dinamika TEKNIK SIPIL, Volume 8, Nomor 2, Juli 2008 : 127 – 136 127

STUDI UJI MODEL FISIK PEREDAM GELOMBANG TENGGELAMBENTUK ENAM GIGI GERGAJI

Study Of Sinking Six-Tooth Saws Breakwater Physical Model

Johnny MT. S 1) , Muchtasor 2) , Widi Agus Pratikto 3) , Wahyudi 3)

1) Mahasiswa S-3 Jurusan Teknik Kelautan ITS. Dosen Fakultas Teknik Jurusan SipilBidang Teknik Sumber Daya Air. Universitas Tanjungpura Pontianak. E-mail : johnmar@grad.its.ac.id

2) Promotor dan Dosen Pasca Sarjana Jurusan Teknik Kelautan ITS, Surabaya. E-mail : mukhtasor@oe.its.ac.id3) Pembimbing dan Dosen Pasca Sarjana Jurusan Teknik Kelautan ITS, Surabaya

ABSTRACT

In framework of effort to overcome the coastal damage, this article try to lay open the alternative choice form ofconstruction which serve later the purpose of reduce water wave before arrive into the surf zone. The construction modeltest has six tooth of saws which form angle 0O38’37” and installed in the water level equal to flatten the water, ten,twenty, three centimeter water dept, water wave high is given on model test have four type between 5 up to 14,8 cm withregular waves type. This experiment could result have to reduce water wave come from deep water before arrive atcoastal, with approach refraction effect principal from tooth of saw model test. Result of study with graph analysisdepends on relation between independent variable wave hydraulics with transmission coefficient and relation betweenindependent variable water level on the weir of the model test with hydraulics with transmission coefficient(KT), haveresult make up a function of wave slope and water level on weir of the model. From the six tooth saw model test withangle 0O 38’ 37” have resulting is best for reduce water wave and capable reducing 55%- 75% transmission wave.Effect Orthogonal wide wave (B2) of the angular shape the tooth saw that happened good enough between 2 – 3 timeswide spread of the model test (L) or (B2/L) equal to 200%- 300% specially the water level on the weir (h2/d)= 0.125, sothat of course will made coastal protected happened abration/ erosion and even coastal line will be able to experiencedof acresi.

Keywords : Model of six tooth saws, refraction wave, breakwater

PENDAHULUAN

Negara kepulauan Indonesia yang ¾ wilayahIndonesia berupa laut (5,8 juta km2), mempunyai> 17.500 pulau besar dan kecil, 81.000 km garispantai tropis terpanjang atau terpanjang ke dua(setelah Kanada) di dunia.

Negara kepulauan ini merupakan daerahyang kebanyakan tumbuh-berkembangnyamasyarakat dan perekonomian dimulai dari pantai.Perkembangan daerah pantai ini ada yang positifdan bahkan banyak juga berakibat yang negatif.Terutama pada pantai yang kemampuan lahannyasudah tidak sanggup lagi memikul pertumbuhanpenduduk yang begitu pesat, sehingga untukmemenuhi keperluan hidup hajat orang banyaklahan yang tersedia akan mengalami kerusakankarena dieksploitasi besar-besaran yang tidakseimbang.

Daerah-daerah tepian pantai ini akan mudahmengalami kerusakan akibat terjangan gelombangyang besar, sehinga menyebabkan rusaknya tempattinggal, kebun-kebun, sarana dan prasara umum,jalur perekonomian dan pada bahkan daerah yang

berbatasan langsung dengan negara lain akanberkurangknya batas negara.

Kerusakan ini dapat diakibatkan oleh ulahmanusia sendiri sementara siklus alam juga sudahmemberikan kerusakan pada pantai dibeberapa wilayahkepulauan nusantara. Kerusakan pantai akibat ulahmanusia dan kerusakan yang ditimbulkan oleh alambila terjadi secara bersamaan tentunya penyebabsemakin memperparah kerusakan tersebut.

Gelombang yang merambat menuju pantaidari laut dalam akan mengalami perubahanstruktur gelombang, baik akibat gravitasi maupundiakibatkan gesekan terhadap dasar laut sehinggamemperlambat gerakan kecepatan partikel air.Sementara kecepatan rambat gelombang lebihcepat, akibatnya gelombang menjadi pecah.Pecahnya gelombang ini terjadi di kedalamanpecah gelombang dan tinggi gelombang pada saatpecah disebut dengan tinggi gelombang pecah.Tinggi gelombang pecah ini mempunyai enerjiyang paling besar. Bila pecahnya gelombang inidekat dengan pantai maka pantai akan mengalamiabrasi/ kerusakan dengan mudah apalagi bilastruktur tanah dipantai tersebut merupakan tanah

Studi Uji Model Fisik Peredam Gelombang Tenggelam …………(Johnny MT.S., dkk)128

lunak atau pasir halus yang tidak terbentukdari bahan yang keras.

