teknik pantai.docx
Transcript of teknik pantai.docx
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
1/24
2.1. Pantai
Pantai merupakan tempat pertemuan daratan dan lautan dimana terjadi
proses-proses dinamis seperti gelombang, pasang surut, angin, dan lainnya yang
berlangsung secara terus-menerus sehingga secara konstan memungkinkan
terjadinya perubahan (Bird, 1984) Perubahan yang terjadi tergantung pada
gelombang indi!idu, perbedaan pasang surut, "aktu, dan juga parameter utama
gelombang terhadap mor#ologi pantai $enurut Bird (1984), pantai masih
dipengaruhi oleh laut dan darat, dimana pengaruh laut terhadap pantai dapat
berupa gelombang, arus, pasang, angin, bathimetri dan adanya karang, pasokan
dan jenis sedimen dari sungai dan !egetasi %edangkan pengaruh darat terhadap
pantai berupa mor#ologi (kemiringan atau topogra#i) dan litologi (batuan
penyusun)
$or#ologi pantai dan dasar laut dekat pantai (&' , **8+ omar, 1998)
diklasi#ikasikan dalam empat kelompok berikut
1 Backshore , merupakan bagian dari pantai yang tidak terendam air laut kecuali
bila terjadi gelombang badai
Foreshore , yaitu bagian pantai yang dibatasi oleh muka pantai ( beach face )
hingga pasang terendah
. Inshore merupakan daerah yang lebih luas sebagai daerah subtidal yang
memanjang ke daerah gelombang pecah sampai batas kemiringan tertentu
4 Offshore yaitu bagian laut yang terjauh dari pantai (lepas pantai)
/riatmodjo (1999) secara garis besar membagi pantai menjadi dua, yaitu
1 Pantai berpasir
Pantai jenis ini mempunyai karakteristik berupa kemiringan 1 * sampai
dengan 1 0*, pada umumnya menghadap ke samudra ndonesia (seperti pantai
selatan 2a"a, Bali, 3usa /enggara dan pantai barat %umatera) Pada kondisi
gelombang biasa (tidak ada badai), pantai ada dalam keadaan kesimbangan
dinamis dimana sejumlah besar pasir bergerak pada pro#il pantai tetapi angkutan
netto pada lokasi yang ditinjau sangat kecil Pada kondisi badai dimana
gelombang besar dan ele!asi muka air diam lebih tinggi karena adanya set-upgelombang dan angin, pantai dapat mengalami erosi
Pantai berlumpur
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
2/24
Pantai jenis ini mempunyai karakteristik berupa sebagian besar berada di
daerah pantai dimana banyak sungai yang mengangkut sedimen suspensi
bermuara di daerah tersebut dan gelombang yang relati# kecil (seperti pantai utara
2a"a dan timur %umatera) Pantai ini mempunyai kemiringan yang sangat kecil
sampai dengan 1 0*** %edimen suspensi menyebar pada suatu daerah perairan
yang luas sehingga membentuk pantai yang luas, datar dan dangkal yang
merupakan daerah ra"a terendam air saat pasang arena gelombang yang kecil
maka sedimen suspensi tidak terba"a ke laut lepas
ambar 1 lasi#ikasi mor#ologi pantai (&' , **8)
2.4. Parameter Hidro-Oseanografi
2.4.1. Pasang Surut
Pasang surut merupakan #enomena alam di lautan secara periodik, selalu
bergerak naik dan turun sesuai dengan siklus pasang Permukaan air laut perlahan
akan naik sampai pada ketinggian maksimum (pasang tinggi)+ kemudian turun
sampai ketinggian minimum (pasang rendah) ( ross, 199.) /inggi rendahnya
5
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
3/24
permukaan laut diukur dari paras tertentu (biasanya pada tingkat air rendah pada
pasang bulan penuh atau purnama biasa) dinamakan datum (6li dkk , 1994)
Proses naik turunnya paras laut ( sea level ) secara berkala diakibatkan gaya
tarik benda-benda angkasa, terutama matahari dan bulan, terhadap massa air bumi
$eskipun massa bulan jauh lebih kecil dari matahari, tetapi karena jarak bulan ke
bumi lebih dekat dari pada jarak matahari ke bumi, maka pengaruh gaya tarik
bulan terhadap bumi lebih besar dari pada pengaruh gaya tarik matahari
6kibatnya, kondisi #isik perairan laut berbeda-beda karena kekhasan #enomena ini
(6li dkk , 1994)
Beberapa teori pasang surut, antara lain teori keseimbangan pasang surut
oleh oerge ' 7ar"in pada tahun 1898 (7ean dan 7alrymple, ** ) dan teori
pasang surut modern pertama diberikan oleh 3e"ton (7ean dan 7alrymple,
** ), berdasarkan hukum gra!itasi sesuai persamaan, F =G m 1 m2
r2 , dimana r
adalah jarak antara titik pusat dari massa m 1 dan m , dan G adalah konstanta
