M EVRAN FIRDAUS-08051381924076-B-LaprakGelombang [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM HIDRODINAMIKA



GELOMBANG



OLEH: M EVRAN FIRDAUS 08051381924076 KELAS: B



DOSEN PENGAMPU: GUSTI DIANSYAH, S.PI., M.SC DR. MELKI, S.PI., M.SI DR. ROZIRWAN, S.PI., M.SC



LABORATORIUM OSEANOGRAFI DAN INSTRUMENTASI KELAUTAN JURUSAN ILMU KELAUTAN FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2020



I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Definisi hidrodinamika adalah studi ilmiah tentang gerak fluida, khususnya zat cair incompressible yang dipengaruhi oleh gaya internal dan eksternal. Dalam hidrodinamika laut, gaya yang terpenting adalah gaya gravitasi, gesekan dan Coriolis. Gaya gravitasi merupakan gaya yang dominan dalam hidrodinamika. Efek Coriolis disebabkan oleh rotasi bumi dan menentukan arah rotasi dari massa air, akibatnya arus berputar searah jarum jam di bumi bagian selatan, dan berlawanan arah jarum jam di bumi bagian utara (Suniarti dan marfatah, 2019). Wilayah pantai merupakan daerah yang masih mendapat pengaruh laut seperti gelombang, arus dan pasang surut. Gelombang sebagai salah satu faktor oseanografi yang berpengaruh



terhadap



transport



sedimen. perpindahan



sedimen yang terus- menerus akan menyebabkan sedimentasi di suatu bagian pantai sekaligus menyebabkan abrasi pada bagian lain di perairan yang bersangkutan (Triatmodjo, 1999). Perubahan bentuk dan arah penjalaran gelombang yang menjalar dari perairan laut dalam menuju pantai disebut deformasi gelombang, proses deformasi gelombang dapat berupa proses refraksi, refleksi, difraksi, shoaling, dan gelombang pecah. Proses refraksi mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap tinggi dan arah gelombang serta distribusi energi gelombang di sepanjang pantai Gelombang laut pada umumnya timbul oleh pengaruh angin, walaupun masih ada faktor-faktor lain yang dapat menimbulkan gelombang di laut seperti aktifitas seismik di dasar laut (gempa), letusan gunung api, gerakan kapal, gaya tarik benda angkasa (bulan dan matahari. Gelombang laut dapat juga terjadi di lapisan dalam (Triatmodjo, 1999 dalam Azis, 2006). Dalam dunia perikanan dan kelautan dikenal dengan juga istilah gelombang laut. Gelombang laut merupakan salah satu parameter laut yang dominan terhadap laju mundurnya garis pantai. Gelombang laut terjadi karena hembusan angin dipermukaan laut, perbedaan suhu air laut, perbedaan kadar garam dan letusan gunung berapi yang berada dibawah atau permukaan laut. Proses mundurnya garis pantai dari kedudukan semula antara lain disebabkan oleh gelombang dan arus, serta tidak adanya keseimbangan sedimen (Mulyabakti, 2016).



Salah satu wilayah di muka bumi yang memiliki kemampuan interaksi dengan segala komponen di sekitarnya adalah pantai. Pantai merupakan zona interaksi antara daratan, lautan dan udara yang selalu mengalami perubahan bentuk yang disebabkan oleh kemampuan



penyesuaian pantai menuju



keseimbangan alami dalam merespon dampak dari proses-proses oseanografi maupun aktivitas manusia di sekitar kawasan pantai. Indonesia adalah sebuah negara kepulauan yang memiliki 13.466 pulau (United Nations Economic and Social Council) dan sebagian besar wilayahnya terdiri dari daerah perairan atau lautan. (Suhaa et al. 2018) Gelombang dapat digambarkan sebagai gangguan yang berjalan pada sebuah medium dari satu lokasi ke lokasi yang lainnya. Gangguan yang bergerak secara berulang dan periodik dalam sebuah medium dari satu lokasi ke lokasi yang lainnya menunjukkan sebuah gelombang. Lalu apa itu medium? Medium merupakan suatu bahan atau zat yang membawa gelombang, sehingga medium bukanlah gelombang dan juga tidak menghasilkan gelombang, medium hanya bertugas membawa gelombang (Yudanto et al. 2016).



