4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Breakwater

Breakwater merupakan prasarana yang berfungsi untuk memecah ombak atau

gelombang dengan menyerap sebagian energi dari gelombang. Energi gelombang yang

berhasil dipecahkan pada saat sampai di pantai tidak besar sehingga resiko kerusakan

pantai atau abrasi pantai dapat diperkecil. Selain itu, pemecah gelombang juga berguna

untuk memecah gelombang di kawasan pelabuhan sehingga kapal dapat merapat dan

melakukan bongkar muat dengan mudah. breakwater dibedakan berdasarkan bentuk

(Triatmodjo, 2016).

2.1.1 Tipe-Tipe Pemecah Gelombang (Breakwater)

Tipe pemecah gelombang berdasarkan tipe bangunannya dapat dibedakan menjadi

tiga:

1. Pemecah Gelombang (Breakwater) Sisi Miring

Pemecah gelombang (breakwater) sisi miring pada umumnya dibuat dari tumpukan

batuan alam yang dilindungi oleh lapis pelindung berupa batu besar atau beton

dengan bentuk tertentu. Pemecah gelombang (breakwater) ini lebih cocok

digunakan pada kondisi tanah yang lunak dan tidak terlalu dalam.

Pemecah gelombang (breakwater) sisi miring bersifat fleksibel karena jika serangan

gelombang kerusakan yang terjadi tidak secara tiba-tiba, meskipun beberapa

butiran longsor. Biasanya butiran batu pemecah gelombang (breakwater) sisi

miring disusun dalam beberapa lapisan, dengan lapis terluar terdiri dari batu dengan

berukuran besar dan semakin ke dalam ukurannya semakin kecil. Bentuk butiran

akan berpengaruh terhadap ikatan antara butiran batu yang ditumpuk. Butiran batu

dengan sisi tajam akan mengikat satu sama lain dengan baik sehingga stabil. Butiran

batu pelindung ada beberapa macam yaitu berupa batu alam, batu buatan dari beton

yang berbentuk kubus atau bentuk lainnya. Butiran pelindung buatan beton bisa

berupa tetrapod, cube, tribar, quadripod, accropod, core-loc, dolos.

2. Pemecah Gelombang (Breakwater) Sisi Tegak

Pemecah gelombang (breakwater) sisi tegak biasanya ditempatkan di laut dengan

kedalaman lebih dalam dengan tanah dasar keras kerana dinding pemecah

5

gelombang (breakwater) tegak, makan akan terjadi gelombang diam atau klapotis

yaitu superposisi antara gelombang dating dan gelombang pantul. Tinggi

gelombang klapotis adalah dua kali tinggi gelombang datang. Hal-hal yang perlu

diperhatikan :

a. Tinggi pemecah gelombang di atas muka air pasang tidak boleh kurang dari 1

1/3 sampai 1 ½ kali tinggi gelombang datang.

b. Kedalaman di bawah muka air terendah kedasar bangunan tidak kurang dari 1 ¼

sampai 1 ½ kali atau lebih baik 2 kali tinggi gelombang datang.

c. Lebar pemecah gelombang minimal ¾ tingginya.

d. Kedalaman maksimum perairan 15 sampai 20 meter.

e. Untuk kedalaman lebih dari 20 meter, breakwater sisi tegak dibangun di atas

breakwater sisi miring (breakwater campuran).

3. Pemecah Gelombang (Breakwater) Gabungan

Pada pemecah gelombang gabungan konstruksi di kombinasikan antara pemecah

gelombang sisi tegak yang dibuat di atas pemecah gelombang sisi miring. Pemecah

gelombang (breakwater) gabungan dibuat apabila kedalaman air sangat besar dan

tanah dasar tidak mampu menahan beban dari pemecah gelombang (breakwater)

sisi tegak. Pada waktu air surut bangunan berfungsi sebagai pemecah gelombang

sisi miring, sedangkan pada waktu air pasang berfungsi sebagai pemecah

gelombang sisi tegak.

