PERENCANAAN BANGUNAN JETTY di MUARA SUNGAI
MALAKOPA KECAMATAN PAGAI SELATAN KABUPATEN
KEPULAUAN MENTAWAI
John GuntherSaleleubaja, Lusi Utama, Rini Mulyani
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Bung Hatta Padang E-mail : johngunther_s@yahoo.com, lusi_utamaindo115@yahoo.co.id,
rinimulyani@bunghatta.ac.id
Abstrak
Bencana alam tsunami yang terjadi di Pagai Selatan sangat mempengaruhi garis pantai dan muara yang ada di Pagai Selatan tepatnya di muara Sungai Malakopa. Transport sedimen yang disebabkan oleh angin dan gelombang mengakibatkan berpindahnya mulut muara danterjadipendangkalansungai, sehinggakapal-kapalnelayantidakbisamelintasimuara Sungai Malakopa.Untukmengatasipermasalahantersebut,perlu dibangun suatu bangunan pengaman pantai yang disebut jetty seperti yang akan dibahas dalam penelitian ini. Perhitungan jetty dilakukan dengan Metode Normal, Gumbel dan Person III. Dari hasil perhitungan yang dilakukan dengan menggunakan data angin 10 tahunan (tahun 2004 s.d. 2013), didapat tinggi gelombang signifikan (Hs) 1,79 m. Gelombang pecah berada pada kedalaman 2,72 m, tinggi gelombang pecah adalah 2,13 m dan nilai run up adalah 2,47 m. Dimensi jetty yang diperoleh adalah panjang 272,23 m, lebar efektif 4,44 m, lebar puncak 2,38 m dan tinggi 7,52 m. Material yang digunakan pada bangunan ini adalah batu alam (cobble stone) dengan diameter 0,98 m dan 0,21 m serta berat (w) 1302,35 kg dan 13,02 kg. Dari hasil perhitungan diperoleh dimensi jetty yang stabil terhadap guling dan geser.
JETTY THE DESIGN OF AT THE MALAKAOPA RIVER ESTUARY
SOUTH PAGAI SUB-DISTRICT MENTAWAI ISLAND REGENCY
John GuntherSaleleubaja, Lusi Utama, Rini Mulyani
Civil Engineering Department, Faculty of Civil Engineering and Planning, Bung Hatta University Padang
E-mail : johngunther_s@yahoo.com, lusi_utamaindo115@yahoo.co.id, rinimulyani@bunghatta.ac.id
Abstract
Natural disasters such as tsunami that occurred across South Pagai have intensely affected the coast line and the estuaryof the area, particularly in the mouth of the Malakopa River. Sediment transport caused by wind and waves have led to the movement and narrowness of the estuary. As a result, fishing boats are unable to sail through the estuary. To resolve the problem, a shore safety building called jetty is required. Therefore, this study attempts to design the jetty construction at the Malakopa River. Few methods such as Normal, Gumbel, and Person III are used for the analysis.A 10 year wind data (from 2004 to 2013) are incorporated in the analysis.A significant wave height of 1,79 m is obtained. Based on the outcomes, it is estimated that the waves will break at the depth of 2,72 m, the height of 2,13 m and will create run–up of 2,47 m. Consequently, the jetty dimensions of 272,23 m long, 4,44 m effective wide, 2,38 m top wide and 7,52 m high are obtained. The material used for the jetty construction is cobble stone with the diameters of 0,98 m and 0,21 m.The weights of the stone are 1302,35 kg and 13,02 kg. Based on the analysis, the jetty proposed in this study is stable against overturning and sliding.
1. PENDAHULUAN
Sebagai negara kepulauan Indonesia memiliki potensi wilayah pantai yang sangat besar. Bagi masyarakat indonesia pantai sudah tidak asing lagi karena sebagian besar penduduk Indonesia bermukim di daerah pesisir. Daerah pantai merupakan wilayah pertemuan antara ekosistem daratan dan lautan sehingga memiliki karakteristik yang spesifik.