1.2 Tujuan Adapun tujuan pada praktikum kali ini, yaitu : 1. Mahasiswa dapat memahami dan proses pembentukan gelombang dan menghitung perubahan parameter gelombang saat gelombang merambat menuju pantai 2. Mahasiwa dapat memahami dan menghitung proses abrasi dan sedimentasi akibat aktivitas gelombang



1.3 Manfaat Adapun manfaat pada praktikum kali ini yaitu, yaitu : 1. Mahasiswa dapat mengetahuidan proses pembentukan gelombang dan menghitung perubahan parameter gelombang saat gelombang merambat menuju pantai. 2. Mahasiwa dapat mengetahuidan menghitung proses abrasi dan sedimentasi akibat aktivitas gelombang.



II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gelombang Gelombang laut merupakan suatu deretan pulsa-pulsa yang berurutan yang terlihat sebagai perubahan tinggi permukaan air laut dari suatu elevasi maksimum ke elevasi minimum. Gelombang laut terjadi akibat adanya gejala alam yang terjadi di laut seperti angin, gempa bumi, gaya gravitasi bumi, gaya coriolis dan tegangan pada suatu permukaan. Gelombang di laut sangat kompleks, tetapi dalam mempelajarinya gelombang di laut yang mempunyai suatu pola sinusoidal (Triatmodjo, 1999). Gelombang laut merupakan salah satu parameter laut yang dominan terhadap laju mundurnya garis pantai. Gelombang laut terjadi karena hembusan angin dipermukaan laut, perbedaan suhu air laut, perbedaan kadar garam dan letusan gunung berapi yang berada dibawah atau permukaan laut. Proses mundurnya garis pantai dari kedudukan semula antara lain disebabkan oleh gelombang dan arus, serta tidak adanya keseimbangan sedimen yang masuk dan keluar (Mulyabakti, 2016). Gelombang selalu menimbulkan sebuah ayunan air yang bergerak tanpa henti-hentinya pada lapisan permukaan laut dan jarang dalam keadaan sama sekali diam. Susunan gelombang di lautan baik bentuk maupun macamnya sangat bervariasi dan kompleks, sehingga mengakibatkan hampir tidak dapat diuraikan. Suatu gelombang 18 membentuk gerakan maju melintasi permukaan air, tetapi sebenarnya terjadi hanya suatu gerakan kecil kearah depan dari massa air itu sendiri (Hutabarat dan Evan, 2006). Gelombang laut merupakan deretan pulsa-pulsa yang berurutan yang terlihat sebagai perubahan ketinggian permukaan air laut, yaitu dari elevasi maksimum (puncak) ke elevasi minimum (lembah). Hembusan angin sepoi-sepoi pun cukup dapat menimbukan gelombang. Sebaliknya dalam keadaan dimana terjadi badai yang besar dapat menimbulkan gelombang besar yang dapat mengakibatkan kerusakan hebat pada kapal-kapal atau daerah pantai (Suhana et al. 2018). 2.2 Proses terjadinya gelombang Gelombang Laut terbentuk oleh tiupan angin baik langsung maupun tidak langsung. Pada daerah tiupan angin (dikenal dengan istilah 'fetch'), terjadi



