STABILITAS ARMOR BREAKWATER MENGGUNAKAN KANTONG BATUAN ARMOUR BREAKWATER STABILITY USING ROCK POCKETS

(1)

STABILITAS ARMOR BREAKWATER MENGGUNAKAN

KANTONG BATUAN

ARMOUR BREAKWATER STABILITY USING ROCK POCKETS

Imam Rohani, M. Arsyad Thaha, Chairul Paotonan

Jurusan Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin, Makassar

Alamat Korespondensi

Imam Rohani

Fakultas Teknik Jurusan Sipil

Universitas Hasanuddin Makassar, 90245

Hp : 081242333330

(2)

Abstrak

Sistem perlindungan pantai yang sering digunakan adalah breakwater yang umumnya armor breakwater terbuat dari batu-batu ukuran besar dengan berat mencapai beberapa ton, sampai saat ini belum ada nilai koofisien stabilitas armor breakwater yang menggunakan kantong batuan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan parameter yang berpengaruh terhadap stabilitas, mendapatkan nilai koefisien stabilitas dan hubungan bilangan tak berdimensi terhadap stabilitas armor breakwater kantong batuan. Penelitian ini bersifat eksperimental dengan uji fisik yang dilakukan di saluran gelombang 2-D pada Laboratorium Teknik Kelautan, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin dengan membuat beberapa konfigurasi model armor breakwater kantong batuan adalah periode gelombang, tinggi gelombang, berat kantong batuan, sudut kemiringan struktur. Skala model digunakan adalah 1 : 10, dengan tiga variasi kedalaman, yaitu 25 cm, 20 cm, dan 15 cm. Hasil penelitian menujukkan bahwa parameter yang berpengaruh adalah bilangan stabilitas kecuraman gelombang, kedalaman air relatif dan kemiringan struktur. Hasil yang diperoleh nilai koefisien stabilitas armor breakwater menggunakan kantong batuan pada ujung (kepala) bangunan breakwater kondisi gelombang tidak pecah untuk kemiringan struktur 45˚ nilai koefisien stabilitas 3.916, pada kemiringan struktur 60˚ nilai koefisien stabilitas 5.042. Dari analisis parameter tak berdimensi menunjukkan bahwa Semakin besar nilai bilangan stabilitas, kecuraman gelombang dan kedalaman air relatif akan diperoleh nilai koefisien stabilitas (KD) yang semakin besar dan sebaliknya semakin

besar nilai kemiringan struktur breakwater akan menghasilkan nilai koefisien stabilitas (KD) semakin

kecil.

kata kunci : stabilitas, koefisien stabilitas , kantong batuan, breakwater.

Abstract

Coastal protection system that is often used is the breakwater, generally armor breakwater made of stone, size and weigh up to several tons, up to now, value coefficient of damage armour breakwater using using rock pockets are unknown. The research is aimed to obtaining the parameters having the impact the stability, obtaining coefficient of damage and the relationship dimensionless number stability of armour breakwater using rock pockets. This was an experimental research with the physical test carried out in the wave chanel of 2D in Marine Engineering Laboratory, Faculty of Engineering, Hasanuddin university. Several configuration models of the armour breakwater using rock pockets are the wave period, wave height, rock pockets weight, slope of structures. Scale models used are 1: 10, with three variations of depth, which is 25 cm, 20 cm, and 15 cm. The research results indicates that the parameters which has the influence are the stability number, wave steepness, relative water depth and slope of structure. The results obtained coefficient of damage armour breakwater using rock pockets at the end (head) breakwater, of the unbroken wave condition for slope of structure 45˚, value coefficient of damage 3.916, for slope of structure 60˚, value coefficient of damage 5.042. From analysis dimensionless parameters, it can be concluded that the greater the value of the stability number, wave steepness and relative water depth will result in the value coefficient of damage (KD) greater and the greater the value slope of breakwater structure will result in the value

coefficient of damage (KD) smaller

(3)

