BAB IV IDENTIFIKASI MASALAH DAN ANALISA DATAeprints.undip.ac.id/33999/7/1879_CHAPTER_IV.pdf · 44...

44

44

BAB IV

IDENTIFIKASI MASALAH DAN ANALISA DATA

4.1 Identifikasi Masalah

Secara Administratif Pantai Suradadi terletak di Desa Suradadi dan

Bojongsana Kecamatan Suradadi Kabupaten Tegal, Jawa Tengah. Batas wilayah

kedua desa tersebut yaitu:

� Utara : berbatasan dengan Laut Jawa

� Timur : berbatasan dengan Desa Kademangan Kecamatan Warureja

� Selatan : berbatasan dengan Desa Jatimulyo

� Barat : berbatasan dengan Desa Purwahamba

Gambar 4.1. Peta Lokasi Pantai Suradadi

Permasalahan yang timbul di daerah pantai biasanya berkembang tergantung

pada pertumbuhan manusia dan aktivitasnya di daerah yang bersangkutan.

Semakin ramai aktivitas suatu daerah tentunya sekecil apapun permasalahan yang

timbul akan dirasakan lebih banyak orang. Permasalahan kerusakan pantai yang

timbul di daerah pantai Suradadi terutama disebabkan oleh rob (luapan air laut)

dan abrasi pantai.

Lokasi..

45

45

Abrasi pantai Suradadi ini disebabkan karena faktor alam, dalam hal ini

adalah gelombang angin. Gelombang angin adalah gelombang yang timbul akibat

tiupan angin di permukaan laut. Gelombang dapat menimbulkan energi untuk

membentuk pantai, menimbulkan arus dan transpor sedimen dalam arah tegak

lurus dan sepanjang pantai. Hal ini sangat mengkhawatirkan karena hampir

sepanjang tepian pantai ini berupa perumahan penduduk dengan jarak sekitar 50

meter. Bahkan ada yang sudah mencapai pagar rumah.

Kepala Dinas Perikanan dan Peternakan Kabupaten Tegal Ir. Suhadi di

Tegal, Minggu (31/12/2006), mengatakan, tingkat abrasi yang terjadi di sepanjang

pantai Warurejo dan Suradadi itu meluas hingga permukiman penduduk. (Sumber:

Kapanlagi.com)

Oleh karena itulah maka meskipun tingkat abrasi di Suradadi tidak separah

di Desa Maribaya Kecamatan Kramat, namun dengan kondisi pantai yang berupa

pemukiman maka penanganan di pantai ini lebih diprioritaskan Dinas Perikanan

Kelautan dan Pertanian (PKP) Kabupaten Tegal. Untuk Desa Kedungkelor,

Kecamatan Warurejo dan Desa Suradadi, Kecamatan Suradadi, yang parah

abrasinya, penanganannya akan diprioritaskan.(Wawasan ,3 Agustus 2007)

Berdasarkan hasil pengamatan langsung di lapangan pada tanggal 12

September 2007 dan 4 Desember 2007 dapat dilihat beberapa akibat abrasi dan

penangan yang telah ada sebagai berikut:

Gambar 4.2. Rumah yang telah tersentuh abrasi di dekat Muara Pekijingan

Pekarangan rumah yang terabrasi

Utara

Groin

46

46

Gambar 4.3. Bibir Pantai Suradadi yang digunakan sebagian besar nelayan untuk

menyandarkan kapal

Dari panjang pantai sejauh 2,3 kilometer beberapa bagiannya telah

dilindungi dengan groin dari pasangan batu. Di sisi Kali Cenang ke arah timur

sejauh 1 km telah dibangun groin. Di sisi Kali Pekijingan ke arah barat sepanjang

200 m jaga telah dipasang groin dengan panjang tiap groin masing-masing 25 m.

Namun demikian proses abrasi masih berlangsung. Bukan hanya pada bagian

yang belum terlindungi tapi juga pada daerah yang telah dipasangi groin. Kondisi

pantai berlumpur (hasil studi pengujian tanah di Sungai Ketiwon dari Untag)

kurang sesuai untuk penggunaan groin.

Utara

Pemukiman nelayan

47

47

4.2 ANALISIS HYDRO-OCEANOGRAPHY

4.2.1 Pasang Surut

Pasang surut adalah fluktuasi muka air laut karena adanya gaya tarik

benda-benda di langit, terutama matahari dan bulan terhadap massa air laut di

Bumi. Elevasi muka air tertinggi (pasang) dan muka air terendah (surut) sangat

penting untuk perencanaan bangunan pantai (Triatmodjo, 1999)

Data pasang surut yang diperlukan adalah:

• HHWL : Highest High Water Level, yaitu elevasi tertinggi muka air selama

periode tertentu.

• MHWL : Mean High Water Level, yaitu rata-rata elevasi pasang (tinggi) muka

air selama periode tertentu.

• MSL : Mean Sea Level, yaitu elevasi tinggi muka air rata-rata.

• MLWL : Mean Low Water Level, yaitu rata-rata elevasi surut (rendah) muka

air pada periode tertentu.

• LLWL : Lowest Low Water Level, yaitu elevasi muka air terendah selama

periode tertentu.