Untuk dapat menanggulangi kerusakanpantai akibat hempasan gelombang dipantaimaka diperlukan konstruksi untuk menahanbesarnya energi gelombang yang tiba di pantai,yang kekuatan struktur tanahnya tidak kuat.Struktur penahan energi gelombang ini dapatterbuat dari struktur masif/kaku dan bisa jugadengan yang fleksibel (tanaman hidup,mengapung dll).

Pemecah gelombang masif ini adalah salahsatu bentuk konstruksi yang dapat digunakan untukmeredam enerji gelombang untuk program jangkapendek yang tepat untuk mempertahankankerusakan pantai.Pemecah gelombang pada umumnya yangdigunakan sebagai peredam enerji untukperlindungan pantai (John B. Herbich, 2000) antaralain terdiri dari ;

Submerged adalah pemecah gelombangdimana gelombang yang telah diredamdiperkenankan untuk melimpas diataskonstruksi.Non Submerged adalah pemecah gelombangyang secara frontal ditabrak oleh gelombangpada konstruksi sehingga gelombang langsungpecah saat mengenai konstrusksi.

Kedua type pemecah gelombang diatassudah banyak dilakukan para peneliti, akan tetapipemanfaatan konsep adanya refraksi sebagaiproses mempercepat terjadinya redamangelombang belum pernah ada yang melakukannya.

Memanfaatkan bentuk konstruksi sepertidikemukakan oleh Turgut (1981) bahwa bila adabentuk dasar laut yang berbentuk cembungterhadap arah datangnnya gelombang makagelombang akan konvergen dan mengakibatkangelombang akan meninggi.

Begitu pula jika kontur dasar laut berbentukcekung terhadap arah datangnya gelombang makagelombang akan melebar/ divergen dan tinggigelombang menjadi lebih rendah.

Model uji yang digunakan pada penelitianini adalah merupakan bentuk model tenggelam danberbentuk Zigzag (disebut peneliti sebagai gigigergaji).

Pelaksanaan uji model peredam gelombangtenggelam berbentuk gigi gergaji ini dilaksanakanpada Laboratorium Enerji Gelombang danLingkungan Laut, Fakultas Teknologi KelautanInstitute Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Pelaksanaan penelitian uji model fisik inidiharapkan, akan dapat mengungkap bagaimanabentuk konstruksi gigi gergaji peredamgelombang tenggelam akan mapu meredam

gelombang dan dapat menghasilkan efek refraksidari orthogonal gelombang yang membesar setelahmelimpas konstruksi.

Penggunaan peredam gelombang yang dibuattenggelam akan dapat memperindah pemandangan dipantai karena tidak muncul dipermukaan air.Kebutuhan akan perbaikan/ perlindungan pantaisekarang akan mengarah pada perlindungan alamipantai (soft shore protection) seperti karang buatan(artificial reefs) yang mampu memperkecil gelombangyang tiba di pantai dan sekaligus dapat berfungsisebagai tempat berkumpulnya ikan untuk berkembangbiak dekat dengan pantai atau manggrove. Selain itudapat menjadikan keindahan pantai tidak terusik akanadanya konstruksi yang kelihatan muncul daripermukaan laut.

LANDASAN TEORI

1. Penelitian Pemecah Gelombang Tenggelam

Refraksi dapat terjadi karena adanya per-ubahanruang kedalaman air sehingga mengakibat-kanpembauran gelombang setelah melintasipenghalang/konstruksi didalam air, pada konstruk-siyang tenggelam dapat bermanfaat sebagai pembentukgelombang datang, tinggi gelombang, selain itu pula ;a. Mengontrol arus sejajar pantai (longshore current)

akibat perubahan arah gelombang datang.b. Dapat merubah tinggi gelombang menjadi

membesar, akan berguna untuk pemanfaattan enerjidan surfing.

