BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Negara Indonesia adalah negara kepulauan yang memiliki potensi berupa daerah pantai.
Berbagai usaha dilakukan untuk mengamankan bangunan pantai dan membuat penampilan
pantai lebih menarik. Usaha – usaha yang dilakukan adalah dengan membuat groin, memperkuat
dinding pantai, penanaman pohon bakau dan pembuatan pemecah gelombang lepas pantai.
Pantai Benoa Bali pada dekade belakangan ini mengalami abrasi yang cukup parah akibat
gerusan gelombang. Alternatif yang dilakukan untuk pengamanan pantai di Benoa Bali ialah
dengan menggunakan pemecah gelombang (breakwater) untuk mereduksi tinggi gelombang
datang.
Dalam rangka penelitian untuk memecahkan masalah pengamanaan pantai Benoa dengan
breakwater, maka dibuatlah model fisik tiga dimensi dengan beberapa alternatif batu lindung
yang digunakan untuk mengetahui kestabilan dari breakwater tersebut.
B. Tujuan Penelitian
1. Mempelajari dan mengetahui kestabilan dari lapis lindung pada beberapa alternatif model
pemecah gelombang.
2. Mempelajari dan mengetahui besarnya reduksi gelombang yang terjadi pada beberapa
alternatif model pemecah gelombang.
3. Dimensi / bentuk terumbu buatan yang lebih efektif untuk pengamanan pantai.
C. Batasan Permasalahan
Mengingat tujuan penelitian dan fasilitas yang tersedia, ditetapkan batasan sebagai berikut
ini.
1. Gelombang yang dibangkitkan adalah gelombang reguler.
2. Sudut datang gelombang tegak lurus model.
3. Porositas, kekasaran model tidak diperhitungkan dalam analisis.
4. Dasar pantai tidak berubah.
5. Kekasaran dasar dan tegangan permukaan diabaikan.
D. Metode Penelitian
Untuk mengetahui perilaku pantai karena adanya rekayasa pantai, beberapa cara
pendekatan dapat dilakukan (Yuwono, 1986) antara lain sebagai berikut ini.
1. pendekatan model matematik,
2. pendekatan model fisik dan
3. studi lapangan.
Penelitian ini akan dilakukan dengan menggunakan model fisik untuk mengetahui kinerja
bangunan pemecah gelombang sesungguhnya. Untuk pendekatan dengan model fisik, beberapa
keuntungan yang diperoleh (Triatmojo,1993) seperti berikut ini.
a) kelakuan dan kinerja prototip dapat diprediksi,
b) kekurangan yang tidak atau belum diperkirakan dapat segera diketahui sehingga
kekurangan tersebut dapat dihindari,
c) dapat dipelajari berbagai alternatif perencanaan.
Dalam pembuatan model fisik, harus diusahakan agar model dapat menirukan prototip
sehingga perilaku yang terjadi pada model benar–benar mencerminkan keadaan yang
sesungguhnya. Untuk mencapai hal tersebut, pada model diperlukan kesebangunan dengan
prototip seperti sebangun geometrik (panjang, lebar, tinggi), sebangun kinematik dan sebangun
dinamik (berhubungan dengan gaya).
1. Sebangun Geometrik
Sebangun geometrik adalah bentuk antara model dengan prototip sama atau sebangun
walaupun ukurannya berbeda.
dengan :
nL : skala model
Lp : ukuran di prototip
Lm : ukuran di model
2. Sebangun kinematik
Sebangun kinematik yaitu apabila antara model dengan prototip terjadi keseimbangan
geometrik dan perbandingan antara kecepatan di dua titik yang bersesuaian pada model dan
prototip untuk seluruh bidang pengaliran adalah sama, demikian pula untuk percepatan dan
debit, sehingga didapatkan :
dengan :
Vp : kecepatan pada prototip
Vm : kecepatan pada model
nL : skala panjang
nT : skala waktu
3. Sebangun Dinamik
Sebangun dinamik adalah sebangun yang terjadi jika antara model dengan prototip terjadi
kesebangunan geometrik dan kinematik sehingga gaya–gaya yang bekerja pada model besarnya
sebanding dan arahnya sama untuk seluruh bidang pengaliran.