2.2 Gelombang

Gelombang di laut bisa dibangkitkan oleh angin, gaya tarik matahari, dan bulan

(pasang surut), letusan gunung api atau gempa di laut (Tsunami) kapal yang bergerak dan

lainnya. Di antara beberapa bentuk gelombang tersebut yang paling penting dalam

perencanaan pelabuhan ialah gelombang angin dan pasang surut. Gelombang dari laut

dalam akan masuk ke pelabuhan melalui mulut pelabuhan. Dalam perjalanannya masuk

ke pelabuhan, tinggi gelombang berkurang secara berangsur-angsur karena adanya proses

difraksi gelombang (Triatmodjo, 2016). Gelombang yang ditimbulkan oleh angin

mempunyai peranan dalam pergerakan sedimen di pantai (Triatmodjo, 1999).

Berdasarkan analisis secara umum dari Konsultan PT. Pilar Artha Nugraha serta studi

yang telah dilakukan oleh Fauziyah Iga Maura terhadap PPI Tulandale menganalisis

transformasi gelombang yang terjadi, maka diupayakan untuk melakukan re-design

6

terhadap breakwater yang ada karena breakwater di PPI Tulandale tidak dapat meredam

gelombang sehingga menyebabkan aktivitas pelabuhan terganggu. Hasil dari analisis

gelombang dilihat pada saat pasang purnama dan pasang perbani seperti pada Gambar

2.1. Pada saat kondisi pasang purnama tertinggi arus bergerak dari arah barat daya menuju

timur laut dengan tinggi gelombang sebesar 0,72 – 0,80 m dan kondisi surut purnama

terendah arus bergerak dari arah timur laut menuju barat daya dengan tinggi gelombang

sebesar 0,24 – 0,32 m. Sedangkan pada saat kondisi pasang perbani tertinggi arus

bergerak dari arah barat daya menuju timur laut dengan tinggi gelombang sebesar 0,72 –

0,80 m dan kondisi surut perbani terendah arus bergerak dari arah timur laut menuju barat

daya dengan tinggi gelombang 0,24 – 0,32 m.

Gambar 2.1 Hasil Analisis Tinggi Gelombang di PPI Tulandale (Maura,2018)

2.3 Angin

Angin merupakan sirkulasi udara yang kurang lebih sejajar dengan permukaan

bumi. Gerakan udara ini disebabkan oleh perubahan temperatur atmosfer. Perubahan

temperatur di atmosfer disebabkan oleh perbedaan penyerapan panas oleh tanah dan air,

7

atau perbedaan panas di gunung dan lembah, atau perubahan yang disebabkan oleh siang

dan malam, atau perbedaan suhu pada belahan bumi bagian utara dan selatan karena

adanya perbedaan musim dingin dan panas. Indonesia mengalami angin musim, yaitu

angin yang berhembus secara mantap dalam satu arah dalam satu periode dalam satu

tahun. Pada periode yang lain arah angin berlawanan dengan angin pada periode

sebelumnya. Angin musim terjadi karena adanya perbedaan musim dingin dan panas di

Benua Asia dan Australia (Triatmodjo, 2016). Berdasarkan pemaparan dari penelitian

sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa pada saat kondisi angin dominan dari barat laut,

breakwater yang ada saat ini tidak dapat melindungi kolam pelabuhan karena tinggi

gelombang sekitar pelabuhan lebih besar dari tinggi gelombang yang disyaratkan yaitu

0,5 meter. Tinggi gelombang yang terjadi berkisar antara 0,72 – 0,8 m.

2.4 Pasang Surut

Pasang surut adalah fluktuasi muka air laut sebagai fungsi waktu karena adanya

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

bumi. Meskipun massa bulan jauh lebih kecil dari massa matahari, tetapi karena jaraknya

terhadap bumi jauh lebih dekat, maka pengaruh gaya tarik bulan terhadap bumi lebih

besar daripada pengaruh gaya tarik matahari. Elevasi muka air tertinggi (pasang) dan

terendah (surut) sangat penting untuk merencakan bangunan pelabuhan. Elevasi puncak

bangunan pemecah gelombang ditentukan oleh elevasi muka air pasang, sementara

kedalaman alur pelayaran dan perairan pelabuhan ditentukan oleh muka air surut

(Triatmodjo, 2016).

