PEMECAH GELOMBANG (BREAKWATER) Pemecah gelombang : bangunan yang digunakan untuk memecah dan menghamburkan gelombang yang menuju pelabuhan atau pantai. kolam pelabuhan
PEMECAH GELOMBANG
(BREAKWATER)
Pemecah gelombang : bangunan yang digunakan untuk
memecah dan menghamburkan
gelombang yang menuju
pelabuhan atau pantai.
kolam pelabuhan
Gb.layout brekwater
Bentuk/type pemecah gelombang:
1. Breakwater sisi miring (gb.1)
2. Breakwater sisi tegak (gb.2)
3. Breakwater campuran (gb.3)
Gb.1 Gb.2 Gb.3
Faktor-faktor pemilihan type breakwater:
1. Ukuran dan layout pelabuhan.
2. Bahan breakwater
3. Kedalaman perairan
4. Kondisi tanah dasar laut
5. Besar dan arah gelombang
6. Pasang surut.
Elevasi puncak breakwater ditentukan dengan rumus:
Elev.puncak =
Di mana:
HWL : tinggi muka air tertinggi (height water level)
Hu : tinggi kenaikan muka gelombang (run up)
Ha : tinggi jagaan, biasanya diambil 0,5 m
KENAIKAN TINGGI MUKA AIR GELOMBANG
(RUN UP)
Tinggi kenaikan air ditentukan berdasarkan grafik hasil
percobaan Irriberen. Tinggi run up gelombang (Hu)
dapat ditentukan, bila bilangan Irriberen diketahui.
Bilangan Irriberen ditentukan dengan rumus :
Di mana :
Ir = bilangan irriberen
= sudut kemiringan sisi bangunan
H = tinggi gelombang rencana (m)
a. bangunan kaku (beton, kaison, dll)
H= 1,68 Hs
b. bangunan semi kaku (turap baja, dll)
H=1,28-1,68 Hs
c. bangunan lentur (tumpukan batu, dll) H = Hs
Lo = panjang gelombang di laut dalam (m)
=1.56 T2 (T= period gelombang, det)
Hs = tinggi gelombang signifikan (m)
Gb. Grafik run up gelombang
Grafik run up dapat dilihat dalam buku Triatmojo, 1996. Pelabuhan. Beta offset. Hal.141.
HU
Ir
jenis batu
GELOMBANG SIGNIFIKAN (Hs)
Gelombang signifikan (Hs) adalah tinggi gelombang
rata-rata dari 33% gelombang tertinggi dari pencatatan
gelombang yang ada.
Periode gelombang signifikan (TS) ditentukan dengan
rumus :
Di mana :
33%, 33% = tinggi & periode gelombang rata-rata dari
33%
f = frekuensi kejadian
No. H (m) T(detik)1 3,25 8,42 3,05 8,33 2,89 7,44 2,45 7,85 2,41 7,36 2,38 7,8
Maka: n = 33% x 6 = 1,98 data ~ 2 data
Hs = (3,25+3,05)/2 = 3,15 meter
Ts = (8,4+8,3)/2 = 8,35 detik
BREAKWATER SISI MIRING
Keuntungan:
1. Elevasi puncak breakwater rendah
2. Gelombang pantul/refleksi cukup kecil.
3. Kerusakan terjadi tidak total tetapi berangsur-
angsur.
4. Perbaikan kerusakan mudah
5. Biaya perawatan muarah.
Kerugian:
1. Dibutuhkan jumlah material yang besar
2. Pelaksanaan pekerjaan cukup lama
3. Kemungkinan kerusakan selama pelaksanaan besar
4. Memerlukan lahan yang luas, karena lebar dasar
yang besar
Bahan breakwater sisi miring
1. Batu alam
2. Blok beton dan batu alam
3. Unit beton Irregular
BREAKWATER SISI MIRING BATU ALAM
(ROCK MOUND BREAKWATER)
Breakwater ini memiliki lapisan konstruksi sbb:
1. Lapisan inti: berupa timbunan batu-batu kecil, pasir
laut, batu karang atau hasil pengerukan.
2. Lapisan filter: berupa tumpukan batu-batu medium
yang digunakan untuk dasar lapisan pelindung.
3. Lapisan pelindung: berupa tumpukan batu-batu
besar terpilih dari bentuk maupun ukurannya.
