Prediksi Parameter Gelombang Yang Dibangkitkan Oleh Angin Untuk Lokasi Pantai Cermin

  PREDIKSI PARAMETER GELOMBANG YANG DIBANGKITKAN OLEH ANGIN UNTUK LOKASI PANTAI CERMIN TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk Menempuh Ujian Sarjana Teknik Sipil Oleh:

VIOLA HERTA PURBA 09 0424 045 BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSION DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan rahmatNya yang telah diberikan kepada saya sehingga Tugas Akhir ini yang berjudul "Prediksi Parameter Gelombang Yang Dibangkitkan Oleh Angin Untuk Lokasi Pantai Cermin" dapat diselesaikan dengan baik.

  Dalam proses pembuatan Tugas Akhir ini, penulis telah mendapatkan bimbingan, dukungan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual, informasi, maupun administrasi. Oleh karena itu, sudah selayaknya penulis menyampaikan terimakasih kepada:

  1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara; 2. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc, sebagai Koordinator Program

  Pendidikan Sarjana Ekstensi Jurusan Teknik Sipil; 3. Bapak Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc sebagai dosen pembimbing yang telah membimbing penulis dalam penulisan tugas akhir ini, terima kasih banyak pak atas pengertian dan bantuannya; 4. Bapak Ir. Makmur Ginting, M.Sc. dan Bapak Ivan Indrawan, ST, MT, selaku

  Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberi masukan yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini;

  5. Seluruh dosen dan pegawai Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan Teknik Sipil;

  6. Terima kasih yang teristimewa, penulis ucapkan kepada Kedua Orangtua saya, Bapak Putra Purba dan Nande Roslianaty Tarigan yang telah sabar mendidik, membimbing, membesarkan, dan selalu senantiasa memberikan dukungan dan doa kepada saya; 7. Buat kakak dan adik saya, Diana Rehulina Purba dan Tifany Purbani Purba, serta dua keponakan saya yang selalu bisa membuat saya tersenyum dan semangat,

  Obama Jeremia Tuahta Simanjuntak dan Albert Salomo Mehaga Simanjuntak, Love You All; 8. Kepada BTPS yang telah banyak membantu dan selalu mendukung, mendoakan, memberikan semangat, serta selalu sabar, makasi banyak BTPS;

  9. Kepada sahabat-sahabat baik saya di Binjai, yang selalu memotivasi, Bos terbaik saya di kantor yang selalu mendukung dan memberikan ijin kapan saja kepada saya untuk urusan ke kampus, makasi banyak dukungannya bos; 10. Kepada seluruh rekan-rekan mahasiswa ekstensi 2009, yang telah sama-sama berjuang dan saling memotivasi hingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini;

  11. Abang/Kakak pegawai Jurusan Kak Lince, Bang Zul, Bang Edi, dan Bang Amin.

  Semoga Tuhan Yesus Kristus membalas dan melimpahkan berkat dan rahmatNya kepada kita semua, dan atas dukungan yang telah diberikan penulis ucapkan banyak terima kasih. Akhirnya, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

  Medan, Pebruari 2015 Hormat Saya

  VIOLA HERTA PURBA NIM. 090424045 Pantai Cermin adalah salah satu objek wisata yang ada di Sumatera utara, khususnya di Kabupaten Serdang Bedagai. Pantai dapat terbentuk karena adanya hantaman gelombang ke tepi daratan tanpa henti. Dalam perencanaan pembangunan kontruksi di daerah pantai, perlu mempertimbangkan dan memperhitungkan kondisi lapangan yang ada, salah satunya adalah data angin dan data gelombang. Data angin yang dapat digunakan untuk pertimbangan penematan posisi pemecah gelombang, alur pelayaran, dan perhitungan konstruksi bangunan pelabuhan. Sedangkan Tinggi gelombang dapat digunakan untuk perencanaan elevasi dermaga, dan perhitungan konstruksi pemecah gelombang.

  Tahap awal dalam menyelesaikan tugas akhir ini adalah dengan mengumpulkan data yang dibutuhkan baik primer maupun sekunder, dan data yang paling penting adalah data angin berupa arah angin dan kecepatan angin rata-rata dari tahun 2002 - 2012 yang dalam hal ini didapat dari Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) Stasiun Meteorologi Maritim Belawan.