1.1.1 Tipe Pasang Surut

Bentuk pasang surut di berbagai daerah tidak sama. Di suatu daerah dalam satu hari

dapat terjadi satu kali atau dua kali pasang surut. Secara umum pasang surut di berbagai

daerah dapa tdibedakan dalam empat tipe, yaitu pasang surut harian (diurnal tide), harian

ganda (semi-diurnal tide) dan dua jenis campuran.

1. Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide) dalam satu hari terjadi dua kali air

pasang dan dua kali air surut dengan tinggi yang hampir sama dan pasang surut

terjadi secara berurutann secara teratur (Gambar 2.2.a). Periode pasang surut rata-

rata adalah 12 jam 24 menit. Pasang surut jenis ini terdapat di selat Malaka sampai

laut Andaman.

8

2. Pasang surut harian tunggal (diurnal tide) dalam satu hati terjadi satu kali air pasang

dan satu kali air surut (Gambar 2.2.d). Periode pasang surut adalah 24 jam 50

menit. Pasang surut tipe ini terjadi di perairan selat Karimata.

3. Pasang surut campuran condong ke harian ganda (mixed tide prevailing

semidiurnal) dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut tetapi

tinggi dan periodenya berbeda (Gambar 2.2.b). Pasang surut jenis ini banyak

terdapat di perairan Indonesia Timur.

4. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed tide prevailinf diurnal)

Tipe pasang surut ini dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air

surut, tetapi kadang-kadang untuk sementara waktu terjadi dua kali pasang dan sua

kali surut dengan tinggi dan periode yang sangar berbeda (Gambar 2.2.c). pasang

surut ini terdapat di selat Kalimantan dan pantai utara Jawa Barat.

Sumber: Triatmodjo, 2016

Gambar 2.2 Tipe Pasang Surut

1.1.2 Pasang Surut Purnama dan Perbani

Proses terjadinya pasang surut purnama dan perbani adalah dengan adanya gaya

tarik bulan dan matahari maka lapisan air yang semula berbentuk bola berubah menjadi

elips. Karena peredaran bumi dan bulan pada orbitnya, maka posisi bumi0bulan-matahari

selalu berubah setiap saat. Pasang surut purnama (pasang besar, spring tide) terhadi pada

tanggal 1 dan 15 (bulan muda dan bulan purnama), dimana tinggi pasang surut sangat

besar dibanding pada hari-hari yang lain. Sedangkan pasang surut perbani (pasang kecil,

neap tide) terjadi pada tanggal 7 dan 21 dimana tinggi pasang surut kecil dibanding hari

yang lain. Gambar 2.2 menunjukkan variasi pasang surut selama satu bulan (Triatmodjo,

2016).

9

Sumber: Triatmodjo, 2016

Gambar 2.3 Variasi Pasang Surut

Hasil analisis berdasarkan pemodelan hidrodinamika arus yang menggunakan

kecepatan angin menunjukan bahwa pada saat kondisi pasang tertinggi perbani arus

bergerak dari arah barat daya ke arah timur laut dengan elevasi muka air sebesar 1,21634

m dan kondisi surut terendah perbani arus bergerak dari timur laut ke barat daya dengan

elevasi muka air sebesar -1,85414 m sedangkan pada saat kondisi pasang tertinggi

purnama arus bergerak arah barat daya ke arah timur laut dengan elevasi muka air

1,68162 m dan kondisi surut purnama bergerak dari arah timur laut ke arah barat daya

dengan elevasi muka air sebesar -1,76213 m. Hasil penelitian tersebut dapat dilihat pada

Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Hasil Analisis Pasang Surut di PPI Tulandale (Maura,2018)

10

2.5 Pelabuhan

Pelabuhan adalah daerah perairan yang terlindung terhadap gelombang, yang

dilengkapi dengan fasilitas terminal laut meliputi dermaga dimana kapal dapat bertambat

untuk bongkar muat barang. Pelabuhan merupakan suatu pintu gerbang untuk masuk ke

suatu wilayah atau negara dan sebagai prasarana penghubung antar daerah. Pelabuhan

dapat dibedakan menjadi beberapa macam tergantung pada sudut tinjauannya, yaitu dari

segi penyelenggaraannya, pengusahaannya, fungsi dalam pedagangan nasional,

penggunaannya dan letak geografisnya (Triatmodjo, 2016).