gra!itasi (6.6 x10− 11 m
2 N /kg2 )
%esuai konsep 3e"ton, sistem bumi-bulan dan sistem bumi-matahari dihitung
menggunakan persamaan diatas untuk menjelaskan #enomena pasang surut ini
Pasang surut di berbagai dunia, termasuk di ndonesia, dibedakan menjadi
( ngkosongo dan %uyarso, 1989)
1 Pasang surut harian ganda ( semi diurnal tide ), yaitu dalam satu hari
terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut dengan tinggi hampir
sama dan pasang surut terjadi secara berurutan secara teratur Periode
pasang surut rata-rata 1 jam 4 menit Perairan %elat $alaka sampai
aut 6ndaman merupakan perairan dengan jenis pasang surut iniPasang surut harian tunggal ( diurnal tide ), yaitu dalam satu hari terjadi
satu kali pasang dan satu kali surut dengan periode pasang surut 4 jam
0* menit, contohnya perairan %elat arimata3. Pasang surut campuran condong ke harian ganda ( mixed tide prevailing
semi diurnal ), yaitu dalam satu hari terjadi satu kali pasang dan satu kali
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
4/24
surut, tetapi periodenya berbeda Pasang surut ini terdapat di perairan
ndonesia bagian /imur4. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal ( mixed tide prevailing
diurnal ), yaitu dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali
air surut, tetapi kadangkala untuk "aktu tertentu terjadi dua kali pasang
dan dua kali surut dengan periode yang sangat berbeda Pasang surut
jenis ini terdapat di perairan utara 7angkalan %unda
/ipe pasang surut diatas dapat ditentukan dengan menghitung bilangan
:orm;ahl dengan membagi antara jumlah komponen 1 dan 1 dengan jumlah
komponen $ dan % ( ngkosongo dan %uyarso, 1989)
%ecara umum, ada beberapa unsur sebagai komponen astronomi dalam
analisa pasang surut %imbol tersebut mencerminkan tipe dari pasang surut pada
suatu perairan ategori pasang surut berdasarkan komponen astronomi
digolongkan menjadi tiga kelompok, yaitu semidiurnal, diurnal dan longer (/abel
1) (7ean dan 7alrymple, ** )
/abel 1 omponen penting pasang surut secara astronomi
(7ean dan 7alrymple, ** )
Tipe Simbol Periode(jam matahari)
Amplitudorelatif
Deskripsi
%emi-diurnal
$ 1 4 1** * Pasang surut dipengaruhi bulan% 1 ** 45 5 Pasang surut dipengaruhi matahari
3 1 55 19 1
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
5/24
menyebabkan turbulensi atau pengadukan sedimen, kemudian terba"a arus
sepanjang pantai, menimbulkan arus transpor sedimen dalam arah tegak lurus dan
sejajar pantai (/riatmodjo, 1999)
/iga #aktor penentu karakteristik gelombang yang dibangkitkan angin
(7a!is, 199.) yaitu (1) lama angin bertiup (durasi angin), ( ) kecepatan angin
dan (.) fetch (jarak yang ditempuh oleh angin dari arah pembangkit gelombang
atau daerah pembangkitan gelombang) 7urasi angin berbanding lurus dengan
energi yang dihasilkan dalam pembangkitan gelombang :etch merepresentasikan
gelombang yang bergerak keluar dari daerah pembangkitan gelombang hanya
memperoleh sedikit tambahan energi :aktor lain yang mempengaruhi
karakteristik gelombang adalah lebar #etch, kedalaman air, kekasaran dasar,
maupun stabilitas atmos#er (>u"ono, 1984)
elombang yang dibangkitkan oleh angin dan pasang surut penting dalam
studi teknik pantai (/riatmodjo, 1999) karena menimbulkan energi yang berperan
dalam proses pembentukan pantai, arus dan transpor sedimen dalam arah tegak
lurus dan sepanjang pantai, serta menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada
bangunan pantai elombang merupakan salah satu #aktor utama dalam penentuan
geometri dan komposisi pantai serta menentukan proses perencanaan dan desain
pembangunan pelabuhan, terusan ( waterwa ), struktur pantai, alur pelayaran,
proteksi pantai dan kegiatan pantai lainnya (&' , **8+ &?@& 1984)
2.4.2.2.Teori Gelombang Amplitudo Ke il
ompleksitas bentuk gelombang di alam sulit digambarkan secara
matematis (&' , **8) akibat perambatan yang tidak linier, tiga dimensi dan
bentuk acak (suatu deret gelombang mempunyai tinggi dan periode yang
berbeda) /eori gelombang yang ada hanya menggambarkan bentuk gelombang
yang sederhana dan merupakan pendekatan gelombang alam Beberapa teori
gelombang dengan tingkat kekomplekan dan ketelitian untuk menggambarkan
