ANALISIS DIMENSI DAN KESTABILAN PEMECAH GELOMBANG PELABUHAN PERIKANAN LAMPULO BANDA ACEH

(1)

ANALISIS DIMENSI DAN KESTABILAN PEMECAH

GELOMBANG PELABUHAN PERIKANAN LAMPULO

BANDA ACEH

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh :

ZUNARDIS 10 0404 010

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ABSTRAK

Analisa Dimensi dan Kestabilan Pemecah Gelombang pada Pelabuhan Perikanan Lampulo Kota Banda Aceh merupakan perencanaan tambahan bangunan fisik berupa pemecah gelombang sebagai pelengkap dan pendukung fasilitas infrastruktur pada Pelabuhan Perikanan Lampulo. Tujuan dari perencanaan ini adalah untuk merencanakan bangunan pelindung tambahan yang rusak di sebelah kiri pelabuhan dengan menggunakan jenis bangunan pelindung batu alam (rubble mound).

Adapun ruang lingkup pada perencanaan tambahan breakwater rubble mound ini meliputi perencanaan kemiringan breakwater, perhitungan lebar breakwater, perhitungan ukuran batu pelindung, perhitungan jumlah unit pelindung, perhitungan berat batu pelindung, perhitungan tinggi breakwater, perhitungan tebal lapis lindung, perhitungan jumlah lapis pada breakwater, perhitungan tinggi muka air rencana dan perhitungan stabilitas breakwater itu sendiri. Data teknis yang diperoleh dari lokasi perencanaan berupa eleva si muka air antara 0,5 meter sampai pada -8.5 meter di ujung lokasi perencanaan tambahan breakwater. Adapun muka air pada lokasi perencanaan meliputi HWL = ±1,724 meter, MHWL = ±1,372 meter, MSL = ±0,9635 meter, MLWL = ±0,555 meter, LWL = ±0,392 meter.

Dari hasil pengolahan data angin maka diperolah angin dominan untuk lokasi perencanaan dari arah timur laut dengan tinggi gelombang rencana yang di hasilkan sebesar 2,7244 m. Struktur breakwater rubble mound terdiri dari susunan batu dengan berat batu pelindung utama sebesar ±3,1848 ton, lapis kedua ±(1,5924-2,1338) ton, dengan lapis inti (7,9 -159) kg dengan ketebalan 1,5-2 m dan stabilitas breakwater memiliki angka yang cukup aman yaitu 9,2 >2.

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan atas kehadirat ALLAH SWT karena atas

rahmat dan karunia-Nya saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penyusunan

Tugas Akhir ini dengan judul “Analisis Dimensi dan Kestabilan Pemecah

Gelombang Pelabuhan Perikanan Lampulo” ini disusun guna melengkapi syarat

untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Program Starata Satu (S-1) di

Universitas Sumatera Utara.

Dengan menyadari sepenuhnya bahwa penyelesaian Tugas Akhir ini tidak

lepas dari bimbingan, bantuan dan dukungan dari banyak pihak, maka pada

kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan sebagai Ketua Departemen Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ir. Syahrizal, MT, sebagai Seketaris Departeman Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc., sebagai dosen pembimbing

yang telah banyak memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta

meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu saya dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Ir. Alferido Malik dan Bapak Ivan Indrawan, ST, MT., sabagai

Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak dan Ibu pengajar dan seluruh staf pegawai Departeman Teknik

(4)

6. Kedua orang tua saya, Ayahanda Zaini dan Ibunda Nurlis Samsyiah

Adinda Sardian dan Fauzan Azima yang telah memberikan dukungan yang

besar baik moral maupun material serta doa untuk keberhasilan penulis.

7. Buat keluarga besar Bapak Muzhar Ibu Baiyani serta kakak Mona Melyar

ST, Serta adik Moulya Riski A.Md.Kep yang telah memberikan dukungan

yang besar baik moral maupun material serta doa untuk keberhasilan

penulis.

8. Teristimewa buat Moufyra Zakya S.Farm sebagai orang terkasih yang

telah memberikan doa, dukungan, kritikan, semangat, dan memberikan

masukan kearah positif kepada penulis.

9. Bapak Dr. Eng. Syamsidik sebagai kepala TDMRC dan Bang T. mudi ST,

Amien ST.MT, Bayu Agustian ST, Musa ST, Suher ST, Kak fani

(DKP-Aceh), yang telah memberikan motivasi, arahahan, bimbingan serta

bantuan sekunder kepada penulis.

10.Buat saudara/i seperjuangan: Maulana, Dhaka, Rizqan, Dara, Sari, Arip,

Hardi, Yudha, Isan, Irul, Umri, Syahru, Irfan, Nugek, Iwan, Ijep Taslim,

Uus, dan Jihadan serta semua mahasiswa Teknik Sipil lainnya yang tidak

dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya

selama ini.