Gb. Breakwater batu alam
Lapis Filter
Lapis Pelindung
Inti
DESAIN TEKNIS BREAKWATER SISI MIRING
Menentukan elevasi breakwater (Hr)
Hr = HWL + Hu + Ha
Di mana :
HWL = muka air laut tertinggi (m)
Hu = tinggi run up gelombang (m)
Ha = tinggi jagaan (m) (tergantung besarnya
overtopping yang diijinkan)
Massa satu batu pelindung (W)
Di mana :
r = berat jenis batu pelindung (kg / m3)
Hs = tinggi gelombang signifikan (m)
a = berat jenis air laut (kg / m3)
Kd = koefisien stabilitas (tabel)
= kemiringan breakwater
Volume satu batu pelindung (V)
Di mana :
W = massa satu batu pelindung (kg)
r = berat jenis batu pelindung (kg/m3)
Diameter batu pelindung (d)
d = 2r
Di mana :
V = volume satu batu pelindung (m3)
r = jari-jari batu pelindung (m)
d = diameter batu pelindung (m)
Menentukan tebal lapis pelindung (t)
Di mana :
m = jumlah lapis unit pelindung
K = koefisien lapis pelindung
W = berat unit lapis pelindung (kg)
r = berat jenis unit lapis pelindung (kg/m3)
Menentukan jumlah total unit lapis pelindung pada
kepala ( C )
Di mana :
m = jumlah lapis unit pelindung
K = koefisien lapis pelindung (tabel)
W = berat unit lapis pelindung (kg)
r = berat jenis unit lapis pelindung (kg/m3)
n = porositas (%)
Menentukan lebar puncak unit pelindung (B)
Di mana :
m’ = jumlah butir unit pelindung (min. 3 buah)
K = koefisien lapis pelindung
W = berat unit lapis pelindung (kg)
r = berat jenis unit lapis pelindung (kg/m3)
BREAKWATER SISI MIRING BLOK BETON DAN
BATU ALAM
(CONCRETE BLOK AND ROCK MOUND BREAKWATER)
Konstruksi ini dipakai jika batu alam sulit didapat
atau tidak ada batu alam yang besar untuk lapis
pelindung.
Blok beton dapat berupa : kubus atau balok.
Berat blok beton 50 – 60 ton, disusun secara acak atau
teratur sebagai lapisan pelindung, kadang-kadang
masih juga dikombinasikan dengan batu alam.
Gb. Breakwater blok beton- batu alam
Inti
Lapis Filter
Lapis Pelindung
BREAKWATER SISI MIRING BLOK BETON
IRREGULAR
Blok beton irregular yang umum dipakai berbentuk:
1. Tetrapods
2. Quadripods
3. Hexapods
4. Tribars
5. Modified cubes
6. Modified tetrahedrons
Blok beton irregular yang sedang dikembangkan:
1. Stabits
2. Akmons
3. Dollose
4. Hexaleg blocks
5. Svee blocks
6. Hollow tetrahedron
Blok beton irregular mempunyai kelebihan terhadap
blok beton dalam mendapatkan kemiringan yang lebih
curam.
BREAKWATER SISI TEGAK
Karena dinding breakwater tegak maka akan terjadi
gelombang diam atau klapotis yaitu superposisi antara
gelombang datang dan gelombang pantul.
Tinggi gelombang klapotis adalah 2 kali tinggi
gelombang datang.
Hal-hal yang perlu diperhatikan:
1. Tinggi pemecah gelombang dia atas muka air
pasang tertinggi tidak boleh kurang dari 1,333-1,50
kali tinggi gelombang datang.
2. Kedalaman di bawah muka air terendah ke dasar
bangunan tidak kurang dari 1,25-1,50 kali atau
lebih baik 2 kali tinggi gelombang datang.
3. Lebar pemecah gelombang minimal ¾ tingginya.
4. Kedalaman maksimum perairan 15-20 m.
5. Untuk kedalaman lebih dari 20 m, breakwater sisi
tegak dibangun di atas breakwater sisi miring
(breakwater campuran)
Keuntungan breakwater sisi tegak:
1. Memberikan daerah (kolam) pelabuhan yang lebih
luas dan memungkinkan pintu masuk yang sempit,
sehingga memberikan perlindungan yang lebih
baik.