PENDAHULUAN

Negara kepulauan Indonesia merupakan daerah yang kebanyakan tumbuh dan

berkembangnya dimulai dari tepian pantai. Sistem perlindungan pantai yang sering digunakan

adalah dengan pembuatan breakwater atau pemecah gelombang. Pada breakwater type sisi

miring, umumnya struktur terbuat dari tumpukan batu alam yang bagian luarnya diberi armor

atau lapis pelindung yang berfungsi menahan serangan gelombang. Armor terbuat dari

batu-batu ukuran besar dengan berat mencapai beberapa ton, atau menggunakan batu-batu buatan seperti

tetrapod, quadripod, tribar, hexapod, dolos, A-jack dan lain sebagainya. Hal ini menyebabkan

pekerjaan breakwater relatif menjadi lebih mahal dalam pembuatannya Di daerah sekitar

pantai terkadang sulit ditemukan batu yang memenuhi spesifikasi teknis armor breakwater.

Bahan lokal yang mudah diperoleh adalah pasir dan batuan, sehingga diperlukan upaya yang

dapat memenuhi syarat berat armor breakwater salah satu diantaranya dengan menggunakan

kantong.

Dalam perencanaan berat armor breakwater dihitung berdasarkan nilai koofisien

stabilitas (K

D

) untuk berbagai jenis butir armor, namun sampai saat ini, belum ada nilai

koofisien stabilitas (K

D

) yang dapat digunakan untuk menghitung angka stabilitas untuk jenis

armor breakwater yang menggunakan kantong batuan.

Beberapa penelitian terdahulu terkait stabilitas breakwater seperti (Fatnanta, 2011)

karakter stabilitas pemecah gelombang kantong pasir tipe tenggelam, (Sriyana, 2009) formula

angka stabilitas unit lapis lindung pemecah gelombang tipe gelombang tak pecah, (Fatnanta,

2007) stabilitas penahan gelombang kantong pasir bentuk guling, (Kinog, 2005) stabilitas

armor pada breakwater tenggelam, (Meer, 1988) stabilitas armor kubus, dan tetrapod

accropode.

Hal tersebut diatas menjadikan penulis tertarik untuk melakukan penelitian tentang

stabilitas armor breakwater menggunakan kantong batuan. Penelitian ini bertujuan untuk

mendapatkan parameter yang berpengaruh terhadap stabilitas dengan analisa bilangan tak

berdimensi dan mendapatkan nilai koefisien stabilitas (K

D

) armor breakwater menggunakan

kantong batuan

BAHAN DAN METODE

Penelitian yang dilakukan menggunakan metode eksperimental, simulasi fisik di

saluran gelombang 2-D pada Laboratorium Teknik Kelautan Fakultas Teknik Universitas

Hasanuddin dengan waktu penelitian bulan januari sampai dengan bulan mei 2013.

(4)

Bahan dan peralatan yang digunakan adalah saluran gelombang 2-D yang dilengkapi

penggerak gelombang dengan panjang flume 18,45 m, lebar 1,22 dan tinggi 1,22 m, kantong

batuan serta alat ukur untuk mengukur tinggi dan periode gelombang.

Rangkaian simulasi yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dengan

menempatkan kantong batuan pada flume, disusun sejajar dengan kemiringan tertentu dengan

luas permukaan yang lebih kecil tegak lurus gelombang, tinggi struktur ditentukan 30 cm,

penelitian ini pada breakwater di ujung kepala sehingga model diletakkan di pinggir flume.

Setelah semua telah siap kemudian gelombang dibangkitkan. Parameter simulasi terdiri dari

berat kantong batuan (

), kemiringan struktur (θ), kedalaman air (d), periode gelombang (T).

Sedangkan parameter yang diamati adalah tinggi gelombang datang (H

i

) dan tingkat

kerusakan kantong batuan (S).

Data-data yang diperoleh dari penelitian ini akan diolah menggunakan analisa

dimensi untuk memperoleh hubungan antar parameter yang akan menghasilkan bilangan tak

berdimensi, dengan demikian hasil penelitian tersebut dapat digeneralisir (Yuwono, 1996).

Metode analisa dimensi yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode Langhaar.

