BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Gambaran Umum
Pantai Kelapa Lima Kota Kupang merupakan pantai yang berpasir dan berlumpur serta bentuk garis pantai yang berkelok-kelok. Pantai ini memliki permukaan yang relative landai, dan merupakan daerah yang sangat potensial dimanfaatkan untuk sektor perekonomian. Pelaksanaan penelitian ini di Pantai Kelapa Lima Kota Kupang pada daerah pantai sepanjang 132 meter, yang dimana sudah ada dinding pantai tetapi dinding pantai tersebut sudah hancur sehingga tidak bisa menahan limpasan air laut (overtopping) disebabkan oleh gelombang yang cukup tinggi pada bulan-bulan tertentu (Desember, Januari, Februari).
Akibat dari limpasan air laut tersebut jalan raya serta pemukiman penduduk yang berjarak ± 3 meter dari pantai mengalami basah oleh gelombang air laut. Gambar 4.1 menunjukan badan jalan di sekitar pesisir Pantai Kelapa Lima yang hancur akibat terkena limpasan air laut.
Gambar 4.1 Kerusakan existing dan Rumah Penduduk terkena limpasan air laut
Sumber : Hasil Penelitian
4.2 Dasar Perencanaan Revetment
Perencanaan bangunan revetment menggunakan data-data sebagai berikut:
1. Peta Bathimetri dan topoografi
Peta Bathimetri adalah peta yang menggambarkan kedalaman laut dan disajikan dengan menggunakan garis kontur kedalaman. Sedangkan peta topografi digunakan untuk mengetahui apakah memukinkan atau tidaknya
62
membangun suatu bangunan pantai. Dalam penulisan skripsi ini, data peta bathimetri dan topografi bersumber dari Balai Wilayah Sungai Nusa Tenggara II Provinsi NTT.
2. Angin
Data angin yang dibutuhkan umunya adalah kecepatan angin dan arah angin.
Data angin merupakan salah satu parameter untuk penentuan gelombang rencana. Dalam penulisan skripsi ini data angin bersumber dari Stasiun BMKG Klas II Eltari Kupang.
3. Pasang Surut
Manfaat dari data pasang surut adalah untuk mengetahui elevasi muka air rencana, dan perbedaan tinggi air pasang dan surut. Dalam penulisan skripsi ini, data pasang surut bersumber dari Balai Wilayah Sungai Nusa Tenggara II Provinsi NTT.
4. Mekanika Tanah
Keadaan tanah sangat penting dalam pertimbangan perencanaan bangunan pantai terutama diperlukan dalam penentuan jenis pondasi yang digunakan dan perhitungan dimensinya berdasarkan daya dukung tanah di lokasi perencanaan bangunan. Dalam penulisan skripsi ini, data mekanika bersumber dari Balai Wilayah Sungai Nusa Tenggara II Provinsi NTT.
4.3 Analisa Data Perencanaan Revetment
4.3.1 Peramalan Data Angin Menjadi Data Gelombang
Gelombang diramalkan berdasarkan data angin dan fetch. Data angin yang dibutuhkan adalah data angin pada arah mata angin yang panjang fetch nya tidak sama dengan nol (angin dari arah yang tidak menimbulkan pengaruh gelombang terhadap bangunan pantai yang direncanakan).
Hasil pengolahan data angin yang diambil dari stasiun pencatat angin Kupang dari tahun 2012-2021, dengan cara analitis statisitik digunakan untuk menghitung presentasi besar dan arah tiupan angin. Arah angin dikelompokan dalam delapan arah. Arah angin memiliki kesesuaian dengan arah angin regional yang dipengaruhi oleh kondisi muson tenggara dan saat transisi. Data angin yang diperoleh seperti diperlihatkan dalam tabel 4.1.
Tabel 4. 1 Data Kecepatan Angin UL
TAHUN JAN FEB MAR APR MEI JUNI JULI AGS SPT OKT NOV DES Kec.Max Rata-Rata 2012 16,0 8,9 10,0 10,5 15,2 12,8 17,2 17,8 12,8 12,8 10,7 10,2 12,91 2013 11,5 9,9 12,5 11,8 12,5 14,1 17,2 15,5 14,7 12,9 11,0 10,1 12,81 2014 11,5 10,6 9,4 9,8 13,8 16,2 14,2 16,3 13,9 14,4 10,8 8,0 12,41 2015 9,3 8,5 8,9 10,2 12,3 15,4 14,4 14,4 12,6 12,8 10,2 11,3 11,69 2016 11,5 10,3 10,8 12,5 10,8 15,3 17,2 14,8 12,7 14,0 12,6 12,5 12,92 2017 12,5 11,6 10,6 10,4 16,1 17,7 18,0 18,8 16,5 13,9 11,0 11,0 14,01 2018 12,0 11,0 10,0 12,0 18,0 17,0 16,0 15,0 14,0 14,0 13,0 10,0 13,50 2019 11,0 10,0 11,0 12,0 16,0 18,0 17,0 17,0 15,0 14,0 13,0 11,0 13,75 2020 12,0 12,0 11,0 12,0 16,0 18,0 19,0 15,0 17,0 16,0 12,0 11,0 14,25 2021 11,0 12,0 10,0 12,0 15,0 13,0 15,0 18,0 17,0 12,0 10,0 10,0 12,92
DATA KECEPATAN ANGIN (UL)
Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
Berdasarkan data kecepatan angin diatas kemudian dianalisis menjadi data untuk mengetahui presentasi kejadian angin yang terjadi di Pantai Kelapa Lima.
Sebagai Contoh: dilihat untuk arah utara, dimana dilihat dari jumlah kejadian untuk arah utara berjumlah 1 data. Jumlah kejadian angin yang terjadi pada arah lainnya dapat dilihat pada tabel 4.2
Tabel 4. 2 Jumlah Data Presentase Angin
Utara - - - - - - 1 - - - 1
Timur Laut - - - - - - - - - - -
Timur 1 4 5 6 5 3 3 6 6 6 45
Tenggara 4 - - - 3 5 5 2 3 2 24
Selatan - - - - - - - - - - -
Barat Daya - - - - - - - - - - -
Barat - - - - 1 1 - - - 1 3
Barat Laut - - - - - 1 1 4 2 3 11
CALM 7 8 7 6 3 2 2 - 1 - 36
JUMLAH 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 120
ARAH DATANG
ANGIN 2012 2013 2020 2021 JUMLAH
KEJADIAN JUMLAH DATA PRESENTASE ANGIN YANG TERJADI DI STASIUN KLIMATOLOGI EL-TARI
DARI TAHUN 2012 - 2021 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Sumber : Hasil Rekapan Data Angin Tahun 2012 – 2021 BMKG Klas II Eltari Kupang.