Pada gelombang, yang paling banyak pengaruhnya adalah gaya berat dan gaya inersia
sehingga gaya kenyal, tegangan permukaan dan gaya kental dapat diabaikan (Triatmojo, 1993).
Dengan pertimbangan tersebut maka keseimbangan dinamik yang dipakai adalah keseimbangan
dinamik menurut bilangan Froude.
Keseimbangan dinamik antara model dengan prototip akan tercapai jika angka Froude
antara model dengan prototip sama.
dengan :
Fr : bilangan Froude
V : kecepatan (m/s)
: rapat massa
g : percepatan gravitasi (m/s2)
L : panjang (m)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Angin, Pasang Surut dan Gelombang
1. Angin
Gerakan atau sirkulasi udara yang kurang lebih sejajar dengan permukaan bumi disebut
angin. Gerakan udara ini disebabkan oleh perbedaan temperatur atmosfer (Triatmojo, 1996).
Data angin dikumpulkan dari Stasiun Bandar Udara Ngurah Rai untuk durasi 20 tahun (1977 –
1996) yang berisi data kecepatan angin harian dan arah angin.
Persentase dari ketelitian tinggi gelombang dapat dianalisa dan ditabelkan dalam tabel
berikut ini.
Table 2.1. Persentase dari ketelitian tinggi gelombang
Arah anginPersentase dari ketelitian tinggi gelombang (%) Persentase
Total (%)0 – 1 m 1 – 2 m 2 – 3 m > 3 mUtara UTimur Laut TLTimur TTenggara TgSelatan SBarat daya BD Barat BBarat Laut BL
0.3910.32129.41629.5283.9979.60014.7572.040
0.1540.0702.5571.9980.0840.4893.1580.294
--
0.028--
0.0560.9220.070
-----
0.0140.042
-
0.5450.391
32.00131.5264.081
10.15918.8792.404
Tidak tentu arah 0.014 0.014
TOTAL 100.000 %
(berdasarkan data angin dari tahun 1977 – 1996)
2. Gelombang Pasang Surut
Gelombang pasang surut ialah gelombang yang disebabkan karena terjadinya fluktuasi
muka air laut yang dipengaruhi oleh gaya tarik menarik antara bumi dengan benda-benda
langit, terutama matahari dan bulan terhadap massa air laut di bumi.
Elevasi muka air yang digunakan untuk perencanaan breakwater yaitu pada
kedudukan air terendah pada saat surut (Low Water Level) + 0.00, muka air tertinggi yang
dicapai pada saat air pasang (High Water Level) + 2,60 m dan pada muka air rerata (Mean
Sea Level) + 1,30 m.
3. Gelombang
Gelombang di laut ada dua jenis gelombang, yaitu sea dan swell. Sea adalah
gelombang yang terbentuk di daerah pembangkit dan berbentuk curam yang panjang
gelombangnya sampai 10 hingga 20 kali tinggi gelombang. Swell adalah gelombang yang
sudah merambat jauh dari daerah pembangkit, bentuknya landai dengan panjang gelombang
antara 300 sampai 500 kali tinggi gelombang.
Pada pantai Benoa, untuk gelombang sea dan swell tinggi gelombangnya hampir
sama. Gelombang rencana yang digunakan yaitu gelombang rencana dengan kala ulang 50
tahun, tinggi gelombang laut dalam (Ho) 5,5 m dan tinggi gelombang laut dalam ekivalen
(Ho’) 5,3 m, sedangkan periodenya berbeda. Swell periodenya berkisar 15 – 16 detik, sea
periodenya 10 - 13 detik. Periode yang digunakan adalah 16 detik. Kondisi gelombang harian
rata – rata juga penting, dimana untuk tinggi gelombang laut dalam (Ho) 1,5 m, -periodenya
13 dan 16 detik. Digunakan periode 13 detik.
B. Teori Gelombang Linier
Teori gelombang dua dimensi dikembangkan dengan melakukan linierisasi persamaan
gelombang yang kompleks (Yuwono, 1986) dengan tujuan untuk memudahkan perhitungan–
perhitungan yang berhubungan dengan gelombang tetapi masih memenuhi persyaratan yang
ada. Persyaratan – persyaratan yang diperlukan untuk menyelesaikan persamaan dalam teori
gelombang linier (Yuwono,1986) adalah sebagai berikut ini.