HASIL PENELITIAN

Tinggi dan panjang gelombang

Untuk mendapatkan tinggi gelombang dilakukan pengukuran tinggi gelombang di

depan model sedangkan penentuan panjang gelombang (L) berdasarkan periode gelombang

(T) dan kedalaman air (d) yang diperoleh dari waktu putaran piringan penggerak pengatur

stroke pembangkit gelombang.

Jumlah Kantong Tidak Bergerak, Bergerak dan Berpindah

Untuk mendapatkan Jumlah Kantong Tidak Bergerak, Bergerak dan Berpindah

Pengukuran dan pengamatan kerusakan dilakukan saat running gelombang hingga mencapai

jumlah gelombang (N) = 300 gelombang, pembangkit gelombang di off-kan. Kerusakan

model dibagi dalam tiga kriteria yaitu : tidak bergerak, bergerak tapi tidak berpindah,

berpindah dari posisi semula dengan jarak tertentu (CERC, 1984). Nilai Koefisien Stabilitas

(K

D

) dihitung berdasar pada standar kerusakan (S) 0 sampai 5 % (Hudson 1959). Hubungan

tingkat kerusakan terhadap nilai K

D

ditunjukkan pada Gambar 1.

Analisa dimensi

Pengujian hipotesis pada penelitian ini dilakukan dengan analisa dimensi yaitu

menentukan bilangan tak berdimensi dari parameter tak bebas dan parameter bebas yang

diteliti dengan menggunakan metode Langhaar. Dari analisa dimensi diperoleh persamaan

(5)

pada penelitian ini :

. Perbandingan hubungan parameter

kecuraman gelombang

terhadap kerusakan dan koofisien stabilitas (K

D

) dapat dilihat

pada Gambar 2.

PEMBAHASAN

Dari hasil penelitian, data hasil eksperimen sebagian besar berada pada daerah

penerapan teory gelombang airy pada laut transisi, parameter yang berpengaruh terhadap

koefisien stabilitas (K

D

) armor breakwater menggunakan kantong batuan terdiri dari bilangan

stabilitas

, kecuraman gelombang

, kedalaman air relatif

dan kemiringan

struktur

. Berdasarkan analisis bilangan tak berdimensi, dan regresi diperoleh

persamaan

Dari persamaan

diatas dapat disimpulkan bahwa Semakin besar nilai bilangan stabilitas, kecuraman

gelombang dan kedalaman air relatif akan diperoleh nilai koefisien stabilitas (K

D

) yang

semakin besar dan sebaliknya semakin besar nilai kemiringan struktur breakwater akan

menghasilkan nilai koefisien stabilitas (K

D

) semakin kecil.

Pada Gambar 2, menunjukkan kecenderungan tingkat kerusakan dan koefisien

stabilitas (K

D

) Semakin besar nilai bilangan stabilitas, kecuraman gelombang dan kedalaman

air relatif akan diperoleh nilai koefisien stabilitas (K

D

) yang semakin besar dan sebaliknya

semakin besar nilai kemiringan struktur breakwater akan menghasilkan nilai koefisien

stabilitas (K

D

) semakin kecil

Hasil pengujian nilai koefisien stabilitas armor breakwater menggunakan kantong

batuan pada ujung (kepala) bangunan breakwater kondisi gelombang tidak pecah, untuk

kemiringan struktur 45˚ nilai koefisien stabilitas 3.916 dan pada kemiringan struktur 60˚ nilai

koefisien stabilitas 5.042

Penelitian Fatnanta, (2007), tentang stabilitas kantong pasir pada kemiringan struktur

1 : 1,5 dan 1 : 2 perletakan struktur breakwater di lengan bangunan diperoleh nilai K

D

nilai

paling rendah adalah 0.86, dan nilai K

D

tertinggi adalah sebesar 5,70. Penelitian Kinog, dkk.