Nilai presentasi diperoleh dengan cara : Contoh perhitungan arah angin utara (N) = ((Jumlah kejadian angin / Jumlah angin total) x 100%) jadi (1 / 120) x 100%
= 0,83 dan perhitungan untuk rentangan yang lainnya dipakai rumus yang sama.
Hasil presentase angin yang terjadi dapat dilihat pada tabel 4.3 dibawah ini.
64
Tabel 4. 3 Presentase Kejadian Angin
Utara - - - - - - 1 - - - 1 0,83
Timur Laut - - - - - - - - - - 0 0,00
Timur 1 4 5 6 5 3 3 6 6 6 45 37,50
Tenggara 4 - - - 3 5 5 2 3 2 24 20,00
Selatan - - - - - - - - - - 0 0,00
Barat Daya - - - - - - - - - - 0 0,00
Barat - - - - 1 1 - - - 1 3 2,50
Barat Laut - - - - - 1 1 4 2 3 11 9,17
CALM 7 8 7 6 3 2 2 - 1 - 36 30,00
12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 120 100,00
2020 2021 JUMLAH KEJADIAN
PRESENTASE KEJADIAN PRESENTASE ANGIN YANG TERJADI DI STASIUN KLIMATOLOGI EL-TARI KUPANG
DARI TAHUN 2012 - 2021 2013 2014 2015 2016 20172018 2019 2012
ARAH
Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
Kenyataan di lapangan adalah bahwa angin dari arah timur adalah angin darat sehingga angin tersebut diprediksi tidak berpengaruh terhadap perubahan garis pantai di lokasi perencanaan. Untuk perencanaan Revetment di pantai Kelapa Lima dipakai angin terbesar dari arah laut yaitu angin dari arah barat laut.
Sedangkan angin yang mempengaruhi transport sedimen pantai adalah angin dari barat laut, utara, timur dan tenggara. Arah angin tegak lurus pantai yang berpengaruh terhadap perubahan garis pantai Kelapa Lima dari arah barat laut sebesar 9,17%. Dengan melihat data angin di lapangan, bahwa kumulatif arah angin terbesar adalah arah timur yang disajikan dengan mawar angin pada gambar 4.2.
Gambar 4. 2 Mawar Angin Pantai Kelapa Lima Tahun 2012 – 2021 Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
66
4.3.2 Fetch
Fetch Efektif digunakan dalam grafik peramalan gelombang untuk mengetahui tinggi, durasi dan periode gelombang. Peta Provinsi Nusa Tenggara Timur dengan skala 1:500 panjang fetch terhadap pantai Kelapa Lima. Fetch pantai Kelapa Lima diukur berdasarkan arah angin dominan dari lautan terhadap pantai Kelapa Lima yakni arah Barat Laut.
Langkah Pengukuran :
1. Lokasi Pantai Kelapa Lima pada peta ditandai dengan tanda titik sebagai poros atau observasi gelombang.
2. Dari titik poros tersebut dicari arah barat laut (315°) dengan menggunakan busur derajat, setelah itu dijadikan arah barat laut sebagai titik 0°.
3. Dari titik 0° yang telah dditentukan, dibagi garis-garis dengan pertambahan 6° sampai sudut 42° pada kedua sisi arah dari arah mata angin,
4. Ukur panjang segmen fetch (xi) pada peta dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch.
Perhitungan fetch efektif mengikuti persamaan (2.4 hal. 22). Adapun fetch yang harus dihitung yaitu fetch efektif dari arah mata angin utama yaitu Barat Laut. Perhitungan fetch dari arah Barat Laut adalah sebagai berikut :
Penyelesaian ini hanya menampilkan perhitungan panjang fetch (xi) untuk sudut (α) 315°, dimana :
Panjang fetch pada peta (xi peta) = 45,85 km
α = 0°
Skala Peta = 1 : 500.000
Feff=
∑
xicosα∑
cosαFeff=619,53 13,512 Feff=45,85km
Untuk perhitungan fetch dari jarak yang lain, dihitung dengan cara yang sama dan nilainya dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut ini .
Tabel 4. 4 Perhitungan Fetch
Xi Xi (Km) Fetch Efe.
(Km) (Xi x Cos α) (Km)
1 42 0,743 200 148,60
2 36 0,809 200 161,80
3 30 0,866 196 169,74
4 24 0,914 12,2 11,15
5 18 0,951 14,3 13,60
6 12 0,978 14,2 13,89
7 6 0,995 1 1,00
8 0 1 14,9 14,90
9 6 0,995 14,5 14,43
10 12 0,978 14,6 14,28
11 18 0,951 15,7 14,93
12 24 0,914 15,2 13,89
13 30 0,866 15,4 13,34
14 36 0,809 16,2 13,11
15 42 0,743 1,2 0,89
Jumlah 13,512 619,53
B ar at L au t
45,85
TABEL PERHITUNGAN FETCH EFEKTIF NO Arah Angin
Dominan α Cos α
Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
Adapun data angin yang akan diramalkan menjadi data gelombang adalah data angin maksimum bulanan dengan memperhatikan arah angin yang memberikan pengaruh terhadap pembentukan gelombang yang akan bergerak menuju kontruksi revetment. Data angin maksimum bulanan tersebut diubah menjadi data angin rata-rata tahunan, dimana 1 knot = 0,5114 m/s sehingga pada tahun 2012 kecepatan maksimum rata-rata adalah 9,26 knots menjadi 4,76 m/s data yang selanjutnya terlihat pada tabel 4.5 (Data angin maksimum rata-rata tahunan 2012-2021) dibawah ini.
