Microsoft Word - Bab8 Dan 9

download Microsoft Word - Bab8 Dan 9

of 34

  • date post

    17-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    194
  • download

    3

Embed Size (px)

Transcript of Microsoft Word - Bab8 Dan 9

Radianta Triatmadja -Teknik Pantai Pengantar-draft 91 BAB VIII. PEMECAH GELOMBANG Pemecahgelombangadalahsalahsatujenisbangunanpantai.Yangdimaksud dengan bangunan pantai adalah bangunan yang selalu atau kadang-kadang atau suatuketikadiperkirakanakandikenaiairlaut.Bangunantersebutdengan sendirinya akan berpengaruh pada (dengan kadar yang bervariasi) arus maupun gelombang pantai. Dalam buku ini bangunan pantai yang akan dibahas lebih rinci hanya bangunan pemecahgelombang.Pemecahgelombangdimaksudkanuntukmengurangi energi gelombang yang sampai ke pantai, atau daerah yang dilindungi. Dengan demikiangelombangyanglolosdanmasukkepantaiataudaerahyang terlindung tidak membahayakan.Bangunanlainsepertigroindanrevetmentmiripdenganpemecahgelombang. Sebagianbesardasar-dasarhitunganbangunantersebutmiripdenganpemecah gelombang.Namunkarenaperbedaantata-letakmakamasalah-masalahyang diperhatikanmemangtidaksama.Bangunangroindimaksudkanuntuk menghambat arus sejajar pantai, sehingga aliran sedimen dapat ditahan, sedang bangunanrevetmentmenjagaagardaratantidakterkenaserangangelombang dan terhindar dari erosi. Pembacayangberminatpadabangunanpantaisecaraumumdipersilakan mempelajaripadabukukhusustentangbangunanpantaimisalnyadalam Yuwono (1994) dan Triatmadja (1999). 8.1. Jenis pemecah gelombang menurut tata letaknyaMenurut tata letaknya pemecah gelombang dibagi menjadi pemecah gelombang sambungpantai,pemecahgelombangtaksambungpantaiataupemecah gelombang dekat pantai. Pemecah gelombang sambung pantai Istilah pemecah gelombang sambung pantai dipakai untuk pemecah gelombang yangdibangundaridaratmenjorokkelautdenganfungsisebagaipemecah gelombang.Strukturtersebutbiasadigunakanuntukperlindungankolam pelabuhandariserangangelombang.Karenatataletaknyayangmenerusdari daratankelaut,makapemecahgelombangsambungpantaisangatsignifikan pengaruhnya terhadap arus laut, sehingga sering menyebabkan perubahan garis pantai (Gambar 8.1a) Radianta Triatmadja -Teknik Pantai Pengantar-draft 92 Pemecah Gelombang Dekat Pantai (near shore breakwater) Yangdimaksuddengandekatpantai,adalahdaerahdiperairanpantai(relatip dekatdengandaratan)tidakmelekatkedaratan.Pemecahgelombangjenis dekatpantaidiharapkandapatmelindungigarispantaidarierosi,baikpantai alamimaupunpantaibuatan.Pemecahgelombangdekatpantaijugaberfungsi membentuk pantai baru akibat pengaruhnya pada arus dekat pantai yang terjadi. Salah satu tata letak pemecah gelombang ini ditampilkan pada Gambar 8.1b. Gambar 8. 1. Pemecah gelombang dekat pantai 8.2. Gaya Gelombang pada bangunan Pemecah gelombang berfungsi menahan energi gelombang. Dengan sendirinya iaharustahanterhadapserangangelombang.Gayagelombangsangat tergantungpadagelombangnyasendirisebagaifaktorinternaldankondisi bangunan sebagai faktor external.Gaya gelombang pada material atau bangunan dapat berupa gaya hidrodinamik yaitudragforce(gayadorong/seret),inertiaforce(gayainersia,karena perubahankecepatan),danliftforce(gayaangkat,akibatperbedaankecepatan di bawah material dan di atas material dan gaya hidrostatik. Gaya dorong atau seret : 2Au C FD D =(8.1) Dengan FD=gaya seret, CD=koefisien seret,A=luas permukaan material yang terseret,=massa jenis fluida, serta u adalah kecepatan partikel.pemecah gelombang tunggalerosilysedimentasiRadianta Triatmadja -Teknik Pantai Pengantar-draft 93 Gaya inersia merupakan akibat adanya perubahan kecepatan di sekitar material. Gaya inersia dapat ditulis sebagai : tuV C Fm I= (8.2) denganFI=gaya inersia Cm=koefisien inersia V=volume material 8.2.1. Gaya gelombang pada material lepas di lereng pemecah gelombang. Padalerengpemecahgelombang,terjadigelombangrun-updanrun-down. Padasaatrun-upterjadigerakanairkeatasdanpadasaatrun-downterjadi aliranairkebawah.Karenaadanyakecepatan,bahkanperubahankecepatan karenagerakannaikturun,makatimbulgayaseret,gayanersiamaupungaya angkatpadamateriallepaspadalereng.Skemagaya-gayatersebutdiberikan pada Gambar 8.2. Diujungrun-up,dapatdikatakan,gayayangterjadipalingkecil.Padaujung run-down,gayaairdariluarakibatkecepatannaik-turun,memangminimal. Padaujung-ujungtersebut,kecepatanairmaupunpercepatanairminimal. Walaupundemikianpadaujungrun-downadakemungkinangayaairdari dalam pemecah gelombang. Kecepatan air dalam lapis filter di dalam pemecah gelombang(naik-turun)tidaksecepatdiluar,sehinggaselisihelevasi maksimum dan minimum juga tidak sebesar di luar. Selisih elevasi di luar dan didalampemecahgelombangakanmengakibatkanalirandangayapada material lepas (Gambar 8.2). Gambar 8. 