(2005) melakukan tentang stabilitas berbagai jenis armor, stabilitas kubus paling rendah

dengan nilai K

D

minimum sekitar 5,00, sedangkan a-jack mempunyai nilai K

D

minimum

sebesar 20,00. Berdasarkan CERC (1984), nilai koefisien stabilitas (K

D

) armor breakwater

menggunakan kantong batuan untuk cot θ = 0.577 dan 1, berada diantara armor batu bersudut

kasar dan tetrapod & quadripod pada nilai cot θ = 1.5 sampai 3. Hal ini menunjukkan bahwa

kemiringan struktur breakwater menggunakan kantong batuan dapat didesign lebih tegak.

(6)

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa Parameter yang berpengaruh

terhadap nilai koofisien stabilitas (KD) diperoleh dari bilangan stabilitas, kecuraman

gelombang, kedalaman air relatif dan kemiringan struktur. Hasil yang diperoleh nilai

koefisien stabilitas armor breakwater menggunakan kantong batuan pada ujung (kepala)

bangunan breakwater kondisi gelombang tidak pecah untuk kemiringan struktur 45˚ nilai

koefisien stabilitas 3.916, pada kemiringan struktur 60˚ nilai koefisien stabilitas 5.042.

Dari analisis parameter tak berdimensi menunjukkan bahwa Semakin besar nilai bilangan

stabilitas, kecuraman gelombang dan kedalaman air relatif akan diperoleh nilai koefisien

stabilitas (K

D

) yang semakin besar dan sebaliknya semakin besar nilai kemiringan struktur

breakwater akan menghasilkan nilai koefisien stabilitas (K

D

) semakin kecil. Dalam penelitian

ini tidak semua parameter model diteliti, sehingga memungkinkan dilakukan penelitian

lanjutan dengan variasi parameter jumlah gelombang, kondisi gelombang pecah, breakwater

type tenggelam, perletakan armor breakwater pada lengan bangunan dan gaya interlocking

antar armor.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis dengan tulus menyampaikan terima kasih kepada Dr. Ir. M. Arsyad Thaha,

MT sebagai Ketua Komisi Penasihat dan Dr. Chairul Paotonan, ST. MT sebagai Anggota

Komisi Penasihat, yang telah meluangkan waktunya dalam memotivasi dan membimbing

penulis mulai persiapan penulisan, penelitian sampai dengan penyelesaian tesis ini, para dosen

penguji atas saran dan masukannya sehingga penulisaan tesis ini selesai, kepada LPDP

Departemen Keuangan Republik Indonesia yang telah membantu pendanaan pada riset tesis

ini, serta semua pihak yang namanya tidak tercantum telah membantu penulis.

DAFTAR PUSTAKA

Ahrens, J,P. (1987). Characteristics of Reef Breakwaters. CERC Technical Report 87-17.

Vicksburg. MS U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station

CERC. (1984). Shore Protection Manual. Departement of The Army Waterway Experiment

Station, Corps of Engineering Research Center, Fourth Edition, US Governtment

Printing Office, Woshington, p.

Fatnanta, F. (2011). Karakter Stabilitas Pemecah Gelombang Kantong Pasir Tipe Tenggelam.

Jurnal Dinamika Teknik Sipil

Fatnanta, F. (2007). Stabilitas Penahan Gelombang Kantong Pasir Bentuk Guling. Jurnal

Teknik Keairan

Hudson; Robert Y. (1959). Laboratory Investigation Of Rubble-Mound Breakwaters.

Waterways and Harbor Division, Vol 85 No WW3.

(7)

Meer, V,D. (1988). Rock Slopes and Gravel Beaches Under Wave Attack. Delft Hydraulic

Publication No. 396, November 1988.

Sriyana. (2009). Formula Angka Stabilitas Unit Lapis Lindung Pemecah Gelombang Tipe

Gelombang Tak Pecah. LPTP BPPT

Triatmodjo, B. (2011). Perencanaan Bangunan Pantai. Beta Offset Yogyakarta

Vidal, C; Losada, M,A; Mansard, E,P,D. (1995). Suitable Wave-Height Parameter for

Characterizing Breakwater Stability. J, Waterway, Port, Coastal, Ocean Eng.,

121(2), ASCE. pp88-97

Yuwono, N. (1992). Dasar Dasar Perencanaan Bangunan Pantai. Laboratorium Hidrolika dan