2.5.1 Pelabuhan dari Segi Penggunaannya

1. Pelabuhan Ikan

Pelabuhan ikan menyediakan tempat bagi kapal-kapal ikan untuk melakukan

kegiatan pengkapan ikan dan memberikan pelayanan yang diperlukan. Berbeda

dengan pelabuhan umum dimana semua kegiatan seperti bongkat muat barang,

pengisian perbekalan, perawatan dan perbaikan ringan yang dilakukan di dermaga

yang sama, pada pelabuhan ikan sarana dermaga disediakan secara terpisah untuk

berbagai kegiatan. Hal ini dilakukan karena hasil tangkapan ikan adalah produk

yang mudah busuk sehingga perlu penanganan secara tepat.

2. Pelabuhan Minyak

Pelabuhan minyak harus diletakaan agak jauh dari keperluan umum untuk

keamanan. Pelabuhan minyak biasanya tidak memerlukan dermaga atau pangkalan

yang harus dapat menahan muatan vertikal , melainkan cukup untuk membuat

jembatan perancah atau tambahan yang dibuat menjorok ke laut untuk mendapatkan

kedalam air yang cukup besar.

3. Pelabuhan Barang

Di pelabuhan barang terjadi perpindahan moda transportasi, yaitu dari angkutan laut

ke angkutan darat dan sebaliknya. Barang bongkar muat dari kapal di turunkan di

dermaga. Selanjutnya barang tersebut diangkut dengan menggunakan truk atau

kereta api ke tempat tujuan dan begitu pula sebaliknya barang-barang dari

pengiriman ditempatkan di gudang sebelum dimuat ke kapal.

11

4. Pelabuhan Penumpang

Pelabuhan penumpang digunakan oleh orang-orang yang berpergian dengan

menggunakan kapal penumpang.

5. Pelabuhan Militer

Pelabuhan militer memiliki daerah perairan yang cukup luas untuk memungkinkan

gerakan cepat kapal-kapal perang dan agar letak bangunaan cukup terpisah.

2.6 Pelabuhan Perikanan

Pembangunan pelabuhan perikanan untuk menggali potensi sumberdaya perikanan

laut akan memicu perkembangan perekonomian daerah terutama yang berkaitan dengan

industri perikanan dan kelautan. Berdasarkan Keputusan Menteri Kelautan dan Perikanan

No. 165 tahun 2000, pelabuhan perikanan dapat diklasifikasikan menjadi empat kelas

berikut ini:

2.6.1 Kelas Pelabuhan Perikanan

1. Kelas A: Pelabuhan Perikanan Samudera (PPS), dengan kriteria:

a. Melayani kapal ikan yang beroperasi di perairan lepas pantai (perairan

nusantara), perairan ZEEI dan laut bebas (internasional).

b. Memiliki fasilitas tambat labuh untuk kapal perikanan berukuran > 60 GT.

c. Panjang dermada sekurang-kurangnya 300 m, dan kedalaman kolam ≥ 3 m.

d. Mampu menampung 100 kapal atau jumlah keseluruhan 6.000 GT sekaligus.

e. Ikan yang didaratkan sebagian untuk tujuan ekspor.

f. Terdapat industri perikanan.

2. Kelas B: Pelabuhan Perikanan Nusantara (PPN), dengan kriteria:

a. Melayani kapal ikan yang beroperasi di laut teritorial dan perairan ZEEI.

b. Memiliki fasilitas tambat labuh untuk kapal berukuran sekurang-kurangnya 30

GT.

c. Panjang dermaga sekurang-kurangnya 150 m, dengan kedalaman kolam

sekurang-kurangnya minus 3 m.

d. Mampu menampung 75 kapal atau jumlah keselutuhan 2.250 GT sekaligus.

e. Terdapat industri perikanan.

12

3. Kelas C: Pelabuhan Perikanan Pantai (PPP), dengan kriteria:

a. Melayani kapal ikan yang beroperasi di perairan pedalaman, perairan kepulauan

dan laut teritorial.

b. Memiliki fasilitas tambat labuh untuk kapal perikanan berukuran sekurang-

kurangnya 10 GT.

c. Panjang dermaga sekurang-kurangnya 100 m, dengan kedalaman kolam

sekurang-kurangnya minus 2 m.

d. Mampu menampung sekurang-kurangnya 30 kapal atau 300 GT sekaligus.