11.Kepada Rizqa Alzamna SH, Marza Lena Amd Far, Zubir AMKL, Rufran

Syahputra Amd Far, Siti Faziah S.Farm, Nurdiani S.Farm. Daifi Afrila

Riefi ST, Bg Pon, Isan, Ayi, Manda dan Alfaizi yang telah memberikan

(5)

12.Seluruh staf pegawai Teknik Sipil terimakasih atas segala bantuan dan

informasinya.

13.Seluruh rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil yang tidak mungkin saya

tuliskan satu-persatu atas dukungannya yang sangat baik.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, karena

keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis, untuk itu penulis akan

terbuka terhadap semua saran dan kritik mengenai Tugas Akhir ini, dengan ini

penulis berharap Tugas Akhir ini juga memberi manfaat bagi kita semua.

Medan, Juli 2015

Penulis

(6)

DAFTAR ISI

Abstrak ... i

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi ... v

Daftar Gambar ... vi

Daftar Tabel ... viii

Daftar Notasi ... x

Daftar Lampiran ... iv

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Perumusan Masalah ... 5

1.3.Batasan Masalah ... 5

1.4.Tujuan Penelitian ... 6

1.5. Manfaat Penelitian ... 6

1.6.Lokasi Penelitian ... 7

1.7.Sistematika Penulisan ... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 9

2.1. Lay Out Pelabuhan... 9

2.2. Angin ... 10

2.2.1. Pembangkitan Gelombnag Oleh Angin ... 10

2.2.2. Mawar Angin/Wind Rose... 10

(7)

2.3. Gelombang ... 14

2.3.1. Deformasi Gelombang ... 16

2.3.2. Analisa Gelombang ... 17

2.3.3. Prediksi Gelombang ... 17

2.3.4. Refraksi Gelombang ... 20

2.3.5. Refleksi Gelombang... 23

2.3.6. Difraksi Gelombang ... 24

2.3.7. Gelombang Pecah ... 25

2.3.8. Gelombang Rencana dan Periodenya ... 28

2.3.9. Gelombang yang Terjadi di Pantai... 30

2.3.10. Gelombang Desain ... 31

2.4. Fluktuasi Muka Air Laut ... 31

2.4.1. Pasang Surut ... 32

2.4.2. Naiknya Muka Air Laut Karena Angin (Wind Set Up) .. 32

2.4.3. Kenaikan Elevasi Muka Air Laut Karena Pemanasan Global... 33

2.5. Pemecah Gelombang (Breakwater) ... 34

2.5.1. Jenis-Jenis Pemecah Gelombang (Breakwater rubble mound) ... 36

2.5.2. Kriteria Desain Pemecah Gelombang (Breakwater)... 38

2.5.3. Breakwater Susunan Batu (Rubble Mound) ... 40

2.5.4. Perencanaan Kemiringan Breakwater ... 42

2.5.5. Perhitungan Berat Batu Pelindung ... 42

(8)

2.5.7. Perhitungan Tebal Lapisan ... 44

2.5.8. Perhtungan Lebar Puncak dan Jumlah Butir Batu ... 44

2.5.9. Perhitungan Pelindung Kaki ... 45

2.5.10. Perhitungan Tinggi Gelombang ... 46

2.5.11. Analisa Stabilitas Breakwater Rubble Mound ... 46

2.6. Faktor Kerusakan Breakwater ... 47

BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 49

3.1. Persiapan Data ... 49

3.1.1. Studi Pustaka Terhadap Materi Desain... 49

3.1.2. Menentukan Kebutuhan Data ... 49

3.1.3. Mendata Instansi Terkait ... 50

3.1.4. Pengadaan Persyaratan Administrasi Untuk Pemohon Data ... 50

3.2. Metode Pengumpulan Data ... 50

3.2.1. Data Primer ... 50

3.2.2. Data Sekunder ... 50

3.3. Pengolahan dan Analisa Data... 51

3.4. Perencanaan Breakwater Rubble Mound... 51

3.4.1. Perencanaan Kemiringan Breakwater Rubble Mound .... 52

3.4.2. Perencanaan Berat Batu Pelindung ... 52

3.4.3. Perencanaan Tebal Lapis ... 52

3.4.2. Perencanaan Lebar Puncak ... 52

3.4.4. Perencanaan Berat Batu Pelindung ... 52

(9)