Di Indonesia sendiri 60 % penduduknya hidup diwilayah pesisir, peningkatan jumlah penduduk yang hidup di wilayah pesisir memberikan dampak tekanan terhadap sumber daya alam pesisir seperti pembuangan limbah ke laut, erosi pantai, akresi pantai, dan sebagainya. Dalam melakukan berbagai aktivitas untuk meningkatkan taraf hidupnya, manusia melakukan perubahan – perubahan terhadap ekosistem dan sumber daya alam sehingga berpengaruh terhadap lingkungan wilayah pesisir khususnya garis pantai.
Kepulauan mentawai merupakan salah satu kepulauan yang terdapat di Sumatera barat. Kepulauan Mentawai ini
mempunyai daerah pantai yang begitu indah, sehingga banyak wisatawan asing yang ingin mengunjungi Kepulauan tersebut. Didaerah Kepulauan mentawai terdiri dari empat pulau besar yaitu pulau Siberutdibagian Utara yang merupakan pulau terbesar, pulau Siporadibagian tengah, pulau Pagai Utara dan pulau Pagai Selatan dibagian selatan.
Diantara empat pulau tersebut lokasi yang menjadi bahasan studi penulis adalah areal pantai Pulau Pagai Selatan. DipulauPagai Selatan ini pernah terjadi bencana alam yaitu Tsunami pada tanggal 25 Oktober 2010, bencana alam ini sangat mempengaruhi garis pantai dan muara yang ada di pulau Pagai Selatan tersebut tepatnya di Muara Sungai Malakopa.
Maksud dari penulisan Tugas Akhir ini adalah merencanakan Jetty yang berfungsi secara optimal, baik didaerah garis pantai maupun didaerah muara sungai, dengan mengupayakan bangunan pelindung pantai yang ekonomis, praktis dan aman.
Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah bentuk peninjauan terhadap perhitungan yang diusahakan lebih detail dan lebih teliti dengan menggunakan data-data yang ada agar muara sungai tersebut dapat difungsikan sebagaimana mestinya, agar didaerah tersebut aman terhadap pendangkalan dan pemindahan muara yang terjadi pada keadaan normal.
Kawasan yang ditinjau adalah kawasan pantai yang mengalami transport sedimen yang diakibatkan oleh gelombang laut, sehingga terjadinya pendangkalan pada muara sungai Malakopa. Dengan demikian permasalahan yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini hanya membahasan perhitungan bangunan pelindung Jetty, guna untuk menstabilkan daerah disekitar Muara Sungai Malakopa.
2. METODOLOGI
Metodologi yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah studi literatur, wawancara, dan analisa data. Untuk mendapatkan hasil yang baik dan terarah maka diperlukan data-data yang
dikumpulkan dari beberapa instansi yang terkait diantaranya dari Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG), Dinas Pengolahan Sumber Daya Air Sumatera Barat, dan Instansi terkait lainnya, selain itu penulis juga melakukan peninjauan ke lapangan.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam perhitungan tinggi gelombang signifikan didapat dari data angin maksimum pertahun, dan arah mayoritas pergerakan angin dari 10 tahun masa pencatatan Badan Meteorologi dan Geofisika Teluk Bayur Padang. Angin maksimum rata-rata dari 10 (sepuluh) tahun pencatatan tersebut atau 33% pencatatan itulah yang disebut tinggi gelombang signifikan (Hs). Tinggi gelombang signifikan dihitung dengan persamaan (2.18)
Hs = 0,0056 × U2
Dari rumus di atas didapat arah angin dan tinggi gelombang signifikan
Tabel 1. Tinggi Gelombang Signifikan TAHUN ARAH Hs (m) Ts (Detik) 2004 Barat Laut 1,3491 9,3923 2005 Barat Laut 1,4117 9,4938 2006 Barat Laut 1,4840 9,7477 2007 Tenggara 1,5386 5,3625 2008 Barat Laut 1,1690 4,7025 2009 Tenggara 1,3305 4,9225 2010 Barat Laut 1,4709 5,2800 2011 Barat Laut 1,3701 5,0600 2012 Tenggara 1,3879 5,1700 2013 Barat Laut 1,7575 5,6650 Rata – rata 1,4269 6,4796
Sumber : data perhitungan
Untuk memperoleh tinggi gelombang dengan periode 50 tahun, maka dicoba dengan menggunakan perbandingan sebaran kekerapatan teoritik Normal, Gumbel, Person III.