Berikut ini adalah gambar proyeksi fetch menggunakan aplikasi autocad sesuai dengan tabel 4.4 hasil perhitungan fetch :
68
Gambar 4.3 Peramalan Gelombang.
Xi Xi (Km) Fetch Efe.
(Km) (Xi x Cos α) (Km)
1 42 0,743 200 148,60
2 36 0,809 200 161,80
3 30 0,866 196 169,74
4 24 0,914 12,2 11,15
5 18 0,951 14,3 13,60
6 12 0,978 14,2 13,89
7 6 0,995 1 1,00
8 0 1 14,9 14,90
9 6 0,995 14,5 14,43
10 12 0,978 14,6 14,28
11 18 0,951 15,7 14,93
12 24 0,914 15,2 13,89
13 30 0,866 15,4 13,34
14 36 0,809 16,2 13,11
15 42 0,743 1,2 0,89
Jumlah 13,512 619,53
Barat Laut
45,85
TABEL PERHITUNGAN FETCH EFEKTIF NO Arah Angin
Dominan α Cos α
.
Pantai Kelapa Lima.
Titik 0° Feff Σ xiΣcoscosαα=61913,512,35=45,85kmSumber : Hasil Perhitungan Penulis.
70
Tabel 4. 5 Data Angin Maksimum Rata-Rata tahun 2012 - 2021
Knot m/s
2012 Barat Laut 9.26 4.76 45.85 2013 Barat Laut 9.19 4.72 45.85 2014 Barat Laut 8.90 4.58 45.85 2015 Barat Laut 8.39 4.31 45.85 2016 Barat Laut 9.27 4.76 45.85 2017 Barat Laut 10.05 5.17 45.85 2018 Barat Laut 9.69 4.98 45.85 2019 Barat Laut 9.87 5.07 45.85 2020 Barat Laut 10.23 5.26 45.85 2021 Barat Laut 9.27 4.76 45.85 TAHUN Arah Angin
Rata-Rata
Kec. Max Rata-Rata Fetch (Km) TAHUN 2012 - 2021
TABEL DATA ANGIN MAKSIMUM RATA-RATA
Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
Adapun angin tersebut di atas adalah data angin hasil pengukuran di darat, maka perlu ditransformasikan ke data angin di atas permukaan air laut, karena data angin digunakan dalam peramalan gelombang adalah data angin di atas permukaan laut. Hubungan antara kecepatan angin di darat (UL) dan kecepatan angin di laut (UW) adalah mengikuti persamaan (2.2). Kecepatan angin di darat untuk tahun 2012 adalah 4,76 m/s nilai RL=1,49 yang diperoleh dari hasil interpolasi maka kecepatan angin di permukaan laut dihitung persamaan 2.2 Hal.
20 sebagai berikut : Uw=RL×UL Uw=1,49×4,76 Uw=7,095m/s
Untuk kepentingan peramalan data gelombang, maka kecepatan angin di permukaan laut (Uw) harus dikonversi pada factor tegangan angin UA (win stress factor) mengikuti persamaan 2.3 Hal. 21 dan konversi Uw pada UA untuk tahun 2012 adalah sebagai berikut :
UA=0,71×U1,23
UA=0,71×7,0951,23 UA=7,91m/s
Perhitungan kecepatan angin di atas permukaan laut (Uw) untuk tahun- tahun yang lain dan konversinya pada factor tegangan angin (UA) mengikuti perhitungan di atas dan hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.6 dan grafik pada gambar 4.3 dibawah ini.
Tabel 4. 6 Perhitungan Transformasi Data Angin & Tegangan Angin TABEL PERHITUNGAN TRANSFORMASI DATA ANGIN
DAN TEGANGAN ANGIN N
O
Tahu n
Arah Datang
GLB
UL (Data) RL Uw (m/s) UA (m/s)
Knot m/s (Grafik) (RL x UL) (0.71 x UW^1.23)
1 2012 BL 9,26 4,7
6 1,49 7,095 7,91
2 2013 BL 9,19 4,7
2 1,47 6,945 7,70
3 2014 BL 8,90 4,5
8 1,43 6,545 7,16
4 2015 BL 8,39 4,3
1 1,42 6,124 6,60
5 2016 BL 9,27 4,7
6 1,49 7,099 7,91
6 2017 BL 10,0
5 5,1
7 1,35 6,976 7,74
7 2018 BL 9,69 4,9
8 1,59 7,918 9,05
8 2019 BL 9,87 5,0
7 1,41 7,152 7,98
9 2020 BL 10,2
3
5,2
6 1,05 5,519 5,80
10 2021 BL 9,27 4,7
6 1,49 7,099 7,91
Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
72
Gambar 4. 4 Penentuan nilai RL berdasarkan nilai UL
Dengan menggunakan nilai fetch efektif (F) pada tabel 4.5 dan nilai UA pada tabel 4.6 dapat menentukan tinggi (H) dan periode (T) gelombang menggunakan gambar 4.4. Nilai fetch efektif (F) terletak pada sisi vertical dan nilai factor tegangan angin (UA) terletak pada sisi horizontal. Peramalan tinggi dan periode gelombang untuk arah mata angin barat laut pada tahun 2012 adalah 7,91 m/s dan nilai F adalah 45,85 km. Pada gambar 4.5 tentukan titik untuk nilai F = 45,85 km pada sisi vertical grafik dan tarik sebuah garis sejajar dengan sisi horizontal dari titik tersebut atau tarik garis dari titik tersebut tegak lurus terhadap vertical.
Selanjutnya tentukan titik untuk nilai UA=7,91 pada horizontal atau sejajar terhadap vertikal. Dengan demikian kedua garis tersebut akan bertemu pada salah satu titik. Dari titik pertemuan kedua garis tersebut perhatikanlah garis terang continue yang paling dekat dengan titik tersebut. Garis terang continue tersebut berfungsi sebagai acuan penghubung antara titik pertemuan, nilai tinggi gelombang (H) dalam satuan meter (m) dan nilai periode gelombang (T) dalam satuan detik (S), sehingga untuk nilai UA=7,91 dan F = 45,85 m didapat nilai H
= 0,87 dan nilai T = 4,75 s. dengan cara yang sama dapat dilihat nilai H dan T untuk tahun-tahun yang lain dan hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.7
1,49
4,76
Tabel 4. 7 Hasil Peramalan Gelombang.