2. Memungkinkan pada sisi bangunan untuk tambatan
kapal
3. Perhitungan lebih pasti
4. Biaya pemeliharaan kecil dan praktis tidak ada.
Kerugian breakwater sisi tegak:
1. Dapat dibangun secara aman bila kondisi pondasi
dapat mendukung (kuat dan stabil)
2. Struktur tidak fleksibel terhadap penurunan
struktur.
3. Bila rusak sukar diperbaiki
4. Puncak lebih tinggi, karena adanya klapotis
Konstruksi breakwater tegak dapat berupa:
1. Blok beton
2. Kaison (caisson)
Kaison dibuat seperti kotak dengan sisi bawah tertutup
dan dengan dinding-dinding diafragma yang membagi
kotak.
3. Sel papan pancang (sheet pile cells)
Kurang sukses digunakan karena:
1. Adanya korosi
2. Pemakain terbatas hanya sampai kedalaman 15-18
m
3. Tidak cocok untuk laut dengan gelombang besar
DERMAGA
Dermaga adalah suatu bangunan yang digunakan untuk
merapatkan dan menambatkan kapal yang melakukan
bongkar muat barang dan menaik-turunkan penumpang.
Dermaga biasanya dilengkapi dengan beberapa fasilitas
antara lain:
1. Apron
Daerah yang terletak antara dermaga dan gudang yang
digunakan untuk pengalihan kegiatan angkutan dari
laut (kapal) ke darat (truk, kereta api dll).
Lebar apron tergantung dari alat bongkar muat (kren),
jumlah jalur kereta api dan truk.
2. Gudang transit
Digunakan untuk menyimpan barang sebelum
diangkut atau setelah dibongkar dari kapal
3. Tempat bongkar muat barang
4. Jalan lingkungan.
Dermaga dibedakan menjadi 2 yaitu:
1. Wharf atau quai
Wharf adalah dermaga yang paralel dengan pantai
dan biasanya berimpit dengan garis pantai.
2. Jetty/pier atau jembatan
Jetty adalah dermaga yang menjorok ke laut.
Posisinya tetap sejajar dengan pantai dan
dihubungkan oleh daratan dengan suatu jembatan
dengan posisi tegak lurus dengan jetty sehingga
membentuk sudut dengan garis pantai.
Pemilihan type dermaga harus dipertimbangkan
terhadap hal-hal berikut:
1. Kebutuhan yang akan dilayani (barang atau orang)
2. Ukuran kapal
3. Arah gelombang dan angin
4. Kondisi topografi dan tanah dasar laut
5. Ekonomis
WHARF ATAU QUAI
Wharf adalah dermaga yang paralel dengan pantai dan
biasanya berimpit dengan garis pantai.
Dibuat jika kedalaman laut agak merata dan sejajar
dengan garis pantai.
Cocok digunakan untuk dermaga barang/peti kemas
Dimana dibutuhkan areal yang luas untuk bongkar
muat.
Struktur wharf dibedakan menjadi dua:
1. Dermaga konstruksi terbuka.
Lantai dermaga didukung oleh tiang-tiang pancang.
2. Dermaga konstruksi tertutup.
Dermaga terbuat dari kaison, turap atau dinding
penahan tanah.
Gb. Wharf konstruksi terbuka
Gb. Wharf konstruksi tertutup
JETTY ATAU PIER
Dermaga ini dapat digunakan untuk merapat kapal pada
satu sisi atau kedua sisinya.
Jetty dapat berbentuk T atau L.
Bentuk T
Bentuk L
UKURAN DERMAGA
A. Wharf
Panjang dermaga (Lp)
di mana:
LP = panjang dermaga
LK = panjang kapal yang ditambatkan
n = jumlah kapal yang ditambatkan
LKLKLK 151525 25
LP
B. Jetty/Pier
Umumnya berbentuk jari dengan 2 atau empat tambatan
Panjang pier : Lebar Slip : Lebar pier : Bp = 2 x lebar apron + lebar gudang
SBp
BB 35
Lp
Lp
Bp S
50 BB
2 tambatan 4 tambatan
GAYA YANG BEKERJA PADA DERMAGA
Ada 2 :1. Gaya Lateral (FH): gaya benturan kapal, gaya
tarikan kapal dan gaya gempa2. Gaya Vertikal (FV) : Berat sendiri bangunan (beban
mati) dan beban hidup (barang/orang, peralatan bongkar muat dll)
1. Gaya Benturan Kapal (FH (+)) Dianggap maksimum pada sudut benturan 10o
Besarnya gaya tergantung pada energi benturan yang dapat diserap oleh fender.
