Transcript
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
1/17
ANALISIS GELOMBANG
1. Proses Hindcasting
Gelombang yang terjadi di lautan disebabkan oleh beberapa hal, salah satu penyebab
dominan terjadinya gelombang adalah adanya hembusan angin.Semakin kuat hembusan
angin, gelombang yang dibangkitkan akan semakin besar. Pengukuran gelombang langsung
dilapangan butuh waktu lama dan biaya sangat mahal, sehingga dilakukan proses peramalan
data gelombang berdasarkan data angin atauhindcasting.
Data angin berikut informasi mengenai arahnya diperlukan sebagai data masukan
dalam peramalan gelombang. Arah angin dinyatakan dalam bentuk delapan penjuru arah
angin (Utara, Timur Laut, Timur, Tenggara, Selatan, Barat Daya, Barat dan Barat Laut).
Gelombang laut yang diramal adalah gelombang yang berada dalam pada suatu
perairan yang dibangkitkan oleh angin,merambat kearah pantai dan pecah seiring dengan
mendangkalnya kedalaman perairan didekat pantai.Gelombang yang terbentuk memiliki
energi.Untuk melakukan perencanaan kekuatan suatu bangunan pantai diperlukan suatu
gelombang perencanaan, dimana bangunan direncanakan untuk dapat memikul gaya
gelombang tersebut. Gelombang yang diramalkan merupakan besar gelombang dalam kurun
waktu periode tertentu.
Hasil peramalan gelombang berupa tinggi dan periode gelombang signifikan untuk
setiap arah angin yang menyebabkan terbentuknya gelombang. Untuk mendapatkan
gelombang rencana, dilakukan proses peramalan gelombang berdasarkan data angin jangka
panjang. Tahapan proses hindcasting secara umum digambarkan dalam diagram alir pada
Gambar 1.
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
2/17
Gambar 1 Diagram alir proseshindcasting.
a. Fetch Efektif
Fetch adalah daerah pembentukan gelombang yang diasumsikan memiliki arah dan kecepatan
angin yang relatif konstan. Penghitungan panjang fetch efektif dilakukan dengan
menggunakan bantuan peta topografi/batimetri lokasi yang ditinjau dengan skala yang cukup
besar, hal ini dimaksudkan agar dapat terlihat pulau-pulau atau daratan yang mempengaruhi
pembentukan gelombang di lokasi tersebut. Area dalam radius perairan yang melingkupi
suatu titik dimana dalam area tersebut angin bertiup dengan kecepatan konstan dari arah
manapun menuju titik tertentu disebutfetch efektif.
Dasar Perhitungan Fetch Efektif
Penentuan titikfetch diambil pada posisi laut dalam dari lokasi perairan yang ditinjau. Hal ini
karena gelombang laut yang dibangkitkan oleh angin terbentuk di laut dalam, kemudian
merambat ke arah pantai dan mengalami gelombang pecah (breaking) seiring denganterjadinya pendangkalan (shoaling) di perairan dekat pantai. Panjang fetch efektif dihitung
untuk 8 arah mata angin utama.Prosedur penentuan panjang fetch efektif adalah sebagai
berikut :
1. Menentukan titik dan lokasi yang hendak ditinjau.
2. Dengan menggunakan peta perairan lokasi studi dengan titik pusat di titik lokasi yang
ditinjau. Buat garis 8 (delapan) arah utama angin, yaitu : Utara, Timur Laut, Timur,
Tenggara, Selatan, Barat Daya, Barat, Barat Laut.
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
3/17
3. Tarik garis fetch dengan penyimpagan sebesar 50
dan -50
dari suatu arah utama sampai
pada batas area arah mata angin yang lain. Pengambilan nilai 50
ini dilakukan mengingat
adanya keadaan bahwa angin bertiup dalam arah yang bervariasi, maka panjang fetch
diukur dari titik pengamatan dengan interval 50
tiap garis. Tiap arah utama memiliki 9
garisfetch.
4. Hitung panjang fetch tersebut sampai menyentuh daratan terdekat, kemudian kalikan
dengan skala peta.
5. Hitung panjangfetch efektif dengan menggunakan persamaan berikut :
F = F cos
cos
Keterangan :
Fi = Panjangfetch ke-i
= Sudut pengukuranfetch ke i
i = Nomor pengukuranfetch
k = Jumlah pengukuranfetch
Jumlah pengukuran i untuk tiap arah mata angin tersebut meliputi pengukuran-pengukuran
dalam wilayah pengaruhfetch yaitu 22,50
searah jarum jam dan 22,50
berlawanan arah jarum
jam.