TABEL HASIL PERAMALAN GELOMBANG
NO Tahun Fetch
(Km)
UA (m/s) H (m) T (dtk) D (jam) (0.71 x
UW^1.23) (Grafik) (Grafik
) (Grafik)
1 2012 45.85 7.91 0.87 4.75 5.81
2 2013 45.85 7.70 0.65 4.87 5.85
3 2014 45.85 7.16 0,74 4.35 6
4 2015 45.85 6.60 0.27 4.25 6.1
5 2016 45.85 7.91 0.87 4.75 5.81
6 2017 45.85 7.74 0.75 4.45 5.9
7 2018 45.85 9.05 0.98 4.65 5.5
8 2019 45.85 7.98 0.88 4.9 5.72
9 2020 45.85 5.80 0.63 4.1 6.4
10 2021 45.85 7.91 0.87 4.75 5.81
Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
74
Gambar 4. 5 Peramalan Gelombang Tahun 2012
45,85 km 7,91 m/s
0,87 m
5,81 jam
4,75 dtk
Kemudian diurutkan dari data tinggi gelombang terbesar hingga tinggi gelombang terkecil seperti terlihat pada tabel 4.8 dibawah ini.
Tabel 4. 8 Urutan tinggi gelombang
TABEL URUTAN TINGGI GELOMBANG
Tahun H (m) T (dtk)
(Grafik) (Grafik)
2018 0,98 4,65
2019 0,88 4,90
2012 0,87 4,75
2021 0,87 4,75
2016 0,87 4,75
2017 0,75 4,45
2014 0,74 4,35
2013 0,65 4,87
2020 0,63 4,10
2015 0,27 4,25
Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
Tinggi gelombang (H) yang digunakan dalam perencanan bangunan pantai adalah tinggi gelombang signifikan HS (gelombang 33,3%). Dari tabel 4.8 diketahui, jumlah data gelombang (n) = 10 data. Maka ju mlah data untuk perhitungan HS adalah sebagai berikut :
HS=n ×33,3 % HS=10×33,3 % HS=3,33≈3
Jadi data yang digunakan untuk perhitungan HS adalah 3 data tinggi gelombang terbesar. Dengan demikian HS dapat dihitung sebagai berikut:
H33=0,98+0,88+0,87 3
H33=0,91m
Adapun perhitungan periode (T) untuk HS dapat dihitung sebagai berikut : T33=4.65+4,90+4,75
3 T33=4,77s
Dengan demikian data gelombang yang digunakan dalam perencanaan bangunan pantai adalah H = 0,91 m dan T = 4,77 s.
76
Tahapan penentuan elevasi muka air rencana adalah sebagai berikut : 1. Elevasi muka air
Elevasi muka air laut pantai Kelapa Lima menggunakan data pasang dapat dilihat pada gambar 4.6
HHWL = 3,4 m MHWL = 3,92 m MSL = 1,4 m MLWL = 1,22 m LLWL = 0,763 m
Gambar 4.6 Sketsa Elevasi Muka Air Rencana Sumber : Balai Wilayah Sungai Nusa Tenggara II
Dari elevasi-elevasi muka air diatas diasumsikan nilai MSL = +0,00 sehingga didapatkan :
Muka air tertinggi (HHWL) = 3,4 – 1,4 = + 2 m
Muka air rata-rata elevasi pasang (MHWL) = 3,92 – 1,4 = +2,52 m Muka air rata-rata (MSL) = ± 0,00
Muka air rata-rata elevasi surut (MLWL) = 1,4 – 1,22 = -0,18 m Muka air terendah (LLWL) = 1,4 – 0,763 = -0,67 m
2. Kemiringan dasar pantai (m)
Kemiringan dasar pantai dapat ditentukan berdasarkan peta bathimetri Dengan m=H1−H2
L =2.502−(−0,858)
29,964 =0,112m
Tabel 4. 9 Perhitungan Kemiringan Dasar Pantai Tabel Perhitungan Kemiringan Dasar Pantai
Titik h1 h2 Δh L
(m) (m) (m) (m) m
1 2 3 4 = 2 - 3 5 6 = 4/5
BM1-A 2,502 -0,858 3,36 29,964 0,1121 A-B -0,858 -0,869 0,011 135,351 0,0001 B-C -0,869 -0,475 -0,394 177,447 -0,0022 C-BM2 -0,475 2,069 -2,544 316,578 -0,0080
Rata – rata 0,0255
Sumber : Hasil Perhitungan Penulis 3. Menghitung koefisien shoaling
Gelombang merambat dari laut dalam menuju pantai Kelapa Lima yang memiliki kemiringan m = 0,025 dengan nilai tinggi dan periode gelombang yang berdasarkan analisis gelombang signifikan serta tinjauan pada kedalaman 2,52 m menggunakan persamaan 2.6 Hal 24.