Perioda gelombang (T)
merupakan perioda gelombang
secara umum a) Probabilility T P 1 b) Rata-rata Hs bar = Hsi N n i i
1 1 c) Standar Deviasi
2 1 1 1
i n i Hsi Hsbar N S d) Koefisien Skew
3 3 1 2 1 2 1 S Hsbar Hsi N x N N N Cs n i i
e) KoefesienKurtosis
4 4 1 3 1 3 2 1 S Hsbar Hsi N x N N N N Ck n i i
Dalam menentukan analisis tinggi gelombang signifikan dalam waktu 50 tahun, maka dipakai data arah dan tinggi gelombang signifikan persepuluh tahunan di atas, kemudian baru ditentukan sebaran kekerapatan teoritiknya menurut Normal, Gumbel, dan Person III.
Perhitungan : Diperoleh : (Hsi – Hsbar)2 = 0,213806 (tabel 4.12) (Hsi – Hsbar)3 = 0,01901 (tabel 4.12) (Hsi – Hsbar)4 = 0,01667 (tabel 4.12)
2 1 1 1 sbar n i i Hsi H N S
= √ = 0,154
3 3 1 2 1 2 1 S Hsbar Hsi N x N N N Cs n i i
= ( )( ) = 0,72303
4 4 1 3 1 3 2 1 S Hsbar Hsi N x N N N N Ck n i i
= ( )( )( ) = 5,8806Dari pengecekan dengan test Chi Kuadrat di atas, maka dapat dilihat hasilnya sebagai berikut :
a) Normal : 0,1290 b) Gumbel : 0,0361 c) Person III : 0,0266
Dari hasil perhitungan data percontohan dapat dianggap mengikuti ketiga sebaran teoritik tersebut, karena memenuhi X2 terkecil yaitu mengikuti sebaran kerapatan teoritik Person III. Jadi tinggi gelombang signifikan (Hs) dengan periode 50 tahun adalah 1,7976
Dari analisa data diperoleh :
T33 = 6,4796 detik (tabel 4.11)
Dari hasil T33diatas, dengan demikian diperoleh periode gelombang signifikan adalah (Ts) = 6,4796 detik
Perhitungan Refraksi Gelombang
Dari persamaan C0 = = 1,56 T2
tersebut menunjukkan bahwa C0 tidak tergantung pada kedalaman, sehingga dilaut dalam proses refraksi tidak terjadi atau diasumsikan sangat kecil maka,
T = 6,4796 detik
L0 = 1,56 × T2
= 1,56 × 6,47962 = 65,4969 m
Jadi didapat panjang gelombang 65,4969 meter T = , C0 = = = 10,1082 m/dt
Dengan d/L0 = 0,029 didapat dari tabel C1 d/L = 0,07007 dan Ks = 1,133
Maka L =
0 = sudut orthogonal gelombang datang yang bentuk dari angin mayoritas yakni arah barat laut ( dari data angin) terhadap garis pantai sebesar 135 0
maka sin 1 = 0,2886 maka 1 = 16,77310
Koefisien refraksi adalah
Kr = cos cos 0 Kr = √ Tinggi gelombang di laut dalam
H0 =
Tinggi gelombang dilaut pada kedalaman 1,873 m
H1 = Ks . Kr . H
= 1,092 . 0,7468 . 1,873
= 1,5274 m
Sehingga tinggi refraksi pada bangunan pemecah gelombang adalah
H = H1 × Kr
= 1,5274 × 0,8593
= 1,3125 m
Perhitungan gelombang pecah
H’0 = 1,5754 m
T = 6,4796 detik
Dari grafik hubungan antara Hb/H’o dan H’o/gT2
dengan m =0,01 diperoleh
nilai :
Hb = 1,350× 1,5754 = 2,1268 m
Jadi tinggi gelombang pecah adalah 2,1268 m
Sehingga tinggi gelombang pecah adalah :
(persyaratan)
db = 1,28 × 2,1268 = 2,7223 m
jadi kedalaman gelombang pecah adalah : 2,7223 m
jarak gelombang pecah ke garis pantai adalah :
Pada perhitungan ini jetty terdiri dari dua lapisan, dimana kedua lapisan tersebut memakai material yang sama yaitu batu alam (coblestone), dan dibantu oleh lapisan inti (core).