Panjang atau pendeknya fetch sangat menentukan karakteristik geombang hasil dari
peramalan gelombang. Kondisi pertama, jika fetch sangat panjang kondisi ini disebut time
limited. Kondisi kedua, jikafetch terbatas kondisi ini disebutfetch limited. Pada kondisifetch
limited kita harus memeriksa apakah durasi bertiupnya angin cukup atau tidak untuk
membangkitkan gelombang, sebelum kita mencari tinggi gelombang dan perioda gelombang
rencana.
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
4/17
Perhitungan Fetch Efektif
Daerah pembentukan gelombang di lokasi Buleleng yang ditinjau dapat dilihat pada Gambar
3. Fetch digambarkan untuk 8 arah utama mata angin, yaitu : Utara, Timur Laut, Timur,
Tenggara, Selatan, Barat Daya, Barat dan Barat Laut.
Gambar 3 Penggambaranfetch Efektif Lokasi Buleleng
Gambar 3 Penggambaranfetch Efektif Lokasi Buleleng
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
5/17
Tabel 1. Fetch Efektif Arah Utara, Timur Laut, timur, Tenggara
Arah Utama Sudut (o)
Panjang
Fetch (m)
Panjang
Fetch
Efektif (m)
Utara
0 0 200000 0
200000
5 5 200000 5
10 10 200000 10
15 15 200000 15
20 20 200000 20
355 355 200000 5
350 350 200000 10
345 345 200000 15
340 340 200000 20
Timur Laut 25 25 200000 20
200000
30 30 200000 1535 35 200000 10
40 40 200000 5
45 45 200000 0
50 50 200000 5
55 55 200000 10
60 60 200000 15
65 65 200000 20
Timur 70 70 200000 20
157961
75 75 200000 15
80 80 200000 10
85 85 200000 5
90 90 200000 0
95 95 200000 5
100 100 76093.2677 10
105 105 71894.2626 15
110 110 69052.348 20
Tenggara 115 115 54673.1915 20
144885
120 120 60523.9076 15
125 125 60620.0261 10
130 130 69279.8133 5
135 135 767141.135 0
140 140 81884.4133 5
145 145 83768.6405 10150 150 78859.1107 15
155 155 26788.6378 20
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
6/17
Tabel 2. Fetch Efektif Arah Selatan, Barat Daya, Barat, Barat Laut
Arah Utama Sudut (o)
Panjang
Fetch (m)
Panjang
Fetch
Efektif (m)
Selatan
160 160 23867.7608 20
15946
165 165 22338.2699 15
170 170 18406.9149 10
175 175 16559.8969 5
180 180 14315.3354 0
185 185 13193.9741 5
190 190 12403.6416 10
195 195 11471.1353 15
200 200 11184.9033 20
Barat Daya 205 205 11122.7712 20
11677
210 210 11091.5036 15215 215 11076.6005 10
220 220 11342.7587 5
225 225 11565.0593 0
230 230 11817.1942 5
235 235 11731.5235 10
240 240 12529.9466 15
245 245 12856.0229 20
Barat 250 250 13857.105 20
63250
255 255 14482.1784 15
260 260 16298.1152 10
265 265 19435.5441 5
270 270 23953.8494 0
275 275 30320.7787 5
280 280 44359.397 10
285 285 130764.2651 15
290 290 285552.6304 20
Barat Laut 335 295 247504.223 20
179474
330 300 21781.3077 15
325 305 200000 10
320 310 200000 5
315 315 147429.6622 0
310 320 200000 5
305 325 200000 10300 330 200000 15
295 335 200000 20
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
7/17
Berdasarkan data-data yang yang ada maka dilakukan peramalan gelombang untuk
mendapat tinggi dan periode gelombang tiap jam yang bagan alirnya dapat dilihat pada
Gambar 4. Presentase arah dan tinggi gelombang hasil hindcasting disajikan pada Tabel 4.
Tinggi gelombang terbesar pada masing-masing arah disajikan pada Tabel 5 Grafik distribusi
arah dan tinggi gelombang (waverose) disajikan pada Gambar 5.