Dari data pasang surut yang diperoleh dari BMG Maritim Semarang, tahun

2006, didapat data sebagai berikut:

Tabel 4.1 Tinggi muka air laut bulanan tahun 2006 di Pantai Suradadi Tegal

Bulan MSL(m) MHWL(m) MLWL(m) Januari 50,8 83,3 21,5 Februari 46,8 77,4 20,0 Maret 49,2 86,0 23,1 April 56,8 88,5 29,1 Mei 58,2 97,1 19,4 Juni 53,3 91,5 8,4 Juli 48,9 86,4 20,0 Agustus 46,4 83,5 4,6 September 43,8 80,5 19,1 Oktober 43,0 86,6 18,9 November 48,2 84,7 13,7 Desember 46,3 82,8 10,6

(Olahan data pasut hasil pengamatan BMG maritim Semarang, 2007)

48

48

0

20

40

60

80

100

120

140

1 366 731 1096 1461 1826 2191 2556 2921 3286 3651 4016 4381 4746 5111 5476 5841 6206 6571 6936

JAM

(cm

)Series1

HHWL

MHWL

MSL

MLWL

LLWL

Gambar 4.4 Grafik muka air laut Pantai Suradadi Tegal Tahun 2006

MHWL 7,8612

bulan tiap== ∑

MHWL cm

MLWL 6,1812

bulan tiap== ∑MLWL

cm

MSL 3,4912

bulan tiap== ∑MSL

cm

HHWL = 128 cm

LLWL = 0 cm

4.2.2 Angin

Data angin yang diperoleh akan digunakan untuk menentukan arah angin

dominan serta tinggi gelombang rencana. Data angin yang diperlukan adalah data

arah angin dan kecepatan angin dimana data tersebut didapat dari Stasiun

Meteorologi dan Geofisika (BMG) Maritim Semarang, tahun 2001 – 2006.

Tabel 4.2 Persentase kejadian angin tahun 1997-2006

KEC.ANGIN Arah Angin Keterangan (knot) U TL T TG S BD B BL Jumlah 0-5 1,26 1,42 0,08 0,19 1,26 4,35 0,16 1,10 9,83 6-10 4,85 10,90 0,36 0,79 16,76 28,59 1,12 9,18 72,56 11-15 0,44 1,26 0,05 0,16 1,86 5,92 0,66 5,18 15,53 16-20 0,00 0,00 0,00 0,05 0,14 0,30 0,14 1,18 1,81 21-25 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03 0,16 0,19 25-30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,08 0,08

Jumlah 6,55 13,59 0,49 1,21 20,02 39,17 2,11 16,87 100,00 (Data angin BMG Kota Tegal)

49

49

Gambar 4.5 Windrose tahun 1997-2006

Mengingat posisi Pantai Suradadi membujur dari barat ke timur dengan

bagian lautnya di sebelah utara, maka gelombang bisa terbentuk dari arah utara,

barat laut dan timur laut. Arah angin dominan dari arah barat laut (16,87 %).

50

50

4.2.3 Fetch

Fetch efektif akan digunakan pada grafik peramalan gelombang untuk

mengetahui tinggi, durasi dan periode gelombang. Fetch rata-rata efektif dihitung

dengan persamaan berikut ini (Triatmodjo, 1999) :

Keterangan :

Feff = Fetch rata – rata efektif

Xi = Panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke

ujung akhir fetch

α = Deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan

pertambahan 6o sampai Sudut 42o pada kedua sisi dari arah mata

angin.

Posisi Pantai Suradadi membujur dari Barat ke Timur dengan laut di sebelah

Utara. Dari windrose di dapatkan arah angin dominan datang dari arah Barat Laut.

Sehingga dalam perhitungan fetch efektif, posisi garis fetch utama (0o) ditarik ke

arah Barat Laut, timur laut dan utara.

Perhitungan fetch selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.3

Gambar 4.6 Segmen Fetch utara

51

51

Tabel 4.3 Perhitungan panjang fetch efektif

Arah Sudut(o) cos A panjang (km)

x. cos A (km)

Fetch efektif(km)

UT

AR

A

42 0,7431 570,21 423,723

590,108

36 0,8090 597,60 483,458 30 0,8660 571,46 494,880 24 0,9135 483,89 442,034 18 0,9511 460,65 438,124 12 0,9781 510,87 499,677 6 0,9945 1278,41 1271,376 0 1,0000 698,45 698,445 6 0,9945 595,53 592,250

12 0,9781 485,97 475,322 18 0,9511 483,48 459,833 24 0,9135 494,06 451,322 30 0,8660 520,41 450,675 36 0,8090 481,40 389,453 42 0,7431 541,16 402,136

BA

RA

T L

AU

T

42 0,7431 476,35 353,977

472,205

36 0,8090 495,65 400,979 30 0,8660 1362,38 1179,825 24 0,9135 346,03 316,100 18 0,9511 329,76 313,635 12 0,9781 1029,31 1006,770 6 0,9945 379,87 377,783 0 1,0000 410,69 410,688 6 0,9945 383,62 381,506

12 0,9781 358,13 350,285 18 0,9511 79,78 75,875 24 0,9135 77,18 70,508

TIM

UR

LA

UT

LA

UT

42 0,7431 496,08 368,637

412,656

36 0,8090 468,43 378,961 30 0,8660 362,45 313,880 24 0,9135 335,81 306,761 18 0,9511 341,42 324,728 12 0,9781 366,62 358,595 6 0,9945 356,83 354,869 0 1,0000 369,07 369,072 6 0,9945 442,08 439,649

12 0,9781 451,30 441,413 18 0,9511 497,23 472,917 24 0,9135 490,32 447,907

Untuk perhitungan selanjutnya digunakan fetch efektif sebesar 590,108 km

52

52

4.2.4 Peramalan Tinggi Dan Periode Gelombang Akibat Angin

Pembangkitan gelombang menggunakan menggunakan data angin

maksimum dari BMG Kota Tegal dengan menggunakan rumus Pembangkitan

gelombang pada laut dangkal (kedalaman 15-90 meter) dari SPM. Berikut contoh

perhitungan pembangkitan gelombang di Pantai Suradadi:

Tabel 4.4 Perhitungan pembangkitan gelombang Januari 1997

Tgl U Arah U (10) UL (10) RL UW UA Fetch Ho To

(knot) Angin (knot) (m/s) (m/s) (m/s) (km) (m) (detik) 1 17 BL 20,194 10,380 1,15 11,937 14,991 590 4,040 9,206 2 12 BL 14,255 7,327 1,27 9,277 10,995 590 2,778 7,600 3 6 BL 7,127 3,663 1,50 5,486 5,761 590 0,941 4,317 4 9 BL 10,691 5,495 1,36 7,485 8,444 590 1,869 6,105 5 10 BL 11,879 6,106 1,33 8,103 9,308 590 2,183 6,641 6 7 BL 8,315 4,274 1,45 6,180 6,671 590 1,239 4,942 7 12 BL 14,255 7,327 1,27 9,277 10,995 590 2,778 7,600 8 10 S 11,879 6,106 1,33 8,103 9,308 590 2,183 6,641 9 10 BL 11,879 6,106 1,33 8,103 9,308 590 2,183 6,641

10 13 BL 15,442 7,937 1,24 9,839 11,819 590 3,056 8,014 11 8 BL 9,503 4,885 1,40 6,846 7,565 590 1,552 5,538 12 10 S 11,879 6,106 1,33 8,103 9,308 590 2,183 6,641 13 7 BL 8,315 4,274 1,45 6,180 6,671 590 1,239 4,942 14 10 BL 11,879 6,106 1,33 8,103 9,308 590 2,183 6,641 15 9 BL 10,691 5,495 1,36 7,485 8,444 590 1,869 6,105 16 6 BL 7,127 3,663 1,50 5,486 5,761 590 0,941 4,317 17 10 BL 11,879 6,106 1,33 8,103 9,308 590 2,183 6,641 18 15 BL 17,818 9,159 1,19 10,915 13,428 590 3,572 8,702 19 12 BL 14,255 7,327 1,27 9,277 10,995 590 2,778 7,600 20 12 BL 14,255 7,327 1,27 9,277 10,995 590 2,778 7,600 21 12 BL 14,255 7,327 1,27 9,277 10,995 590 2,778 7,600 22 7 BL 8,315 4,274 1,45 6,180 6,671 590 1,239 4,942 23 25 BL 29,697 15,264 1,02 15,590 20,820 590 5,552 9,914 24 15 BL 17,818 9,159 1,19 10,915 13,428 590 3,572 8,702 25 10 BL 11,879 6,106 1,33 8,103 9,308 590 2,183 6,641 26 14 BL 16,630 8,548 1,21 10,384 12,630 590 3,321 8,382 27 12 BL 14,255 7,327 1,27 9,277 10,995 590 2,778 7,600 28 12 BL 14,255 7,327 1,27 9,277 10,995 590 2,778 7,600 29 6 BL 7,127 3,663 1,50 5,486 5,761 590 0,941 4,317 30 5 BL 5,939 3,053 1,56 4,757 4,835 590 0,670 3,660 31 11 BL 13,067 6,716 1,30 8,699 10,158 590 2,486 7,141

53

53

Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran. Cara perhitungan

tabel diatas akan dijelaskan di bawah ini:

1. Kolom 4

Konversi kecepatan dari ketinggian pengukuran angin 3 meter diubah menjadi

kecepatan angin pada ketinggian 10 meter. Contoh menggunakan data pada 1

Januari 1997. Ua = 17 knot

71

)()10(

10

=Z

UU z

71

)10( 3

1017

= xU = 20,194 knot

2. Kolom 5

Konversi kecepatan dari knot menjadi meter.

UL = 20, 194 x 0,514 =10,380 m/s

3. Kolom 6

Mencari angka koreksi kecepatang angin di darat ke laut.(gambar 2.14)

UL = 10,380 m/s RL= 1,15

4. Kolom 7

Menghitung kecepatan angin di laut.

UW = RL x UL

= 1,15 x 10,38

= 11,937 m/s

5. Kolom 8

Menghitung tegangan angin (UA)

23,171,0 WA xUU =

23,1937,1171,0 xU A =

= 14,991 m/s

6. Kolom 10

Menghitung tinggi gelombang (H), dengan g = 9,8 m/d2 ; Fetch = 590 km; UA =

14,991 m/s dan d=50 meter adalah:

54

54

g

Ux

U

gd

U

gF

xU

gdxH

A

A

A

A

2

21

43

2

243

2

53,0tanh

00565,0tanh53,0tanh283,0

=

8,9

991,14

991,14

508,953,0tanh

991,14

10005908,900565,0

tanh991,14

508,953,0tanh283,0

2

43

2

21

243

2x

x

xx

xx

x

=

= 4,040 m

g

Ux

U

gd

U

gF

xU

gdxT

A

A

A

A

2

83

2

31

283

2

833,0tanh

00379,0tanh833,0tanh54,7

=

8,9

991,14

991,14833,0tanh

991,14

10005908,900379,0

tanh991,14

508,9833,0tanh54,7

2

83

2

31

283

2x

gd

xx

xx

x

=

= 9,206 detik

Tabel 4.5 Pembangkitan gelombang Pantai Suradadi 1997- 2006

Tinggi gelombang Arah Gelombang Keterangan

(m) U TL T TG S BD B BL Jumlah <0,75 1,26 1,42 0,08 0,19 1,26 4,35 0,16 1,10 9,83