Gambar 1. Kejadian gelombang pada konstruksi tenggelam(Lifen Dong, et al, 1996)

Kejadian gelombang setelah mencapaikonstruksi akan meninggi dan muka air setelahkonstruksi lebih rendah dari tinggi muka air dikedalaman 15cm sehingga besarnya nilai KoefisienTransmisi (KT) = 0,85, Lifen Dong (1996).

dinamika TEKNIK SIPIL, Volume 8, Nomor 2, Juli 2008 : 127 – 136 129

Gambar 2. Konstruksi Trianggular SubmergedBreakwater (Lifen Dong, et al, 1996)

Gambar 3. Hasil Luaran Penelitian perubahan muka air(Lifen Dong, et al, 1996)

Konstruksi berupa impermeable artificialreef seperti tergambar dibawah ini setelahmenerima gelombang maka gelombang akanmengalami per-ubahan dan pecah setelahmelimpasi konstruksi, hasil rambat gelombangakan menjadi kecil setelah melimpasi konstruksitersebut dapat dilihat dari bentuk rekaman grafikenerji gelombang sebelum dan sesudah konstruksi(Matthias Blek, et. al., 2001). Dengan mem-variasikan ketinggian muka air ditas mercu model(dr) terhadap tinggi gelombang datang (Hi), makavortex yang terjadi dapat memperkecil perubahangelombang datang setelah melewati model ujiterlihat pada Gambar-4

Gambar 4. Karakteristik Vortex yang terjadi akibatgelombang (Matthias Blek, et al, 2001)

Gambar 5. Hubungan Enerji dan Vorteks(Matthias Blek, et al, 2001)

Pemecah gelombang artificial submergedberbentuk kubah dan berlubang dilakukan olehpeneliti Armono (2002).

Gambar 6. Bentuk uji Hollow Hemispherical ShapeArtificial Reefs (Armono, et al,2002)

Gambar 7. Hasil Bentuk uji Hollow Hemispherical ShapeArtificial Reefs (Armono, et al, 2002)

Dari hasil analisa Gambar-7 akan menghasil-kanpersamaan transmisi sebagai berikut ;

B

h

d

h

gT

HiKt 265.0099.1322.31616.1 2 (1)

2. Rambat Gelombang

Rambatan gelombang dari laut dalam ke tepianpantai akan terjadi seperti yang dilihatkan padaGambar-8, gelombang dari laut dalam mempunyai

Studi Uji Model Fisik Peredam Gelombang Tenggelam …………(Johnny MT.S., dkk)130

panjang gelombang Lo dan garis puncakgelombang sejajar bergerak menuju pantai. Garispuncak gelombang akan berubah bentuk danberusaha untuk sejajar garis kontur dan garispantai. Garis ortogonal (arah datangnya gelom-bang) gelombang berbelok arah menuju tegaklurus garis kontur tersebut.

Pada lokasi 1 (lihat Gambar-8), garisortogonal gelombang menguncup sedang dilokasi2, garis ortogonal gelombang menyebar. Enerjidari dua garis ortogonal tersebut adalah konstansepanjang lintasan berarti enerji gelombang tiapsatuan lebar dilokasi 1, adalah lebih besar daripada lokasi 2. ( jarak antara garis ortogonal dilokasi 1 lebih kecil dari pada di laut dalamsedangkan di lokasi 2, jarak tersebut lebih besar).Di lokasi 2 ini enerji gelombang yang terjadi akanlebih kecil dibandingkan dengan lokasi 1.

Gambar 8. Proses rambatan gelombang ke pantai(Bambang T,1999)

Demikian pula gerakan gelombang bilamelewai suatu konstuksi yang tenggelam makagerakan fluida selalu mengalir dan arah gerakanyang tegak lurus dengan bidang yang dilewatinya(Gambar-9). Dengan demikian jika gelombangyang akan melewati suatu kontruksi yangtenggelam yang berupa kontruksi zigzag ataudengan istilah penulis adalah berbentuk gigigergaji, maka besarnya/ lebarnya ortogonalgelombang dari laut dalam dan setelah melimpasimodel uji gergaji akan dapat menimbulkanrefraksi gelombang.

Potongan arah memanjang dari penampangkonstruksi akan terlihat pada Gambar-10, bahwatinggi gelombang awal H1 akan tiba padakonstruksi setinggi H dan setelah melipaskonstruksi akan menjadi tinggi gelombang H2.Tinggi muka air rata-rata dari dasar adalah

dinotasikan dengan d, tinggi konstruksi yangtenggelam adalah h1 dan selisih (d-h1) disebut tinggimuka air diatas model uji/ mercu, dinotasikan sebagaih2.

Angel α wav

eda

mpi

ngar

ea

B1B2

Gambar 9. Rambat Gelombang Melimpas Konstruksi

Garis ortogonal (arah datangnya gelombang)gelombang selalu berbelok arah menuju tegak lurusgaris kontur (Gambar-11).

Anggapan/ asumsi refraksi adalah :1. Enerji gelombang adalah konstan pada dua

orthogonal.2. Arah rambatan puncak gelombang selalu tegak

lurus terhadap ortogonal.3. Cepat rambat gelombang mempunyai periode

tertentu di suatu tempat tergantung kedalamanperairan.