Gambar 3 Bagan Alir prosedur peramalalan gelombang
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
8/17
Tabel 4 Presentase Jam Kejadian Gelombang Lokasi Buleleng Keseluruhan Tahun 2004-
2014
ArahTinggi Gelombang (m)
3.75 Total
Utara 1.65 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 1.67
Timur Laut 1.98 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 1.99
Timur 7.51 0.50 0.01 0.00 0.00 0.00 8.02
Tenggara 36.64 1.18 0.04 0.00 0.00 0.00 37.86
Selatan 30.42 0.03 0.00 0.00 0.00 0.00 30.45
Barat Daya 7.06 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 7.06
Barat 5.97 0.99 0.06 0.00 0.00 0.00 7.02
Barat Laut 4.23 0.83 0.37 0.31 0.11 0.08 5.93
Total 100
Tabel 5 Tinggi Gelombang Terbesar pada Masing-Masing Arah
Tahun
Tinggi Gelombang
(m)
UtaraTimur
Laut
Timur Tenggara SelatanBarat
Daya
BaratBarat
Laut2004 1.31 0.98 1.72 1.84 0.67 0.55 0.88 0.41
2005 0.73 0.55 1.43 1.58 0.79 0.39 0.93 2.15
2006 0.65 0.14 0.94 1.28 0.79 0.40 1.29 2.46
2007 0.38 0.76 1.67 1.05 0.77 0.54 1.63 4.31
2008 0.28 0.55 0.90 1.45 0.83 0.32 1.58 2.67
2009 0.43 0.35 1.02 1.29 0.76 0.40 1.29 3.17
2010 0.35 0.53 0.16 0.22 0.14 0.34 1.45 2.67
2011 0.00 0.00 0.18 0.18 0.00 0.00 0.00 0.00
2012 0.21 0.32 1.49 0.77 0.78 0.54 1.51 4.51
2013 0.42 0.69 1.28 1.00 0.81 0.51 1.75 2.57
2014 0.13 0.34 1.53 0.74 0.56 0.32 1.67 2.50
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
9/17
Gambar 4 Waverose Total Buleleng
Distribusi arah gelombang terbesar bulanan yang terjadi berdasarkan perhitungan data
angin tahun 2004-2014 adalah sebagai berikut:
Januari : Barat
Februari : Barat
Maret : Tenggara
April : Tenggara
Mei : Tenggara
Juni : Tenggara
Juli : Tenggara
Agustus : Tenggara
September : Selatan
Oktober : Selatan
November : Tenggara
Desember : Tenggara
Setiap arah menimbulkan gelombang karena letak fetch terletak di laut dalam sesuai
koordinat pengukuran data angin.
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
10/17
Gambar 5 Grafik Hubungan Tinggi Gelombang Signifikan dengan Periode
Gelombang Signifikan
Dari grafik di atas dapat diketahui hubungan antara tinggi gelombang signifikan (Hs)
dengan periode gelombang (Ts) yang terjadi di Pantai Tulamben berdasarkan data angin dari
stasiun cuaca Buleleng dengan mendekati persamaan y = 4,816 x0,4803
2. Peramalan Data Gelombang Periode Ulang
Dari hasil hindcasting gelombang selama 10 tahun (2004 2014) diperoleh tinggi
gelombang dan periode ggelombang signifikan. Namun dalam hal ini, hasil hindcasting
gelombang pada tahun 2010 dan 2011 tidak digunakan untuk analisis karena data anginnya
kurang baik yang bertiup hampir 1 tahun lamanya. Pada tabel 6 disajikan tinggi gelombang
maksimum tiap tahun.
Tabel 6. Rekapitulasi Gelombang Signifikan per Tahun
Tahun Hs (meter) Ts (detik)
2004 1.84 6.45
2005 2.15 6.95
2006 2.46 7.42
2007 4.31 9.7
2008 2.67 7.71
2009 3.17 8.38
y = 4.816x0.4803
R = 0.9851
0
2
4
6
8
10
12
0 1 2 3 4 5
PeriodeGelombangSignifikan(s)
Gelombang Signifikan (m)
Grafik Hubungan Hs dan Ts
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
11/17
2012 4.51 9.93
2013 2.57 7.58
2014 2.5 7.48
Pengolahan nilai tinggi gelombang rencana dilakukan dengan menggunakan beberapa
distribusi yang pergitungannya dilakukan dengan bantuan software SMADA 2.0. sehingga
diperoleh gelombang rencana tahunan yang disajikan pada Tabel 8 dan nilai errornya pada
tabel 7. Gelombang ekstrim untuk setiap arah disajikan pada Tabel 9.
