaman relatif dan asimtot-asimtot terhadap fungsi parabolik 31
Gambar 2.7 Peristiwa refraksi gelombang 34
Gambar 2.8 Garis refraksi yang melewati garis kontur sejajar pantai 35
Gambar 2.9 Batimetri kontinu dan ‘diskret’ 36
Gambar 2.10 Refraksi gelombang di belakang rintangan 39
Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian 45
Gambar 4.1 Pencitraan satelit Pantai Mutiara 52
Gambar 4.2 Peta fetch Pantai Mutiara 53
Gambar 4.3 Membuka data 54
Gambar 4.4 Pengaturan kontur 55
Gambar 4.5 Peta batimetri Pantai Mutiara 55
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat 56
Gambar 4.7 Grafik peramalan gelombang 57
Gambar 4.8 Simulasi lintasan gelombang dengan sudut datang -30o dan 30o 66
Gambar 4.9 Lintasan-lintasan gelombang dengan sudut datang 0o 66
Gambar 4.10 Lintasan-lintasan gelombang dengan sudut datang 45o 68
DAFTAR NOTASI
B1 = jarak ortogonal antara dua lintasan gelombang sebelum gelombang
melintasi kontur dasar.
C = kecepatan rambat gelombang
D = lama hembus angin
�50 = ukuran partikel rata-rata
f = frekuensi gelombang
F = fetch
���� = fetch rerata efektif
g = percepatan grafitasi
H = tinggi gelombang
Ho = tinggi gelombang pada laut dalam.
h = kedalaman laut (jarak antara muka air rerata dan dasar laut)
ℎ� = kedalaman air pada saat gelombang pecah
Ks = koefisien pendangkalan (shoaling coefficient).
Kr = koefisien refraksi (refraction coefficient).
k = angka gelombang
L = panjang gelombang
M = kemiringan dasar laut
��� = komponen fluks energi gelombang sepanjang pantai saat pecah
Qls = angkutan sedimen sejajar pantai
�0 = jumlah angkutan sedimen sepanjang pantai
RL = faktor korelasi akibat perbedaan ketinggian
T = periode gelombang
U = kecepatan angin
UA = faktor tergangan angin
UL = kecepatan angin di darat
UW = kecepatan angin di laut
Ux = kecepatan arus
Uxb = daerah pecahnya gelombang
� = deviasi pada kedua sisi dari arah angin
�� = konstanta proporsional
ω = frekuensi gelombang
φ = potensial kecepatan
�0 = sudut awal gelombang datang
�� = sudut datang gelombang pecah
η = fluktuasi muka air
p� = porositas
ρ = massa jenis air