4. Perubahan topografi dasar adalah landai/berangsur-angsur.

5. Gelombang mempunyai puncak yang panjang,periode konstan, amplitudo kecil danmonokromatik.

6. Pengaruh arus, angin dan refleksi pantai danperubahan topografi dasar laut diabaikan.

Gambar 10. Gelombang melipas konstruksi

dinamika TEKNIK SIPIL, Volume 8, Nomor 2, Juli 2008 : 127 – 136 131

Proses refraksi gelombang adalah hukumSnellius (SPM=Shore Protection Manual,1984)berlaku, dapat terlihat pada gambar dibawah ini.

B

B

Ln

Ln

H

H OOO

O

.*

..

..(2)

RSO

KKH

H. (3)

RST KKK . (4)

)cos(

)cos(

12

1

O

R B

BK (5)

B1

B2

L=C

T2

2

Direction Initial Wave

Note; Bx = wide wave (distance between 2 orthogonal wave) Lx = lenght of wave

L=CTO

α0xd/L=0,50

orthogonal wave

orthogonal wave.

Sea Bed Countur

Gambar 11. Rambatan Gelombang Teori Snellius(Shore Protection Manual, 1984)

Para peneliti terdahulu mengenal bahwa perkalianantara KR dan KS ini dikenal dengan koeffisientransmissi KT dengan

H

HO

n

nO

EO,E

PO,P

TO,T

BO,BgCO,C

D

= tinggi gelombang pada titik yangditinjau

= tinggi gelombang di laut dalam= 1 untuk laut dangkal (konstanta

kecepatan)= 0,5 untuk laut dalam= enerji gelombang dalam dan dangkal

(N.m/m2 )= enerji transfer laut dalam dan laut

dangkal ((N.m/det)/m)= perioda gelombang laut dalam dan

dangkal= lebar puncak gelombang/ ortogonal= kerapatan fluida= gravitasi= kecepatan rambat gelombang laut

dalam dan dangkal= kedalaman air terhadap dasar laut

Pada Persamaan-3 (SMP,1984) diatas, ratioantara tinggi gelombang mendekati pantai dan tinggigelombang dari laut dalam adalah perkalian antarakoefisien pendangkalan (shoaling) dan koeffisdienrefraksi (refraction). Jika diperhatikan pada persamantersebut bahwa koeffisien refraksi adalah perbandinganantara lebar orthogonal gelombang dari laut dalam danlebar orthogonal gelombang pada daerah pantai(Gambar-8 dan Gambar-11).

Konsep konstruksi gigi gergaji ini adalahpengkondisian koefisien refraksi itu akan terjadidengan baik, sehingga gelombang sebelum tibadipantai telah teredam dan pantai akan aman daribahaya abrasi atau kerusakan karena struktur tanahyang tidak stabil untuk menahan gelombang.

Dattari, tahun 1978 Madras India (John B.Herbich,2000) menyatakan bahwa untuk mendapatkanhasil yang mendekati efektif sebagai pelindung pantaiuntuk konstruksi yang tenggelam adalah bila tinggigelombang pada struktur berbanding kedalaman airpada konstruksi adalah Hs/D = 0,60. atautenggelamnya struktur tidak lebih dari 40% darikedalaman air pada struktur. Hubungan antara W/L(W= lebar puncah konstruksi sejajar gelombang, L =panjang gelombang) dan Hs/D dan koeffisien enerjitransmisi (KT). Bila Hs/D mengecil maka nilai KT akannaik dan tergantung pada W/L. Lebar puncakgelombang pecah sangat penting untuk mendapatkankemiringan enerji gelombang setelah melintasikonstruksi. Demikian juga jika perbandingan antaratinggi struktur dengan kedalam air (h/D) sebesar 0,7s/d 0,8 akan dapat melemahkan energi gelombang

Jika diperhatikan (Persamaan-3) diatas adalahmerupakan persamaan gerakan rambat gelombang darilaut dalam ke laut dangkal. Dimana suku KR

(Persamaan-5) memiliki harga BO dari laut dalam yangbesarnya tertentu dan harga B1 besarnya tergantungpada bentuk kontur dasar laut. Suku KS memiliki unsurkedalaman air dan panjang gelombang yang harganyaakan tetap hampir tidak berubah pada titik awal keposisi titik yang ditinjau dan HO adalah besarnyagelombang yang datang dari laut dalam yang akanmencapai konstruksi. Jika konstruksinya berbentuk gigigergaji dan setelah Ho melimpasi gigi gergaji(Gambar-9 dan Gambar-10) maka akan terjadiperubahan tinggi gelombang(H2) dan lebar (b)gelombang.