Gaya benturan dihitung dalam bentuk Energi Benturan (E)
(ton.meter)
FV (+)
FH (+)FH (-)
Ket :V = kecepatan kapal komponen tegak lurus (m/det) o
Vk = kecepatan merapat kapal (m/det)W = berat kapal/DWT (ton)g = gravitasi (m/det2)Cm = koef. MassaCe = koef. EksentrisitasCs = koef. Kekerasan (diambil 1)Cc = koef. Bentuk dari tambatan (diambil 1)
Kecepatan merapat kapat (Vk) pada dermaga
UKURAN KAPAL
(DWT), Ton
KECEPATAN MERAPATPelabuhan (m/det) Laut Terbuka (m/det)
s/d 500500 – 10.000
10.000 – 30.000Di atas 30.000
0,250,150,150,12
0,30,20,150,15
A. Koefesien Massa
Kapal barang , Kapal tangker, Ket :Cb = koef. blok kapald = draft kapal (m)
B = lebar kapal (m)Lpp = panjang garis air (m), yaitu panjang garis air di sepanjang/sekeliling kapalo = berat jenis air laut (t/m3)Lk = panjang kapal (m)
B. Koefesien eksentrisitas
Ket :Lg = ¼ Lk ( untuk Dermaga)Lg = 1/6 Lk (untuk dolpin)r = jari-jari girasi (putaran), ditentukan dari grafik
LK
¼ LK
Lg
Dermaga
Titik berat kapal
2. Gaya Tarikan Kapal (FH (-))
Gaya tarikan kapal yang akan di tahan oleh alat penambat kapal, terjadi akibat adanya :
a. Gaya anginb. Gaya arus
A. Tarikan kapal akibat gaya angin (arah haluan, 0o)
(arah buritan, 180o) (arah lebar, 90o)
Ket :Rw = gaya akibat angin (kg)Qa = tekanan angina (kg/m2)V = kecepatan angin (m/det)Aw = proyeksi bidang kapal yang tertiup angin (m2)
B. Tarikan kapal akibat gaya arus
(arah haluan/buritan, 0o dan 180o)
(arah lebar, 90o)
Ket :Rf = gaya akibat arus (kg)S = luas tampang kapal terendam air (m2) = rapat massa air laut (1045 kg/m3)C = koef. Tekanan arusV = kecepatan arusB’ = luas sisi kapal di bawah muka air (m2)
C. Tarikan kapal berdasarkan tabel (OCDI, 1991), overseas coastal area Development institute of Japan, 1991 Bobot Kapal(GRT)
Penampat jenisBollard (ton)
Penambat jenisBitt (ton)
200-500501-1.000
1.001-2.0002.001-3.0003.001-5.0005.001-10.00010.001-15.00015.001-20.00020.001-50.00050.001-100.000
152535355070100100150200
1525253535
50(25)70(25)70(35)100(35)100(50)
Ket : nilai dalam kurung untuk tambatan di pasang pada tengah kapal
LATIHAN
Diketahui data pantai dengan garis pantai yang sejajar sebagai berikut :
Bila pada daerah Y direncanakan akan dibangun sebuah pelabuhan dengan kedalaman -10 m, maka :
a. Hitunglah berat satuan batu lindung breakwaternya, jika digunakan breakwater sisi miring (kemiringan 1:3) dengan bahan beton tetrapod (Kd=8, berat jenis beton 2,4 t/m3). Sedangkan berat jenis air laut adalah 1,03 t/m3.
b. Jika dermaga direncanakan type jeti berbentuk jari untuk dapat melayani 4 kapal sekaligus (jety dengan 4 tambatan) dengan data kapal maksimum dengan bobot mati 3.000 DWT, panjang kapal 99 m, dan lebar kapal 14,7 m. Data lebar apron direncakan 6 m dan lebar gudang 30 m. Hitung Lp, Bp, dan S
Dermaga
Y
Hs = 1,2 mTs = 8 det
breakwater
S
Lp
Bp
Daratan