1. Air dianggap zat yang homogen, incompressible dan tegangan muka (surface tension)
diabaikan.
2. Gerakan partikel air adalah irratational. Tidak ada tegangan geser antara air dengan udara
atau pada dasar laut. Pengaruh angin terhadap gelombang tidak diperhatikan.
3. Dasar laut adalah diam (statis), impermeable dan horizontal.
4. Tekanan udara di permukaan air adalah konstan. Tekanan air tidak diperhitungkan dan
perbedaan tekanan hidrostatik karena perbedaan elevasi diabaikan.
5. Amplitudo gelombang adalah kecil dibandingkan panjang gelombang dan kedalamannya.
Dengan demikian persamaan kontinuitas untuk aliran irrotational memenuhi persamaan
Laplace :
(2.1)
dengan :
φ : potensial kecepatan
u =
v =
(2.2)
dengan :
k : angka gelombang (wave number)
k
σ : Frekuensi anular gelombang
σ
dari persamaan (2.2) akan diperoleh :
(2.3)
Karena , nilai , dan panjang gelombang disubstitusikan ke
persamaan (2.3), maka diperoleh kecepatan rambat gelombang C sebagai berikut ini.
dan
Gelombang dapat diklasifikasikan menurut kedalaman relatif (d/L) dan nilai batas (2πd/L).
Klasifikasi gelombang tersebut dapat dilihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2. Klasifikasi Gelombang
Klasifikasi d/L 2 d/L Tanh (2 d/L).
Gelombang laut dalam >½ >
Transisi (1/20) - ½ ¼ -
Gelombang laut dangkal < (1/20) < ¼
C. Transformasi Gelombang
1. Shoaling dan Refraksi
Shoaling dan refraksi ialah perubahan tinggi gelombang dan arah rambat gelombang
yang disebabkan oleh perbedaan kedalaman air. Apabila gelombang menjalar ke pantai
dengan kontur lurus dan paralel, perubahan pada tinggi gelombang yang disebabkan oleh
perubahan kedalaman air disebut shoaling.
Berdasarkan persamaan :
Dapat dilihat bahwa kecepatan gelombang tergantung pada kedalaman air dimana
gelombang tersebut merambat. Gelombang di tempat yang dalam bergerak lebih cepat dari
gelombang yang berada ditempat dangkal. Keadaan ini menyebabkan puncak gelombang
bergerak membelok ke arah daerah yang lebih dangkal. Proses berbeloknya arah gerak
puncak gelombang ini disebut refraksi.
Secara umum untuk gelombang yang bergerak dari laut dalam ke laut dangkal berlaku
rumus :
dengan :
H1 : tinggi gelombang di titik yang ditinjau
H0 : tinggi gelombang di laut dalam
C : cepaat rambat gelombang
b : jarak antara garis ortogonal
n : konstanta
Cg : kecepatan grup gelombang
L : panjang gelombang
Ks : koefisien shoaling
Kr : koefisien refraksi
θ : sudut antara garis puncak gelombang dengan kontur dasar dimana
gelombang melintas.
Suku pertama adalah pengaruh pendangkalan dan dikenal sebagai koefisien
pendangkalan (Ks), suku kedua adalah pengaruh garis ortogonal menguncup (konvergen)
atau menyebar (divergen) yang disebabkan oleh refraksi gelombang dan dikenal sebagai
koefisien refraksi (Kr).
Wiegel dan Arnold pada tahun 1957 melakukan tes refraksi pada kolam gelombang
dan dapat membuktikan bahwa hukum Snell berlaku penuh pada sudut datang antara 100 –
700 dan garis kedalaman paralel.
dan
Gambar 2.1. Kejadian refraksi pada kontur lurus dan sejajar garis pantai
2. Difraksi
Apabila gelombang datang terhalang oleh suatu rintangan impermeable misalnya seperti
pemecah gelombang atau pulau, maka gelombang tersebut akan membelok di sekitar ujung
rintangan dan masuk di daerah terlindung di belakangnya. Fenomena ini dikenal dengan difraksi
gelombang. Dalam difraksi gelombang terjadi proses pemindahan energi dalam arah tegak lurus
penjalaran gelombang menuju daerah terlindung. Biasanya tinggi gelombang berkurang di
sepanjang puncak gelombang menuju daerah terlindung.
