BAB I PENDAHULUAN

1.1 Definisi Pantai

Definisi Umum : Pantai adalah batas antara daratan dan lautan. Namun istilah pantai tidaklah semudah apa yang dapat didefinisikan. Hal ini disebabkan batas yang pasti antara daratan dan lautan sulit ditentukan. Masalah ini disebabkan karena batas antara daratan dan lautan yang berupa garis air ini selalu berubah setiap waktu karena : gelombang pasang dan surut, angin yang berubah arah serta pengaruh angin musim. Sehingga batas antara daratan dan lautan sangat dinamis. Dalam CERC (1984) definisi pantai tergambar sebagai berikut :

Pantai Perairan pantai

Pesisir Daerah Pantai Lautan

Dataran

Gambar 1.1 Tampang Lintang Pantai

MAP : Muka Air PasangMAS : Muka Air Surut

Definisi pantai adalah kajian mengenai gelombang dan dinamikanya yang akan memberikan pengaruh terhadap daratan baik itu diatas maupun dibawah permukaan laut. Gelombang air laut sebagai parameter utama yang memberikan pengaruh terhadap hamparan daratan pantai dan merupakan suatu hal yang komplek, sehingga diperlukan konsep- konsep yang dapat memberikan artian metematis terhadap aktivitas dan hakekat gelombang itu sendiri. Horikawa (1987) mengistilahkan pantai sebagai daerah yang bergerak, karena setiap perubahan pada gaya yang bekerja di pantai seperti gaya gelombang, arus oleh gelombang, gerakan sedimen, angin dan sebagainya selalu diikuti dengan perubahan di pantai. Ada dua istilah tentang pantai dalam bahasa Indonesia yaitu pesisir (Coast) dan Pantai (Shore). Pesisir adalah daerah di tepi laut yang masih mendapat pengaruh laut, seperti pasang surut, angin laut dan perembesan air laut. Sedangkan pantai adalah daerah di tepi perairan yang dipengaruhi oleh air pasang tertinggi dan air surut terendah. Daerah dataran adalah daerah yang terletak di atas atau di bawah permukaan daratan dimulai dari dari garis pasang tertinggi. Daerah lautan adalah daerah yang terletak di atas atau di bawah permukaan laut dimulai dari sisi laut pada garis surut terendah, termasuk dasar laut dan bagian bumi di bawahnya.

Defenisi garis pantai adalah garis batas pertemuan antara daratan dan air laut, dan posisinya tidak tetap, dapat berpindah-pindah sesuai dengan pasang surut air laut serta erosi pantai yang terjadi. Sempadan pantai adalah kawasan tertentu sepanjang pantai yang mempunyai manfaat penting untuk mempertahankan kelestarian fungsi pantai. Jadi kriteria sempadan pantai adalah daratan sepanjang tepian yang lebarnya sesuai dengan bentuk dan kondisi fisik pantai, minimal 100 m dari titik pasang tertinggi ke arah daratan.

1.2 Ruang Lingkup Teknik PantaiTeknik pantai (coastal engineering) adalah ilmu yang mempelajari dan mencoba menyelesaikan masalah-masalah yang terjadi pada suatu daerah pantai. Karena itu ruang lingkup Teknik Pantai secara umum adalah :

a. Perlindungan pantai : pembangunan bangunan pantai seperti groin, breakwater, shearwall, revetment, jetti, dan penanaman pohonb. Pemanfaatan daerah pantai : kawasan wisata pantai, pelabuhan, dan pembuatan pulau buatan

c. Pengendalian pantai : erosi, abrasi, sedimentasi dan pemeliharaan muara sungai

d. Peramalan arus dan elevasi air pada suatu muara sungai dan pengaruhnya terhadap kualitas air, pergerakan sedimen, pengerukan muara sungai dan stabilitas pantai

Dalam Teknik Pantai diharapkan adanya suatu gagasan, perencanaan dan pembangunan yang dapat mengubah ataupun mengendalikan interaksi antara udara, air dan tanah yang bearaddi daerah pantai.

