PREDIKSI PARAMETER GELOMBANG YANG DIBANGKITKAN
OLEH ANGIN UNTUK LOKASI PANTAI CERMIN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh
Ujian Sarjana Teknik Sipil
Oleh:
VIOLA HERTA PURBA 09 0424 045
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSION
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
i KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan rahmatNya
yang telah diberikan kepada saya sehingga Tugas Akhir ini yang berjudul "Prediksi
Parameter Gelombang Yang Dibangkitkan Oleh Angin Untuk Lokasi Pantai Cermin"
dapat diselesaikan dengan baik.
Dalam proses pembuatan Tugas Akhir ini, penulis telah mendapatkan
bimbingan, dukungan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual,
informasi, maupun administrasi. Oleh karena itu, sudah selayaknya penulis
menyampaikan terimakasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil
Universitas Sumatera Utara;
2. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc, sebagai Koordinator Program
Pendidikan Sarjana Ekstensi Jurusan Teknik Sipil;
3. Bapak Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc sebagai dosen pembimbing yang
telah membimbing penulis dalam penulisan tugas akhir ini, terima kasih banyak
pak atas pengertian dan bantuannya;
4. Bapak Ir. Makmur Ginting, M.Sc. dan Bapak Ivan Indrawan, ST, MT, selaku
Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberi masukan yang membangun
dalam menyelesaikan tugas akhir ini;
5. Seluruh dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan
ii 6. Terima kasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada Kedua Orangtua saya,
Bapak Putra Purba dan Nande Roslianaty Tarigan yang telah sabar mendidik,
membimbing, membesarkan, dan selalu senantiasa memberikan dukungan dan
doa kepada saya;
7. Buat kakak dan adik saya, Diana Rehulina Purba dan Tifany Purbani Purba, serta
dua keponakan saya yang selalu bisa membuat saya tersenyum dan semangat,
Obama Jeremia Tuahta Simanjuntak dan Albert Salomo Mehaga Simanjuntak,
Love You All;
8. Kepada BTPS yang telah banyak membantu dan selalu mendukung, mendoakan,
memberikan semangat, serta selalu sabar, makasi banyak BTPS;
9. Kepada sahabat-sahabat baik saya di Binjai, yang selalu memotivasi, Bos terbaik
saya di kantor yang selalu mendukung dan memberikan ijin kapan saja kepada
saya untuk urusan ke kampus, makasi banyak dukungannya bos;
10. Kepada seluruh rekan-rekan mahasiswa ekstensi 2009, yang telah sama-sama
berjuang dan saling memotivasi hingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini;
11. Abang/Kakak pegawai Jurusan Kak Lince, Bang Zul, Bang Edi, dan Bang Amin.
Semoga Tuhan Yesus Kristus membalas dan melimpahkan berkat dan
rahmatNya kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan penulis
ucapkan banyak terima kasih. Akhirnya, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi
kita semua.
Medan, Pebruari 2015
Hormat Saya
iii
ABSTRAK
Pantai Cermin adalah salah satu objek wisata yang ada di Sumatera utara, khususnya di Kabupaten Serdang Bedagai. Pantai dapat terbentuk karena adanya hantaman gelombang ke tepi daratan tanpa henti. Dalam perencanaan pembangunan kontruksi di daerah pantai, perlu mempertimbangkan dan memperhitungkan kondisi lapangan yang ada, salah satunya adalah data angin dan data gelombang. Data angin yang dapat digunakan untuk pertimbangan penematan posisi pemecah gelombang, alur pelayaran, dan perhitungan konstruksi bangunan pelabuhan. Sedangkan Tinggi gelombang dapat digunakan untuk perencanaan elevasi dermaga, dan perhitungan konstruksi pemecah gelombang.
Tahap awal dalam menyelesaikan tugas akhir ini adalah dengan mengumpulkan data yang dibutuhkan baik primer maupun sekunder, dan data yang paling penting adalah data angin berupa arah angin dan kecepatan angin rata-rata dari tahun 2002 - 2012 yang dalam hal ini didapat dari Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) Stasiun Meteorologi Maritim Belawan.
Dari data angin yaitu arah angin diperoleh arah angin dominan, yaitu terjadi pada arah Timur Laut. Total persentasi angin Wind Rose dari arah timur laut yaitu sebesar 65,91%, dimana kecepatan angin dominan terjadi pada interval 3-5 knot, dengan presentase sebesar 46,21%. Perhitungan Fetch arah Timur Laut adalah sebesar 257,25 km. Dari ketiga rumus untuk menghitung tinggi gelombang Wave Rose, diperoleh tinggi gelombang yang paling dominan terjadi pada interval 0,20 – 0,40 meter, sehingga dipergunakan tinggi gelombang sebesar 0,40 meter. Rata-rata Periode Gelombang yang diperoleh dari ketiga perhitungan rumus diperoleh periode gelombang sebesar 5,793 detik.
Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa Pantai Cermin masih tergolong aman dari frekuensi gelombang tinggi yang berbahaya. Untuk mendapatkan hasil analisa yang lebih baik diperlukan suatu studi yang lebih lanjut, dan didukung oleh data lapangan yang lebih lengkap dan dalam jangka waktu yang lebih lama, sehingga nantinya dapat berguna dalam merencanakan pembangunan di sekitar Pantai Cermin ke depannya.
iv DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR NOTASI ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Umum ... 1
1.2 Latar Belakang ... 2
1.3 Perumusan Masalah ... 4
1.4 Tujuan Tugas Akhir ... 5
1.5 Manfaat ... 5
1.6 Ruang Lingkup dan Pembatasan Masalah ... 6
1.7 Metodologi Penulisan ... 7
1.8 Sistematika Penulisan ... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Pantai ... 9
2.2 Gelombang ... 10
v
2.4 Pembangkit Gelombang Oleh Angin (Davidson_Arnott, 2010)... 12
2.5 Data Angin ... 18
2.6 Konversi Kecepatan Angin ... 20
2.7 Fetch (Panjang Penjalaran Gelombang)... 22
2.8 Menentukan Tinggi Gelombang berdasarkan Peramalan Gelombang di Laut Dalam ... 22
BAB III LOKASI DAN METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Data Umum Penelitian ... 25
3.2 Tahap Penelitian ... 26
3.3 Pengumpulan Data ... 26
3.4 Analisa Data ... 27
BAB IV ANALISA DATA 4.1 Data Teknis ... 34
4.1.1 Data Angin ... 34
4.1.2 Perhitungan Gelombang Berdasarkan Panjang Fetch ... 39
4.2 Menentukan Tinggi Gelombang berdasarkan Peramalan Gelombang di Laut Dalam ... 42
4.2.1 Jonswap Parameters ... 42
4.2.2 Finite Water Depth ... 43
4.3 Pengukuran Dilapangan ... 67
4.3.1 Tinggi Gelombang ... 67
vi 4.3.3 Perbandingan Perhitungan Rumus dengan Pengukuran di
Lapangan ... 68
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 70
5.2 Saran ... 71
vii DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Defenisi dan batasan pantai ... 8
Gambar 2.2 Karakteristik gelombang ... 14
Gambar 2.3 Nomogram untuk peramalan ... 17
Gambar 2.4 Mawar Angin... 19
Gambar 2.5 Hubungan antara kecepatan angin di laut dan darat ... 20
Gambar 3.1 Peta Lokasi Pantai Cermin ... 24
Gambar 3.2 Mawar Angin... 27
Gambar 3.3 Hubungan Antara Kecepatan Angin di Laut dan Darat ... 28
Gambar 3.4 Diagram Alir Tugas Akhir ... 32
Gambar 4.1 Wind Rose Daerah Pantai Cermin Periode Tahun 2002 - 2012 ... 37
Gambar 4.2 Panjang Fetch Arah Timur Laut ... 39
Gambar 4.3 Wave Rose Daerah Pantai Cermin Periode Tahun 2002 – 2012 (Jonswap Parameters Cara Pertama) ... 47
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Kecepatan Angin Laut (UW) dan di Darat (UL) Cara Pertama ... 48
Gambar 4.5 Wave Rose Daerah Pantai Cermin Periode Tahun 2002 – 2012 (Jonswap Parameters Cara Kedua) ... 55
Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Kecepatan Angin Laut (UW) dan di Darat (UL) Cara Kedua ... 56
Gambar 4.7 Wave Rose Daerah Pantai Cermin Periode Tahun 2002 – 2012 (Finite Water Depth Cara Ketiga) ... 63
viii DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Notasi untuk gelombang ... 14
Tabel 2.2 Contoh data persentase kejadian angin ... 18
Tabel 3.1 Contoh data persentase kejadian angin ... 27
Tabel 4.1 Kecepatan dan Arah Angin Rata – Rata Bulanan dari tahun 2002 – 2012 ... 34
Tabel 4.2 Penggolongan Data Kecepatan dan Arah Angin Periode 2002 - 2012 ... 36
Tabel 4.3 Presentase Data Kecepatan dan Arah Angin Periode 2002 - 2012 ... 37
Tabel 4.4 Perhitungan Fetch Arah Timur Laut ... 40
Tabel 4.5 Perhitungan Tinggi Gelombang Dan Periode Gelombang Tahun 2002
Berdasarkan Fetch (Jonswap Parameters Cara Pertama) ... 44
Tabel 4.6 Jumlah Kejadian Gelombang Berdasarkan Arah Angin Tahun
2002-2012 (Jonswap Parameters Cara Pertama) ... 45
Tabel 4.7 Presentase Kejadian Gelombang Tahun 2002-2012 (Jonswap
Parameters Cara Pertama) ... 46
Tabel 4.8 Perhitungan Tinggi Gelombang Dan Periode Gelombang Tahun 2002
Berdasarkan Fetch (Jonswap Parameters Cara Kedua) ... 51
Tabel 4.9 Jumlah Kejadian Gelombang Berdasarkan Arah Angin Tahun
2002-2012 (Jonswap Parameters Cara Kedua) ... 53
Tabel 4.10 Presentase Kejadian Gelombang Tahun 2002-2012 (Jonswap
Parameters Cara Kedua) ... 54
Tabel 4.11Perhitungan Tinggi Gelombang Dan Periode Gelombang Tahun 2002
ix
Tabel 4.12 Jumlah Kejadian Gelombang Berdasarkan Arah Angin Tahun
2002-2012 (Finite Water Depth Cara Ketiga) ... 61
Tabel 4.13 Presentase Kejadian Gelombang Tahun 2002-2012 (Finite Water
Depth Cara Ketiga) ... 62
Tabel 4.14 Tabel Tinggi Gelombang ... 67
x DAFTAR NOTASI
d = kedalaman laut (m)
Feff = fetch rerata efektif
Xi = panjang segmen fetch yang di ukur dari titik observasi gelombang ke
ujung akhir fetch
α
= deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakanpertambahan 60 sampai sudut sebesar 420 pada kedua sisi dari arah
angin
H = tinggi gelombang (m)
Hmo = tinggi gelombang hasil peramalan (m)
T = periode gelombang (detik)
U = kecepatan angin
UA = kecepatan angin terkoreksi (m/dtk)
g = percepatan gravitasi (9,81 m/dtk)