METODOLOGI

1. Lokasi penelitianLokasi studi penelitian dilakukan pada

laboratorium Lingkungan Laut dan Enerji Gelombang,Fakultas Teknologi Kelautan Institute TeknologiSepuluh Nopember Surabaya.

Studi Uji Model Fisik Peredam Gelombang Tenggelam …………(Johnny MT.S., dkk)132

Flume Tank dari Sisi Depan Flume Tank dari Sisi Belakang

Flume Tank dari Atas Sisi Belakang Flume Tank dari Atas Sisi Depan

Gambar 12. Flume Tank yang digunakan untuk ujimodel

2. Pembuatan model konstruksi dan modifikasiflume

Dalam pelaksanaan penelitian ini peralatanlaboratoriun digunakan terdiri dari flume tankberukuran 20.00 x 2.00 x 1.50 m dilengkapidengan penggerak gelombang secara kontrolotomatis menggunakan komputerisasi. Gerakangelombang diciptakan oleh wave making float andactuator, bergerak turun dan naik secara vertikal(Gambar-14) dan perletakan titik (A, B, C dan D)pengamatan gelombang dengan wave probe(Gambar-15).

Bentuk (konstruksi)model uji padapercobaan ini berbentuk gigi gergaji sebanyak 6gigi dengan lebar bentang (L) = 1.00 m, panjanggigi gergaji (l ) = 0.25 m, panjang zigzag model uji(L’) = 3.18 m dan besarnya sudut gigi gergaji(21)sebesar 36O52’11”. Ukuran model tersebut dapatdilihat pada Gambar-13a dan Gambar-13.

Gambar 13a. Dimensi gigi gergaji (pada gambaruntuk 2 gigi)

Gambar 13b. Dimensi konstruksi 6 gigi gergaji

Gambar 14. Tampak samping flume tank, perletakan model uji untuk percobaan

dinamika TEKNIK SIPIL, Volume 8, Nomor 2, Juli 2008 : 127 – 136 133

100,0

50,0

50,0

Mul

typl

exar

tific

ial

part

ition

Flum

epa

rtiti

on/w

all

Experiment M o d e l

100,0

930,0700,0

TOP APPEAR

147,0

69,0 67,0

4X

50,0

Wave Absorber

Wave

Maker

60,0

70,0300,0

Gambar 15. Tampak atas flume tank, letak model uji, posisi pengukur gelombang (A,B,C dan D) dan sekat pengarah gelombang

3. Pelaksanaan uji model

Pelaksanakan percobaan untuk model uji pisikini tinggi air didalam dibuat flume tank 0.80 m.Gelombang yang diberikan pada model uji denganlebar bentang(L) agar gelombang terarah diberikansekat selebar 1.00 m mulai dari sumber gelombangsampai dengan model uji(konstruksi) (Gambar-15).Alat ukur kejadian tinggi gelombang dapat dilihatpada Gambar-14 dan Gambar-15 dimana titikA(+1.47m, 0.0 m) adalah pengukur tinggi gelombangdatang, titik B(-0.67m, 0.0 m), C(0.67, 0.50 m) danD(-1.36 m, 0.0 m) pengukur tinggi gelombangsetelah melewati model uji. Untuk titik C berfungsiuntuk mengetahui tinggi gelombang yang terjadipada tepian model uji sehingga diharapkan akandapat menggambarkan sebaran gelombang kearahtepi untuk mengetahui arah gerakan pelebargelombang.

Koeffisien Tansmissi (KT) adalah merupakanfungsi dari gradien hidrolik (H1/gT2) dan perubahankedalaman muka air diatas mercu model uji (h2/d).Tinggi gelombang yang diberikan pada model ujisebanyak empat type yakni Type I =0.05 m, Type II=0.072 m, Type III =0.098 m dan Type IV =0.147 m,dengan perioda gelombang 1.34 detik. Tinggi mukaair diatas mercu model uji ada 4(empat) macamyakni (h2)= 0.00 m, 0.10 m, 0.20 m dam 0.30 m,setiap tinggi h2 diberikan tinggi gelombang 4 (empat)macam (type I = 0.05 m, type II = 0.072, type III =0.098 m, dan type IV = 0.147 m) (Gambar-16)

HASIL DAN DISKUSI

Data gelombang ditampilkan pada (Gambar-17,18,19,20) yang diambil pada titik pengamatan(Gambar-15) sebelum tiba pada konstruksi yaknipada titik A adalah gelombang awal/datang (H1), datagelombang setelah melewati model uji (H2) pada titik

B, D dan titik C adalah merupakan tinggi gelombangpada bagian ujung sejajar dengan model uji.Koeffisien (KT) adalah merupakan (H2/H1) dan B2

adalah lebar gelombang setelah melimpas konstruksimodel uji dan L adalah lebar bentang dari model uji,h2 adalah tinggi muka air diatas mercu model uji dand adalah kedalam air pada flume tank.

