presentasi materi ajar 1

REKAYASA PANTAI

Nastain, ST., MT

MATERI AJAR
 GBPP
 Penilaian
 Pustaka

KOMPETENSI DAN SILABUS

Kompetensi

: Mahasiswa dapat merencanakan bangunan
pantai dan bangunan pengaman pantai.

Isi

: Pengertian pantai, review teori gelombang
linier, gaya gelombang, energi gelombang,
difraksi,

refraksi,
gelombang
pecah,
peramalan
gelombang,
teori
angkutan
sedimen pantai, arus litoral, angkutan
sedimen litoral, proses pembentukan pantai,
bangunan pantai, bangunan pengaman
pantai, pengerukan, reklamasi.

PUSTAKA
1.
2.
3.
4.
5.

6.

7.
8.

Anonim, 1984. Shore Protection Manual. CERC Dept of The Army, US Army
Corps of Engineers, Washington, DC.
Triatmodjo, B., 1996. Teknik Pantai. Beta Offset, Yogyakarta
Triatmodjo, B., 1996. Pelabuhan. Beta Offset, Yogyakarta.
Dean, RG., and Dalrymple, RA., 1994. Water Wave Mechanics For Engineers
and Scientists. World Scientific, London.
Chakrabarti, SK., 1987. Hydrodynamics of Offshore Structures. Comp.
Mechanics Public, Boston. Hardiyatmo, HC., 1994. Mekanika Tanah 2.
Gramedia, Jakarta.
Nugroho, H., 1997. Teknik Reklamasi Pantai. Majalah Ilmiah Pilar Undip Edisi
8 Th.V, Semarang. Hal. 1-8
Heun J.C, 1993. Water Management in Tidal Lowland Areas in Indonesia.
Lecture note.
Rokmin Dahuri, 1995. Pengolahan Sumber Daya Wilayah Pesisir dan Lautan
Secara Terpadu. Pradnya Paramita.

BACK

BACK

NILAI AKHIR
NO

KOMPONEN NILAI

PROSENTASE

1

UTS (Ujian Tengah Semester)

35%

2

UAS (Ujian Akhir Semester)

35%

3

TUGAS (Tugas Problem Set)

30%
100%

BACK
BACK

BATASAN PANTAI











Kawasan peralihan antara laut dan daratan (Beatley,
1994)
Perluasan daratan yang dibatasi oleh pengaruh pasut
(Hansom, 1988)
Peralihan ekosistem laut dan daratan (Clark, 1992)
Wilayah yang mempunyai batas ke arah daratan sejauh
1 km dari garis pantai (shoreline) saat kedudukan muka
air tertinggi dan ke arah laut lepas sejauh 3 mil (Coastal
Committee of NSW, 1994; U.S National Research
Council, 1989)
Daratan yang masih dipengaruhi oleh proses laut dan
menghasilkan sistem-sistem bentuk daratan dan
ekologi yang unik (Verhagen, 1994; Sekretariat Proyek
MREP, 1997).
Wilayah yang mempunyai batas ke arah daratan sejauh
1 km dari garis pantai (shoreline) saat kedudukan muka
air tertinggi dan ke arah laut lepas sampai daerah

gelombang pecah atau breakers zone (Shore
Protection Manual, 1984)

Definisi
Pantai = pertemuan antara
darat dan laut.

BATASAN PANTAI

(Shore Protection Manual, 1984)

BATASAN PANTAI

(Komar, 1976)

PANTAI DI INDONESIA



Luas laut 5,8 juta km2 atau sekitar tiga-perempat dari total luas wilayah Indonesia (7,7 juta

km2)
Garis pantai sepanjang 81.791 km atau terpanjang kedua setelah Kanada (Supriharyono,
2000)

Pantai berkarang

Pantai Mangrove
Pantai tebing

Pantai berpasir

PARAMETER OCEANOGRAFI
 Pasang

surut
 Gelombang
 Arus air
 Transport sedimen
 Abrasi (erosi) dan Akresi (sedimentasi)
 Batimetri

PASANG SURUT
Pengertian Fisik Pasang Surut (Tides)
 Pasang Surut (Pasut)
 Pasang berbeda dengan Banjir.
 Pasang surut adalah proses turun naiknya
muka air laut akibat gaya tarik menarik
antara bumi dengan benda angkasa lain
(bulan, matahari, dll.)

PASANG SURUT

Surut

Pasang
Bay of Fundy (Canada)
Perbedaan surut dan
pasang yang besar

PASANG SURUT

Newton Law Universal Gravitation

m1 m2
F k
2
R
Dimana;
k = konstanta gravitasi
= 6,67.10-11 Nm2/kg

PASANG SURUT
Equilibrium Theory
 Gaya tarik menarik antara bumi dengan
bulan mengakibatkan terjadinya dua kali
pasang dan dua kali surut dalam waktu satu
hari (24.8 jam). Dikenal juga sebagai semidiurnal.
 Semi-diurnal lebih rendah pengaruhnya di
daerah jauh dari equator.