Perbandingan antara tinggi gelombang di titik yang terletak di daerah terlindung yang
mengalami difraksi dan tinggi gelombang datang disebut koefisien difraksi (Kd).
H = Kd . Ho
dengan :
Kd : koefisien difraksi
Ho : tinggi gelombang sebelum mengalami difraksi
Hd : tinggi gelombang difraksi
Gambar 2.2. Difraksi Gelombang
3. Refleksi
Gelombang yang mengenai / membentur suatu penghalang, baik berupa bangunan atau
pulau akan dipantulkan sebagian atau seluruhnya. Besar kemampuan suatu benda memantulkan
gelombang diberikan oleh koefisien refleksi (Kr), yaitu perbandingan antara tinggi gelombang
refleksi (Hr) dan tinggi gelombang datang (Hi).
Hr = Kr . Hi
dengan :
Kr : koefisien refleksi
Hr : tinggi gelombang refleksi
Hi : tinggi gelombang datang
4. Gelombang Pecah
Gelombang yang menjalar dari tempat yang dalam menuju ke tempat yang makin lama
makin dangkal memiliki tinggi maksimum gelombang yang dibatasi oleh suatu keadaan yaitu
apabila kecepatan partikel air di puncak gelombang sama dengan kecepatan jalar gelombang (C)
sehingga pada suatu lokasi tertentu gelombang tersebut akan pecah.
Miche (1944) menentukan kondisi batas pecahnya gelombang pada berbagai kedalaman
air :
Di air dalam persamaan tersebut menjadi :
Pada laut dangkal persamaan tersebut menjadi seperti di bawah ini :
dengan,
H = Tinggi gelombang
L = panjang gelombang
D = Kedalaman air
5. Pemecah Gelombang (breakwater)
Pemecah gelombang adalah bangunan pelindung pantai yang digunakan untuk mereduksi
tinggi gelombang datang.
6. Kalibrasi dan Verifikasi
Kalibrasi adalah pengaturan model agar supaya data-data yang ada di prototipe sesuai
dengan yang ada di model. Setelah model memenuhi syarat Kalibrasi lalu dilakukan pengecekan
tahap yang disebut verifikasi. Verifikasi adalah pembuktian bahwa model sudah sesuai dengan
yang ada di prototipe tanpa merubah atau mengatur model lagi. Untuk keperluan verifikasi
diperlukan data seperti yang dipergunakan pada kalibrasi, tetapi pada kondisi yang lain, untuk
sungai misalnya data elevasi muka air ada debit yang lain ( dengan menggunakan “ Rating
Curve” ) “ Kalibrasi “ dan “ Verifikasi “ suatu model merupakan suatu keharusan, namun pada
kasus tertentu kalibrasi dan verifikasi tidak dapat dilakukan mengingat barang yang ada di
prototipe belum ada misalnya ada model bendung, pintu air, dan bangunan pelimpah.
7. Gaya Gelombang
Gaya gelombang pada bangunan dapat ditentukan dengan menggunakan percobaan di
laboratorium atau dengan persamaan yang ada. Gaya gelombang yang menyebabkan pengaruh
paling serius terhadap bangunan harus ditinjau. Tinggi gelombang yang lebih besar umumnya
akan menimbulkan gaya-gaya yang lebih besar hingga gaya gelombang harus dihitung
berdasarkan gelombang maximum yang menghantam bangunan.
Gaya yang ditimbulkan gelombang yang tidak pecah terutama adalah gaya hidrostatis.
Untuk gelombang pecah akan terjadi tambahan gaya yang ditimbulkan oleh pengaruh dinamis
turbulensi air. Gaya-gaya dinamis ini lebih besar dari gaya hidrostatis.