Gambar 16. Kondisi Tinggi gelombang. Tinggi muka airrata-rata terhadap mercu model uji

Kejadian tinggi gelombang rata-rata yangterlihat pada Gambar-17 sampai dengan Gam-bar-20 untuk mata gergaji-6 dengan besaransudut gigi gergaji 36O52’11”. Pada Gambar-17terlihat bahwa gelombang dibagian belakang modeluji dibawah 2 cm, hal ini lebih kecil dibandingkandengan Gambar-18, 19 dan 20, hal ini dikarenakanfungsi model uji tersebut hampir mirip denganpemecah gelombang over topping, sedangkan padaGambar-18, Gambar-19, dan Gambar-20gelombang yang terjadi dibelakang model ujitidak lebih dari 4 cm.

Studi Uji Model Fisik Peredam Gelombang Tenggelam …………(Johnny MT.S., dkk)134

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

H1 = I H1 = II H1 = III H1 = IVType Gelombang

Ting

gi G

elom

bang

(cm

)

A B D C

Gambar 17. Tinggi pada titik pengamatan h2=0.00 m

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

H1 = I H1 = II H1 = III H1 = IVType Gelombang

Ting

gi G

elom

bang

(cm

)

A B D C

Gambar 18. Tinggi pada titik pengamatan h2=0.10 m

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

H1 = I H1 = II H1 = III H1 = IV

Type Gelombang

Ting

gi G

elom

bang

(cm

)

A B D C

Gambar 19. Tinggi pada titik pengamatan h2=0.20 m

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

H1 = I H1 = II H1 = III H1 = IVType Gelombang

Ting

gi G

elom

bang

(cm

)

A B D C

Gambar 20. Tinggi pada titik pengamatan h2=0.30 m

Perubahan gelombang pada masing-masing tinggi muka air diatas mercu(h2) modeluji ini dapat dilihat pada Gambar-21 adalahsebagai berikut; a).Untuk tinggi muka air diatasmercu model uji sebesar (h2/d)= 0.00 dan semuatype gelombang yang diberikan menghasilkankoefisien Transmissi hampir sama/rata berartikeempat type gelombang yang diberikan akanmampu untuk diredam, b).(h2/d)= 0.125 nilaikoeffisien Transmissi lebih besar dengan polahampir mirip dengan point-a kemampuanredaman gelombang lebih kecil dibandingkandengan poin-a, c).(h2/d)= 0.250 grafik yangterbentuk mempunyai kemiringan yang lebihbesar dibandingkan grafik poin-a dan poin-bnilai koeffisien Transmissi rata-rata juga lebihbesar. Hal ini menggambarkan bahwa tidaksemua type gelombang yang diberikan mampudiredam dengan baik karena lembah/neap darigelombang sudah jauh dari mercu model uji(Gambar-16). d).(h2/d)= 0.375 grafik yangterbentuk mempunyai kemiringan yang hampirmirip dengan pola grafik poin-c dengan nilaikoeffisien Transmissi rata-rata juga palingbesar dibandingkan pada grafik poin-a, poin-bdan poin-c.

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

0.0000 0.0030 0.0060 0.0090H1/gT2

KT

h2/d = 0.000h2/d = 0.125h2/d = 0.250h2/d = 0.375

Gambar 21. Hubungan antara kemiringan gelombang/slope wave dan Koeffisien Transmisi

Tabel 1. Redaman gelombang dengan typegelombang H1/gT2 dan kedalaman air diatasmercu h2/d

I II III IV0.0029 0.0041 0.0056 0.0084

0.000 0.7830 0.8043 0.8342 0.86850.125 0.7363 0.7381 0.7669 0.83160.250 0.2184 0.5228 0.6798 0.76650.375 0.5376 0.5502 0.6671 0.7387