3.4.6. Perencanaan Tinggi Breakwater ... 53

4.3. Kecepatan Angin Signifikan ... 59

4.4. Peramalan Gelombang ... 60

4.4.1. Perhitungan Tinggi Gelombang dan Periodenya (Timur Laut) ... 61

4.4.2. Perhitungan Tinggi Gelombang dan Periodenya (Arah Utara) ... 61

4.5. Analisa Gelombang Rencana ... 65

4.5.1. Periode Ulang Gelombang ... 65

4.5.2. Perhitungan Gelombang Rencana dan Periodenya (Hd) Utara ... 66

4.5.5. Pemilihan Periode Ulang Gelombang... 68

4.6. Gelombang Desain Arah Timur Laut ... 69

4.6.1. Perhitungan Koefisien Refraksi (Kr) ... 69

4.6.2. Perhitungan Koefisien Shoaling (Ks) ... 71

4.7. Gelombang Desain Arah Utara ... 74

4.7.1. Perhitungan Koefisien Refraksi (Kr) ... 74

(10)

4.8. Perhitungan Gelombang Pecah Arah Timur Laut ... 77

4.9. Perhitungan Gelombang Pecah Arah Utara... 81

4.10. Perencanaan Breakwater Rubble Mound ... 85

4.10.1. Menentukan Bilangan Irribaren (Ir) ... 86

4.10.2. Berat Butir Lapis Lindung (W) ... 87

4.10.3. Perhitungan Ukuran Batu Pelindung ... 88

4.10.4. Perhitungan Tinggi (Elevasi) Breakwater (Hst)... 88

4.10.5. Tebal Lapis Lindung ... 89

4.10.6. Perhitungan Lebar Breakwater (B) ... 89

4.10.7. Lebar Permukaan Bawah Breakwater (B’) ... 89

4.10.8. Menentukan Jumlah Butir Batu (N)... 90

4.11. Stabilitas Breakwater ... 90

4.11.1. Stabilitas Breakwater Terhadap Gaya Tanah ... 90

4.11.2. Rencana Anggaran Biaya (Analisa Finansial) ... 114

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 116

5.1. Kesimpulan ... 116

5.2. Saran ... 117

DAFTAR PUSTAKA ... 118

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Peta pelabuhan perikanan lampulo ... 2

Gambar 1.2. Bangunan pelindung yang rusak di pelabuhan lampulo ... 3

Gambar 2.1. Mawar angin ... 11

Gambar 2.2. Perhitungan fetch ... 12

Gambar 2.3. Hubungan kcepatan angin di laut dan di darat ... 19

Gambar 2.4. Reflaksi gelombang ... 22

Gambar 2.5. Difraksi gelombang ... 25

Gambar 2.6. Penentuan tinggi gelombang pecah ... 28

Gambar 2.7. Wave set up dan wave set down ... 32

Gambar 2.8. Kenaikan muka air laut karena badai ... 33

Gambar 2.9. Perkiraan kenaikan muka air laut karena pemanasan global .... 34

Gambar 2.10. Breakwater rubble mound... 32

Gambar 2.11. Run up gelombang (Triadmodjo, 2003:139)... 40

Gambar 2.12. Run up gelombang ... 41

Gambar 2.13. Nomogram kemiringan susunan batu ... 42

Gambar 4.1. Mawar angin maksimum stasiun BMKG ... 56

Gambar 4.2. Grafk hubungan antara kecepatan angin di laut dan darat ... 61

Gambar 4.1. Mawar angin maksimum stasiun BMKG ... 56

(12)

Gambar 4.7. Penentuan kedalaman gelombang pecah ... 83

Gambar 4.8. Perbandingan run up dan run down... 86

Gambar 4.9. Potongan breakwater ... 89

Gambar 4.10. Sketsa potongan detail breakwater... 91

Gambar 4.11. Potongan detail breakwater ... 92

Gambar 4.12. Potongan breakwater -0.5 meter ... 97

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. 1 Koefisien refleksi (Triatmodjo,1999)... 24

Tabel 2.2. Hubungan Yn dengan besarnya sampel (n) ... 30

Tabel 2.3. Hubungan Sn dengan besarnya sampel (n) ... 30

Tabel 2.4. Tingkat kerusakan (CERC, 1984:7-212) ... 30

Tabel 2.5. Keuntungan dan kerugian pemecah gelombang ... 37

Tabel 4.1. Kejadian angin maksimum stasiun BMKG ... 56

Tabel 4.2. Perhitungan Panjang fetch arah utara ... 57

Tabel 4.3. Perhitungan Panjang fetch arah timur laut ... 58

Tabel 4.4. Rekapitulasi kecepatang angin maksimum ... 59

Tabel 4.5. Gelombang arah utara dan periodenya ... 64

Tabel 4.6. Gelombang arah timur laut dan periodenya ... 64

Tabel 4.7. Rekapitulasi tinggi gelombang dan periodenya ... 65

Tabel 4.8. Hasil perhitungan distribusi probabiliitas gumber arah utara ... 66

Tabel 4.9. Periode kala ulang ... 67

Tabel 4.10. Rekapitulasi gelombang rencana dan periode (75%) ... 68

Tabel 4.11. Tinggi gelombang berdasarkan tingkat kerusakan arah utara .... 69

Tabel 4.12. Tinggi gelombang berdasarkan tingkat kerusakan arah timur laut ... 69