L0=1,56×T2=1,56×4,652=33,731m d
L0= H
Lo= 0,98
33,731=0,0291m C0=L0
T =33,731
4,65 =7,254m/s Nilai d
L0 menjadi acuan untuk mencari nilai d
L , nilai KS , serta nilai n berdasarkan lampiran tabel A-1 pada buku Teknik Pantai Karya Bambang Triatmodjo tahun 1999 (halaman 373 – 395). Berdasarkan tabel A-1 maka diketahui :
d
L0=0,0291m d
L=0,07007 KS=1,133 n = 0,9408 L=H
d l
= 0,98
0,07007=13,986m C=L
T=13,986
4,65 =3,0077m/s 4. Menghitung arah datang gelombang
Menghitung arah datang gelombang menggunakan persamaan 2.8 hal 25 dengan sin α = 45°
78
Sin α = c
co sinα= C
Cosinα0=3,0077
7,254 sin 45°=0,293→ α=17,35° 5. Menghitung koefisien refraksi (Kr)
Perhitungan koefisien refraksi menggunakan persamaan 2.7 hal 25 Kr=
√
coscosα °αKr=
√
cos 17cos 45,35=0,866. Menghitung tinggi gelombang dalam (H0)
Perhitungan tinggi gelombang laut menggunakan persamaan 2.6 hal 24 H=Ks × Kr × Ho → H0= H
Ks × Kr
H0= 0,98 1,133×0,86 H0=1,006m
7. Menghitung tinggi gelombang laut dalam ekivalen (H’0)
Perhitugan tinggi gelombang laut dalam ekivalen diperoleh persamaan 2.5 hal 24
H'o=Kr × H0 H'o=0,86×1,006 H'o=0,865m
8. Menghitung tinggi gelombang pecah (Hb)
Perhitungan tinggi gelombang pecah dengan persamaan 2.10 hal 27 Hb
Ho '= 1 3,3(Ho'
Lo )13 Hb
Ho '= 1 3,3( 0,865
33,731)13 Hb
Ho'=1,028→ Hb=1,028×0,865
¿0,89m
9. Menghitung kedalaman gelombang pecah (db)
Perhitungan kedalaman gelombang pecah menggunakan cara analisis, sama dengan menggunakan perhitungan tinggi gelombang pecah. Persamaan 2.11 hal 27
db
Hb= 1
b−
(
a ×Hb¿2)
Diketahui:
a=43,75(1−e−102m) b= 1,56
43,75(1−e−102m) Penyelesaian :
a=43,75(1−e−102×0,025)=40,34 b= 1,56
(1+e−102×0,025)=1,45 db
Hb= 1
1,45−
(
40,34×9,81×1,896,92)
=0,78db=0,78×0,89=0,694m
10. Menghitung nilai Wave Set-Up (Sw)
Perhitungan nilai Wave Set-Up (Sw) dengan persamaan 2.18 hal 32 Sw=0,19
[
1−2,82√
Hb¿2]
HbSw=0,19
[
1−2,82√
9,810×,894,652]
0,89Sw=0,138m atau 13,8 cm
11. Menghitung nilai Wave Set-Down (Sb)
Perhitungan nilai Wave Set-Down (Sb) dengan persamaan 2.17 Hal 32 Sb=0,538× Hb
2 3
g
1 2×T
Sb=0,538×0,89
2 3
9,81
1
2×4,65
Sb=0,261m atau 26,1 cm
80
12. Kenaikan muka air laut karena pemanasan global (Sea Level Rise /SLR)
Perhitungan SLR ditentukan dengan rencana umur bangunan yaitu 20 tahun, jika revetment dibangun pada tahun 2022 maka 20 tahun berikutnya adalah tahun 2042
Gambar 4.7 Perkiraan kenaikan muka air laut karena pemanasan global Hasil analisa grafik di atas menunjukan nilai SLR tahun 2042 perkiraan terbaik adalah 36 cm = 0,36 m.
13. Menghitung nilai Design Water Level (DWL)
Perhitungan nilai Design Water Level (DWL) dengan persamaan 2.24 Hal 35 DWL=HHWL+Sw+SLR
DWL=2m+0,138+0,36 DWL=2,498m
4.4 Perencanaan Struktur Bangunan Revetment
Jenis bangunan pengaman pantai Kelapa Lima ditentukan berrdasarkan keadaan real pantai Kelapa Lima saat ini. Berdasarkan keadaan di lapangan maka rencana penanganan overtopping adalah dengan membangun revetment dari tumpukan kubus beton. Adapun tahapan perencanaan revetment dari tumpukan kubus beton dijelaskan sebagai berikut :
4.4.1 Penentuan Elevasi Puncak Revetment 1. Kedalaman air rencana pada kaki bangunan
Ujung kaki revetment direncanakan terletak pada elevasi 0,86 m (BL).
Parameter yang diketahui sebagai berikut : 2042 36 cm
BL = 0,86 m
Sb = 0,261 m
SLR = 0,36 m
Kedalaman air rencana pada kaki bangunan dihitung menggunakan rumus berikut :
ds = (HHWL-BL) + Sb + SLR
= (2 – 0,86) + 0,261 + 0,36
= 1,76 m
2. Tinggi gelombang pecah rencana (Hb) pada bangunan
Letak bangunan yang direncanakan berdiri pada garis pantai, maka tinggi gelombang yang akan digunakan adalah tinggi gelombang pecah (Hb) di lokasi bangunan. Nilai Hb diperoleh menggunakan cara grafik. Dengan nilai
ds
¿2= 1,76
9,81×4,652=0,0083 Berdasarkan nilai ds
¿2 maka nilai (Hb) dicari menggunakan grafik berikut :
Gambar 4. 8 Grafik Peramalan Tinggi Gelombang Pecah Rencana Dikaki Bangunan
Maka nilai Hb
ds =0,58 Hb = 0,58 x 1,76 = 1,0208 ≈ 1,02 m 3. Run Up Gelombang
82 0,58
0,0083
Run up gelombang berdasarkan bilangan (Irraberan) Ir dengan kemiringan sisi revetment ditentukan 1 : 1.5 diperoleh dari buku teknik Pantai dengan dengan persamaan 2.26 Hal 45.
Ir= tgθ
(
HL0)
0,5Ir= 1:1,5
(
33,7311,02)
0,5Ir=3.83m
Berdasarkan nilai Ir = 3.83 dicari nilai Ru
H untuk kubus (Dai Kamel) dengan menggunakan grafik pada gambar 4.9 sehingga diperoleh :
Gambar 4. 9 Penentuan Run Up Gelombang Ru
H =1,25→ Ru=0,865×1,25=1,081m Dengan
Ru = Run Up Gelombang
H’0 = Tinggi Gelombang di lokasi bangunan 4. Elevasi Puncak Revetment
1,25 5
3,83
Perhitungan elevasi puncak revetment dengan memperhitungkan tinggi jagaan 1,5 m (free board : tinggi jagaan (0,5 – 1,5 m) dengan persamaan 2.25 Hal 45.