1.3 Satuan

Beberapa rumus masih menggunakan sistem metric. Jika nantinya satuan yang digunakan menggunakan system of measuring units (SI), maka satuan nantinya akan dilakukan konversi agar perhitungan menjadi benar.1.4 Beberapa aspek dalam materi

Kita sadari bahwa dinamisnya pantai sangat dipengaruhi oleh gelombang. Gelombang yang dipengaruhi oleh angin tentunya bersifat sangat kompleks. Hal ini disebabkan karena arah dan besarnya angin yang selalu berubah setiap waktu. Terbatasnya perangkat/metoda pemograman dalam menentukan dimensi gelombang adalah tantangan yang harus dihadapi. Dalam perhitungan yang kompleks ini dengan mengabaikan beberapa hal sehingga gelombang yang kompleks tersebut dapat dihitung. Teori gelombang, sifat gelombang serta akibat dari gelombang akan dijelaskan pada materi buku ini. Dengan menghitung juga dimensi dari bangunan pantai, serta dengan kejadian Tsunami di aceh dan Jogjakarta, maka materi Tsunami juga akan dibahas, diharapkan tulisan ini dapat memberikan gambaran umum secara khusus tentang dinamika pantai yang diperlukan untuk pengelolaan pantai.BAB II GELOMBANG2.1 Arti Gelombang

Gelombang merupakan suatu gerakan atau penjalaran air yang terjadi akibat hembusan angin, pengaruh gaya tarik matahari dan bulan (pasang-surut), letusan gunung, kapal yang bergerak dan letusan gunung di bawah laut atau pergeseran kulit bumi (tsunami). Diantara penyebab tersebut, dalam perencanaan Teknik Pantai yang digunakan adalah penyebab angin dan pasang surut. Sedangkan gelombang akibat letusan gunung (tsunami) dianggap suatu bencana, sehingga karakteristik gelombang tsunami tak dapat digunakan dalam perencanaan. Gelombang di alam berbentuk kompleks (non linier). Akibat ketidaklinieran ini, menyebabkan gelombang sulit digambarkan. Beberapa ahli menyederhanakan bentuk gelombang yang sangat dikenal adalah Airy. Teori yang dibuat Airy disebut juga teori gelombang amplitude kecilYang dimaksud satu gelombang adalah satu lembah dan satu puncak yang terbentuk dalam T detik.

L

X

a

Y

C

Gambar 2.1 Sketsa Gelombang

Sumber : SPM Volume 12.2 Teori Gelombang Linier (Airy)Teori gelombang ini adalah teori gelombang amplitudo kecil yang dikemukakan oleh Airy pada tahun 1845 yang menggunakan kondisi batas pada permukaan air dan dasar laut. Teori ini sangat berguna dalam menentukan parameter perhitungan karakteristik gelombang yang terjadi di permukaan laut. Pada suatu pantai ataupun bangunan pantai , kondisi yang paling kritis akibat gelombang adalah pada saat terjadinya gelombang pecah dan melepaskan energi potensial yang dikandungnya menjadi energi gerak (kinetic) yang dapat membawa material pantai atau merusak bangunan pantai. Untuk selanjutnya dapat diuraikan karakteristik gelombang dan persamaan fisis gelombang menurut Airy (1845) adalah :

Deskipsi yang paling cocok dari gelombang Oscillatory Sinusoidal sederhana dengan panjang L (jarak antara titik yang sama pada dua gelombang berturut-turut), tinggi H (jarak vertikal dari lembah ke puncak), periode T (waktu dari puncak gelombang berturut-turut yang melewati titik tertentu), dan kedalam perairan d (jarak dari dasar kemuka air) lihat gambar 2.1. Gelombang Airy ini diperoleh dari penyelesaian persamaan Laplace dengan menggunakan kondisi batas yaitu : 1. Persamaan Laplace adalah persamaan kontinuitas :

+ = 0

Dimana adalah potensial kecepatan. Hubungan potensial kecepatan dengan kecepatan (Velocity) adalah :U = = = cos (kx t) ...(2.1)W = - = = sin (kx t)....(2.2)Dimana U adalah kecepatan horizontal dan W adalah kecepatan vertikal2. Persamaan Laplace hanya berlaku untuk aliran dengan kondisi irrotational artinya aliran bergerak berevolusi terhadap suatu titik tetapi tidak berotasi.3. Persamaan Laplace menganggap seluruh fluida mempunyai rapat massa konstan disemua tempat, yang menyebabkan fluida tidak termampatkan (incompresibel)4. Dasar Laut adalah diam, impermeable dan horizontal

5. Amplitudo gelombang sangat kecil, yang menyebabkan kecepatan partikel air sangat kecil dibandingkan kecepatan jalar gelombang.Dari ketentuan persamaan Laplace didapat teori gelombang Airy sebagai berikut :A. Perioda gelombang ( T )

T = ; merupakan perioda gelombang secara umum ... ..........( 2.3 )

B. Panjang Gelombang ( L )

L =

.................( 2.4)

L0 = 1.56 T ; panjang gelombang laut dalam .........................( 2.5 )

C. Cepat Rambat Gelombang

C = .....( 2.6 )