0,75-1,0 0,60 1,67 0,05 0,19 1,86 3,15 0,14 1,07 8,74 1,0-1,25 1,07 2,36 0,03 0,16 3,18 5,75 0,25 1,94 14,74 1,25-1,5 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,5-2,0 2,41 4,11 0,11 0,36 7,34 10,98 0,47 3,15 28,92 2,0-3,0 1,07 3,56 0,19 0,14 5,89 13,01 0,52 6,19 30,57 >3,0 0,14 0,47 0,03 0,16 0,49 1,92 0,58 3,42 7,20

Jumlah 6,55 13,59 0,49 1,21 20,02 39,17 2,11 16,87 100,00

55

55

Gambar 4.7 Waverose Pantai Suradadi tahun 1997-2006

Waverose pada Gambar 4.7 dibuat berdasarkan data gelombang

maksimum dari Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG) Tegal, dari tahun 1997-

2006.

Untuk keperluan perencanaan bangunan pantai, perlu dipilih tinggi dan

periode gelombang tunggal yang dapat mewakili suatu spektrum gelombang.

Bentuk yang paling banyak digunakan adalah Gelombang 33% (H33) atau tinggi

rerata dari 1/3 nilai tertinggi dari pencatatan gelombang. Nilai tersebut dapat juga

disebut tinggi gelombang signifikan (Triatmodjo, 1996).

Perhitungan gelombang 33% (gelombang signifikan, Hs) adalah :

Jumlah data selama 10 tahun = 10 x 365 + 2 (tahun kabisat) = 3652

n = 33% x 3652 data = 1217,33 ≈ 1217 data

m 657,21217

3234,86

121733 === ∑HH

detik 7,342 1217

8937,67

121733 === ∑TT

56

56

Jadi tinggi dan periode gelombang signifikan tahun 1997-2006 adalah

2,657 meter dan 7,342 detik. Setelah didapatkan data gelombang signifikan

kemudian dilanjutkan dengan perhitungan periode ulang gelombang untuk 2,5,10,

25, 50 dan 100 tahun.

4.2.5 Periode Ulang Gelombang

Digunakan dua metode yang digunakan untuk gelombang dengan periode

ulang tertentu, yaitu distribusi Gumbel (Fisher-Tippett Type I) dan distribusi

Weibull.

Tabel 4.6 Pedoman pemilihan jenis dan kala ulang gelombang

NO Jenis Bangunan Gelombang rencana

Jenis Gelombang Kala Ulang

1

2

3

Struktur fleksibel (”rubble strcture”)

Struktur semi-kaku

Struktur kaku (rigid)

Hs

H0,1 – H0,01

H0,01 – Hmaks

10 -50 th

10 -50 th

10 -50 th

(Yuwono, 1982)

4.2.5.1 Metode Fisher-Tippett Type I

Dalam metode Fisher-Tippett Type I, data probabilitas ditetapkan untuk

setiap tinggi gelombang sebagai berikut (Triatmodjo, 1999):

12,0

44,01)(

+−−=≤

Tsms N

mHHP

Dimana: P(Hs≤Hsm) : Probabilitas dari tinggi gelombang representatif ke-m

yang tidak dilampaui.

Hsm : Tinggi gelombang urutan ke-m.

m : Nomor urut tinggi gelombang signifikan.

: 1,2,3,….N

NT : Jumlah kejadian gelombang selama pencatatan.

Tinggi gelombang signifikan untuk berbagai periode ulang dihitung dari

fungsi distribusi probabilitas dengan rumus sebagai berikut dengan Â dan B adalah

57

57

perkiraan dari parameter skala dan lokal yang diperoleh dari analisis regresi linear

(Triatmodjo, 1999):

Hsr = Â yr+B

→ )}1

1ln(ln{r

r LTy −−−=

→ )}(lnln{ smsm HHPy ≤−−=

Dimana: Hsr : Tinggi gelombang signifikan dengan periode ulang Tr

Tr : Periode ulang (tahun)

K : Panjang data (tahun)

L : Rerata jumlah kejadian per-tahun = NT / K

Perhitungan selengkapnya ditunjukkan pada Tabel 4.6 berikut ini:

Tabel 4.7 Hitungan gelombang dengan periode ulang (Metode Fisher Tippett

Type I)

Tahun ke-

Hsm (m) P Ym Hsm.Ym Ym²

(Hsm-Ĥsm)2

1 2 3 4 5 6 7 1 3,025 0,945 2,866 8,670 8,214 0,152 2 2,892 0,846 1,787 5,170 3,194 0,066 3 2,763 0,747 1,232 3,404 1,518 0,016 4 2,701 0,648 0,836 2,258 0,699 0,004 5 2,690 0,549 0,513 1,379 0,263 0,003 6 2,602 0,451 0,227 0,590 0,051 0,001 7 2,586 0,352 -0,044 -0,113 0,002 0,002 8 2,528 0,253 -0,318 -0,804 0,101 0,012 9 2,420 0,154 -0,626 -1,515 0,392 0,046

10 2,149 0,055 -1,063 -2,284 1,129 0,237 Jml 26,357 5,000 5,410 16,755 15,564 0,540 rata2 2,636 0,541

Keterangan:

1. Kolom 1 menunjukkan jumlah tahun yang ditinjau (1997-2006)

2. Kolom 2 merupakan tinggi gelombang signifikan yang terjadi tiap tahun

dari 1997-2006, dan diurutkan dari nilai terbesar sampai terkecil.