El Revetment = DWL + Ru + tinggi jagaan
= 2,498+1,081 + 1,5 m
= 5,079 m
4.4.2 Lapis Lindung Revetment
Perhitungan berat butir lapis lindung revetment dilakukan dengan menggunakan rumus Hudson, koefisien stabilitas lapis lindung dan kubus modifikasi dengan n = 2, penempatan acak, gelombang telah pecah, dan KD lengan bangunan = 6,5 (dilihat dari tabel 2.5 halaman 40)
1. Lapis Lindung Luar (Armour Stone)
Berikut ini dihitung berat butir, dimensi butir dan tebal lapis untuk lapis lindung luar.
a. Berat butir lapis lindung luar (W1)
Berat butir lapis lindung luar berdasarkan persamaan 2.23 hal 39 W= γrH3
KD
(
Sr−1)
3cotθDiketahui :
Berat jenis beton (γr) = 2,4 ton/m³ Berat jenis air laut (γα) = 1,03 ton/m³ Koefisien stabilitas (KD) = 6,5
Sudut kemiringan bangunan (θ) = 1,5 Sr=γr
γα= 2,4ton/m
1,03ton/m=2,3
W1=
2,4ton m ×23
6,5[2,33−1]3cot 1,5=0,837ton=837kg b. Tebal lapis lindung (t1)
84
Berdasarkan tabel 2.4 (hal 45) untuk batu pelindung berupa kubus diperoleh n = 2, penempatan acak, koefisien lapis (kΔ) = 1,10 dan porositas (P) = 47% dengan persamaan 2.31 Hal 49
t1=n × k ∆
[
Wγr1]
13¿2×1,10
[
0,8372,4]
13=1,54mc. Dimensi butir lapis lindung luar
Berdasarkan W1=837kg=0,837ton dihitung dimensi kubus beton sebagai berikut :
γr= berat
volume→2,4= 0,837 volume
Vol=0,837
2,4 =0,34875m3 Sisi3=0,34875
Sisi=
√
30,34875=0,704m2. Lapis Lindung Kedua (Secondary stone)
Berikut ini dihitung berat butir, dimensi butir dan tebal lapis untuk lapisan kedua.
a. Berat butir lapis lindung luar (W2)
Berat butir lapis lindung kedua dihitung sebagai berikut : W2=W2
10 =0,837
10 =0,0837ton=83,7kg ≈83kg b. Tebal lapis lindung (t2)
t2=2×1,10
[
0,08372,4]
13=0,719m ≈0,7mc. Dimensi butir lapis lindung kedua
Berdasarkan W2=83,7kg ≈=0,0837ton dihitung dimensi kubus sebagai berikut :
γr= berat
volume→2,4=0,0837 volume
Vol=0,0837
2,4 =0,034875m3 Sisi3=0,034875m3
Sisi=
√
30,034875=0,704m ≈0,7m3. Lapis Core Layer
Core Layer terdiri dari tumpukan batu kali. Berikut ini dihitung berat butir, dimensi butir untuk lapis core layer.
a. Berat butir lapis Core Layer (W3) W3=W3
100=0,837
100 =0,00837ton=8,37kg ≈8kg
b. Dimensi butir Core Layer
Berdasarkan W3=8,37kg ≈=0,00837ton dihitung dimensi kubus sebagai berikut :
γr= berat
volume→2,4=0,00837 volume
Vol=0,00837
2,4 =0,0034875m3 4
3 πr
3
=0,0034875m3
r=
√
30,0034875=0,152m ≈0,2m4.4.3 Lebar Mercu
Lebar mercu revetment dihitung dengan menggunakan persamaan 2.27 hal46 B=n × k ∆
[
γrw]
13=2×1,10[
0,8372,4]
31=1,54m4.4.4 Jumlah Batu Pelindung
Jumlah batu pelindung tiap satuan luas (20 m²) dihitung dengan persamaan 2.37-Hal 48
86
N=A n K∆
[
1−100P] (
Wγr)
23N=20×2×1,10
[
1−10047] (
2,40,837ton/m3)
23N=47,07≈47Buah
4.4.5 Pelindung Kaki (Toe Protection) 1. Tinggi Toe Protection (ttoe)
Dari hasil perhitungan tebal lapis pelindug dan tinggi gelombang rencana di atas di peroleh :
Tebal lapis armor stone t1 = 1,54 m Tebal Lapis secondary stone t2 = 0,7 m Tinggi gelombang rencana (Hb) = 1,02 m Kedalaman air (Ds) = 1,76 m
Maka hasil perhitungan toe protection adalah sebagai berikut : ttoe=r
r = tebal lapis rata-rata ttoe=t1+t2
2
ttoe=1,54+0,7 2 ttoe=1,12m
2. Lebar Toe Protection
Lebar toe protection dihitung dengan ketentuan :
= 2. Hb
Ditentukan B = 2.Hb 2 x 1,02 = 2,04 m 3. Berat Butir Toe Protection
Berat unit pelindung kaki dihitung berdasarkan persamaan 2.34 Hal. 50 W= γrH3
Ns3
(
Sr−1)
3Dengan nilai Ns diperoleh berdasarkan nilai d1
d2 dengan analisis grafik menggunakan gambar 2.29 (hal. 51)
d1=ds−ttoe→d1
ds=1,22
2,34=0,52
= 2,34 – 1,12
= 1,22
Dari analisis grafik diatas diperoleh nilai Ns³ = 130 Wtoe= 2,4ton/m3×(2)3
130
(
21,04,03tontonmm 33−1)
3=0,029ton=29kg4. Berat Butir Toe Protection
Berdasarkan Wtoe=0,029ton=29kg dihitung kubus pelindung kaki sebagai berikut :
88 130
0,52
Volume=0,029
2,4 =0,012m3 Sisi3 = 0,0123
Sisi =
√
30,012=0,23m ≈0,3m4.5 Gambar Desain Bangunan
Gambar 4. 10 Gambar Perencanaan Bangunan Revetment
90
NAMA GAMBAR SKALA
TAMPAK MELINTANG
REVETMENT 1:100
TEKNIK SIPIL JURUSAN POLITEKNIK NEGERI
KUPANG INSTANSI
PEMBIMBING 1
DIAN E.W. JOHANNIS, ST.,M.Eng NIP. 197611102003122001
PEMBIMBING 2
YERMIAS E. LAY, SST.,M.Si NIP. 196503241995011001