D. Fluktuasi Muka Air ()

=

.( 2.7 )

= H / 2 . cos 2

..( 2.8 )

Dimana :

T = Perioda Gelombang

d = Kedalaman Laut

L = Panjang Gelombang

t = Lama Pengamatan

C = Cepat Rambat Gelombang

a = Amplitudo GelombangK = angka gelombang = 2/L

Disimpulkan untuk persamaan gelombang linier :

1. Air tak termampatkan

2. Massa Jenis air sama

3. Gerakan partikel air irrotasional

4. Dasar laut rata

5. Dasar laut impermeabel (tidak tembus air)

6. Amplitudo gelombang kecil terhadap panjang gelombang dan kedalaman air

7. Berlakunya persamaan Bernoulli2.3 Kinematika GelombangKecepatan horizontal atau vertical partikel air ditentukan dari potensial kecepatan :

U = V = Dari hasil turunan matematika didapat :u = cos (kx t)....(2.9)v = sin (kx t)(2.10)Untuk nilai percepatan vertical dan horizontal dirumuskan :ax = = = sin (kx t)..(2.11)ay = = = cos (kx t)..(2.12)Menentukan koordinat partikel posisi air :

= u dt = sin (kx t)..(2.13) = v dt = cos (kx t)..(2.14)

adalah jari-jari partikel air yang bergerak di permukaan

2.4 Tekanan dan Tenaga Gelombang

Tekanan gelombang yang bekerja dalam air :

P = - gy + cos (kx t)..(2.15)

Gelombang pantulSWL H

gelombang datang Laut

z

d

diagram tekanan hidrostatis

dasar laut

tekanan gelDinding bangunan

Gambar 2.2 Tekanan gelombang pada dinding bangunan

g = percepatan gravitasi (m/detik2)H = tinggi gelombang datang (m)d = kedalaman air (m)K = angka gelombang = 2/LP = tekanan gelombang (kg/m2)T = periode gelomnbang (detik)

t = waktu (menit/jam = lama waktu pengukuran)

z = koordinat vertical diukur dari permukaan air (m)

L = panjang gelombang (m)

= rapat massa air (kg/m3)

= frekuensi gelombang = 2/TTenaga Gelombang :

Energi atau tenaga total gelombang adalah jumlah dari tenaga kinetik dan potensial gelombang.

Besarnya tenaga gelombang atau energi tersebut :

Energi kinetik

L 0 g H 2 L

Ek = dx dy (u 2 + v 2 ) = -----------------. (2.16)

0 -d 16

Energi potensial

L

g H 2 L

Ep = g 2 dx = g 2 L = g a 2 L = ----------------- .. (2.17)

0 162.5. Gelombang berjalan dan gelombang berdiri

Gelombang berjalan adalah gelombang yang dibentuk oleh angin, gerakan kapal dan lainnya , dimana gelombang tersebut bergerak dan menuju pantai. Jadi dapat dikatakan bahwa gelombang tersebut berjalan sepanjang sumbu X. Gelombang yang bergerak dan berbalik arah disebut gelombang refleksi. Besarnya gelong refleksi dapat terjadi lebih besar atau lebih kecil dbanding gelombang semula. Hal ini tergantung dari bangunan atau kemiringan pantai yang dikenai. Jika kemiringan pantai sangat landai (mendekati permukaan lurus) maka gelombang terefleksi menjadi kecil, tapi jika mengenai kemiringan yang curam, maka tinggi gelombang refleksi bisa mencapai dua kali tinggi gelombang datang. Jenis gelombang terefleksi ini disebut gelombang berdiri. Gelombang dikatakan berdiri jika selalu terdapat simpul yang berjarak L (setengah panjang gelombang). Sedang pada gelombang berjalan tidak terdapat simpul.

S S S S S S S = simpul

Gambar 2.3 Gelombang berdiri dengan Simpul

Dinding/tembok Gelombang datang gelombang refleksi

Dinding/tembok

Gambar 2.4 Gelombang berdiri yang terjadi akibat refleksi dari gelombang

datang yang mengenai dinding vertikal bangunan

2.6 Kelas Gelombang Berdasarkan Kedalaman LautKedalaman laut dapat dibagi atas tiga golongan berdasarkan perbandingan kedalaman air (d) dan panjang gelombang (L) yang dijabarkan dengan klasifikasi sebagai berikut :NoKlasifikasi Gelombangd/L2 d/Ltan 2 d/L

1Perairan Dalam> 0.5>

= 1

2Perairan Transisi0.04 0.50.25 -

Tan (2 d/L)

3Perairan Dangkal