2.Alirankeatas,saatrun-up,kebawahsaatrun-downdanaliran dari dalam pemecah gelombang saat run-down. RrRadianta Triatmadja -Teknik Pantai Pengantar-draft 94 Gayapadasebuahmateriallepasdapatpadasaatrun-updanrun-down ditunjukkan pada Gambar 8.3. Pada saat run-up (Gambar 8.3) gaya seret dan gaya inersia mengarah miring ke atasmenambahgayatotalgayakeatasdarigayaapungdangayaangkat. Semakin besar gaya seret atau inertia, semakin besar pula gaya vertikal ke atas pada saat run-up.DariGambar8.3.dapatdianalisisbahwamaterialyangditinjaulebihstabil pada saat run-up daripada saat run-down. Gambar 8. 3.Gaya-gaya pada material lepas (a) saat run-up, dan (b) saat run-down Kecepatan run-up dan run-downPadaujungrun-down,kecepatanairnol,sehinggagayaseretkecilatau minimal. Pada saat itu gaya inersia juga tidak besar karena perubahan kecepatan diujungrun-downjugakecil.Dilokasitersebutpraktisserangangelombang tidaksignifikan.Namundemikiantekananhidrostatikdaridalampemecah gelombang perlu diperhitungkan. Perhatikan Gambar 8.4. (a)Fd+FiFbFLFgFd+FiFLFbFg(b)Radianta Triatmadja -Teknik Pantai Pengantar-draft 95 Gambar 8. 4.Skemagayayangbekerjapadamateriallepaspadaujungrun-down. Pada Gambar 8.4 ditunjukkan bahwa muka air dalam filter atau dalam pemecah gelombang sedang menyesuaikan dengan muka air di luar pemecah gelombang. Padasaatituterjadialirankeluarpemecahgelombangyangtentunya memberikangayaseretpadamaterialdiujungbawahrun-down.Material tersebutjugamendapatgayahidrostatikyangbesarnyadipengaruhioleh kemampuankelompokmateriallepasmeloloskanair.Semakinporusmaterial lepasdansemakinporuspemecahgelombangnyamakasemakinbesar kemampuannyamelewatkanair,yangberakibatpadarendahnyatekanan hidrostatikpadamateriallepasyangdibahas.SimmdanHedges(1988) menunjukkan bahwa material kasar (relatip besar) digunakan untuk bagian inti pemecah gelombang akan menyebabkan meningkatnya stabilitas material lepas pelindung lereng pemecah gelombang.Sebenarnyaselainpenurunantekananhidrostatiksertapenurunangayaseret pada material lepas di lereng pemecah gelombang tinggi run-up akan berkurang secara signifikan jika pemecah gelombang semakin porus. Jika run-up mengecil maka gaya seret saat run-up dan run-down juga berkurang,yang menyebabkan stabilitas material lepas naik.Dengandemikiandapatdisimpulkanbahwasemakinbesarporositaspemecah gelombang,semakintinggistabilitasmateriallepaspelindunglerengpemecah gelombang tersebut. Fd+FhSWLmuka airdalam pemecah gelombangRadianta Triatmadja -Teknik Pantai Pengantar-draft 96 Materiallepaslaindenganbentukkhususdanfilterpermeabeldaninti impermeabeldiujiolehYuwono(1990).Materialyangdimaksudadalahblok betonyangditaruhbebas(tidaksalingkait)untukperlindunganrevetment. Dipandangdarisudutserangangelombangpadamaterial,revetmenttersebut dapatdianggapsebagaipemecahgelombangdenganintiimpermiabel.Bagian filter dibuat tidak terlalu tebal dengan porositas dapat bervariasi (Gambar 8.5). Gambar 8. 5. Material lepas sebagai pelindung lereng tererang gaya hidrostatik Padagambar8.5.ditunjukkanbahwaairdapatmengalirmasukmemenuhi ronggafilteryangterbuatdaribatupecah,dankeluarmeninggalkannyasaat run-down.Airdalamfiltermengalirturundanmelaluicelahantarblokkeluar daristruktur.Namunsepertidijelaskansebelumnyaternyatatidaksemuaair dapatkeluardanakhirnyaelevasimukaairdidalamfiltersetinggimukaair ujungrun-down.Yuwonomelaporkanbahwaelevasireratamukaairdidalam filtertergantungpadaporositasyangdigunakansebagaifilterdantinggi gelombangyangmenyerangsertaintensitascelahantarblok(perbandingan antaralebarcelah(b)danpanjangblok(L)).Namundemikiantidakdiketahui secarapasti,elevasimukaairdidalamfiltersaatterjadirun-downmencapai titikterrendah.Elevasitersebuttergantungpadaporositasfilterdanlubang antar blok, dan intensitas celah antar blok. Semakin tinggi intensitas celah dan semakinporusfilter,semakindekatselisihelevasididalamdandiluarfilter. Hal ini berakibat semakin rendahnya tekanan dan gaya hidrostatik pada material yangditinjaudanmakinstabilnyamateriallepastersebut.Yuwono menunjukkanbahwastabilitasblokbetondapatdiprediksidenganhanya menggunakan stabilitas material lepas terhadap gaya hidrostatika dari air dalam impermiabelgaya hidrostatikarun-downSWLRadianta Triatmadja -Teknik Pantai Pengantar-draft 97 filterdibawahblok.Stabilitasbloklepastersebutmerupakanfungsiangka Irribaren ||||