4. Kelas D: Pangkalan Pendaratan Ikan (PPI), dengan kriteria:

a. Melayani kapal ikan yang beroperasi di perairan pedalaman dan perairan

kepulauan,

b. Memiliki fasilitas tambat labuh untuk kapal perikanan berukuran sekurang-

kurangnya 3 GT.

c. Panjang dermaga sekurang-kurangnya 50 m, dengan kedalaman kolam

sekurang-kurangnya minus 2 m.

d. Mampu menampung sekurang-kurangnya 20 kapal atau 60 GT sekaligus.

2.7 Sedimentasi

Proses erosi dan sedimentasi tergantung pada sedimen dasar dan pengaruh

hidrodinamika gelombang dan arus. Jika dasar laut terdiri dari material yang mudah

bergerak, maka arus dan gelombang akan mengerosi sedimen dan membawanya searah

dengan arus. Sedimen yang ditranspor tersebut bisa berupa bed load (menggelinding,

menggeser di dasar laut) seperti misalnya pasir atau melayang untuk sedimen suspensi

(lumpur dan lempung). Apabila kecepatan arus berkurang (misalnya di perairan

pelabuhan) maka arus tidak mampu lagi mengangkut sedimen sehingga akan terjadi

sedimentasi di daerah tersebut. Sedimen yang ada didaerah pantai bisa berupa pasir atau

sedimen suspensi. Sedimen suspensi biasanya berasal dari sungai-sungai yang bermuara

di pantai (Triatmodjo, 1996).

Transpor sedimen pantai adalah gerak sedimen di daerah pantai disebabkan oleh

arus yang ditimbulkan oleh gelombang. Transpor sedimen pantai dapat dibedakan

menjadi transport menuju dan meninggalkan pantai (onshore-off-shore transport) dan

transport sepanjag pantai (longshore transport) (Triatmodjo, 1996).

13

2.7.1 Transpor Sedimen Menuju-Meninggalkan Pantai

Transpor sedimen menuju-meninggalkan pantai mempunyai arah rata-rata tegak

lurus garis pantai dan biasanya hanya terjadi di daerah lepas pantai. Angkutan sedimen

ini dipengaruhi oleh gelombang,ukuran butir material dan kemiringan pantai.

Gambar 2.5 Trasnpor Menuju-Meninggalkan Pantai.

2.7.2 Transpor Sedimen Sepanjang Pantai

Trasnpor sedimen sepanjang pantai terdiri dari dua komponen utama, yaitu

transport sedimen dalam bentuk mata gergaji di garis pantai dan transport sepanjang

pantai di surf zone (Gambar 2.6). Pada waktu gelombang menuju pantai dengan

membentuk sudut terhadap garis pantai maka gelombang tersebut akan naik ke pantai

(uprush) yang juga membentuk sudut. Mas air yang naik tersebut kemudian turun lagi

dalam arah tegak lurus pantai. Gerak air tersebut membentuk lintasan seperti gergaji,

yaitu disertai dengan terangkutnya sedimen dalam arah sepanjang pantai. Sedangkan

transport sedimen sepanjang pantai adalah transport yang ditimbulakan oleh arus

sepanjang pantai yang dibangkitkan oleh gelombang pecah, terjadi di surf zone.

Gambar 2.6 Transpor Sedimen Sepanjang Pantai (Triatmodjo, 1999)

14

2.8 Mekanisme Transpor Sedimen

Transpor sedimen terbagi menjadi tiga jenis yaitu sedimen dasar, sedimen layang,

dan wash load. Penjelasan yang komprehensif diberikan oleh Engelund & Hansen (1967)

dan Jansen et al (1979), lihat Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Klasifikasi Transpor Sedimen (Jansen et al, 1979 dalam Scientific

Document Sand Transport Module MIKE 21, 2012)

1. Sedimen Dasar

Sedimen dasar adalah transpor dari butiran sedimen secara menggelinding dan

menggeser di dasar saluran. Secara umum konfigurasi dari pergerakan sedimen

membentuk konfigurasi dasar seperti dunes, ripple, dan lain sebagainya. Banyak

formulasi yang telah dikembangkan untuk mendiskripsikan mekanisme dari

sedimen dasar yang dilakukan dengan eksperimen di laboratorium ataupun dengan

memodelkan fenomena tersebut.