gelombang di alam, diantaranya teori 6iry, %tokes, erstner, $ich, noidal dan
tunggal
9
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
6/24
/eori gelombang amplitudo kecil pertama kali ditemukan oleh 6iry (1894)
(&' , **8) /eori ini digunakan untuk menurunkan persamaan gelombang
dengan mengasumsikan bah"a
a Aat cair homogen dan tidak termampatkan, sehinggga rapat massa konstan
b /egangan permukaan diabaikan
c aya &oriolis diabaikan
d /ekanan pada permukaan air seragam dan konstan
e Aat cair adalah ideal, sehingga berlaku aliran rotasi
# 7asar laut horisontal, tetap dan impermeabel sehingga kecepatan !ertikal di
dasar *
g 6mplitudo gelombang kecil terhadap panjang gelombang dan kedalaman air
h erakan gelombang berbentuk silinder dan tegak lurus arah penjalaran
gelombang sehingga gelombang adalah dua dimensi
2.4.2.!.Transformasi Gelombang
elombang yang menjalar menuju perairan pantai akan mengalami
perubahan ketinggian gelombang akibat pendangkalan ( wave shoaling ), re#raksi,
di#raksi, atau proses re#leksiCpantulan sebelum akhirnya gelombang tersebut pecah
(wave breaking ) (Pratikto et al 199 , /riatmodjo 1999) 2ika suatu muka barisan
gelombang datang membentuk sudut kemiringan terhadap pantai yang
mempunyai kemiringan dasar landai dengan kontur kedalaman sejajar pantai,
maka muka gelombang akan berubah arah dan cenderung menjadi sejajar dengan
garis pantai atau mengalami pembiasan ( refraksi ) (&arter, 199.) 6rah perambatan
perlahan berubah dengan berkurangnya kedalaman ( shoaling ), sehingga muka
gelombang cenderung sejajar dengan kedalaman disebabkan perubahan bilangan
gelombang akibat perubahan kecepatan #asa gelombang Bila pantai landai,
kemungkinan gelombang tidak pecah tetapi mengalami pemantulan gelombang
(refleksi ) 6rah perambatan dapat berubah dan mengalami pelentuan ( difraksi ),
ketika gelombang mele"ati perairan dengan kedalaman air yang konstan, seperti
saat gelombang menuju pulau atau pemecah gelombang @e#raksi dan
pendangkalan gelombang ( wave shoaling ) menentukan ketinggian gelombang
1*
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
7/24
pada kedalaman tertentu serta distribusi energi gelombang sepanjang pantai
Perubahan arah gelombang sebagai hasil re#raksi akan menghasilkan daerah
energi gelombang kon!ergen (penguncupan) atau di!ergen (penyebaran) yang
berpengaruh pada struktur pantai (&?@& 1984)
Pendangkalan menyebabkan perubahan tinggi dan panjang gelombang
(%orensen, **5) akibat adanya gesekan dengan dasar laut (&?@&, 1984) %aat
kontur dasar laut sejajar dengan garis pantai, maka terjadi e#ek pendangkalan
murni+ sedangkan kontur dasar laut berbelok-belok menyebabkan e#ek
pendangkalan sekaligus re#raksi (Pratikto dkk, 199 ) Perubahan tinggi dan
panjang gelombang dianalisa dengan asumsi energi gelombang konstan sehingga
kehilangan energi diabaikan Besar energi #luks gelombang di laut dalam ditulis
P 0=1
2 E0 C 0 ( 4)
Pada laut dangkal, energi #luks gelombang untuk tiap unit lebar crest ditulis
P= E C g= nEC ( 0)
6sumsi energi konstan, P 0= P , maka
1
2 E0 C 0 = nEC ( 5)
7imana E0= g H 0
2
8 dan E=g H
2
8 , maka
1
2
C 0 g H 02
8
= nCgH 2
8
→
( H
H 0 )2
=
(1
2 )(1
n)(C 0
C )→
( H
H 0 )=
√ C 0
2 nC ( )
7engan n=
1
2|1 +4 πd L
sinh ( 4 πd L )|, ( 8)dan
C C 0
= tanh (2 πd L ) ( 9)
11
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
8/24
Besar koe#isien pendangkalan ( shoaling ) dihitung menggunakan persamaan
Ksh=√ 1
tanh (2 πd L )(1 +4 πd L
sinh ( 4 πd L )) ( .*)Perubahan kedalaman yang terjadi selama perambatan gelombang
menyebabkan perubahan karakteristik gelombang, disebut refraksi (%orensen,
**5+ &?@&, 1984) 6sumsi yang digunakan dalam kajian re#raksi secara analitis
adalah kontur dasar laut yang dilintasi oleh setiap garis ortogonal gelombang
untuk berbagai arah gelombang (angin) adalah sejajar, berdasarkan persamaan
sin φ1=C 1C 0
sin φ0 ( .1)
%udut datang gelombang pada tiap kedalaman di daerah pantai dapat
dihitung menggunakan perumusan diatas apabila arah gelombang di laut dalam
diketahui !oefisien refraksi "!r# dihitung dengan persamaan
Kr=√cos α 0cos α 1 ( . )
/inggi gelombang pada kedalaman tertentu dihitung menggunakan
persamaan
H = Ksh × Kr × H 0 ( ..)