PHILIPUS ROSARI DIAZ DIGAMBAR OLEH
STUDI PERENCANAAN BANGUNAN REVETMENT PENGAMAN DI PESISIR PANTAI KELURAHAN KELPA LIMA KOTA KUPANG
NUSA TENGGARA TIMUR JUDUL PENELITIAN TEKNIK PERANCANGAN IIGASI
DAN PENANGANAN PANTAI
PROGRAM STUDI
Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
Gambar 4.11 Gambar Detail Pondasi Bangunan Revetment Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
NAMA GAMBAR SKALA
TAMPAK MELINTANG
REVETMENT 1:100
TEKNIK SIPIL JURUSAN POLITEKNIK NEGERI
KUPANG INSTANSI
PEMBIMBING 1
DIAN E.W. JOHANNIS, ST.,M.Eng NIP. 197611102003122001
PEMBIMBING 2
YERMIAS E. LAY, SST.,M.Si NIP. 196503241995011001
PHILIPUS ROSARI DIAZ DIGAMBAR OLEH
STUDI PERENCANAAN BANGUNAN REVETMENT PENGAMAN DI PESISIR PANTAI KELURAHAN KELPA LIMA KOTA KUPANG
NUSA TENGGARA TIMUR JUDUL PENELITIAN TEKNIK PERANCANGAN IIGASI
DAN PENANGANAN PANTAI
PROGRAM STUDI
4.5. Stabilitas Bangunan Pantai
Desain revetment hasil perhitungan diatas adalah sebagai berikut : Tinggi revetment = 3,70 m
Lebar revetment = 2,15 + 5,4 = 7,55 m Tinggi toe protection = 1,12 m
Lebar toe protection = 2,04 m
γbeton = 2,4ton
m
3
γair = 1,03ton/m3 Dengan data tanah
Tabel 4. 10 Tabel Data Tanah Dengan Data Tanah
∅ 6,2 °
γt 2,2 ton/m3
C 0,14 ton/m2
Sumber : Hasil Perhitungan Balai Wilayah Sungai Nusa Tenggara II
92
Gambar 4. 12 Gambar Gaya-Gaya / Tekanan Lateral Sumber : Hasil Perhitungan Penulis
NAMA GAMBAR SKALA TAMPAK MELINTANG
REVETMENT 1:100
TEKNIK SIPIL
JURUSAN
POLITEKNIK NEGERI KUPANG
INSTANSI
PEMBIMBING 1
DIAN E.W. JOHANNIS, ST.,M.Eng NIP. 197611102003122001
PEMBIMBING 2
YERMIAS E. LAY, SST.,M.Si NIP. 196503241995011001
PHILIPUS ROSARI DIAZ
DIGAMBAR OLEH
STUDI PERENCANAAN BANGUNAN REVETMENT PENGAMAN DI PESISIR PANTAI KELURAHAN KELPA LIMA KOTA KUPANG
NUSA TENGGARA TIMUR
JUDUL PENELITIAN
TEKNIK PERANCANGAN IIGASI DAN
PENANGANAN PANTAI
PROGRAM STUDI
4.5.1 Perhitungan Gaya Dan Momen Horizontal
Perhitungan gaya dan momen horizontal terhadap bangunan meliputi 2 item.
Persamaan 2.39 hal 52 yaitu :
a. Gaya tekanan tanah aktif (Pa)
Menghitung koefisien tekanan tanah aktif (Pa) Ka=tg2
(
45−∅2)
Ka=tg2
(
45−62,2)
Ka=0,801 Pa=1
2× γt × Ka+H2 Pa=1
2×2,2×0,801×3,72 Pa=12,06tm
Menghitung momen tekanan tanah aktif (MPa) MPa=1
3× H × Pa MPa=1
3×3,7×12,06 MPa=15,54tm
b. Gaya tekanan air laut (Pp) Persamaan 2.41 hal 52 Pp=1
2× γα × H2 Pp=1
2×1,03×3,72 Pp=7,05tm
Menghitung momen tekanan air laut (MPp) MPp=1
3× H × Pp MPp=1
3×3,7×7,05 MPp=8,695≈8,7tm
1. Perhitungan gaya dan momen vertical
94
Berikut ini hanya menampilkan tahap perhitungan gaya dan momen vertical dari bidang 1 terhadap titik A.
a. Luas Bidang (L)
Bentuk bidang 1 adalah trapezium.
L=a+b 2 ×t L=0,4+0,8
2 ×3.70 L=2,22m2
b. Gaya vertikal (V)
Bidang 1 merupakan tembok eksisting yang terdiri dari pasangan batu dengan berat jenis batu (γbatu=2200kg
m3 ≈2,2ton)
V1=L1× γbatu→2,22×2,2=4,88ton Persamaan 2.39 hal 52 c. Momen Vertikal (MV)
Momen vertikal dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : MV=4,88×9,87→48,21t/m2 Persamaan 2.44 Hal 52
Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 4. 11 Gaya dan momen yang terjadi terhadap titik A Tabel Gaya dan momen yang terjadi terhadap titik A
NO Luas V H Lengan MV MH
M Ton Ton m Tm Tm
1 2,22 4,88 9,87 48,21
2 11,10 24,42 8,85 216,12
3 5,63 12,38 7,15 88,51
4 5,98 13,15 5,20 68,37
5 5,07 11,15 2,69 29,99
6 0,77 1,69 1,67 2,83
7 4,07 8,95 1,15 10,30
8 0,77 1,69 5,54 9,38
9 5,56 12,23 4,07 49,79
Pp 7,05 8,70
Pa 12,06 15,54
90,55 19,11 46,19 523,49 24,24
2. Cek Stabilitas bangunan
Cek stabilitas bangunan meliputi beberapa item, diantaranya sebagai berikut :
a. Cek bangunan terhadap guling menggunakan rumus persamaan 2.46 Hal 53 berikut :
→
∑
MV∑
MH≥2→523,49 24,24 ≥2
→21,59≥2(aman)
b. Cek kestabilan terhadap geser
Cek stabilitas terhadap geser dengan μ sebagai koefisien poisson 0,5 menggunakan rumus persamaan 2.48 Hal 53 berikut :
→
∑
V × μ∑
H ≥1,5→90,55×0,5 19,11 ≥1,5
→2,36≥1,5(aman)
c. Cek kestabilan terhadap eksentrisitas
Cek stabilitas terhadap eksentrisitas menggunakan rumus persamaan 2.49 Hal 53 berikut :
e=B
2−
( ∑
MV∑
−V∑
MH)
<B6e=7,55
2 −
(
523,9049−24,55 ,24)
<7,556e=−1,73<1,4(aman)
d. Cek kestabilan terhadap gaya dukung tanah