3. Kolom 3 dihitung dengan rumus 12,0

44,01)(

+−−=≤

Tsms N

mHHP

58

58

4. Kolom 4 dihitung dengan rumus )}(lnln{ smsm HHPy ≤−−=

Dari Tabel 4.7, didapat beberapa parameter berikut ini:

• N (jumlah data tinggi gelombang signifikan) =10

• NT (jumlah kejadian gelombang selama pencatatan) = 10

• 110

10 ===TN

Nv

• mH sm 636,210

26,357==

• K (panjang data) = 10 tahun

• λ = 1

• my 0.54110

5.410==

• Deviasi standar data tinggi gelombang signifikan:

245,0540,0110

1)(

1

12/12/1

1

2 =

−=

−−

= ∑=

xHHN

HN

i

smsmsσ

Dari beberapa nilai di atas dapat dihitung parameter Â dan B berdasarkan

data Hsm dan ym pada kolom 2 dan 4 Tabel 4.6 dengan menggunakan persamaan

berikut ini (Triatmodjo, 1999):

Hsr = Â yr+ B

Dengan:

Â ( )( )

( ) ( ) 197,05,41015,56410

5,410357,6216,77510222

=−

−=−

−=

∑ ∑∑ ∑ ∑ x

yyn

yHyHn

mm

msmmsm

B = smH – Â my

= 2,636 – 0,197 x 0.541

= 2,529

Persamaan regresi yang diperoleh adalah:

Hsr=0,197yr+2,529

59

59

Selanjutnya hitungan tinggi gelombang signifikan dengan beberapa

periode ulang tertentu dilakukan dalam Tabel 4.8.

Tabel 4.8 Gelombang dengan periode ulang tertentu

(Metode Fisher Tippett Type I)

Periode Yr Hsr σnr σr Hs-1,28σr Hs+1,28σr Ulang (m) (m) (m) (tahun)

1 2 3 4 5 6 7 2 0,367 2,601 0,337 0,082 2,496 2,707 5 1,500 2,825 0,571 0,140 2,646 3,004

10 2,250 2,973 0,780 0,191 2,729 3,218 25 3,199 3,160 1,062 0,260 2,828 3,493 50 3,902 3,299 1,277 0,313 2,899 3,699

100 4,600 3,437 1,492 0,365 2,970 3,905

Keterangan:

• Kolom 1 merupakan periode ulang yang diperhitungkan.

• Kolom 2 dihitung dengan menggunakan rumus (Triatmodjo, 1999):

−−−=

rr LT

y1

1lnln

Dengan:



L : Rerata jumlah kejadian per tahun = NT/K

• Kolom 3 adalah perkiraan tinggi gelombang yang dihitung dengan persamaan

regresi linier yang telah didapatkan dari perhitungan sebelumnya:

Hsr=0,197yr+2,529

• Kolom 4 didapat dengan menggunakan rumus (Triatmodjo, 1999):

( )[ ] 2/12ln11

vcyN

rnr εασ +−+=

Dengan:

σnr : Standar deviasi yang dinormalkan dari tinggi gelombang signifikan

dengan periode ulang Tr

N : Jumlah data tinggi gelombang signifikan

60

60

005,164,0 1ln93,0100,9ln1

3,13,12 === −+−+ −− xvkN eeααα

α1, α2, e, ε, k : Koefisien empiris yang diberikan oleh Tabel 4.8

Tabel 4.9 Koefisien untuk menghitung deviasi standar (Triatmodjo, 1999)

Distribusi α1 α2 k c ε Fisher-Tippett Type I 0,64 9 0,93 0 1,33 Weibull (k=0,75) 1,65 11,4 -0,63 0 1,15 Weibull (k=1,0) 1,92 11,4 0 0,3 0,9 Weibull (k=1,4) 2,05 11,4 0,69 0,4 0,72 Weibull (k=2,0) 2,24 11,4 1,34 0,5 0,54


snrr Hσσσ =

Dengan :

σr : Kesalahan standar dari tinggi gelombang signifikan dengan periode

ulang Tr.

σHs : Deviasi standar dari data tinggi gelombang signifikan = 0,197

4.2.5.2 Metode Weibull

Hitungan perkiraan tinggi gelombang ekstrim dilakukan dengan cara yang

sama seperti Metode Fisher-Tippet Type I, hanya persamaan dan koefisien yang

digunakan disesuaikan dengan Metode Weibull.

Rumus probabilitas yang digunakan untuk Metode Weibull adalah sebagai

berikut (Triatmodjo, 1999):

kN

km

HHP

T

sms 23,02,0

27,022,0

1)(++

−−−=≤

Dimana:

P(Hs≤Hsm) : Probabilitas dari tinggi gelombang representatif ke-m yang

tidak dilampaui.

Hsm : Tinggi gelombang urutan ke-m.

m : Nomor urut tinggi gelombang signifikan.

61

61

: 1,2,3,….N

NT : Jumlah kejadian gelombang selama pencatatan

k : Parameter bentuk (Kolom pertama Tabel 4.9), dalam laporan

ini dipakai k=0,75

Tinggi gelombang signifikan untuk berbagai periode ulang dihitung dari

fungsi distribusi probabilitas dengan rumus sebagai berikut dengan A dan B

adalah perkiraan dari parameter skala dan lokal yang diperoleh dari analisis

regresi linier (Triatmodjo, 1999):

Hm = Â ym+ B

atau

Hsr = Â ym+ B

Dimana ym diberikan oleh bentuk berikut:

{ }[ ] ksmsm HHPy /1)(1ln ≤−−=

Sedangkan yr diberikan oleh bentuk berikut:

( ){ } krr LTy /1ln=

Dengan:

Hsr : Tinggi gelombang signifikan dengan periode ulang Tr.