dengan
d kedalaman air (m)
panjang gelombang (m)
1
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
9/24
g percepatan gra!itasi (mCdetik )
φ1 sudut datang gelombang di perairan pantai,
φ0 sudut datang gelombang di laut dalam,
C cepat rambat gelombang (mCdetik ),
C 1 cepat rambat gelombang di daerah pantai (mCdetik ),
Co cepat rambat gelombang di laut dalam (mCdetik ),
H tinggi gelombang dititik yang ditinjau (m),
Ho tinggi gelombang di laut dalam (m),
Ksh=( H H 0 ) koe#isien shoaling , dan Kr koe#isien refraksi
/iga bentuk gelombang pecah pada kemiringan pantai (%orensen, 1991),
yaitu spilling$ plunging$ dan surging %luging terjadi karena seluruh puncak
gelombang mele"ati kecepatan gelombang elombang pecah dalam bentuk pluging umumnya gelombang panjang (s well ) &pilling merupakan bentuk pecah
gelombang dengan muka gelombang ( front wave ) sudah pecah sebelum sampai ke
pantai, sedangkan gelombang yang belum pecah dan mendekati garis pantai serta
sempat mendaki kaki pantai disebut surging. /ipe lain gelombang pecah antara
pluging dan surfing adalah collapsing %elain kemiringan pantai dan kecuraman
gelombang, gelombang pecah juga dipengaruhi arah dan kecepatan angin lokal
6ngin kearah pantai akan menyebabkan gelombang memecah pada kedalaman
yang lebih besar dan berbentuk spilling + sebaliknya, angin lepas pantai
mengakibatkan gelombang pecah pada kedalaman yang lebih kecil dan berbentuk
pluging
1.
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
10/24
ambar . /ipe gelombang pecah ( amphuis, ***)
/inggi gelombang pecah dihitung menggunakan persamaan (&?@&,
1984)
Hb H 0
= 1
3.3 ( H 0 L0 )1
3 ( .4)
edalaman air dimana gelombang pecah terjadi, dihitung dengan
persamaan
db = Hb
b−(aHbg T 2 ) ( .0)7engan
a = 43.75 (1 − e− 19 m) ( .5)
b= 1.56
(1 +e−19.5 m) ( . )
14
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
11/24
dimana,
Hb tinggi gelombang pecah (m),
H 0 tinggi gelombang di laut dalam (m),
Lo panjang gelombang di laut dalam (m),
db kedalaman air pada saat gelombang pecah (m),
m kemiringan dasar laut,
percepatan gra!itasi (9 8 mCdetik ), dan
T periode gelombang (detik)
2.4.!. Arus di "ekat Pantai
Penjalaran gelombang menuju pantai memba"a energi dan momentum
sesuai arah penjalaran gelombang /ranspor massa dan momentum menimbulkan
arus di daerah dekat pantai 7aerah yang dilintasi gelombang meliputi offshore
'one$ surf 'one , dan swash 'one arakteristik gelombang di surf 'one dan swash
'one sangat penting dalam analisa proses pantai 6rus di surf 'one dan swash 'one
sangat tergantung pada arah datang gelombang (&' , **8+ &?@& 1984)6spek penting gelombang di dekat pantai adalah terbentuknya arus
menyusuri pantai ( longshore current ) dan arus tegak lurus pantai ( rip current atau
cross-shore velocit # yang mempengaruhi pergerakan material sepanjang pantai
penyebab erosi maupun sedimentasi di pantai elombang mengalami re#raksi
( ing, 19 5) menimbulkan arus di perairan pantai, dibuktikan adanya daerah
bergelombang tinggi bergantian dengan daerah bergelombang rendah, terutama
pada relie# lepas pantai (lebih komplek) dan garis pantai berlekuk serta gelombang
datang memiliki puncak yang panjang 6rus di perairan pantai dapat disebabkan
oleh angin, aliran sungai ataupun pasang surut, tetapi lebih dominan berupa aliran
menyusur pantai (%orensen, 1991)
6pabila garis puncak gelombang sejajar dengan garis pantai, maka akan
terjadi arus dominan di pantai berupa sirkulasi sel dengan rip current yang menuju
ke laut ejadian ekstrim lainnya bila gelombang pecah dengan membentuk sudut
10
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
12/24
terhadap garis pantai (D b E 0F), akan menimbulkan arus sejajar pantai di sepanjang