JENIS PASANG SURUT

Ada 3 jenis:
1. Semidiurnal : 2 kali pasang dalam 1 hari
2. Diurnal : 1 kali pasang dalam 1 hari
3. Campuran

BACK

JENIS PASANG SURUT

JENIS PASANG SURUT

JENIS PASANG SURUT

KOMPONEN PASANG SURUT








Pasang Surut merupakan penjumlahan dari komponen-komponen
Harmonik
Setiap komponen Harmonik, yang disebut juga konstituen atau
komponen utama Pasang Surut
Komponen Utama masing-masing memiliki Amplitudo, Perioda atau
Frekuensi, dan fasa
Komponen-komponen Pasang Surut sangat banyak, tetapi untuk
memprediksi Pasang Surut untuk setahun cukup hanya dengan
komponen-komponen M2, S2, K1, dan O1

KOMPONEN PASANG SURUT
Komponen

Periode (T)
(jam)
(contoh)

Jenis

Nama komponen

M2

12,42

Semi-diurnal

Principal lunar

S2

12,00

Semi-diurnal

Principal solar

N2

12,66

Semi-diurnal

Larger lunar elliptic

K2

11,97

Semi-diurnal

Luni-solar semidiurnal

K1

23,93

Diurnal

Luni-solar diurnal

O1

25,82

Diurnal

Principal lunar diurnal

P1

24,07

Diurnal

Principal solar diurnal

KLASIFIKASI JENIS PASANG
SURUT
Ditentukan berdasarkan nilai F = Formzhal Number

ampl. K1  ampl.O1
F
ampl. M 2  ampl.S 2
Jika :
F = 0 – 0,25
F = 0,25 – 1,5
F = 1,5 – 3,0
F > 3,0

: semidiurnal
: mixed, mainly semidiurnal
: mixed, mainly diurnal
: diurnal

GELOMBANG
Jenis-jenis gelombang:
1.
Gelombang stokes : gelombang non sinusoidal, dengan
karakteristik lebih lancip di puncak dan datar di lembah
2.
Gelombang Cnoidal : gelombang non sinusoidal, dengan
karakteristik tidak memiliki lembah. Contoh : gelombang
pantai
3.
Gelombang Solitary : gelombang non sinusoidal, dengan
karakteristik hanya memiliki satu puncak dan tidak memiliki
lembah. Contoh : tsunami
4.
Gelombang Airy : gelombang sinusoidal, dengan karakteristik
memiliki T, L dan H yang tetap.

GELOMBANG AIRY
H = tinggi gelombang
L = panjang gelombang
C = cepat rambat gelombang
T = periode gelombang
=

L
C

a = amplitudo gelombang
 = simpangan vertikal
muka air terhadap SWL
h = kedalaman laut

PANJANG DAN PERIODE
GELOMBANG
 Panjang gelombang (L) merupakan fungsi kedalaman (h) dan
periode (T)
Persamaan Dispersi

gT 2
 2h 
L
tanh 

2
 L 
dimana : g adalah percepatan gravitasi (9,8 m/det2)

KLASIFIKASI LAUT
Klasifikasi laut

h/L

2h/L

tanh (2h/L)

Perairan dalam

>1/2

>

1

1/25 ...1/2

¼ .. 

tanh (2h/L)

< 1/25

< 1/4

 2h/L

Transisi
Perairan dangkal

 Panjang gelombang laut dalam (Lo)

gT 2
Lo 
2
= 1.56 T2 (m)

FUNGSI HIPERBOLIK

MENCARI L
CARA PERHITUNGAN TABEL
1.
2.

3.

4.

Hitung Lo

h
Hitung harga L dan cari pada tabel
o
(kolom 1)
Dapatkan pada baris yang sama
h
(mendatar) harga
(kolom 2)
L
Hitung L

CEPAT RAMBAT GELOMBANG


Cepat rambat gelombang (C)
L
C 
T



Cepat rambat gelombang laut dalam (Co)

Co

Lo

T

SIMPANGAN VERTIKAL M.A


Simpangan vertikal muka air terhadap SWL dikenal
sebagai profil muka air gelombang ()

 a cos kx  t 
dimana:
2
wave number (k) =
L
angular frequency () =

2
T

H
Amplitudo gelombang (a) = 2

KECEPATAN PARTIKEL AIR


Arah horisontal
u 



 Hgk cosh k (h  z )

cos(kx  t )
x
2
cosh kh

Arah vertikal
w 

 Hgk sinh k (h  z )

sin( kx  t )
z
2
cosh kh

KECEPATAN PARTIKEL AIR

KECEPATAN PARTIKEL AIR

KECEPATAN PARTIKEL AIR (2)

h

Laut
Dangkal

Laut
Transisi

Laut
Dalam

u>w

u~w

u=w

TEKANAN GELOMBANG (pd)

p  g

H cosh k (h  z )
cos(kx  t )  gz
2
cosh kh

p  pd 
pd g

ps

H cosh k ( h  z )
cos( kx  t )
2
cosh kh

Dimana:
pd = tekanan akibat gelombang (hidrodinamik)
ps = tekanan hidrostastik (air diam)

ENERGI GELOMBANG (E)
(x,t)