2. Sedimen layang (suspensi)

Sedimen layang adalah transpor butiran dasar yang tersuspensi oleh gaya gravitasi

yang diimbangi gaya angkat yang terjadi pada turbulensi aliran. Butiran dasar

terangkat ke atas lebih besar atau kecil namun pada akhirnya akan mengendap dan

kembali ke dasar sungai. Banyak persamaan sedimen suspensi yang telah

dikembangkan seperti persamaan Engelund dan Hansen namun persamaan ini tidak

memberikan informasi yang cukup terkait distribusi konsentrasi dari butiran pada

arah vertikal, besarnya konsentrasi (C) ditentukan secara teoritik. Dalam banyak

kasus pengukuran sedimen supensi dilakukan di lapangan agar diketahui distribusi

konsentrasi arah vertikal untuk berbagai jenis transpor sedimen.

3. Wash Load

Wash load adalah transpor butiran sedimen yang berukuran kecil dan halus

dibanding dengan sedimen dasar. Sedimen ini sangat jarang ditemukan di dasar

15

sungai. Besarnya wash load banyak ditentukan oleh karakteristik klimatologi dan

erosi dari daerah tangkapan (catchment area). Dalam perhitungan gerusan lokal

(local scouring) wash load tidak begitu penting sehingga diabaikan namun untuk

perhitungan sedimentasi di daerah dengan kecepatan aliran yang rendah seperti

waduk, pelabuhan, dan cabang sungai, wash load diperhitungkan.

2.9 Pemodelan Hidrodinamika dan Sedimentasi

Menurut Triatmodjo (1999) model matematika merupakan penyelesaian numerik

dari persamaan matematis yang menggambarkan fenomena alam yang berpengaruh.

Fenomena alam ini dapat digambarkan dalam bentuk satu, dua atau tiga dimensi (1D, 2D

atau 3D). Salah satu perangkat lunak yang dapat digunakan adalah MIKE 21. MIKE 21

adalah suatu perangkat lunak rekayasa professional yang berisi sistem pemodelan yang

komprehensif untuk program komputer 2D free surface flows. MIKE 21 dapat

diaplikasikan untuk simulasi hidrolika dan fenomena terkait di sungai, pantai maupun di

laut. MIKE 21 terdiri atas beberapa produk, salah satunya yaitu Flow Model (FM) dan

Spectral Wave.

2.9.1 Flow Model FM

MIKE 21 Flow Model FM adalah satu sistem modeling berbasis pada satu

pendekatan mesh fleksibel yang dikembangkan untuk aplikasi di dalam oceanografi,

rekayasa pantai dan alam lingkungan muara sungai. Flow Model FM itu sendiri terdiri

atas beberapa modul, diantaranya Hydrodinamic Module (HD), Sand Transport Module

(ST), dan Mud Transport Module. Hydrodinamic Module adalah model matematik untuk

menghitung perilaku hidrodinamika air terhadap berbagai macam fungsi gaya, misalnya

kondisi angin tertentu dan muka air yang sudah ditentukan di open model boundaries.

Model hidrodinamik dalam HD module adalah sistem model numerik umum untuk muka

air dan aliran di estuari, teluk dan pantai. Persamaan berikut menggambarkan aliran dan

perbedaan muka air.

𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

+ 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

+ 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

= 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

... (2.1)

𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

+ 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕�𝜕𝜕

2

ℎ�+ 𝜕𝜕

𝜕𝜕𝜕𝜕�𝜕𝜕𝜕𝜕ℎ� + 𝑔𝑔ℎ 𝜕𝜕𝜕𝜕

𝜕𝜕𝜕𝜕+ 𝑔𝑔𝜕𝜕�𝜕𝜕2+𝜕𝜕2

𝐶𝐶2.ℎ2− 1

𝜌𝜌𝑤𝑤� 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

(ℎ𝜏𝜏𝜕𝜕𝜕𝜕) + 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕�ℎ𝜏𝜏𝜕𝜕𝜕𝜕�� − Ω𝜕𝜕 −

𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝜕𝜕 + ℎ𝜌𝜌𝑤𝑤

𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

(𝑝𝑝𝑎𝑎) = 0 ... (2.2)

16

𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

+ 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕�𝜕𝜕

2

ℎ�+ 𝜕𝜕

𝜕𝜕𝜕𝜕�𝜕𝜕𝜕𝜕ℎ� + 𝑔𝑔ℎ 𝜕𝜕𝜕𝜕

𝜕𝜕𝜕𝜕+ 𝑔𝑔𝜕𝜕�𝜕𝜕2+𝜕𝜕2

𝐶𝐶2.ℎ2− 1

𝜌𝜌𝑤𝑤� 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

(ℎ𝜏𝜏𝜕𝜕𝜕𝜕) + 𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕�ℎ𝜏𝜏𝜕𝜕𝜕𝜕�� − Ω𝜕𝜕 −

𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝜕𝜕 + ℎ𝜌𝜌𝑤𝑤

𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

(𝑝𝑝𝑎𝑎) = 0 ... (2.3)

dengan:

ℎ(𝑥𝑥,𝑦𝑦, 𝑡𝑡) : Kedalaman air [m],

𝑑𝑑(𝑥𝑥, 𝑦𝑦, 𝑡𝑡) : Kedalaman air dalam berbagai waktu [m],

𝜁𝜁(𝑥𝑥, 𝑦𝑦, 𝑡𝑡) : Elevasi permukaan [m],

𝑝𝑝, 𝑞𝑞(𝑥𝑥, 𝑦𝑦, 𝑡𝑡) : Flux density dalam arah x dan y [m3/s/m] = [uh,vh]; [u,v] = depth

average velocity dalam arah x dan y,

𝐶𝐶(𝑥𝑥,𝑦𝑦) : Tahanan Chezy [m1/2/s],

𝑔𝑔 : Kecepatan gravitasi [m/s],

𝑓𝑓(𝑓𝑓) : Faktor gesekan angin,

𝑓𝑓,𝑓𝑓𝜕𝜕,𝑓𝑓𝜕𝜕(𝑥𝑥,𝑦𝑦, 𝑡𝑡): Kecepatan angin dalam arah x dan y [m/s],

Ω(𝑥𝑥, 𝑦𝑦) : Parameter Coriolis [s-1],

𝑝𝑝𝑎𝑎(𝑥𝑥,𝑦𝑦, 𝑡𝑡) : Tekanan atmosfer [kg/m/s2],

𝜌𝜌𝑤𝑤 : Berat jenis air [kg/m3],

(𝑥𝑥,𝑦𝑦) : Kordinat ruang [m]

𝑡𝑡 : Waktu [s],

𝜏𝜏𝜕𝜕𝜕𝜕, 𝜏𝜏𝜕𝜕𝜕𝜕, 𝜏𝜏𝜕𝜕𝜕𝜕 : Komponen effective shear stress.

Beberapa item output yang dihasilkan dari Modul Hydrodynamic ini adalah :

• Surface elevation

• U Velocity

• V Velocity

2.9.2 Sand Transport Module (ST)

Sand Transport Module (ST) merupakan aplikasi model dari angkutan sedimen

non kohesif. ST Module menghitung hasil dari pergerakan material non kohesif

berdasarkan kondisi aliran di dalam modul hidrodinamik serta kondisi gelombang dari

perhitungan gelombang (spectral wave module). Pendekatan formula yang digunakan

dalam transpor sedimen di modul ini adalah Engelund-Hansen model, Van-Rijn model,

17

Engelund-Fredsøe model, serta Meyer-Peter-Müller model. Formula yang digunakan

tersebut memadukan antara pengaruh arus dan gelombang dalam pergerakan sedimen.