pantai Pada umumnya berupa kombinasi dua kondisi tersebut (/riatmodjo, 1999)
2.2. Peruba#an Garis Pantai
2.2.1. "efinisi dan Karakteristik Sedimen Pantai
%edimen merupakan sekumpulan rombakan material (batuan, mineral dan
bahan organik) yang mempunyai ukuran butir tertentu (Pethick, 1984) %edimen
pantai berasal dari hasil erosi sungai, tebing pantai dan batuan dasar laut, dan
sebagian besar justru berasal dari sungai yang bermuara di sekitar pantai dan
memberikan suplai relati# besar (G9*H) terhadap transpor sedimen dipantai
%umber sedimen tersebut sebagian besar dihasilkan dari pelapukan batuan
didaratan (%iebold dan Berger, 199.) Barnes (1959), membedakan sedimen
menjadi sedimen yang bersumber dari limpasan sungai yang jenisnya banyak
mempengaruhi pembentukan mor#ologi pantai di sekitar muara sungai (disebut
sediment of inlets ) dan sedimen yang bersumber dari darat yang terangkut ke laut
oleh angin dan drainase atau penguraian sisa-sisa organisme ( p roclastic
sediment ) Berdasarkan ukuran butirnya, sedimen diklasi#ikasikan menjadi
lempung, lanau, pasir, kerikil, koral ( pebble ), cobble , dan batu ( boulder ) (&?@&
1984+ 7yer 1985+ 7a!is 199.+ &' **8) lasi#ikasi ini didasarkan %kala
Ient"orth
rumbeim (19.4) dalam 7yer (1985) mengembangkan skala Ient"orth
menggunakan unit phi (φ
) untuk mempermudah klasi#ikasi jika contoh sedimen
mengandung partikel berukuran kecil dalam jumlah besar %kala phi didasarkan
pada logaritma negati# berbasis duad log−=φ
(d adalah diameter partikel
(mm), tanda negati# digunakan agar partikel dengan diameter J1 mm memiliki
nilai phi positi#) on!ersi unit phi menjadi milimeter (mm) menggunakan
persamaanφ −= (
(&' , **8)
15
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
13/24
=kuran partikel menunjukkan keberadaan partikel dari jenis yang berbeda,
daya tahan (resistensi) partikel terhadap proses pelapukan ( weathering ) erosi atau
abrasi %elain itu ukuran partikel juga menunjukkan proses pengangkutan dan
pengendapan material, misalnya kemampuan angin atau air untuk memindahkan
partikel (:riedman dan %anders 19 8) =kuran partikel sangat penting dalam
menentukan tingkat pengangkutan sedimen ukuran tertentu dan tempat sedimen
tersebut terakumulasi di laut ( ross, 199.)
Parameter statistik ukuran butir rata-rata ( mean grain si'e ), standar
de!iasi, keruncingan ( skewness ) dan kurtosis sering digunakan dalam menentukan
lingkungan sedimentasi dan arah transpor sedimen (:olk, 19 4+ 7yer, 1985)
Besar butir rata-rata merupakan #ungsi ukuran butir dari populasi sedimen dan
nilai terbesar butir (0*H halus dan sebaliknya kasar) %tandar de!iasi adalah
metode pemilahan keseragaman distribusi ukuran butir, tipe pengendapan,
karakteristik arus pengendapan, serta lamanya "aktu pengendapan dari populasi
sedimen &kewness mencirikan dominasi ukuran butir populasi sedimen (simetri,
condong ke arah sedimen berbutir kasar atau condong ke arah berbutir halus),
sehingga dapat mengetahui dinamika sedimentasi (:olk, 19 4) 3ilai skewness
positi# menunjukkan populasi sedimen condong berbutir halus %ebaliknya
skewness negati# menunjukkan populasi sedimen condong berbutir kasar
%edimen dengan ukuran lebih halus akan lebih mudah berpindah dan
cenderung lebih cepat daripada ukuran kasar (7yer, 1985) :raksi halus terangkut
dalam bentuk suspensi dan #raksi kasar terangkut pada atau dekat dasar laut
Partikel yang lebih besar akan tenggelam lebih cepat dibandingkan yang
berukuran kecil
2.2.2. Transportasi Sedimen Pantai
/ranspor sedimen di daerah pantai disebabkan oleh gelombang, arus dan
pasang surut, sedangkan suhu dan salinitas lebih berpengaruh pada kecepatan