Berdasarkan tabel terzaghi untuk ∅=6,2° dengan cara interpolasi diperoleh nilai-nilai berikut :
Nc = 7,85 Nq = 1,86 Nr = 0,67
96
Cek kestabilan terhadap daya dukung tanah ditentukan melalui beberapa tahap, yaitu :
1) Menghitung daya dukung ultimit (Qult) dengan kedalaman dasar pondasi (Df=1m) menggunakan rumus persamaan 2.50 Hal 53 berikut :
Q ult=B
(
C × Nc)
+(
Df × γ × Nq)
+(
0,5× γ × B × Nr)
Qult=7,55(0,14×7,85)+(1×2,2×1,86)+(0,5×2,2×7,55×0,67) Qult=17,95ton/m2
2) Menghitung daya dukung ijin (Qijin) dengan faktor aman (SF=3) menggunakan rumus persamaan 2.51 hal 55
Qijin=Qult
SF →17,95
3 =5,98ton/m2
3) Menghitung daya dukung maksimum (Qmax) dengan nilai eksentrisitas (e = 0,34) menggunakan rumus persamaan 2.52 hal 53 berikut :
Qmax=
∑
vB
(
1+(
6Be) )
<34Qmax=90,55
7,55
(
1+(
6×7,055,34) )
<34Qmax=15,23ton
m2 <34ton/m2(aman)
4) Menghitung daya dukung minimum (Qmin) dengan menggunakan rumus persamaan 2.53 Hal 53
Qmin=
∑
vB
(
1−(
6Be) )
<34Qmax=90,55
7,55
(
1−(
6×7,550,34) )
<34Qmin=8,75ton
m2 <34ton/m2(aman)
BAB V PENUTUP 4.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil pembahasan diatas adalah:
1. Jenis bangunan yang di rencanakan adalah bangunan perkuatan pantai yaitu revetment dengan tumpukan kubus beton dengan panjang 132 m
Dimensi bangunan sebagai berikut :
a) Elevasi revetment = 5,079 m
b) Lapis lindung luar
a) Berat butir lapis lindung luar = 837 Kg b) Tebal lapis lindung luar = 1,54 m
c) Dimensi = 0,74 m
c) Lapis lindung kedua
a) Berat butir lapis lindung kedua = 83 Kg b) Tebal lapis lindung kedua = 0,7 m
c) Dimensi = 0,7 m
d) Lapis core layer
a) Berat butir lapis core layer = 8 Kg
b) Dimensi = 0,2 m
e) Lebar Mercu = 1,54 m
f) Jumlah batu pelindung = 47 buah
g) Pelindung kaki (toe protection)
a) Tinggi toe protection = 1,12 m
b) Lebar = 2,04 m
c) Berat butir pelindung kaki = 29 Kg
d) Dimensi = 0,22 m
2. Berdasarkan perhitungan stabilitas diperoleh hasil sebagai berikut :
1. Kestabilan terhadap guling = 21,59≥2…………..aman 2. Kestabilan terhadap geser = 2,36≥1,5……….…aman 3. Kestabilan terhadap eksentrisitas = −1,73<1,4 …….…aman 4. Kestabilan terhadap daya dukung tanah
a) Daya dukung ultimit (Qult) = 17,95ton/m2 b) Daya dukung ijin (Qijin) = 5,98ton/m2
96
c) Daya dukung maksimum (Qmaks)
= 15,23ton/m2<34ton/m2…….aman d) Daya dukung manimum (Qmin)
= 8,75ton/m2<34ton/m2……...aman 4.2. Saran
Berdasarkan hasil pembahasan diatas, penulis ingin memberikan beberapa saran yaitu :
1. Pantai Kelapa Lima Kelurahan Kelapa Lima Kota Kupang telah mengalami kerusakan akibat gelombang oleh karena itu diperlukan perencanaan baru terhadap bangunan pengaman pantai revetment pada Pantai Kelapa Lima Kelurahan Kelapa Lima Kota Kupang.
2. Penelitian lebih lanjut terrhadap bangunan pengaman Pantai Kelapa Lima maupun pantai yang berada di kawasan kota kupang sangat diperlukan untuk memperbaiki bangunan pengaman pantai yang telah rusak.
DAFTAR PUSTAKA
Arsyad, Muhammad. 2013. Kerusakan Lingkungan Pesisir Pantai, arsyadmoon1.blogspot.com. Diunduh pada 9 Agustus 2013
CERC, Shore Protection Manual, US Army Coastal Engginering Research Center,Washington:SPM, 1984.
Ibrahim, B. (1993). Rencana dan Estimasi Biaya. Jakarta: PT. Bumi Aksara.
Kementerian Pekerjaan Umum No. 08/SE/M/2010 tentang Pemberlakukan Pedoman Penilaian Kerusakan Pantai Dan Prioritas Penangananya of Engineering & Technology IJET-IJENS Vol: 18 No:01. Makassar.
Tino, Randy. “Perencanaan Bangunan Pengaman Pantai (Revetment) Pada Daerah Pantai Kelapa Lima Kota Kupang”, Skripsi, Politeknik Negeri Kupang, 2019.
Triatmadja R, Yuwono N, Nirzam, 2001, Seminar Nasional Teknik Pantai, Pusat Studi Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Triatmodjo, B. 1999, Teknik Pantai. Beta Offset, Yogyakarta.
Triatmodjo, B. 2012, Teknik Pantai. Beta Offset, Yogyakarta.
Triatmodjo, B. 2003. Pelabuhan. Beta Ofset, Yogyakarta.
Triatmodjo, B. (1999) Dalam Jurnal Perencanaan Bangunan Pelindung Pantai (Revetment) Untuk Mengatasai Erosi Dan Overtopping Di Pantai Kenjeran, Surabaya, Jawa Timur
Yuwono,N.1992, Dasar-Dasar Perencanaan Bangunan Pantai Volume III, Yogyakarta: Biro Penerbit Keluarga Mahasiswa Teknik Sipil Fakultas Teknik UGM
ix