8. Fluk Energi Gelombang
Air laut dan semua gelombang menjalar pada arah yang sama, maka komponen energi
total gelombang jumlah energi kinetik dan energi potensial gelombang. Energi kinetik adalah
sebagian dari energi total yang disebabkan olah kecepatan partikel air karena adanya gerak
gelombang. Energi potensial adalah bagaian dari energi yang dihasilkan oleh sebagian massa air
yang berada diatas lembah gelombang.
Menurut teori gelombang Airy, jika energi potensial ditentuka relatif terhadap muka energi
potensial adalah sama. Energi total gelombang tiap satuan meter : E = Ek + Ep = 1/16 g H2 L +
1/16 g H2 L =1/8 g H2 L
Energi gelombang berubah dari satu titik ke titik yang lain sepanjang satu panjang
gelombang dan energi rata-rata satusatuan luas adalah :
(Nm/m2)
Rata-rata fluks energi tiap satuan lebar adalah:
Fluks energi P sering disebut sebagai tenaga gelombang dengan :
Harga n bertambah dari 0,5 di laut dalam sampai 1,0 di laut dangkal. Nilai cepat rambat
gelombang berbeda antara kondisi laut dalam dan laut dangkal, karena dipengaruhi oleh
kedalaman air.
C = L/T
2.4. Stabilitas Pemeceh Gelombang
Sebagai pertahanan terhadap serangan gelombang, struktur pemecah gelombang
biasanya dilindungi oleh lapisan pelindung. Untuk struktur stabil statis, ukuran lapisan pelindung
(armour layer) harus cukup besar sehingga tidak mengalami perpindahan bila mengalami
serangan gelombang.
Berat unit lapis lindung dapat ditentukan dengan menggunakan formula Hudson (1984),
yaitu :
Sr =
Keterangan :
W = berat unit lapis lindung rata-rata
Kd = koefisien stabilitas yang tergantung jenis unit lapis lindung
H = tinggi gelombang rencana
W a = berat unit batu
a = rapat massa batu
w = rapat massa air
= sudut lereng bangunan
Kriteria yang digunakan pada formula Hudson ini adalah struktur stabil statis. Harga Kd
adalah untuk kondisi di mana perpindahan unit hanya diperkenankan maksimum sebesar 5 %.
Formula Hudson ini mempunyai batasan pemekaiannya , batasan tersebut adalah :
1. Hanya berlaku pada lereng bangunan dengan nilai cot.
2. Formula tersebut dikembangkan berdasarkan gelombang tidak pecah
3. Run-up tidak melebihi puncak gelombang
4. Model tes dilakukan dengan gelombang reguler
2.7. Penentuan Skala Percobaan
Terhadap data yang diberikan serta diketahui, maka diperoleh asumsi angka-angka
sebagai berikut :
PROTOTYPE ALAT & BAHAN
H D
T
a
w
h
Nilai pada prototipe didapatkan dengan melakukan perhitungan yang menggunakan persamaan
sebagai berikut :
……………………. Ini rumus lagi… Cak Meddy…
sedangkan syarat model > 0,2 m dianut untuk menghindari pengaruh tegangan muka pada
model.
……. Ada tabel-tabel dan penskalaan model.. Cak…
Pemilihan skala, harus sesuai dengan batas-batas daerah skala sebagai berikut :
Pemilihan skala harus sesuai dengan batas-batas daerah skala. Daerah skala yang
diperkenankan diwakili dengan daerah yang diarsir , atau dengan kata lain …< n L < ….
Didasarkan pada daerah skala yang tersebut, maka dipilih n L = …
Langkah selanjutnya adalah mencari skala berat material (n w ). Berat material yang dibutuhkan
untuk mendapatkan kestabilan terhadap serangan gelombang dapat ditentukan melalui
persamaan Hudson sebagai berilut :
……. Rumus Hudson lagi .. nich…
Dengan memasukkan asumsi bahwa k D dan cot. adalah selalu sama, baik di model maupun
di prototipe, maka nw dapat dihitung dengan langkah-langkah sebagai berikut :
…… iniii…nich.. rumus lagi.. Cak Meddy…
BAB III
PELAKSANAAN PENELITIAN
3.1. Fasilitas Laboratorium
Pengujian model hidraulika Pemecah Gelombang tipe urugan dilakukan di Laboratorium
Pasca Sarjana Teknik Pantai Universitas Gadjah Mada di Yogyakarta. Saluran gelombang
tersebut dilengkapi dengan sarana dan peralatan yang memadai untuk melakukan segala
pengujian model yang berkaitan dengan teknik pantai . Jenis dan spesifikasi sarana dan
peralatan tersebut dipaparkan dalam uraian berikutnya.