endap kohesi# (%orensen, **5) %edimen yang berasal dari dasar perairan dan
mudah bergerak, memungkinkan sedimen tergerus oleh gelombang dan berpindah
1
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
14/24
searah pergerakan arus %edimen yang terba"a arus merupakan tipe bed load
(menggelinding, menggeser di laut), sedangkan sedimen berupa lempung dan
lumpur merupakan tipe suspended load (bercampur membentuk suspensi karena
ukuran partikel yang sangat kecil)
6da dua tipe transpor sedimen di perairan pantai (&' , **8) yaitu
transpor tegak lurus pantai ( cross-shore transport ) dan transpor menyusur pantai
(longshore transport ) yang mempunyai arah rata-rata sejajar garis pantai
6da tiga #aktor utama yang mengontrol sebaran sedimen di daerah pantai,
yaitu sumber sedimen, tingkat energi gelombang dan kemiringan pantai %ebaran
sedimen sepanjang pro#il pantai dihasilkan oleh !ariasi tegak lurus pantai terhadap
ukuran sedimen elombang datang pertama mengalami pecah pada daerah
o##shore bar, tanpa banyak energi disipasi akibat turbulen elombang kemudian
terbentuk kembali dan pecah untuk kali kedua, plunging pada muka pantai dimana
banyak energi yang hilang
6"al pergerakan sedimen akibat pengaruh gelombang direpresentasikan
oleh paramater &hield , dimana sedimen mulai bergerak jika lebih besar dari
parameter kritis &hield , yang dinyatakan dengan persamaan
( ) ( ) d g sd g su
11K
−=
−=
ρ τ
θ
Parameter kritis %hield dapat ditentukan dengan
bantuan gambar
ambar 7iagram %hield (L c sebagai #ungsi % K) ( iu, **1)
18
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
15/24
2.2.2.1.Transportasi Sedimen Tegak $urus Pantai
onsep dasar transportasi sedimen tegak lurus pantai mirip dengan konsep
keseimbangan pantai ( nman dan Patricia, 1991) onsep ini telah banyak
digunakan dalam penelitian geologi (:enneman, 19* dalam nman dan Patricia,
1991) atau pro#il dalam periode "aktu singkat untuk mengetahui keseimbangan
dengan parameter utama kondisi gelombang (2honson, 1919 dalam nman dan
Patricia, 1991) $odel perubahan garis pantai dibangun berdasarkan pro#il
periode panjang (disebut pro#il translasional) dan periode pendek (disebut pro#il
keseimbangan)
Pro#il dalam periode pendek merupakan pro#il keseimbangan pantai,
sebagai respon pantai terhadap perubahan harian kondisi gelombang sebagai
asosiasi dengan badai dan perubahan iklim (?!an, 194* dalam nman dan
Patricia, 1991) esimbangan pro#il pantai ditunjukkan dengan bentuk pantai
ber!ariasi sesuai kedalaman sebagai #ungsi dari jarak dan amplitudo terhadap
garis pantai, seperti persamaan
=. x )h
(Bruun (1904) dan 7ean (19 ) dalam
iu, **1), (M C. ) keseimbangan pantai, 6 parameter bentuk dengan kontrol
klasi#ikasi pro#il mengikuti ketentuan 1)( ) 94*0*41* d ) =
untuk d 0* J * 4, )
( ) .*0*.* d ) =untuk * 4 N d 0* J 1*, .)
( ) 8*0*.* d ) =untuk 1* N d 0* J 4*, 4)
( ) 11*0*45* d ) =untuk 4* N d 0* ($oore (198 ) dan raus (199 ) dalam iu, **1)
Pro#il dalam periode panjang (pro#il translasional) diteliti lebih intensi#,
diantaranya rumbein (1944) dalam iu ( **1) yang meneliti hubungan energi
gelombang dengan kemiringan dan ukuran sedimen pantai 'al# $oon, &ali#ornia
Persamaan matematis sebagai kesimpulan bah"a gelombang soliter yang
19
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
16/24
mengalami pendangkalan dapat menghasilkan kestabilan pro#il,
m x )h =dimana h
kedalaman, ) konstanta proporsionalitas, x jarak dari pantai, dan nilai0
=m
2.2.2.2.Transportasi Sedimen %en&usur Pantai
etika gelombang mendekati pantai dengan sudut tertentu, arus menyusur
pantai akan dibangkitkan elombang dan arus kemungkinan memindahkan