1) Kelandaian Lereng
Kelandaian Jetty adalah dasar dari penggabungan dan merupakan kekuatan pendukung untuk kestabilan dan kekuatan dari rubblemound, maka untuk keseimbangan bangunan diambil perbandingan 1 : 2 (V : H)
2) Lapisan Utama
Bahan dasar yang dipakai untuk lapisan utama adalah batu alam (cublestone) dengan berat antara 0,2 ton sampai dengan 1 ton.
3) Lapisan kedua
Berat batuan pada lapisan kedua pada umumnya W/10 sampai W/15 dari berat lapisan utama.
4) Jetty direncanakan adalah Jetty panjang, dan Nonovertopping
Elevasi dan Tinggi Jetty
Relevasi puncak Jetty dengan memperhitungkan tinggi kebebasan 0,5 m
Elv. Jetty =Hwl + Ru + Tinggi Kebebasan
= 1,783 m + 2,4692 m + 0,5 m
= 4,7522 m
d Jetty = Elevasi Jetty + db + Ru + tinggi kebebasan
= 4,7522 m +2,7223m + 2,4692 m + 0,5m
= 7,5245 m
Panjang Jetty =
Berat dan Volume Jetty
Data Perhitungan
Hs = 1,7976
r = 2600 Kg/m3 (Berat jenis untuk batu alam)
a = 1025 Kg/m3 (Berat Jenis air laut)
= 1 : 2 (cot = 2) Penentuan berat butir batu pelindung ini memakai persamaan :
( ) Kd diliat dari
lampiran
Sr =
Dengan demikian dapat dihitung berat butir batu pelindung untuk batu alam (coblestone).
1) Berat batu alam untuk struktur kepala (lapisan utama) Jetty
Kd = 1,6 untuk gelombang pecah pada kepala Jetty
Sr = = 2,537
W = ( ) ( )
= 1302,35 Kg
Volume butiran batu pelindung :
V =
Bentuk batu dianggap bola, maka diameter dapat dicari dengan cara persamaan: V = V = 0,524 d3 0,501 = 0,524 d3 d3 = 0,956 d = 0,985
2) Berat butir batu alam untuk lapisan kedua jetty
W =
= 13,0235 Kg Volume butiran batu pelindung :
V =
Bentuk batu dianggap bola, maka diameter dapat dicari dengan cara persamaan: V = V = 0,524 d3 0,005 = 0,524 d3 d3 = 0,0095 d = 0,212 m
Tebal Lapis Pelindung
Penentuan tebal batu pelindung, diperlukan untuk mengetahui beberapa ketebalan lapis batu pelindung yang diperlukan dalam setiap lapisnya untuk Jetty yang lurus dengan menggunakan bahan pelindung batu alam.