H1/gT2 (Type ke - ...)h2/d

Gambar-21 memperlihatkan pada tinggi mukaair air diatas mercu (h2/d)model uji sebesar 0.125menghasilan redaman yang terbaik sebagai model uji

dinamika TEKNIK SIPIL, Volume 8, Nomor 2, Juli 2008 : 127 – 136 135

peredam gelombang tenggelam dengan kemampuanmeredam gelombang rata-rata 75% sedangkan untuk(h2/d) =0.00 sebesar 82%. untuk (h2/d) =0.250sebesar 55%, untuk (h2/d) =0.375 sebesar 62%.Secara keseluruhan untuk model uji mata-6gergaji sebagai peredam gelombang untuk typetenggelam ini dapat meredam gelombangberkisar antara 55%-75%. (Tabel-1)

Pengukuran gelombang yang dilakukanpada titik B dan C (Gambar-15 dan Gambar-17,18, 19, 20) maka akan terlihat bahwa terjadiperubahan tinggi gelombang dimana tinggigelombang pada titik C lebih kecildibandingkan tinggi gelombang di titik B yangberjarak sama dari model uji hal inimenggambarkan bahwa terjadi pelebarangelombang setelah melimpas model uji yangberbentuk gigi-6 gergaji dengan sudut gigigergaji sebesar 36O52’11”. Data tersebut dianalisa dengan pendekatan analisa metoderefraksi (Persamaan-4) dengan data yangdimiliki dua titik terlihat pada Tabel-2

Tabel 2. Hasil harga B2/L terhadap gradienhidrolik gelombang dan tinggi mukaair diatas mercu model uji

H1/gT2 h2/d= 0.000 h2/d= 0.125 h2/d= 0.250 h2/d= 0.375

0.0029 2.7931 2.6069 2.5000 2.45000.0041 3.5099 2.9655 2.4500 2.10180.0056 3.6500 3.0098 2.3800 2.11000.0084 3.3900 2.9939 2.6900 2.5200

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0 0.003 0.006 0.009H1/gT2

B2/L

h2/d= 0.000h2/d= 0.125h2/d= 0.250h2/d= 0.375

Gambar 22. Hubungan antara lebar gelombang setelahkontruksi dan gelombang awal

Gambaran pelebaran gelombang (B2/L) terjadidibelakang model uji bentuk gigi gergaji inidapat dilihat pada Gambar-22 sebagai berikut ;a).Untuk tinggi muka air diatas mercu(h2/d)=0.00 maka untuk semua gelombang akanmenghasilkan pelebaran gelombang dibelakangmodel uji terbesar hal ini dikarenakan model ujisudah meupakan pemecah gelombang overtopping b).Untuk tinggi muka air diatas

mercu(h2/d)= 0.125 juga dapat menghasilkanpelebaran gelombang B2 akan tetapi tidak sebesarpada poin-a dan terbaik untuk kondisi tenggelamdalam air rata-rata menghasilkan hampir 3 kali lipatterhadap bentang model uji (L) untuk hampir semuatinggi gelombang yang diberikan. c).Untuk tinggimuka air diatas mercu(h2/d)= 0.250 juga masihdapat menghasilkan pelebaran gelombang (B2)dibelakang model uji akan tetapi tidak sebesarpoin-a dan poin-b dengan rata-rata yang terciptaadalah 2,5 kali lebar bentang model uji. d).Untuk tinggi muka air diatas mercu(h2/d)=0.375 adalah kedalam yang paling kecilmenciptakan pelebaran gelombang di belakangmodel uji terhadap poin-a, poin-b, dan poin-c halini dikarenakan gelombang yang melimpas hampir–hampir tidak mengalami hambatan oleh model ujibesarnya pelebaran gelombang ini rata-rata 2,25 kalilipat terhadap bentang model uji. Dengan demikiansecara keseluruhan bahwa bentuk gigi gergaji inimenghasilkan efek refraksi tergambarkan denganterjadinya B2 dan yang terbaik adalah bila kedalamanair berkisar (h2/d) lebih kecil dari 0,250.

Setelah dilakukan analisa statistik untukmendapatkan hubungan Koeffisien Transmissidengan H1/gT2 dan (h2/d) didapat bahwa

d

h

gT

HKT

22

1 026.460521.13768.0 (6)

Hasil uji regresi bilangan Fisher hitungan sebesar6.714 dan uji Fisher untuk koefisien sebesar 13.591sedangkan Fisher tabel untuk 0.01) =5.49 dan untuk(0.05) =3.35, sehingga Fhitungan lebih besar FTabel

.Berarti persamaan tersebut mempunyai hubunganketergantungan dengan baik.

KESIMPULAN

Hasil studi simulasi tinggi gelombang (H1)dan kedalaman muka air diatas mercu model uji (h2)peredam gelombang gigi-6 gergaji (tooth sawsubmerged breakwater) secara keseluruhan bahwakonstruksi tipe ini dapat bermanfaat meredamgelombang sebesar maksimum 55% -75%.