Tabel 4.10 Hitungan gelombang dengan periode ulang (Metode Weibull)

Tahun ke- Hsm(m) P Ym Hsm.Ym Ym² (Hsm-Ĥsm)2 1 2 3 4 5 6 7

1 3,025 0,955 4,534 13,714 20,553 0,152 2 2,892 0,860 2,460 7,114 6,050 0,066 3 2,763 0,764 1,633 4,512 2,667 0,016 4 2,701 0,669 1,142 3,084 1,303 0,004 5 2,690 0,573 0,807 2,170 0,651 0,003 6 2,602 0,478 0,562 1,462 0,316 0,001 7 2,586 0,382 0,377 0,975 0,142 0,002 8 2,528 0,286 0,235 0,594 0,055 0,012 9 2,420 0,191 0,126 0,305 0,016 0,046

62

62

10 2,149 0,095 0,047 0,100 0,002 0,237 Jml 26,357 5,253 11,921 34,031 31,754 0,540 rata2 2,636 1,192

Keterangan:

1. Kolom 1 menunjukkan jumlah tahun yang ditinjau (1997-2006)

2. Kolom 2 merupakan tinggi gelombang signifikan yang terjadi tiap tahun

dari 1997-2006, dan diurutkan dari nilai terbesar sampai terkecil.

3. Kolom 3 dihitung dengan rumus

kN

km

HHP

T

sms 23,02,0

27,022,0

1)(++

−−−=≤

4. Kolom 4 dihitung dengan rumus { }[ ] ksmsm HHPy /1)(1ln ≤−−=

Dari Tabel 4.9, didapat beberapa parameter berikut ini:

• N (jumlah data tinggi gelombang signifikan) =10

• NT (jumlah kejadian gelombang selama pencatatan) = 10

• 110

10 ===TN

Nv

• mH sm 636,210

26,357==

• K (panjang data) = 10 tahun

• λ = 1

• my 192,110

921,11 ==

• Deviasi standar data tinggi gelombang signifikan:

245,0540,0110

1)(

1

12/12/1

1

2 =

−=

−−

= ∑=

xHHN

HN

i

smsmsσ

Dari beberapa nilai di atas dapat dihitung parameter Â dan B berdasarkan

data Hsm dan ym pada kolom 2 dan 4 Tabel 4.10 dengan menggunakan persamaan

berikut ini (Triatmodjo, 1999):

Hsr = Â yr+ B

Dengan:

63

63

Â ( )( )

( ) ( ) 0,14911,92131,75410

921,11357,6234,03110222

=−

−=−

−=

∑ ∑∑ ∑ ∑ x

yyn

yHyHn

mm

msmmsm

B = smH – Â my

= 2,636 – 0,149 x 1,192

= 2,458

Persamaan regresi yang diperoleh adalah :

Hsr=0,149 yr+2,458

Selanjutnya hitungan tinggi gelombang signifikan dengan beberapa

periode ulang tertentu dilakukan dalam Tabel 4.11.

Tabel 4.11 Gelombang dengan periode ulang tertentu (Metode Weibull)

Periode Yr Hsr σnr σr Hs-1,28σr Hs+1,28σr Ulang (m) (m) (m) (tahun)

1 2 3 4 5 6 7 2 0,613 2,550 0,378 0,092 2,431 2,668 5 1,886 2,739 0,709 0,174 2,517 2,961

10 3,041 2,911 1,071 0,262 2,575 3,247 25 4,753 3,166 1,631 0,399 2,654 3,677 50 6,164 3,376 2,099 0,514 2,718 4,033

100 7,662 3,598 2,599 0,636 2,784 4,413

Keterangan:

• Kolom 1 merupakan periode ulang yang diperhitungkan.

• Kolom 2 dihitung dengan menggunakan rumus (Triatmodjo, 1999):

( ){ } krr LTy /1ln=

Dengan:




k : Parameter bentuk = 0,75

64

64

• Kolom 3 adalah perkiraan tinggi gelombang yang dihitung dengan persamaan

regresi linier yang telah didapatkan dari perhitungan sebelumnya:

Hsr=0,827 yr+2,413


( )[ ] 2/12ln11

vcyN

rnr εασ +−+=

Dengan:

σnr : Standar deviasi yang dinormalkan dari tinggi gelombang signifikan

dengan periode ulang Tr

N : Jumlah data tinggi gelombang signifikan

133,165,1 1ln63,0104,11ln1

3,13,12 === −−−+ −− xvkN eeααα

α1, α2, e, ε, k : Koefisien empiris yang diberikan oleh Tabel 4.8


snrr Hσσσ =

Dengan :

σr : Kesalahan standar dari tinggi gelombang signifikan dengan periode

ulang Tr.

σHs : Deviasi standar dari data tinggi gelombang signifikan = 0,245

Tabel 4.12 Perbandingan gelombang dengan periode ulang tertentu

(Metode Weibull & Metode Fisher-Tippet Tipe I)

Periode Fisher-Tippett Weibull 0,75

Ulang Hs-

1,28σr Hsr Hs+1,28σr Hs-

1,28σr Hsr Hs+1,28σr (tahun) (m) (m) (m) (m) (m) (m)

2 2,496 2,601 2,707 2,431 2,550 2,668 5 2,646 2,825 3,004 2,517 2,739 2,961

10 2,729 2,973 3,218 2,575 2,911 3,247 25 2,828 3,160 3,493 2,654 3,166 3,677 50 2,899 3,299 3,699 2,718 3,376 4,033

100 2,970 3,437 3,905 2,784 3,598 4,413

65

65

Perbandingan Fisher-Weibull

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

2 5 10 25 50 100

Periode Ulang (tahun)

Hs

(m)

+1,28σr

Fisher

-1,28σr

+1,28σr

weibull

-1,28σr

Gambar 4.8 grafik perbandingan Fisher-Weibull

Tinggi Hs dari kedua metode tersebut hampir sama. Pada Laporan ini

diambil Hs dari metode Weibul dengan periode ulang 50 tahun. Sehingga

diperoleh Hs = 3,299 m.