Adapun data perhitungan adalah sebagai berikut :
r = 2600 Kg/m3
n = 2 (Jumlah batu pelindung)
Persamaan yang dipakai adalah persamaan :
T = n × K∆ × (K∆
= dilihat pada lampiran)
Tebal lapis batu pelindung untuk batu alam (coblestone)
1) Lapisan utama (struktur Kepala) Jetty
K∆ = 1,15 (untuk batu
alam yang kasar)
W = 1302,35 T = 2 × 1,15 × ( ) 1/3 = 1,827 m
2) Lapisan kedua Jetty
K∆ = 1,15 (untuk batu
alam yang kasar)
W = 13,0235
T = 2 × 1,15 ×
( )1/3 = 0,3935 m
Lebar Puncak Jetty
Lebar puncak Jetty dan elevasi puncak Jetty dihitung dari dasar pantai atau dari lapis terbawah dari bangunan pelindung dengan data perhitungannya adalah sebagai berikut :
nmin = 3 lapis
r = 2600 Kg/m3 Adapun perhitungan lebar puncak dapat dipakai rumus
Lapisan utama (struktur utama Jetty) :
W = 1302,35 Kg K∆ = 1,15 (untuk batu
alam)
( )
= 3 × 1,15 ×
( )
= 2,739 m
Gambar 1. Dimensi Jetty
Perhitungan Stabilitas Jetty
1) Daya Dukung Tanah
Perhitungan daya dukung pasir untuk bangunan lajur diatas permukaan dengan data – data adalah sebagai berikut :
Sudut geser dalam () = 300 Kohesi Pasir (c) = 0 Berat jenis batu alam (w) = 2600 Kg/m3
Berat jenis pasir (ps) = 2000 Kg/m3
Tinggi Jetty (H) =
7,5245 m
Lebar Efektif Jetty (B) = 4,439 m
Lebar Puncak Jetty (b) = 2,739 m Dengan = 30 0 dari grafik faktor daya dukung pondasi dangkal didapat :
N = 18,4
qf = 0,5 × ps × B ×N = 0,5 × 2000 × 4,439 ×18,4
= 81677,6 Kg/m2 Bila angka keamanan (Sr) = 3 maka tekanan tanah yang di izinkan adalah :
q =
=
= 27225,87 Kg/m3 Jumlah beban yang dipikul oleh Jetty :
W = V × w
=
( ) = 49316,449 Kg/m Tekanan yang terjadi pada tanah pondasi karena adanya beban kontruksi adalah: = g/m3 < q Kg/m3 <27225,87 Kg/m3 ok!!!
1) Faktor Keamanan terhadap guling dan geser 2,73 9 m 7,52 45 m Lapisan Utama Jetty Lapisan ke dua Jetty Tebal lapis pelindung 4,43 9 m
Data – data sebagai berikut : Hmax = 1,8 × Hs = 1,8 × 1,7976 = 3,235 m Hs = 1,7976 m w = 1025 Kg/m3 dHwl =ElvHwl – (-27223) = 1,873 – (-2,7223) = 4,5953 m = 150 (sudut antara
arah gelombang datang dan garis tegak lurus biasanya diambil 150), ( Bambang triatmodjo,
2011. Hal 75) dbw = d + 5 Hs = 1,873+ (5 × 1,7976) = 10,681 m Lo = 65,4969 m d/Lo = 1,873 / 65,4969 = 0,034
Dari fungsi d/Lo diperoleh nilai : d/L = 0,07629
4 /L = 0,9586 Sinh 4 /L= 1,1124
Cosh 4 /L= 1,496 Cosh 2 /L= 1,1171
Untuk menentukan besarnya gaya gelombang tersebut dapat digunakan persamaan dimana : 1 = 0,6 + [ ( )] = 0,6 + * + = 0,9713 2 = min [ , - ] = min [ , - ] = 0,9008 , 1,111 ; diambil yang terkecil = 0,9008
3 = [ ] = * + = 0,895 Dc = djetty - dHWL = 7,5245 – 4,5953 = 2,9292
Tekanan gelombang dihitung pada persamaan :
P1 = (
= ( )( ) = 2737,655 Kg/m2 P2 = = = 2450,681 Kg/m2 Ƞ = 0,75 (1 + cos ) Hmax = 0,75 × (1 + cos 15) × 3,235 = 4,769 P3 = ( ) = 2737,655 × (1 – ) = 1056,77 Kg/m2 P = ( ) ( ) = ( ) ( ) = 4858,877 + 5556,394 = 10415,271 Kg/m3
Gaya Up Lift dihitung dengan :
Pu= ( ) = ( ) = 2833,425 Kg/m3 U = = = 6288,787 Kg/m2 P4 =P6 = 0,5×{(4,439– 2,739)/2}×7,5245×2600 = 8314,573 Kg/m2 P5 = 2,739 × 7,5245 × 2600 = 53584,974 Kg/m2
Tabel 2. perhitungan Gaya (P) dan Momen (M) ke titik A No Gaya (Kg) Lengan Momen (m) Momen (gaya × lengan momen) Kg.m 1 P = 10415,271 4,9953 52027,403 2 U = 6288,787 2,959 18608,521 3 P4 = 8314,573 3,872 32194,027 4 P5 = 53584,974 2,219 118905,057 5 P6 = 8314,573 0,567 4714,363
1) Untuk control terhadap guling dipakai persamaan, dengan faktor keamanan SF = 1,5 Fr = = = = 2,637 Fr ≥ SF = 2,637 ≥ 1,5...oke!!!