Dari model uji yang diteliti ini ternyata selainbaik untuk meredam gelombang dapat menimbulkanrefraksi dibelakang model uji sehingga gelombangyang menuju ke pantai setelah melimpas/ melewatimodel uji melebar sehingga garis pantai tidak akanmengalami perubahan bentuk. Efek difraksi dikiridan kanan suatu konstruksi pemecah gelombang,umumnya terjadi dan akan mengakibatkan temboloyang dapat merubah bentuk garis pantai sedangkan

Studi Uji Model Fisik Peredam Gelombang Tenggelam …………(Johnny MT.S., dkk)136

dengan model gigi-6 gergaji tenggelam ini tidak akanterjadi hal tersebut.

Penelitian pada model uji submergedbreakwater gigi-6 gergaji mampu menciptakan lebargelombang (B2) setelah melewati model uji cukupbaik sebesar 2 sampai 3 kali dari lebar bentang(L)model uji atau sebesar 200% - 300%, khususnyapada tinggi muka air diatas mercu h2/d = 0.125 akanmenghasilkan yang terbaik bila model uji dalamkeadaan tenggelam dalam air.

d

h

gT

HKT

22

1 026.460521.13768.0

Dengan demikian gelombang yang tiba di pantaitidak akan menimbulkan erosi/ abrasi karena modelgigi gergaji ini mampu meredam gelombang dansekaligus mempunyai efek refraksi dan akan dapatmenyebabkan garis pantai maju secara sejajar.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terimakasih pada stafdan laborat dari laboratorium Lingkungan Laut danEnerji Gelombang, Fakultas Teknologi KelautanInstitute Teknologi Sepuluh Nopember Surabayayang telah membantu penelitian dalam rangkaDesertasi Program Doktor pada Program PascaSarjana ITS Surabaya, Jurusan Teknik Kelautan,Bidang Keahlian Teknologi Manajemen Pantai.Tulisan ini adalah merupakan bagian kecil dari hasilpenelitian Desertasi Program Doktor.

DAFTAR PUSTAKA

Armono, H.D. and K.R. Hall, 2002, WaveTransmission on Submerged BreakwatersMade of Hollow Hemispherical ShapeArtificial Reefs, Canadian Coastal Conference,Canada.

Bappeda dan Pemda Tk I Kal-Bar kerja sama denganLIPI Pusat Penelitian dan PengembanganOseonologi, 1990-1991, Status Erosi PantaiKalimantan Barat dan Pemikiran AwalPenangulangannya, Pontianak.

BAPPEDA Prop Kal-Bar, 2001, Srategi PengelolaanWilayah Pesisir dan Laut PropinsiKalimantan Barat. Pontianak.

Bernard Le Mehaute, 1976, An Introduction toHydrodynmics and Water Waves, Springer-Verlag.

Bambang Triatmodjo, 1999, Teknik Pantai, BetaOffset, Yogyakarta.

Department of US Army, 1984, ShoreProtection Manual I & II, US Army Corpof Engineers, Washington DC.

John B. Herbich, 2000, Handbook of CoastalEngineering, Mc.Graw Hill, New York.

Johnny MT.S, Umar Gani, 2001, PenelitianPemanfaatan Refraksi Bentuk KonstruksiSebagai Peredam Enerji Gelombang Air,Laporan Penelitian UNTAN, Fak. TeknikUNTAN.

Johnny MT.S, Eko Yulianto, Nurhayati, 2003,Tinjauan Karakteristik Kelompok TiangSebagai Alternatif Peredam EnerjiGelombang, Laporan Penelitian UNTAN, Fak.Teknik UNTAN.

Johnny MT.S, Eko Julianto, 2004, TinjauanKarakteristik Kelompok Tiang SebagaiAlternatif Peredam Energi Gelombang,Seminar Nasional Research and Studies III,Jogyakarta.

Johnny MTS, Umar Gani, 2004, PemanfaatanRefraksi Bentuk Konstruksi Sebagai PeredamEnergi, Seminar Nasional Pasca Sarjana IV,ITS Surabaya.

Lifen Dong, Akira Watanabe, Masahiko Isobe, 1996,Non Linear Wave Transformation Over aSubmerged Triangular Breakwater, CoastalEnggineering Journal, USA.

Matthias Black, Hocine Oumeraci, 2002, HydraulicPerformance of Artificial Reefs : Global andLocal Description, Canadian CoastalConference, Canada.

Turgut Sarpkaya, Michael Isaacson, 1981,Mechanics of Wave Forces on OffshoreStructures, Van Nostrand ReinholdCompany,Meilborne.