Tabel 4.13. Fungsi d/L untuk pertambahan nilai d/Lo ... 70

Tabel 4.14. Perhitungan gelombang pantai arah timur laut ... 73

Tabel 4.15. Fungsi d/L untuk pertambahan nilai d/Lo ... 74

(14)

Tabel 4.17. Perhitungan gelombang pecah arah timur laut ... 80

Tabel 4.18. Rekapitulasi hasil perhitungan gelombang pecah arah timur laut ... 81

Tabel 4.19. Perhitungan gelombang pecah arah utara ... 84

Tabel 4.20. Rekapitulasi hasil perhitungan gelombang pecah arah utara ... 85

Tabel 4.21. Nilai Nc, N𝛾, Nq... 92

Tabel 4.22. Perhitungan perencanaan breakwater rubble mound ... 94

Lanjutan Tabel 4.22 Perhitungan perencanaan breakwater rubble mound ... 95

(15)

DAFTAR NOTASI

Feff = Fecth rerata efektif (Km)

UL = Kecepatan angin pada ketinggian 10 m di atas tanah (knot)

Uz = Kecepatan angin yang di ukur pada elevasi Z meter di atas tanah (knot)

UA = Kecepatan seret angin (m/det)

Uw = Kecepatan angin di laut (m/det)

RL = Kecepatan angin di laut dan di darat (m/det)

Lo = Panjang gelombang di laut dalam (m)

Kr = Koefisien Refraksi

Ks = Koefisien shoaling

Co = Cepat rambat gelombang di laut dalam (m/det)

L = Panjang gelombang di pantai (m)

C1 = Cepat rambat gelombang di pantai (m/det)

T = Periode gelombang (det)

H1 = Tinggi gelombang (m)

X = Koefisien refleksi

(16)

Hi = Tinggi gelombang dating (m)

H’o = Tinggi gelombang laut dalam ekivalen (m)

Hb = Tinggi gelombang pecah (m)

db = Kedalaman air pada saat gelombang pecah (m)

m = kemiringan dasar laut (m)

g = Grafitasi (m/s)

Hs = Tinggi gelombang signifikan rata-rata (m)

Hs(T) = Tinggi gelombang signifikan untuk periode ulang T tahun (m)

S = Standar deviasi (m)

H = Tinggi gelombang yang bisa mengakibatkan kerusakan tertentu (m)

HD=O = Tinggi gelombang dengan tingkat kerusakan 0-5% (m)

K = Koefisien kerusakan (%)

Ir = bilangan irribarn

Ho = Tinggi gelombang di lokasi bangunan (m)

W = Berat batu lapis luar (ton)

𝛾𝑟 = Berat jenis batu (ton/m3)

𝛾𝑤 = Berat jenis air (ton/m3)

(17)

H = Tinggi gelombang rencana (m)

t = Tebal lapis (m)

N = Jumlah unit

B = Lebar puncak (m)

Lb = Panjang kaki pelindung (m)

tb = tebal kaki pelindung (m)

r = Tebal lapis pelindung rata-rata (m)

Hst = Tinggi bangunan pemecah gelombang (m)

HWL = Elevasi muka air tertinggi (m)

d = Kedalaman laut di lokasi perencanaan (m)

Ru = Run up gelombang (m)

A = Luas penampang konstruksi (m2)

(18)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Gambar A.1 Lay out pelabuhan... 121

Lampiran Gambar A.2 Peta kota banda aceh ... 122

Lampiran Gambar A.3 Letak breakwater ... 123

Lampiran A.4 Koefisien Lapis (Triatmodjo,1996:136) ... 124

Lampiran A.5 Koefisien stabilitas (Triatmodjo,1996:135) ... 125

Lampiran A.6 Grafik sondir ... 126

Lampiran A.7 Grafik pasang surut ... 127

Lampiran B.1 Fungsi d/L untuk pertambahan nilai d/Lo ... 128

(19)

Lampiran C.1 Kondisi pemecah gelombang di pelabuhan

Perikanan ampulo ... 143

Lampiran C.2 Pengukuran panjang pemecah gelombang yang rusak ... 144

Lampiran C.3 Kondisi pemecah gelombang yang rusak pada

Pelabuhan lampulo ... 145

Lampiran C.4 Kondisi pemecah gelombang yang berhadapan

dengan laut lepas ... 146