\|LoH) tan(, karakteristik celah antar filter ||

\|GPB, dan angka stabilitas ||

\|DH. Temuantersebutsemakinmenunjukkanbahwatekananhidrostatikdapat berperan sangat signifikan pada material lepas sebagai lapis lindung lereng. Pujianiki (1999) menunjukkan bahwa jika blok beton tersebut dilubangi,maka stabilitasblok beton akibat run-down naik. Lubang pada blok ternyata mampu menambahalirankeluardaripemecahgelombangsehinggamengurangi tekanan hidrostatis.Jikablokbetondiubahbentuknya,yaitudenganmenambahtonjolanpadasisi atas (Gambar8.6) maka berat blok naik. Hal inimenambah kemampuan blok menahangulingdariserangangayahidrostatikatersebut.Namundemikian tonjolantersebutternyatadikenaigayaseretsaatrun-down.Pengaruhgaya gulingakibatrun-downiniternyatalebihbesardibandingpertambahanberat blok. Dengan demikian blok menjadi kurang stabil (Ucok, 1999). 8.2.2. Gaya gelombang pada dinding vertikal. Dindingvertikalmungkinmerupakandindingcaisonsebagaipemecah gelombang.Gayayangbekerjapadadindingvertikaltersebutdapatdidekati berdasarkan teori gelombang liner dan pendekatan empirik.F1 adalah sebagian gaya hidrodinamis karena gelombang berdiri yang besarnya samadengangayahidrostatik