E E p  Ek
1
E  gH 2
8

X
p

dz

z

h
dx

E = energi gelombang
Ep = energi potensial gelombang (energi perpindahan partikel air)
Ek = energi kinetik gelombang (energi pergerakan partikel air)

Ep

1

gH 2
16

1
E k  gH 2
16

DAYA GELOMBANG (F)

F  E.C.n

(watt)

1
2kh 
n  1 

2
sinh 2kh 

KARAKTERISTIK GELOMBANG

TRANSFORMASI GELOMBANG
Dalam perjalananannya, gelombang dapat berubah arah (), tinggi (H),
panjang (L), dan kecepatannya (C).
Hal ini karena adanya :
1.Shoaling
adalah perubahan tinggi gelombang (H) dan panjang
gelombang (L) karena adanya perubahan kedalaman.
H1

H
H2

TRANFORMASI GELOMBANG
2. Refraksi
adalah pembelokan arah gelombang () akibat adanya perubahan
kedalaman laut (perubahan kontour/batimetri/shoaling)
Bila kita gambarkan suatu wave ray yang bergerak menuju pantai
maka karena adanya refraksi garis lintasan wave ray tersebut tidak
akan lurus tetapi membelok.

REFRAKSI GELOMBANG

REFRAKSI GELOMBANG

REFRAKSI GELOMBANG

untuk kontour yang paralel maka lintasan wave ray akan
mengikuti hukum Snell yaitu sebagai berikut :

sin  1 sin  2

C1
C2
dimana :
1 = sudut datang wave ray
2 = sudut refraksi wave ray
C1 = kecepatan gelombang datang
C2 = kecepatan gelombang refraksi

Ditinjau terhadap gelombang laut
dalam

sin  o
sin  1

Co
C1
o = sudut datang wave ray di laut dalam
1 = sudut refraksi wave ray pada titik yang ditinjau
Co = kecepatan gelombang di laut dalam
C1 = kecepatan gelombang pada titik yang ditinjau

TRANFORMASI GELOMBANG
3. Difraksi
adalah penyebaran
konsentrasi gelombang
akibat adanya rintangan
(pulau dll), sehingga
menyebabkan perubahan
pola aliran yang pada
akhirnya akan menyebabkan
perubahan/pembelokan arah
gelombang (), tinggi
gelombang (H) dan panjang
gelombang (L)

TINGGI GELOMBANG REFRAKSI
PADA KEDALAMAN h (meter)

H  H 0 K r K s

TINGGI GELOMBANG REFRAKSI
PADA KEDALAMAN h (meter)
Prosedur perhitungannya adalah sebagai berikut :
 Hitung nilai h/gT2
 Plotkan nilai h/gT2 dan tarik garis vertikal dari titik tersebut sampai berpotongan
dengan garis horizontal untuk nilai 0 yang ditentukan; misalkan titik potongnya
adalah titik P.
 Baca nilai KrKs dan nilai 1 pada titik P tersebut. Apabila titik tersebut tidak
tepat terletak pada garis KrKs atau 1, maka dilakukan interpolasi linear.
 Dimana KrKs adalah koefisien perubahan tinggi gelombang pada kedalaman h
yang ditinjau sedangkan 1 adalah sudut refleksi gelombang pada kedalaman
h tersebut.
 Hitung tinggi gelombang pada kedalaman h tersebut dengan rumus :

H  H K K

dimana :
r dalam
s
H0 = tinggi gelombang 0di perairan
KrKs = koefesien refraksi-shoaling

KOEFESIEN REFRAKSI (Kr)

KOEFESIEN REFRAKSISHOALING (Krks)

GELOMBANG PECAH
Gelombang akan pecah jika telah
tercapai perbandingan tinggi gelombang
dan kedalaman pada harga tertentu.
Umumnya Gelombang pecah apabila

H/h  0.78 ,
dimana :
H= tinggi gelombang
h= kedalaman perairan
Karena H dan h keduanya belum
diketahui, maka penentuan breaker line
dilakukan dengan cara coba-coba.

JENIS GELOMBANG PECAH
Kriteria untuk jenis gelombang pecah, yaitu didasarkan pada Parameter
Similaritas Pantainya (PSP = ),adalah sebagai berikut :

 

tan 
H L0

dimana :
 = sudut lereng pantai atau bangunan pantai
H = tinggi gelombang datang, biasanya diambil pada ujung kaki lereng
(Hb)
L0 = panjang gelombang di perairan dalam

JENIS GELOMBANG PECAH
BERDASARKAN NILAI PSP
No.

Kriteria
PSP ( =  )

Jenis gelombang pecah

Keterangan

1.

< 0.5

Spilling

dasar perairan hampir datar

2.

0.5 – 2.0

Plunging

dasar perairan curam

3.

2.0 – 2.6

Plunging atau Collapsing

4.

2.6 – 3.1

Collapsing atau Surging

5.

> 3.1

Surging

dasar perairan sangat curam

JENIS GELOMBANG PECAH
BERDASARKAN NILAI PSP

JENIS GELOMBANG PECAH
BERDASARKAN NILAI PSP