Tabel 7. Nilai Error Perhitungan Gelombang Rencana Tahunan pada Berbagai Distribusi
Jenis Distribusi Nilai Error
Normal 0,109
Lognormal 2 Parameter 0,091
Lognormal 3 Parameter 0,093
Pearson Type III 0,109
Log Pearson Type III 0,069
Gumbel 0,088
Gelombang rencana yang digunakan adalah hasil perhitungan gelombang rencana
tahunan dengan nilai error terkecil yaitu 0,069 dengan distribusi Log Pearson Type III
Tabel 8. Gelombang Rencana dengan Periode Ulang
Periode Ulang Tinggi Gelombang Ekstrim
(m)
Periode Gelombang
Ekstrim (s)
2 2.65 7.69
3 3.07 8.25
5 3.6 8.91
10 4.37 9.78
25 5.53 10.95
50 6.55 11.88
100 7.71 12.85
200 9.03 13.86
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
12/17
Tabel 9. Gelombang Ekstrim pada Tiap Arah
Periode
Ulang
Tinggi Gelombang ekstrim Tiap Arah (m)
Utara Timur
Laut
Timur Tenggara Selatan Barat
Daya
Barat Barat
Laut2 0.41 0.52 1.35 1.2 0.79 0.44 1.45 2.75
3 0.57 0.66 1.5 1.39 0.81 0.49 1.6 3.27
5 0.79 0.79 1.65 1.58 0.81 0.53 1.71 3.77
10 1.11 0.91 1.79 1.81 0.81 0.59 1.8 4.3
25 1.59 1.02 1.94 2.06 0.82 0.65 1.87 4.87
50 2.02 1.08 2.03 2.23 0.82 0.68 1.9 5.24
100 2.49 1.12 2.1 2.39 0.82 0.72 1.92 5.57
200 3.02 1.15 2.16 2.54 0.83 0.75 1.93 5.87
3. Pengolahan Data Pasang Surut
Data pasang surut yang digunakan berasal dari pencatatan elevasi selama 27 hari pada bulan
Agustus-September 2013 di Tulamben. Pengambilan sampel elevasi muka air setiap 10
menit, dilakukan proses perhitungan menggunakan bantuan program ERGTide, ERGRam,
serta ERGElv dengan proses perhitungan yang telah dijabarkan sebelumnya. data yang
dipergunakan dalam proses perhitungan akan di masukan pada lampiran . Grafik data pasang
surut tiap jam disajikan pada Gambar 6. Data konstituen pasang surut beserta amplitudo dan
beda fasanya hasil dari run program disajikan pada Tabel 8.
Gambar 6. Data Pasang Surut Tulamben
20
20.5
21
21.5
22
22.5
ElevasiMukaAir(m)
Waktu (jam)
Data Pasang Surut
Elevasi Muka Air
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
13/17
Tabel 8. Kosntituen, Amplitudo, Beda Fasa Tulamben
Konstituen Amplitudo (m) Beda Fasa
M2 30,33 160,22
S2 18,35 -76,52
N2 5,95 168,2
K2 2,74 -5,14
K1 34,19 216,48
O1 19,23 232,51
P1 13,56 133,89
M4 1,47 157,12
MS4 1,96 267,18
SO 2171,66 -
Dari gambar dapat dilakukan perhitungan penentuan jenis pasang surut dengan
menggunakan bilangan formzal sehingga didapat jenis pasang surut campuran cenderung
semi diurnal (dalam 1 hari terjadi 2 pasang dan 2 surut dengan H & T berbeda). Dibawah ini
dijabarkan proses perhitungannya.
Berikutnya dilakukan peramalan perubahan elevasi muka air pasang surut dengan
periode ulang 18,6 tahun (jangka waktu 20 tahun adalah periode ulang pasang surut) yang
merupakan satu periode ulang pasang surut dan dilakukan penentuan elevasi muka air acuan
yang akan digunakan pada proses perencanaan struktur dermaga. Elevasi muka air untuk
keperluan penentuan elevasi dermaga maupun kriteria desain dermaga. peramalan dilakukan
dengan bantuan program ERGELV. Pada Tabel 9 berikut disajikan elevasi muka air acuan
yang digunakan. Data kalibrasi hasil peramalan dengan data sebenarnya disajikan pada
Gambar 7.
1,135,1833,3023,1919,34
2211 =
+
+=
+
+=
SMOKF
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
14/17
Gambar 7. Kalibrasi Data Hasil Peramalan dengan Data Sebenarnya
20.8
21.1
21.4
21.7
22
22.3
22.6
ElevasiMukaAir(m)
Waktu (jam)
Kalibrasi Data
Elevasi Muka Air
Hasil Peramalan
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
15/17
LAMPIRAN WAVEROSE BULANAN
JANUARI 2004-2014 FEBRUARI 2004-2014
MARET 2004-2014 APRIL 2004-2014
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
16/17
MEI 2004-2014 JUNI 2004-2014
JULI 2004-2014 AGUSTUS 2004-2014
8/9/2019 ANALISIS GELOMBANG.pdf
17/17
SEPTEMBER 2004-2014 OKTOBER 2004-2014
NOVEMBER 2004-2014 DESEMBER 2004-2014
top related