2) Untuk control terhadap geser dengan persamaan, dengan faktor keamanan SF = 1,5
FS = ≥ 1,5
FS=
FS = 6,138
FS ≥ SF = 6,138 ≥ 1,5 ...Oke!!!
Berarti bangunan Jetty yang direncanakan aman terhadap gaya guling dan geser.
Kesimpulan
a. Karakter gelombang dan bathimetri laut Tinggi gelombang signifikan=1,7976 m
Periode gelombang signifikan=6,4796
dtk
Panjang gelombang = 65,4969 m Tinggi refraksi gelombang =1,3125 m Tinggi gelombang ekivalen =1,5754 m Tinggi gelombang pecah =2,1268 m Kedalaman gelombang pecah=2,7223
m
Jumlah transport
sedimen=-3856896m3/thn
Tinggi Ru gelombang=2,4692 m Kelandaian pantai =1/100
b. Dimensi Jetty sebagai berikut : Panjang Jetty =272,23
Tinggi Jetty =7,5245 m Lebar jetty =4.439 m
Lebar puncak Jetty=2,739 m Kelandaian Jetty=1:2 (V : H) Material=Batu alam
Berat butir batu lapis utama=1302,35
Kg
Berat butir lapis kedua =13,0235 kg Tebal lapis pelindung lapisan
Tebal lapis pelindung lapisan
kedua=0,3935 m
Lebar puncak bangunan Jetty=2,739 m Berat jenis batu alam =2600 Kg/m3 Berat jenis pasir =2000 Kg/m3
Pada perencanaan bangunan Jetty ini, direncanakan bangunan nonovertopping yang artinya bangunan ini tidak diizinkan air untuk melimpas diatasnya.
Saran
1. Dalam perencanaan Jetty, perlu dilakukan perhitungan secara akurat sehingga akan memperoleh dimensi yang ekonomis dan efisien, karena jika dimensi yang direncanakan tidak ekonomis dan efisien maka biaya yang akan dikeluarkan lebih besar.
2. Untuk mendapatkan dimensi perencanaan yang lebih efisien, maka perlu didapatkan data karakteristik gelombang yang lebih akurat. Untuk itu perlu dilakukan pengukuran langsung dilapangan melalui pengukuran gelombang yang didukung oleh peralatan yang
memadai. Pencatatan pasang surut dilakukan dengan survey langsung ke lapangan sehingga data yang lebih baru dan akurat akan diperoleh.
DAFTAR PUSTAKA
Triatmojo, Bambang, 1983, Pelabuhan, Yogyakarta : Pusat Antar Universitas Ilmu Teknik Universitas Gajah Mada.
Triamodjo, Bambang,2008,Teknik Pantai, Yokyakarta :Beta Offset
Triatmodjo, Bambang. 2011, Perencanaan Bangunan Pantai.Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada
US ARMI Corp, Shore Protection Manual, Departement of The Armi, US ARMI Engineers, Washington DC, 1984.
Utama, Lusi. 2012. Dasar – Dasar Teknik Pantai . Padang : Universitas Bung Hatta
