PERENCANAAN BANGUNAN PENGAMAN PANTAI DI DAERAH MUNDU â BALONGAN ( DENGAN MENGGUNAKAN BANTUAN PROGRAM GENESIS ) - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

(1)

Laporan Tugas Akhir

Pembangunan Bangunan Pengaman Pantai di daerah Mundu-Balongan

BAB V

ANALISA PERAMALAN GARIS PANTAI.

5.1 Bentuk Pantai.

Pantai selalu menyesuaikan bentuk profilnya sedemikian sehingga mampu

menghancurkan energi gelombang yang datang. Penyesuaian bentuk tersebut merupakan

tanggapan dinamis alami terhadap laut. Proses dinamis pantai sangat dipengaruhi oleh

littoral transport, yang didefinisikan sebagai gerak sedimen di daerah dekat pantai

(nearshore zone) oleh gelombang dan arus. Littoral transport dapat dibedakan menjadi

dua macam yaitu transpor sepanjang pantai (longshore transport) dan transpor tegak

lurus pantai (onshore-offshore transport). Material pasir yang ditranspor disebut dengan

littoral drift. Transpor tegak lurus pantai terutama ditentukan oleh kemiringan

gelombang, ukuran sedimen dan kemiringan pantai. Pada umumnya gelombang dengan

kemiringan besar menggerakkan material kearah laut (abrasi), dan gelombang kecil

dengan periode panjang menggerakkan material kearah darat (akresi).

5.2 Sifat –Sifat Sedimen Pantai.

Rapat massa ρ adalah massa tiap satuan volume, sedang berat jenis γ adalah berat tiap

satuan volume. Terhadap hubungan antar berat jenis dan rapat massa, yang membentuk γ

= ρ g. Rapat massa atau berat jenis sedimen merupakan fungsi dari komposisi mineral.

Rapat relatif adalah perbandingan antara rapat massa suatu zat dengan rapat massa air

pada suhu 4o. Rapat massa air pada temperatur tersebut adalah 1000 kg/m3 dan rapat relatif pasir adalah sekitar 2,65.

• D50 = 0.03 mm

• Gs = 2.677 ( t/m3 )

• C = 0.208 kg/cm2

• γd = 1.254 t/m3

• θ = 11.2300

(2)

5.3 Meknisme Transpor Sediment Oleh Glombang.

Berdasarkan kepada S.P.M ( Shore Protection Manual,1984 ) maka perhitungan

nilai longshore transport di sepanjang garis pantai dapat di hitung dengan menggunakan :

fungsi longshore transport (Q) tergantung pada komponen flux energi pada area

breaking line. Angkutan sediment sepanjang pantai:

I

K = koefisien emperis dimensi (0.39) diambil dari SPM 1984 equation (4-49)

s = berat jenis sedimen

ρ = berat jenis air

g = percepatan grafitasi

a’ = porositas

P = Komponen fluks energi gelombang sepanjang pantai pada saat pecah

(Nm/d/m)

5.3.1Angkutan Menuju – Meninggalkan Pantai

Proses kalkulasi dilakukan dengan melakukan prediksi longshore transport

berdasarkan pada bentuk muka pantai. Sedangkan untuk peramalan garis pantai akan

dilakukan kalkulasi dengan mempertimbangkan aspek-aspek longshore transport yang

terjadi.

Longshore transport rate ( Q ), atau tingkat angkutan sedimen sejajar pantai, lazim

(3)

maka ada dua alternatif pergerakan, yaitu ke arah kanan dan kiri relatif terhadap seorang

pengamat yang berdiri di pantai menghadap ke arah laut. Pergerakan dari kanan ke kiri

diberi notasi ( Qlt ), dan pergerakan ke arah kanan ( Qrt ), sehingga di dapatkan tingkat

angkutan sedimen ’kotor’ ( gros ) Qg = Qlt + Qrt, dan tingkat angkutan ’bersih’ ( net )

Qrt Qlt

Qn = − . Nilai Qg digunakan untuk meramalkan tingkat pendangkalan pada

suatu alur perairan terbuka. Qn digunakan untuk desain alur yang di lindungi dan

perkiraan erosi pantai, dan Qlt serta Qrt untuk penumpukan sedimen di ’dibelakang’

sebuah struktur pantai yang menahan pergerakan sedimen.