a. Saluran Gelombang
Saluran gelombang terbuat dari beton bertulang dengan beberapa jendela kaca di bagian tengah,
dimaksudkan untuk mengamati model secara visual selama pengujian berlangsung . Ukuran
pokoksaluran gelombang tersebut adalah sebagai berikut :
- Panjang = …….
- Lebar = ……
- Kedalaman = …..
b. Pembangkit Gelombang
Mesin tersebut digunakan untuk membangkitkan gelombang di saluran dengan menggerakkan
papan pembangkit gelombang. Gerakan papan tersebut dapat diatur sedemikian sehingga
gerakan papan berupa translasi maupun rotasi. Spesifikasi pembangkit gelombang adalah
sebagai berikut :
- Lebar papan = …….
- Tinggi papan = …….
- Kedalaman air Max.= …….
- Stroke Max. = …….
- Tinggi Gelombang Max. = …….
- Periode Gelombang.=
c. Peredam Gelombang
Peredam gelombang dimaksudkan untuk mengurangi adanya refleksi gelombang yang mungkin
terjadi di saluran gelombang. Peredam gelombangtersebut terdiri atas 2 buah, yaitu :
- peredam di akhir saluran gelombang, dimaksudkan untuk mengurangi refleksi gelombang
pada ujung akhir saluran. Posisi kemiringan peredam dapat diatur sedemikian sehingga
redaman yang dihasilkan sangat baik
- peredam di awal saluran ( di belakang papan pembangkit gelombang ), dimaksudkan untuk
mengurangi beban pembangkit gelombang akibat gelombang pantulan dari belakang
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Prasarana dan Alat
Pengujian dilaksanakan di flume Laboratorium Hidraulika Fakultas Teknik UGM. Kolam
tersebut berukuran 19 m x 22 m x 0,8 m dan dilengkapi dengan pembangkit gelombang.
Pengujian yang dilakukan adalah pengujian dengan model tiga dimensi dan gelombang yang
dipakai adalah gelombang reguler.
Pantai dibuat dari urugan pasir dipadatkan kemudian diplester pada bagian
permukaannya. Pembuatan pantai buatan dilakukan dengan meninggikan sebagian dasar kolam
berdasar peta batimetri yang ada dengan skala yang telah ditetapkan. Untuk memudahkan dalam
menggambar peta dan untuk memperoleh ketelitian yang diinginkan, dibuat petak 1 m x 1 m
dengan menggunakan tali yang diikat pada patok kayu. Arah utara pada model sama dengan
arah Barat Daya pada prototip. Elevasi kontur pantai sesuai peta batimetri dibuat dengan
bantuan alat waterpass.
Alat – alat yang diperlukan dalam penelitian model fisik tiga dimensi pada Tanah Lot Bali
adalah sebagai berikut ini.
1. Kolam gelombang dengan dimensi 19 m x 22 m x 0,8 m
2. Pembangkit gelombang (wave maker) tipe flap yang digerakkan oleh motor induksi. Periode
gelombang yang dapat dibangkitkan antara 0,5 hingga 5 detik dan tinggi gelombang antara 1
hingga 10 cm. Untuk mengatur tinggi dan periode gelombang terdapat pengatur eksentrisitas
pada penggerak plat.
3. Alat – alat pengukur dan pencatat tinggi gelombang :
a. Wave probe (pengukur tinggi gelombang elektronik), berfungsi untuk mengukur fluktuasi
muka air. Prinsip kerja alat ini adalah mengukur konduktivitas bagian elektroda wave
probe yang masuk ke dalam air.
b. Analog Digital Converter (ADC), berfungsi menterjemahkan besaran analog dari wave
probe ke dalam besaran digital, besaran analog tersebut dalam Volt, besaran digital
berupa bilangan biner yang dapat dimengerti oleh komputer.
c. Seperangkat komputer, untuk mencatat besaran digital dari ADC. Perangkat lunak yang
digunakan adalah PC-Scope, yang dapat mencatat tinggi gelombang dan
menampilkannya dalam bentuk grafik.