  Dari data angin yaitu arah angin diperoleh arah angin dominan, yaitu terjadi pada arah Timur Laut. Total persentasi angin Wind Rose dari arah timur laut yaitu sebesar 65,91%, dimana kecepatan angin dominan terjadi pada interval 3-5 knot, dengan presentase sebesar 46,21%. Perhitungan Fetch arah Timur Laut adalah sebesar 257,25 km. Dari ketiga rumus untuk menghitung tinggi gelombang Wave Rose, diperoleh tinggi gelombang yang paling dominan terjadi pada interval 0,20

• – 0,40 meter, sehingga dipergunakan tinggi gelombang sebesar 0,40 meter. Rata- rata Periode Gelombang yang diperoleh dari ketiga perhitungan rumus diperoleh periode gelombang sebesar 5,793 detik.

  Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa Pantai Cermin masih tergolong aman dari frekuensi gelombang tinggi yang berbahaya. Untuk mendapatkan hasil analisa yang lebih baik diperlukan suatu studi yang lebih lanjut, dan didukung oleh data lapangan yang lebih lengkap dan dalam jangka waktu yang lebih lama, sehingga nantinya dapat berguna dalam merencanakan pembangunan di sekitar Pantai Cermin ke depannya.

  Kata Kunci: Pantai Cermin, Wind Rose, Wave Rose, Periode Gelombang iii

  KATA PENGANTAR ............................................................................................ i ABSTRAK ............................................................................................................. iii DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... x DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xiii DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xii

  BAB I. PENDAHULUAN

  1.1 Umum ............................................................................................... 1

  1.2 Latar Belakang .................................................................................. 2

  1.3 Perumusan Masalah .......................................................................... 4

  1.4 Tujuan Tugas Akhir ........................................................................... 5

  1.5 Manfaat .............................................................................................. 5

  1.6 Ruang Lingkup dan Pembatasan Masalah ......................................... 6

  1.7 Metodologi Penulisan ........................................................................ 7

  1.8 Sistematika Penulisan ........................................................................ 7

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Definisi Pantai ................................................................................... 9

  2.2 Gelombang ...................................................................................... 10

  2.3 Pembangkit Gelombang Oleh Angin (Triatmodjo, 1999) ............... 11

  2.5 Data Angin ....................................................................................... 18

  2.6 Konversi Kecepatan Angin .............................................................. 20

  2.7 Fetch (Panjang Penjalaran Gelombang)........................................... 22

  2.8 Menentukan Tinggi Gelombang berdasarkan Peramalan Gelombang di Laut Dalam .................................................................................. 22

  BAB III LOKASI DAN METODOLOGI PENELITIAN

  3.1 Data Umum Penelitian ..................................................................... 25

  3.2 Tahap Penelitian .............................................................................. 26

  3.3 Pengumpulan Data .......................................................................... 26

  3.4 Analisa Data .................................................................................... 27

  BAB IV ANALISA DATA

  4.1 Data Teknis ..................................................................................... 34

  4.1.1 Data Angin .............................................................................. 34

  4.1.2 Perhitungan Gelombang Berdasarkan Panjang Fetch ............. 39

  4.2 Menentukan Tinggi Gelombang berdasarkan Peramalan Gelombang di Laut Dalam ................................................................................. 42

  4.2.1 Jonswap Parameters ............................................................ 42

  4.2.2 Finite Water Depth .............................................................. 43

  4.3 Pengukuran Dilapangan .................................................................. 67

  4.3.1 Tinggi Gelombang .................................................................. 67

  4.3.2 Periode Gelombang ................................................................. 68

  Lapangan ............................................................................... 68

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 70

  5.2 Saran ................................................................................................ 71

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

Gambar 2.1 Defenisi dan batasan pantai ................................................................ 8Gambar 2.2 Karakteristik gelombang ................................................................... 14Gambar 2.3 Nomogram untuk peramalan ............................................................. 17Gambar 2.4 Mawar Angin..................................................................................... 19Gambar 2.5 Hubungan antara kecepatan angin di laut dan darat .......................... 20Gambar 3.1 Peta Lokasi Pantai Cermin ................................................................ 24Gambar 3.2 Mawar Angin..................................................................................... 27Gambar 3.3 Hubungan Antara Kecepatan Angin di Laut dan Darat .................... 28Gambar 3.4 Diagram Alir Tugas Akhir ................................................................ 32Gambar 4.1 Wind Rose Daerah Pantai Cermin Periode Tahun 2002 - 2012 ........ 37Gambar 4.2 Panjang Fetch Arah Timur Laut ........................................................ 39Gambar 4.3 Wave Rose Daerah Pantai Cermin Periode Tahun 2002 – 2012