Dalam perhitungan program Genesis penghitungan longshore transport dilakukan

dengan menggunakan persamaan hasil modifikasi dari persamaan :

Dengan menggunakan program genesis maka kita juga dapat mengetahui nilai dari

angkutan sedimen pada area pantai. Sebagai contoh hasil keluaran program genesis dapat

dilihat pada tabel berikut ini.

Tabel 5.1 ( Posisi Garis Pantai Awal )

259 261 264 269 274 279

Tabel 5.2 Gross Transport Volume (M3) For Calculated Part Of Year 1

(4)

Tabel 5.3 Net Transport Volume (M3) For Calculated Part Of Year 1

8 8 17 21 3 12 10 6 17 18

Tabel 5.4 Transport Volume To The Left (M3) For Calculated Part Of Year1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Tabel 5.5 Transport Volume To The Right (M3) For Calculated Part Of Year 1

8 8 17 21 4 13 10 7 17 18

Tabel 5.6 Shoreline Position (M).

291 286.9 281 274.2 270.9 266 262 258.9 254 249.1

246 242.4 247 250.8 251.1 254.1 259.6 255.1 253 250

247 244 242 239 237 234.9 231.2 230.9 228.8 223.1

(5)

Transpor sedimen pantai adalah gerakkan sedimen di daerah pantai yang

disebabkan oleh gelombang dan arus yang dibangkitkannya. Transpor sedimen pada

laporan ini adalah yang terjadi didaerah antara gelombang pecah dan garis pantai.

Transpor sedimen pantai dapat diklasifikasikan menjadi transpor menuju dan

meniggalkan pantai (onshore-offshore transport) dan transpor sepanjang pantai

(longshore transpor). Transpor menuju dan meninggalkan pantai mempunyai arah

rata-rata tegak lurus garis pantai, sedang tanspor sepanjang pantai mempunyai arah rata-rata-rata-rata

sejajar pantai. Salah satu penyebab terjadinya abrasi di wilayah pantai Mundu-Balongan

adalah transpor sedimen sepanjang pantai.

Breaker zone

Gambar 5.1 ( Longshore and Crosshore sediment transport )

C.E.M ( Coastal Engginering Manual )

5.3.2Angkutan Sedimen Sepanjang Pantai.

Didalam pelaksanaan tugas akhir ini penulis menggunakan data angin jam- jaman.

Dengan menggunakan bantuan program GENESIS sehingga dapat di lakukan prediksi

nilai longshore dan onshore sediment transport. Yang pada akhirnya akan digunakan

(6)

5.4 Analisa Prediksi Garis pantai

5.4.1Umum

Permasalahan dalam perencanaan lingkungan pantai adalah menentukan pola

pergerakan sedimen atau pola perubahan garis pantai yang telah terjadi maupun yang

akan terjadi pada kurun waktu tertentu. Dengan mengetahui pola yang terjadi maka

perencanaan pembangunan lingkungan pantai tersebut dapat berhasil dengan optimal.

Proses analisi angkutan sediment dilakukan guna mendapatkan parameter parameter

berikut ini:

A. Laju angkutan sedimen dasar, yang di akibatkan oleh gelombang.

B. Perencanaan sistem penanggulanan abrasi secara parsial maupun terpadu.

Didalam melakukan analisa tersebut penulis menggunakan program

GENESIS sebagai alat Bantu perhitungan agar didapatkan hasil secara akurat dan cepat.

5.4.2Analisa dengan Program GENESIS.

Program GENESIS dimanfaatkan penulis untuk memprediksi perubahan garis

pantai pada periode tertentu. Untuk lebih jelasnya, gambaran data input dan output dari

ke dua program tersebut, dijelaskan berikut ini.

Data-data yang harus dikonversi sebagai masukan pada program GENESIS yaitu :

1. Depth :

Tidak dimasukkan sebab perbedaan kedalaman dasar laut tidak terlalu curam

2. Shorl :

Merupakan masukan ordinat garis pantai awal. Cara mendapatkan ordinat ini

adalah dengan memplotkan garis pantai pada peta dengan bantuan program

autocad. Yaitu dengan membuat grid-grid pada jarak tertentu. Jarak antar grid

yang kami gunakan sebesar 20 m. Maksimum jumlah grid adalah 100. Dapat

(7)

6°40' S PERTAMINA EP

UP-VI BALONGAN DERMAGA KOMPLEK

BALONGAN

PELABUHAN KHUSUS I

L A U T J A W A

108°

40

' E

6°20' S

(8)

108°40' E

A

B

Gambar 5.3 Ploting garis pantai bantuan program Autocad

6°20' S

L A U T J A W A BALONGAN

PERTAMINA EP KOMPLEK

(9)

(10)

Setelah mendapatkan koordinat garis pantai, data yang digunakan sebagai input

pada shorl adalah ordinat (Y). Penulisan urutan ordinat sebagai input shorl dari sebelah

kiri ke kanan. Contohnya panulisan ordinat dimulai dari titik A (Y=1550), kemudian titik

B (Y=1501 m) dan seterusnya.