Persamaan pengatur yang digunakan dalam modul ini adalah sebagai berikut:

𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

= 𝜕𝜕(1+𝑎𝑎−𝑒𝑒𝑧𝑧)𝑒𝑒𝑧𝑧(𝜕𝜕−1)+1

1𝑈𝑈0

𝜕𝜕𝑈𝑈0𝜕𝜕𝜕𝜕

+ 30𝐾𝐾𝑘𝑘

�𝐾𝐾2𝑈𝑈02+𝜕𝜕2𝑈𝑈𝑓𝑓02 𝑈𝑈0 cos𝛾𝛾

𝑒𝑒𝑧𝑧(𝜕𝜕−1)+1 ... (2.4)

dengan:

𝐾𝐾 : Konstanta Van Korman,

𝑡𝑡 : Waktu,

𝑧𝑧 : Parameter tebal boundary layer,

𝑈𝑈0 : Kecepatan orbit dasar gelombang terdekat,

𝑈𝑈𝑓𝑓0 : Kecepatan geser arus dalam lapisan batas gelombang,

𝛾𝛾 : Sudut antara arus dan gelombang,

𝑘𝑘 : Kekasaran dasar permukaan 2.5 d50 untuk lapisan plane bed

: 2.5 d50 + kR untuk ripple covered bed,

𝑑𝑑50 : Rata-rata ukuran diameter butir,

𝐾𝐾𝑅𝑅 : Ripple yang berkaitan dengan kekasaran.

Beberapa item output yang dihasilkan dari Modul Sand Transport (ST) ini adalah :

• SSC – Fraction 1

• Bed Load, x-component

• Bed Load, y-component

• Suspended Load, x-component

• Suspended Load, x-component

• Total Load, x-component

• Total Load, y-component

2.9.3 Spectral Wave

Spectral Wave merupakan model generasi baru dari wind wave model berdasarkan

unstructured mesh. MIKE 21 SW merupakan model yang mensimulasi pertumbuhan,

peluruhan dan transformasi gelombang yang dibangkitkan oleh angin di offshore dan area

pesisir.

MIKE 21 SW dapat digunakan untuk prediksi gelombang dan analisa dalam skala

regional dan skala lokal. MIKE 21 SW dapat digunakan untuk menghitung kondisi

18

gelombang dan radiation stresses. Persamaan pengatur pada modul ini adalah persamaan

keseimbangan gaya gelombang baik dalam koordinat kartesian maupun spherical yang

dirumuskan oleh Komen et al. (1994) dan Young (1999).

Kordinat Kartesian

𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕𝜕

+ ∇ . (�⃗�𝑣𝑁𝑁) = 𝑆𝑆𝜎𝜎 … (2.5)

dengan:

𝑁𝑁 (�⃗�𝑥,𝜎𝜎,𝜃𝜃, 𝑡𝑡) = rapat gaya,

𝑡𝑡 = waktu,

�⃗�𝑥(𝑥𝑥, 𝑦𝑦) = kordinat kartesian,

�⃗�𝑣(𝑐𝑐𝜕𝜕, 𝑐𝑐𝜕𝜕, 𝑐𝑐𝜎𝜎, 𝑐𝑐𝜃𝜃) = kecepatan propagansi grup gelombang empat dimensi,

𝑆𝑆 = source.

Kordinat Spherical

𝑁𝑁� = 𝑁𝑁𝑅𝑅2𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 = 𝐸𝐸𝑅𝑅2𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝜎𝜎

... (2.6)

dengan:

𝑁𝑁 (�⃗�𝑥,𝜎𝜎,𝜃𝜃, 𝑡𝑡) = rapat gaya,

�⃗�𝑥(𝑐𝑐, 𝜆𝜆) = kordinat spherical, dimana 𝑐𝑐 = 𝑙𝑙𝑙𝑙𝑡𝑡𝑙𝑙𝑡𝑡𝑙𝑙𝑑𝑑𝑙𝑙 dan 𝜆𝜆 = 𝑙𝑙𝑐𝑐𝑙𝑙𝑔𝑔𝑙𝑙𝑡𝑡𝑙𝑙𝑑𝑑𝑙𝑙,

𝐸𝐸 = kecepatan propagansi grup gelombang empat dimensi,

𝑅𝑅 = source

2.10 Lebar Alur Pelayaran

Untuk menentukan lebar alur pelayaran atau mulut pelabuhan digunakan rumus

sebagai berikut :

LA = 8 × Breadth ... (2.7)

dengan :

Breadth = Lebar maksimum kapal [m]