Tinggi Gelombang-Periode

y = 0.0079x5 - 0.1403x4 + 0.902x3 - 2.7704x2 + 5.6898x + 0.8273

R2 = 0.9994

0

2

4

6

8

10

12

0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000

H (m)

T (

det

ik)

Gambar 4.9 grafik perbandingan tinggi gelombang-periode

Dari grafik di atas didapat persamaan yang paling mewakili

perbandingan antara tinggi gelombang (H) dan periode (T).

66

66

y = 0,0079x5 - 0,1403x

4 + 0,902x

3 - 2,7704x

2 + 5,6898x + 0,8273

sehingga T untuk Hs = 3,299 m bisa dihitung

Ts = 0,0079 x 3,2995-0,1403x3,299

4+ 0,902x3,299

3- 2,7704x3,299

2

+ 5,6898x 3,299+ 0,8273

= 8,301 detik

4.2.6 Penentuan Tinggi dan Kedalaman Gelombang Pecah

Pantai Suradadi adalah pantai yang membujur dari Barat ke Timur. Arah

gelombang datang dari arah Utara (αo=0o). Data gelombang dari perhitungan

gelombang signifikan adalah:

- Tinggi gelombang (Hs) = 3,299 meter

- Periode gelombang (T) = 8,301 detik

- Kemiringan dasar (m) dari peta bathimetri Bakosurtanal = 0,01

● Perhitungan Koefisien Pendangkalan (Shoaling)

49,107301,856,156,1 22 === xxTLo m

Untuk kedalaman d = 2 meter dari MSL, maka:

019,049,107

2 ==oL

d

Dari lampiran Tabel L-1 didapat: 9609,005611,0 =→= nL

d

95,12301,8

49,107 ===T

LC o

o m/d

644,3405611,0

2

05611,0=== d

L m

67

67

● Perhitungan Koefisien Refraksi

3,4301,8

644,34 ===T

LC m/d

ooo

oC

CSin 000sin

95,12

3,4sin =⇒=== ααα

Maka nilai Koefisien Refraksi adalah:

10cos

0cos

cos

cos ===α

αK o

r

Dari perhitungan koefisien di atas didapatkan tinggi gelombang ekivalen adalah

sebagai berikut:

H’o = Kr x H

= 1 x 3,299

= 3,299 m

00488,0301,881,9

299,3'22

==xgT

H o

Dari Grafik Penentuan Tinggi Gelombang Pecah pada Gambar 2.19, diperoleh:

1'

=o

b

H

H,05

Hb = 3,299 x 1,05 = 3,464 m

( ) ( )

( ) ( ) 856,01

56,1

1

56,1

5705,7175,43175,43

01,05,195,19

01,01919

=+

=+

=

=−=−=

−−

−−

xm

xm

eeb

eea

Maka:

−

=

2

1

gT

aHb

H

d

bb

b

−=

2301,881,9

570,7464,3856,0

1

464,3

x

x

d b

239,4=bd m

Jadi tinggi gelombang pecah (Hb) dan kedalaman (db) gelombang pecah adalah

3,464 m dan 4,239 m.

68

68

4.2.7 Transpor Sedimen

Angkutan sedimen sepanjang pantai dihitung dengan rumus (Triatmodjo,

1999):

Qs = K Pln

Pl = 8

gρHb

2 Cb sin αb cos αb

Keterangan :

Qs : Angkutan sedimen sepanjang (m3/hari)

Pl : Komponen fluks energy gelombang sepanjang pantai pada saat

pecah (Nm/d/m)

ρ : Rapat massa air laut (kg/m3)

Hb : Tinggi gelombang pecah (m)

Cb : Cepat rambat gelombang pecah (m/d) = bgd

αb : Sudut gelombang pecah

K, n : Konstanta

Perhitungan : • Utara

Dari hasil perhitungan gelombang rata-rata yang bisa dilihat pada lampiran

untuk arah utara diperoleh :

Jumlah data gelombang dari arah utara 1127 data

Jumlah H = 1.689,8 m Hrata-rata (100H ) = 1,499 m

Jumlah T = 6.012,079 detik Trata-rata (100T ) = 5,335 detik

Kemudian dapat dicari :

Lo = 1,56 x T2

= 1,56 x 5,3352

= 44,4 m


69

69

Co = 323,8335,5

4,44 ==T

Lo m/d

045,04,44

2 ==oL

d


10cos

0cos

cos

cos ===α

αK o

r

Dari perhitungan koefisien di atas didapatkan tinggi gelombang ekivalen (H)

adalah sebagai berikut:

H’o = Kr x H

= 1 x 1,499

= 1,499 m

00536,0335,581,9

499,1'22

==xgT

H o

Dari grafik penentuan tinggi gelombang pecah pada Gambar 2.19, diperoleh:

=o

b

H

H

' 1,05

Hb = 1,561 x 1,05 = 1,639 m

( ) ( )

( ) ( ) 856,01

56,1

1

56,1

5705,7175,43175,43

01,05,195,19

01,01919

=+

=+

=

=−=−=

−−

−−

xm

xm

eeb

eea

Maka:

−

=

2

1

gT

aHb

H

d

bb

b

−=

2335,581,9

639,15705.7856,0

1

639,1

x

x

db

=bd 2,020 m

70

70

Cb = bgd

= 020,281,9 ×

= 4,451

Sin αb = αsinc

cb

= °0sin23,8

451,4

= 0

αb = 0o

Pl = 8

gρHb


= °×°××× 0cos0sin451,4639,18

03,1 2

= 0 ton m/hari/m

• Barat Laut


untuk arah barat laut diperoleh :

Jumlah data gelombang dari arah barat laut 769 data




Lo = 1,56 x T2

= 1,56 x 5,3352

= 63,76 m


Co = 9731,9393,6

76,63 ==T

Lo m/d

031,076,63

2 ==oL

d

71

71

Dari lampiran Tabel L-1 didapat: 07261,0=L

d

544,2707261,0

2 ==L


309,4393,6

544,27 ===T

LC m/d

ooo

oC

CSin 79,17306,045sin

9731,9

309,4sin =⇒=== ααα


862,079,17cos

45cos

cos

cos===

α

αK o

r

Dari perhitungan koefisien di atas didapatkan tinggi gelombang ekivalen (H)


H’o = Kr x H

= 0,862 x 2,132

= 1,837 m

00458,0393,681,9

837,1'22

==xgT

H o

Dari Grafik Penentuan Tinggi Gelombang Pecah pada Gambar 2.19,

diperoleh:

=o

b

H

H

' 1,05

Hb = 1,837 x 1,05 = 1,929 m

( ) ( )

( ) ( ) 856,01

56,1

1

56,1

5705,7175,43175,43

01,05,195,19

01,01919

=+

=+

=

=−=−=

−−

−−

xm

xm

eeb

eea

Maka:

−

=

2

1

gT

aHb

H

d

bb

b

72

72

−=

2393,681,9

929,15705,7856,0

1

929,1

x

x

db

=bd 2,357 m

Cb = bgd

= 357,281,9 ×

= 4,809

Sin αb = ob

c

c αsin0

= °45sin973,9

809,4

= 0,341

αb = 19,94o

Pl = 8

gρHb


= 94,19cos94,19sin809,4929,18

03,1 2 ××××

= 0,739 tm/dt/m

= 0,739 x 24 x 3.600

= 63.817 ton m/hari/m

• Timur Laut


untuk timur laut laut diperoleh :

Jumlah data gelombang dari arah barat laut 678 data




Lo = 1,56 x T2

= 1,56 x 5,8992

73

73

= 54,29 m


Co = 202,9899,5

29,54 ==T

Lo m/d

037,076,63

2 ==oL

d

Dari lampiran Tabel L-1 0798,0=L

d

349,25798,0

2

0798,0=== d

L


965,3393,6

349,25 ===T

LC m/d

ooo

oC

CSin 73,17305,045sin

202,9

965,3sin =⇒=== ααα


742,073,17cos

45cos

cos

cos===

α

αK o

r

Dari perhitungan koefisien di atas didapatkan tinggi gelombang ekivalen


H’o =Kr x H

= 0,742 x 1,671

= 1,240 m

00363,0899,581,9

240,1'22

==xgT

H o

Dari Grafik Penentuan Tinggi Gelombang Pecah pada Gambar 2.5, diperoleh:

=o

b

H

H

' 1,1

Hb = 1,240 x 1,1 = 1,364 m

74

74

( ) ( )

( ) ( ) 856,01

56,1

1

56,1

5705,7175,43175,43

01,05,195,19

01,01919

=+

=+

=

=−=−=

−−

−−

xm

xm

eeb

eea

Maka:

−

=

2

1

gT

aHb

H

d

bb

b

−=

2899,581,9

364,15705,7856,0

1

364,1

x

x

db

=bd 1,652 m

Cb = bgd

= 652,181,9 ×

= 4,025

Sin αb = oo

b

c

c αsin

= °45sin202,9

025,4

= 0,309

αb = 18,02

Pl = 8

gρHb


= 02,18cos02,18sin025,4364,18

03,1 2 ××××

= 0,284 tm/dt/m

= 0,284 x 24 x 3.600

= 24.506 ton m/hari/m

75

75

Perhitungan Dengan Rumus CERC

• Barat Laut

P1 = 63.817 ton m/hari/m

Qs = 0,401 x P1

= 0,401 x 63.817

= 25.591 m3/hari

• Timur Laut

P1 = 24.506 ton m/hari/m

Qs = 0,401 x P1

= 0,401 x 24.506

= 9.827 m3/hari

Dari hasil pengamatan tersebut , dimana terdapat selisih jumlah sedimen

antara arah barat laut dan timur laut, maka dapat dipastikan bahwa di Pantai

Suradadi terdapat angkutan sedimen ke satu arah (longshore transport) . Hal

inilah yang menyebabkan terjadinya proses abrasi maupun sedimentasi pada

pantai-pantai tertentu. Namun untuk mengetahui perubahan garis pantai Suradadi,

perlu perhitungan yang lebih kompleks. Hal ini bisa dikalkulasi oleh program

genesis yang akan ditampilkan di bab berikutnya.

BAB IV IDENTIFIKASI MASALAH DAN ANALISA DATAeprints.undip.ac.id/33999/7/1879_CHAPTER_IV.pdf · 44...

Documents

Transcript of BAB IV IDENTIFIKASI MASALAH DAN ANALISA DATAeprints.undip.ac.id/33999/7/1879_CHAPTER_IV.pdf · 44...