Gambar 5.5 data Input Shorl

3. Shorc

Merupakan hasil running dari program berupa perubahan ordinat (Y) garis pantai

dapat dilihat pada Gambar 5.7

Gambar 5.6 Perubahan posisi garis pantai

4. Shorm

Koordinat pengikat garis pantai yang nilainya sama dengan koordinat Sohrl.

Shorm berfungsi untuk membandingkan perubahan garis pantai pada jangka

waktu sepuluh tahun dengan garis pantai awal. Dapat dilihat pada Gambar 5.8

(11)

5. Koordinat Seawall

Perencanaan posisi seawall berdasarkan dari prediksi garis pantai yang terabrasi.

Cara yang digunakan untuk mendapatkan koordinat seawall sama seperti cara

untuk mendapatkan koordinat garis pantai awal sebelum terjadi abrasi.

6. Waves

Waves merupakan hasil olahan data angin dari Hindcasting berupa tinggi

gelombang, periode gelombang dan arah gelombang tiap satu tahun. Jumlah data

gelombang yang dihasiilkan pada program HINDCASTING sekitar 8000 data

sebagian data input waves GENESIS yang dapat dilihat pada Gambar (5.9). Data

waves yang digunakan sebagai input Genesis adalah data gelombang yang

dihasilkan pada program HINDCASTING dengan merubah beberapa sudut

datang gelombang disesuaikan dengan syarat input GENESIS yaitu:

¾ Sudut datang gelombang.

Sistem koordinat Garis pantai diasosiasikan dengan sudut datang gelombang,

dimana arah y (positif) dikonversikan sebagai arah utara dan arah datangnya

gelombang menuju sumbu x sebagai baseline pada GENESIS (dapat dilihat

pada gambar (5.10) pada program GENESIS besar sudut datang gelombang

antara -180o sampai dengan 180o, dimana sudut datang gelombang 0o dapat menggambarkan penyebaran gelombang normal tegak lurus menuju baseline

GENESIS (sumbu absis (x)), semakin kearah kiri sudut datang gelombang

akan semakin negatif dan semakin kearah kanan sudut datang gelombang akan

semakin positif. Konversi dilakukan Jika terdapat data yang tidak diketahui

sudut gelombangnya maka pada kolom arah diberi nilai -999.

¾ Kalibrasi sudut datang gelombang.

Kalibrasi dilakukan untuk menyesuaikan antara input data gelombang pada

kolom waves dengan grid hasil pemodelan. Hal ini dilakukan jika terdapat

perbedaan dalam penentuan arah utara. Pada data masukkan gelombang arah

utara ditentukan berdasarkan arah mata angin. Sedangkan genesisi akan

membaca arah utara sesuai dengan tegak lurus dengan sumbu x lihat Gambar

(12)

Gambar (5.8)

U

(13)

6°20' S

108°40'

E

BALONGAN PERTAMINA EP

KOMPLEK

6°40' S

(14)

Hasil Analisa Gari Pantai Dengan Menggunakan Program GENESIS

Tabel 5.7 ( Posisi Garis Pantai Kalkulasi ) CALCULATED FINAL SHORELINE POSITION (M)

291 286 281 276 271 265.9 261.3 257 253.2 250 INITIAL SHORELINE POSITION (M)

291 287 281 274 271 266 262 259 254 249

(15)

Dari Grafik diatas dapat kita ketahui bahwa pada beberapa bagian garis pantai

terdapat beberapa bagian yang mengalami abrasi sehingga akan membahayakan jalur

pipa yang terdapat di sepanjang garis pantai terutama pada grid ke 17-70.

Sehingga untuk menanggulangi akibat yang dapat ditimbulkan akibat terjadinya

abrasi maka akan dilakukan penanggulangan dengan menggunakan beberapa alternatif

pemecahan masalah yang akan di bahas di dalam BAB V.