  (Jonswap Parameters Cara Pertama) ............................................ 47

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Kecepatan Angin Laut (UW) dan di Darat

  (UL) Cara Pertama ............................................................................ 48

Gambar 4.5 Wave Rose Daerah Pantai Cermin Periode Tahun 2002 – 2012

  (Jonswap Parameters Cara Kedua) .............................................. 55

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Kecepatan Angin Laut (UW) dan di Darat

  (UL) Cara Kedua .............................................................................. 56

Gambar 4.7 Wave Rose Daerah Pantai Cermin Periode Tahun 2002 – 2012

  (Finite Water Depth Cara Ketiga) .............................................. 63

Gambar 4.8 Grafik Hubungan Antara Kecepatan Angin Laut (UW) dan di Darat

  (UL) Cara Ketiga .............................................................................. 64

Tabel 2.1 Notasi untuk gelombang ..................................................................... 14Tabel 2.2 ................................................... 18

  Contoh data persentase kejadian angin

Tabel 3.1 Contoh data persentase kejadian angin ................................................... 27 Kecepatan dan Arah Angin Rata – Rata Bulanan dari tahun 2002 – 2012 ...

  Tabel 4.1

  34 Tabel 4.2 Penggolongan Data Kecepatan dan Arah Angin Periode 2002 - 2012 ......... 36

Tabel 4.3 Presentase Data Kecepatan dan Arah Angin Periode 2002 - 2012 ...... 37Tabel 4.4 Perhitungan Fetch Arah Timur Laut .................................................... 40Tabel 4.5 Perhitungan Tinggi Gelombang Dan Periode Gelombang Tahun 2002

  Berdasarkan Fetch (Jonswap Parameters Cara Pertama) ................ 44

Tabel 4.6 Jumlah Kejadian Gelombang Berdasarkan Arah Angin Tahun 2002- 2012 (Jonswap Parameters Cara Pertama) ...................................... 45Tabel 4.7 Presentase Kejadian Gelombang Tahun 2002-2012 (Jonswap

  Parameters Cara Pertama) ................................................................. 46

Tabel 4.8 Perhitungan Tinggi Gelombang Dan Periode Gelombang Tahun 2002

  Berdasarkan Fetch (Jonswap Parameters Cara Kedua) ................... 51

Tabel 4.9 Jumlah Kejadian Gelombang Berdasarkan Arah Angin Tahun 2002- 2012 (Jonswap Parameters Cara Kedua) ......................................... 53Tabel 4.10 Presentase Kejadian Gelombang Tahun 2002-2012 (Jonswap

  Parameters Cara Kedua) .................................................................... 54

  Tabel 4.11Perhitungan Tinggi Gelombang Dan Periode Gelombang Tahun 2002 Berdasarkan Fetch (Finite Water Depth Cara Ketiga) .................. 60

  Tabel 4.12

  2012 (Finite Water Depth Cara Ketiga) ........................................ 61

  Tabel 4.13

  Presentase Kejadian Gelombang Tahun 2002-2012 (Finite Water

  Depth Cara Ketiga ) .......................................................................... 62

Tabel 4.14 Tabel Tinggi Gelombang ..................................................................... 67 Tabel 4.15

  Tabel Periode Gelombang .................................................................... 68 d = kedalaman laut (m) F

  eff

  = fetch rerata efektif X i = panjang segmen fetch yang di ukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch

  α

  = deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan pertambahan 6 sampai sudut sebesar 42 pada kedua sisi dari arah angin

  H = tinggi gelombang (m) H mo = tinggi gelombang hasil peramalan (m) T = periode gelombang (detik) U = kecepatan angin U

  A

  = kecepatan angin terkoreksi (m/dtk) g = percepatan gravitasi (9,81 m/dtk) t = waktu (jam)