sedimen sepanjang pantai /ransportasi sedimen menyusur pantai akan seringmenjadi #aktor dominan dalam imbangan sedimen, dan untuk itulah menyebabkan
erosi atau akresi pantai 6rah transportasi sedimen menyusur pantai diketahui dari
perubahan garis pantai dalam periode lama di sekitar bangunan struktur pantai
karena merupakan akumulasi updrift struktur pantai dan erosi downdrift
( uriyama and 'ikari, ** )
/ransportasi sedimen sejajar garis pantai, mempunyai dua kemungkinan
arah pergerakan, yaitu kanan)( rt *
atau kiri)( lt *
relati# terhadap pengamat yang
berdiri ke arah laut =ntuk penyajian laju transportasi sedimen menyusuri pantai,
perlu membedakan antara net transport rate ,)( lt rt n *** −
dengan gross
transport rate )( lt rt g *** +
pada lokasi pantai tertentu 6rah distribusi tahunan
energi gelombang dapat menyebabkan laju angkutan dominan bergerak dalam
satu arah sehingga g *
En*
?nergi gelombang tahunan juga terdistribusi dalam
segala arah sehingga diperkirakan sedimen yang terangkut setiap arah dengan
!olume yang sama 3ilain*
digunakan untuk prediksi erosi pantai, g *
untuk
*
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
17/24
prediksi laju pendangkalan dalam inlet terkontrol+ sedangkan nilai)( rt *
dan
)( lt * diman#aatkan sebagai pertimbangan dalam desain jetty (%orensen 1991+
&' **8)
/ransportasi sedimen menyusur pantai merupakan penyebab utama
terjadinya perubahan garis pantai, karena pengaruh transportasi sedimen
menyusur pantai menyebabkan sedimen dapat terangkut jauh (/riatmodjo, 1999)
elombang badai dapat terjadi dalam "aktu singkat dan menyebabkan erosi
pantai, selanjutnya gelombang biasa yang terjadi sehari-hari akan membentuk
kembali pantai yang sebelumnya tererosi (pantai kembali stabil), sebaliknya
akibat pengaruh transportasi sedimen sepanjang pantai, sedimen dapat terangkut
sampai jauh dan menyebabkan perubahan garis pantai
2.2.!. Peruba#an Garis Pantai
Pada umumnya perubahan garis pantai yang terjadi adalah perubahan
maju (akresi) dan perubahan mundur (abrasi) aris pantai dikatakan mengalami
akresi bila ada petunjuk mengenai terjadinya pengendapan atau deposisi secara
kontinyu danCatau mengalami pengangkatan atau emerge %edangkan garis pantai
dikatakan mundur jika proses abrasi danCatau penenggelaman atau subemerge
masih terus berlangsung (Bird, 1984)
6brasi pantai (/riatmodjo, 1999) terjadi bila suatu pantai yang ditinjau
mengalami kehilangan atau pengurangan sedimen artinya sedimen yang terangkut
lebih besar daripada yang diendapkan, dimana e#ekti#itas dari abrasi tergantung pada energi gelombang dan ketersediaan material yang rentan (daya resistensinya
rendah) serta kemiringan pantai Pada pantai yang terjadi pecahan gelombang,
massa air bergerak menuju pantai dan bila gelombang pecah, banyak massa udara
yang terperangkap sehingga akan mempunyai daya erosi# yang besar (Pratikto et
al.$ 199 )
1
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
18/24
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
19/24
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
20/24
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
21/24
∑i= 1
I
e ni a im= e nm ( 11)
Persamaan ini adalah persamaan matriks nilai eigen dari matrik simetris koe#isien
real 7imana seperti kebanyakan eigenfunction lainnya, terdapat titik I di pro#il,
oleh karena itu, / 0 I , dan setiap eigenfunction dihubungkan dengan nilai eigen
n yang berbeda-beda 'al ini dapat ditunjukkan dengan relati# lebih mudah
bah"a nilai-nilai eigen tersebut berhubungan dengan total !arian sebagai berikut
σ 2= ∑n= 1 I
n ( 1 )
7engan mengaplikasikan metode pemisahan !ariabel, 'su et al (1994)
menyatakan ele!asi dasar dapat ditulis sebagai
h ( x ! " ! # )= ∑k
e k ( x)e k ( ")$k ¿(# )
( 1.)