5.4.3 Uji Sensitifitas Program

Untuk mengetahui pengaruh perubahan garis pantai terhadap fariasi gelombang

ataupun fariasi parameter lain. Adalah dengan melakukan uji sensitifitas, yaitu dengan

cara mengubah ibput gelombang di dalam rentang yang masuk akal. Uji sensitifitas

adalah proses analisa output model simulasi perubahan garis pantai dengan melakukan

perubahan pada inputnya. Jika variasi output yang sangat besar terjadi pada output akibat

perubahan kecil pada input maka dapat diartikan bahwa model sangat bergantung

(sensitive) terhadap kebenaran nilai tersebut.

Uji sensitifitas juga menggambarkan keraaman data di lapangan. Sebagaimana

diketahui, proses pantai adalah proses yang sangat rumit karena melibatkan kondisi yang

sangat berfariasi dan sejumlah parameter yang sulit diukur. Sebuah jawaban tunggal yang

diperoleh dengan menggunakan uji deterministic harus di anggap sebagai sebuah hasil

pendekatan.

Uji sensitifitas dilakukan terhadap dua komponen utama yang sangat

mempengaruhi perubahan garis pantai komponen pertama adalah gelombang yang

merupakan penggerak utama sediment pantai. Factor gelombang mencakup tinggi , sudut

dating gelombang, dan perioda gelombang. Factor kedua mencakup ukuran butiran dan

parameter K1 dan K2. sebagai gambaran, saat melakukan uji sensitifitas tinggi

gelombang kondisi besaran yang lain dipertahankan tetap selama waktu simulasi.

5.4.3.1 Uji Sensitifitas Program Terhadap Tinggi Gelombang.

Pada bagian ini dilakukan uji sensitifitas terhadap periode gelombang dan tinggi

gelombang, untuk itu simulasi dilakukan dengan menggunakan input perode gelombang

dan tinggi gelombang yang di ubah-ubah. Tinggi dan periode gelombang tersebut

(16)

Tinggi gelombang

Sedangkan parameter lainnya tetap. Parameter tersebut adalah

- Sudut datang gelombang α = 45o - Ukuran butiran D50 = 0.03 mm

- Parameter K1 dan K2 = 0.8 dan 0.7

Kondisi batimetri awal, groin,grid dan kondisi perhitungan numerik lainnya sama

seperti pada simulasi sebelumnya. Total waktu simulasi adalah 10 tahun.

Hasil uji sensitivitas perioda gelombang. Ditampilkan pada gambar 5.13 Melihat

bahwa perubahan garis pantai relative sebanding dengan peningkatan perioda gelombang

dari T = 854 detik dengan H =0.03 m menjadi T = 1.78 detik dengan H = 0.183 m

menyebabkan pergerakkan garis pantai sebesar 26 kali.

Dapat disimpulkan bahwa perubahan garis pantai sensitive terhadap perubahan

perioda gelombang dan tinggi gelombang..

sensitifitas H dan T

-40

(17)

5.4.3.2 Uji Sensitifitas Program Terhadap sudut datang gelombang.

Pada bagian ini dilakukan uji sensitifitas terhadap sudut datang gelombang untuk

itu simulasi dilakukan dengan menggunakan input sudut datang gelombang yang di

ubah-ubah yaitu α = -15, α = -30 dan α = -45. Kondisi lain yang dipertahankan tetap selama

waktu simulasi adalah :

- Sudut datang gelombang α = 45o - Ukuran butiran D50 = 0.03 mm

- Parameter K1 dan K2 = 0.8 dan 0.7

Kondisi batimetri awal, groin,grid dan kondisi perhitungan numerik lainnya sama

Hasil uji sensitivitas di tampilkan pada gambar 5.14 terlihat bahwa perubahan

sudut datang gelombang mengakibatkan perubahan garis pantai yang sangat besar.