4. Alat penggantung wave probe.
5. Mistar ukur untuk mengukur kedalaman air dari dasar kolam.
6. Stopwatch untuk mengukur periode gelombang.
7. Waterpass untuk mengukur dan mengkontrol tinggi kontur.
Pembuatan model
1. Skala Model
Skala model ditentukan menurut kapasitas laboratorium dan fenomena fisik model. Pada
dasarnya skala dibuat seluas dan sebesar mungkin sepanjang peralatan dan instrumen dapat
memenuhinya.
Karena fenomena alam yang akan dipelajari berupa pola gelombang yang didominasi oleh
shoaling, refraksi, difraksi dan gelombang pecah, maka model yang dibuat berupa model tak
terdistorsi berskala. Hal tersebut diperlukan mengingat transformasi gelombang yang terjadi
berkorelasi dengan panjang gelombang dan landai gelombang yang menyangkut dimensi
panjang arah vertikal dan horizontal. Oleh karena itu antara skala horizontal dan skala vertikal
harus sama.
Pemilihan skala model ditentukan menurut pertimbangan sebagai berikut ini.
a) Model dapat mereproduksi tinggi dan periode gelombang yang cukup besar.
b) Ukuran kolam gelombang yang membatasi ukuran model.
c) Kemampuan alat pembangkit gelombang dan instrumentasi yang ada.
d) Ketersediaan waktu, biaya dan material.
Di samping itu gaya yang paling berpengaruh dalam uji model fisik tiga dimensi ini adalah
gaya gravitasi, maka skala model didasarkan pada hukum Froude. Skala model pada uji model
fisik tiga dimensi Tanah Lot Bali dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 3.1. Skala model
Item Simbol Skala Model
Panjang
Kedalaman air
Tinggi gelombang
Periode gelombang
NL
Nd
NH
NT
80
80
80
80
Berdasarkan skala model di atas, maka parameter gelombang yang digunakan untuk
pengujian di kolam gelombang adalah sebagai berikut ini.
Tabel 3.2. Parameter Model
Parameter Prototip Model
H0 – 50 tahunan
H0’ – 50 tahunan
T0 – 50 tahunan
H0 – harian
T0 – harian
5,5 m
5,3 m
16 detik
1,5 – 2 m
13 detik
6,875
6,625
1,8 detik
1,9 – 2,5 cm
1,45 detik
2. Model Geometri Pantai
Diasumsikan tidak terjadi perubahan bentuk kontur akibat erosi / sedimentasi maupun
struktur yang ada, maka model yang dipakai adalah jenis tak terdistorsi (undistorted model).
Model dibuat menggunakan model dasar tetap (fix bed model) dalam sebuah kolam
gelombang dengan dimensi 19 m x 22 m x 0,8 m. Model batimetri dan geometri pantai dibuat
menggunakan campuran pasir dan semen berdasar peta batimetri terbaru yang diperoleh dari
Proyek Pengamanan Pantai Bali. Batimetri atau elevasi dasar dibuat dengan angka kesalahan
mendekati 1 mm ukuran model (kurang lebih 10 cm pada prototip). Garis kontur pantai dibuat dari
–15,00 m sampai + 10,00 m. Batimetri sesudah –10,00 m diekstrapolasi dari peta yang ada
dengan asumsi kemiringan slope konstan hingga –15,00 m. Dari kedalaman –15,00 ke arah laut
dibuat kemiringan 1 : 10.
Untuk pembuatan batimetri yang hampir sama dengan peta, pada model dibuat titik – titik
referensi berupa grid dengan ukuran 1 m x 1 m di atas dasar pasir urug yang dipadatkan.
Sebagai alat bantu untuk memudahkan menggambar kontur digunakan waterpass yang
diletakkan pada satu titik tetap (benchmarking). Kemudian pada bagian permukaannya diplester
dengan campuran semen dan pasir setebal 2 cm.
Top Related