dimana e k ( x) adalah eigenfunction arah tegak lurus pantai (cross-shore),
e k ( " ) eigenfunction arah sepanjang pantai (longshore), dan $k ¿(# ) adalah
temporal eigenfunction Persamaan tersebut me"akili !ariasi perubahan pantai
pada arah tegak lurus pantai dan arah sepanjang pantai pada suatu "aktu tertentu
+igenfunction arah tegak lurus pantai (cross-shore) pada persamaan di atas
merupakan suatu set orthonormal
∑ x e m ( x)e n ( x)= δ mn ( 14)
dimana δ mn adalah delta ronecker =ntuk menghasilkan eigenfunction arah
tegak lurus pantai dari data pro#il pantai, dibentuk matriks 6 dengan elemen a ij
dide#enisikan sebagai
a i%= 1
N x N " N # ∑# = 1
N #
∑ "= 1
N "
h (i ! " ! # )h( % ! " ! # ) ( 10)
0
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
22/24
dimana N x adalah jumlah titik data per pro#il, N " adalah jumlah pro#il
yang diukur sepanjang pantai, dan N # adalah jumlah "aktu pengukuran
Persamaan di atas diintrepretasikan sebagai korelasi silang ( cross-correlation )
antara titik i dan 1 pada arah tegak lurus pantai $atriks 6 yang memiliki suatu
eigenvalue kx dan eigenfunction e k ( x) dide#enisikan oleh persamaan
matriks sebagai
& ek (
x)=
kx
ek (
x) ( 15)
%esuai dengan langkah-langkah tersebut di atas, maka dapat diperoleh
matriks B sebagai berikut
bi%= 1
N x N " N # ∑# = 1
N #
∑ x= 1
N x
h (i ! x ! # )h( % ! x ! # ) ( 1 )
eigenvalue k" dan eigenfunction arah longshore e k ( " ) die!aluasi dengan
' e k ( " )= k" ek ( ") ( 18)
Perkalian∑
"∑
xem ( x)e n ( " )h ( x ! " !# ) dan penggunaan orthonormalit
dari em( " ) dan e n( x) , masing-masing, menghasilkan eigenfunction temporal
yang diberikan oleh
$k ¿(# )= ∑
"∑
xe k ( x)e k ( " )h( x ! " !# ) ( 19)
$k ¿(# ) dibiarkan tetap menjadi eigenfunction orthonormal dengan
5
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
23/24
$k (# )= $k
¿(# )
√∑k $
k
¿(# )2=
$k ¿(# )a k ( *)
7engan substitusi, maka diperoleh
h ( x ! " ! # )= ∑k
a k e k ( x)e k ( ")$k (# ) ( 1)
7alam rangka untuk menggambarkan !ariasi temporal untuk kedua komponen
angkutan sedimen, kedua sisi persamaan di atas dikalikan dengan e n(y) dan
meman#aatkan orthonormality dari e n(y) dan e k (y) untuk mendapatkan
e k ( x ! # )= h ( x ! " !# )ek ( " )= ∑k
a k e k ( x)$k (# ) ( )
7engan cara yang sama, dengan mengalikan e m(M), sehingga diperoleh
e k ( " ! # )= h ( x ! " ! # )e k ( x)= ∑k
a k e k ( " )$k (# ) ( .)
Persamaan dan . tersebut yang dapat digunakan untuk
mengidenti#ikasi perubahan garis pantai arah tegak lurus pantai ( cross-shore ) dan
arah sepanjang pantai ( longshore )
2.!.2. Aplikasi (O) untuk Analisa Peruba#an %orfologi Pantai
$etode ? : pertama kali diaplikasikan untuk mor#ologi pantai pada
pertengahan 19 *-an oleh Iinant et al (19 0), dimana ditemukan bah"a
sebagian besar !ariasi dalam kon#igurasi pro#il dicatat untuk eigen#unctions
pertama yang berhubungan terhadap #ungsi dari mean shoreline , bar berm dan
terrace 6ubrey (19 9), 7ick dan 7alrymple (1984), 'su et al (1985 dan 1994)dan ao et al (1998) juga menggunakan metode ? : untuk melakukan analisa
perubahan pro#il melintang pantai
Beberapa penelitian lainnya menganalisa perubahan garis pantai menyusur
pantai (long-shore) menggunakan metode ? : $uno;-Pere; et al , ( **1)
melakukan analisa ? : untuk mengukur !ariabilitas garis pantai sepanjang
pantai %edangkan $iller dan 7ean ( ** ) menganalisa !ariabilitas garis pantai
sepanjang pantai pada beberapa lokasi di 6merika dan 6ustralia %elain itu,
-
8/16/2019 teknik pantai.docx
24/24
@ithpring dan /anaka ( ** ) melakukan analisa perubahan topogra#i di muara
sungai 3atori akibat pembangunan pelabuhan >uriage dan di sekitar pelabuhan
%endai di 2epang 'su et al , (1994) mengembangkan model empirical
eigenfunction dua dimensi baru dari yang diusulkan sebelumnya ('su et al , 1985)
untuk prediksi perubahan pantai akibat kombinasi pengaruh transportasi sedimen
arah longshore dan cross-shore @iset terbaru dilakukan oleh :airley et al ( **9)
yang menggunakan metode ? : untuk menganalisa perubahan garis pantai di
belakang dua jenis desain detached breakwater , dengan menggunakan data
rekaman !ideo selama .* bulan, di pantai %ea Paling, nggris %ementara $uno;-
Pere; dan $edina ( *1*) mengaplikasikan metode ? : untuk membandingkan
!ariasi perubahan jangka panjang, menengah dan pendek dari pro#il pantai