Perubahan garis pantai yang merupakan sedimentasi yang terjadi sangat besar

dibandingkan abrasinya. Dengan kondisi tersebut dapat disimpulkan bahwa perubahan

garis pantai sangat sensitif terhadap perubahan sudut datang gelombang. Kondisi ini

menyebabkan hasil simulasi sangat dipengaruhi oleh input gelombang padahal pada

kenyataannya sudut gelombang datang sulit diwakili oleh satu bilangan tunggal karena

sudut datang gelombang berubah-ubah tergantung pada waktu (musim).

sensitivitas sudut gelomabng

(18)

5.4.3.3 Uji Sensitifitas Program Terhadap ukuran butiran.

Pada penujian ini akan dilakukan uji sensitifitas terhadap perubahan ukuran

diameter butiran. Untuk itu simulasi dilakukan dengan menggunakan input diameter

butiran yang di ubah-ubah, yaitu : D50 = 0.03 mm, D50 = 0.04 mm , D50 = 0.05 mm dan

D50 = 0.05 mm. Sedankan kondisi lain yang dipertahankan tetap selama waktu simulasi

adalah :

a) Tinggi Gelombang H = 0.312 m

b) Periode Gelombang T = 2.597 detik

c) Arah Gelombang α = 150 d) Parameter K1 dan K2 = 0.35, 0.2

Kondisi batimetri awal , groin, dan kondisi perhitungan numerik lainnya sama

Hasil Uji sensitifitas ditampilkan pada gambar 5.14 terlihat bahwa pantai dengan

butiran yang lebih halus akan membentuk pantai yang lebih landai. Hal ini terjadi karena

gelombang pecah terjadi pada lokasi yang lebih jauh dari pantai dibandingkan bila pantai

dengan bitiran yang lebih kasar.

Garis Pantai tidak mengalami berubah secara besar-besaran akibat perubahan

diameter butiran sehingga dapat di simpulkan bahwa perubahan garis pantai tidak sensitir

(19)

Uji Se nsitifitas D 50

-20

Gambar 5.14( Grafik Perubahan Garis Pantai Terhadap Perubahan Butiran )

5.4.3.4 Uji Sensitifitas Program Terhadap parameter K1 dan K2.

Pada penujian ini akan dilakukan uji sensitifitas terhadap perubahan ukuran

diameter butiran. Untuk itu simulasi dilakukan dengan menggunakan input diameter

butiran yang di ubah-ubah, yaitu :

A. Pada percobaan pertama dilakukan perubahan untuk nilai K1 dengan

mempertahankan nilai K2 sebesar 0.4. K1 K1 = 0.5 K1 = 0.6, K1 = 0.7, K1 = 0.8

Sedankan kondisi lain yang dipertahankan tetap selama waktu simulasi adalah :

a. Tinggi Gelombang H = 0.312 m

b. Periode Gelombang T = 2.597 detik

c. Arah Gelombang α = 150 d. Parameter K1 dan K2 = 0.35, 0.2

Hasil uji sensitifitas ditampilkan pada gambar 5.16 disisi dapat dilihat bahwa

penambahan nilai k1 akan mengakibatkan pengurangan pada sisi updrift dan akan

bertambah pada sisi down drift .disini juga dapat dilihat bahwa perubahan nikai K1

(20)

s e ns itifitas nilai k 1 terhadap pe rubahan garis pantai

Gambar 5.15( Perubahan garis pantai terhadap parameter K1)

B. Pada Percobaan kedua dilakukan perubahan untuk nilai K2, dengan

mempertahankan nilai K1 sebesar 0.8. sedangkan nilai K2 diubah-ubah sebagai

berikut : K2 = 0.4, K2 = 0.5, K2 = 0.6, K2 = 0.7. sedangkan kondisi lain yang

dipertahankan tetap selama waktu simulasi adalah :

a) Tinggi Gelombang H = 0.312 m

b) Periode Gelombang T = 2.597 detik

c) Arah Gelombang α = 150 d) Parameter K1 dan K2 = 0.35, 0.2

Hasil uji sensitifitas ditampilkan pada gambar 5.17 disisi dapat dilihat bahwa

penambahan nilai k2 akan mengakibatkan penambahan pada sisi updrift dan akan

mengalami pengurangan pada sisi down drift .disini juga dapat dilihat bahwa

(21)

Se ns itifitas Nilai k2 Te rhadap Pe rubahan Garis Pantai

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Grid ( m )

Y

(

m )

K1=0.8 k2 = 0.4 K1=0.8 k2 = 0.5 K1=0.8 k2 = 0.6 K1=0.8 k2 = 0.7

PERENCANAAN BANGUNAN PENGAMAN PANTAI DI DAERAH MUNDU â BALONGAN ( DENGAN MENGGUNAKAN BANTUAN PROGRAM GENESIS ) - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

PERENCANAAN BANGUNAN PENGAMAN PANTAI DI DAERAH MUNDU â BALONGAN ( DENGAN MENGGUNAKAN BANTUAN PROGRAM GENESIS ) - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)