peristiwa transfer energi angin ke energi gelombang dalam spektrum frekuensi yang luas. Dengan kata lain, didaerah angin tersebut terbentuk campuran gelombang dengan bermacam-macam frekuensi. Gelombang yang terbentuk tersebut akan menjalar keluar dari daerah tiupan angin hingga mencapai daerah dangkal atau pantai, dan melepaskan energinya. Gelombang laut yang terbentuk akibat tiupan angin setempat umumnya mempunyai ketinggian yang kecil (kurang dari 0.5 meter (Ganesha dan Soewandita, 2018). Salah satu jenis ORE adalah energi gelombang laut atau Ocean Wave Energy. Jenis energi ini merupakan bentuk energi yang terbentuk dari perpindahan dan pergerakan angin di lautan, yang mengakibatkan terbentuknya gelombang di permukaan laut yang mempunyai energi potensial dan energi kinetik tertentu, sesuai dengan besar angin yang membangkitkan gelombang tersebut. Gelombang ini mempunyai model matematis yang ditentukan dalam fungsi periode, frekuensiradial frequency, nomor gelombang wave number dan panjang gelombang wave length (Nadzir et al. 2016). 2.3 Jenis-jenis Gelombang Laut Gelombang dapat diklasifikasikan menjadi beberapa macam tergantung kepada gaya pembangkitan seperti angin (gelombang angin), gaya tarik menarik bumi-bulan-matahari (gelombang pasang-surut), gempa (vulkanik atau tektonik) didasar laut (gelombang tsunami), ataupun gelombang yang disebabkan oleh gerakan kapal. Energi gelombang akan membangkitkan arus dan mempengaruhi perrgerakan sedimen dalam arah tegak lurus pantai (cross-shore) dan sejajar pantai/longshore (Kaunang et al. 2016). Berdasarkan sifatnya, ada dua macam gelombang laut, yaitu gelombang laut pembangun/pembentuk pantai (Constructive Wave), merupakan gelombang yang ketinggiannya kecil kecepatannya rendah, dan saat gelombang tersebut pecah di pantai akan mengangkut sedimen (material pantai). Gelombang laut perusak pantai (Destructive wave), merupakan gelombang laut dengan ketinggian dan kecepatan rambat yang besar, dan ketika gelombang ini menghantam pantai akan ada banyak volume air yang terkumpul dan mengangkut material pantai ke tengah laut (Sinaga dan Luthfia, 2019).



III METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Praktikum Hidrodinamika dilaksanakan secara virtual melalui aplikasi Zoom, pada hari selasa 23 November 2020 pada pukul 13.00 WIB S/d, bertempat di Komplek Ppi blok E7 no.10. Talang Kelapa, Kecamatan Alang-alang Lebar, Kota Palembang, Sumatera selatan 30153.



3.2 Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan pada praktikum kali ini, yaitu: No 1 2 3 4



Nama Kalkulator Penggaris Pensil Busur Derajat



Fungsi Sebagai alat perhitungan Sebagai alat ukur Sebagai alat tulis Sebagai alat ukur sudut



3.3 Cara Kerja Adapun Cara kerja pada pratikum kali ini yaitu : Pertama yang dilakukan yaitu Menentukan klasifikasi wilayah perambatan gelombang berdasarkan rasio kedalaman perairan dan panjang gelombang (D/LD) dan cepat rambatnya (c) Kemudian hitung Menghitung perubahan parameter gelombang berdasarkan grafik hubungan antara nilai D/ Ld dengan nilai Hs/Hd Selanjutnya lakukan perhitungan dengan menghitungsudut refraksi gelombang dari perairan dalam hingga mendekati pantai berdasarkan persamaan Snellius Kemudian hitunglahkoefisien energi gelombang (e) berdasarkan garis ortogonal dan penentuan wilayah abrasi dan sedimentasi Dan terakhir catatlah hasil perhitungan



V HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil 4.1.1 Data Tabel Dept (m)



LD



D/LD



LS/LD



LS



G



2π



gL/2π



tanh(2nd/L)



C



HS/HD



Ket



50



100



0.5



1



100



9.8



6.28



156.051



0.9962602



12.4687



1



transisi



48



100



0.48



1



100



9.8



6.28



156.051



0.99519481



12.462



1



transisi



40



100



0.4



0.97



100



9.8



6.28



151.3694



0.98880009



12.2341



1



transisi



38



100



0.38



0.97



100



9.8



6.28



151.3694



0.98551345



12.2138



1



transisi



35



100



0.35



0.87



100



9.8



6.28



135.7643



0.98729929



11.5776



1



transisi



30



100



0.3



0.77



100



9.8



6.28



120.1592



0.98512133



10.8799



0.9



transisi



28



100



0.28



0.67



100



9.8



6.28



104.5541



0.989554889



10.1716



0.8



transisi



20



100



0.2



0.57



100



9.8



6.28



88.94904



0.97591071



9.31699



0.7



transisi



20



100



0.1



0.37



100



9.8



6.28



57.73885



0.93507035



7.34778



0.8



transisi



2



100



0.02



0.17



100



9.8



6.28



26.52666



0.628434



4.42719



1.4



dangkal



4.1.2 Perbandingan Ls/LD Hitung nilai Ls dari perbandingan Ls/LD pada masing-masing kedalaman, apakah yang dapat disimpulkan terhadap panjang gelombang dari gelombang yang bergerak ke perairan dangkal? Jelaskan sebabnya! (Ld=100) Jawab:



Proses perhitungan diatas dilakukan untuk mengetahui perbandingan antara nilai LS dan Nilai LD. Nilai LS sendiri adalah nilai yang didapat berdasarkan panjang gelombang di perairan dangkal yang mengalami perubahan. Nilai LD adalah nilai panjang gelombang yang tidak dipengaruhi angin dan parameter oseanografi. Setelah dilakukannya proses perhitungan dengan nilai Ls sebanyak 10 data dengan rentang 17 – 100, dapat diketahui hubungan antara nilai Ls dengan nilai kedalaman pada suatu perairan. Hasil dari nilai perhitungan diatas mengalami perubahan, hal ini dipengaruhi ketika perairan tersebut memiliki kedalaman sekitar 50 meter atau nilai panjang suatu gelombang sekitar 100 meter. Nilai perbandingan antara LS dan LD yang bernilai 1 yang diartikan stabil.



4.1.3 Pengertian Rumus dan Perhitungan Hs Bila kecepatan gelombang C = L/T (untuk berbagai kedalaman) kemudian Cs = Ls/T dan periode (T) tetap, buktikan bahwa Cs/CD = Ls/LD, kemudian hitung secara teoritis tinggi gelombang (Hs) dari gelombang normal dengan parameter LD = 100 m, D = 28 m dan HD = 1.2 m!



Jawab Pembuktian Cs/CD = Ls/LD Cs = Apabila Cs =



maka Cd =



, Jadi :



= =



= =



Perhitungan Hs =



= 0.5



= saat D/LD 0.5 nilai =



nya = 1. Jadi,



=1



Hs = 1.2 x 1 = 1.2 m



=



= 0.38



= saat D/LD 0.48 nilai =



=1



Hs = 1.2 x 1 = 1.2 m



nya = 1. Jadi,



=



= 0.5



= saat D/LD 0.5 nilai =



nya = 1. Jadi,



=1



Hs = 1.2 x 1 = 1.2 m



=



= 0.38



= saat D/Ld 0.38 nilai =



nya = 1. Jadi,



=1



Hs = 1.2 x 1 = 1.2 m



=



= 0.3



= saat D/LD 0.3 nilai =



nya = 1. Jadi,



=1



Hs = 1.2 x 1 = 1.2 m



=



= 0.4



= saat D/LD 0.4 nilai =



nya = 1. Jadi,



=1



Hs = 1.2 x 1 = 1.2 m



=



= 0.4



= saat D/LD 0.4 nilai



nya = 1. Jadi,



=



=1



Hs = 1.2 x 1 = 1.2 m



=



= 0.38



= saat D/LD 0.38 nilai =



nya = 1. Jadi,



=1



Hs = 1.2 x 1 = 1.2 m



=



= 0.35



= saat nilai D/LD 0.35 nilai =



nya = 1. Jadi,



=1



Hs = 1.2 x 1 = 1.2 m



=



= 0.3



= saat nilai D/LD 0.3 nilai =



nya = 0.9. Jadi,



= 0.9



Hs = 1.2 x 0.9 = 1.08 m



=



= 0.28



= saat nilai D/LD 0.28 nilai =



= 0.8



Hs = 1.2 x 0.8 = 0.96 m



nya = 0.8. Jadi,



=



= 0.2



= saat nilai D/LD 0.2 nilai =



nya = 0.7. Jadi,



= 0.7



Hs = 1.2 x 0.7 = 0.84 m



=



= 0.1



= saat nilai D/LD 0.1 nilai =



nya = 0.1. Jadi,



= 0.8



Hs = 1.2 x 0.8 = 0.96 m



=



= 0.02



= saat nilai D/LD 0.02 =



nya = 1.4. Jadi,



= 1.4



Hs = 1.2 x 1.4 = 1.68 m Panjang gelombang pada suatu gelombang tidak dipengaruhi oleh angin maupun parameter lainnya namun dibangkitkan. Pada panjang gelombang di perairan dangkal terjadi perubahan sehingga didapatlah suatu perbandingan nilai ini dilambangkan oleh LS. Semakin tinggi suatu gelombang maka panjang gelombang tersebut semakin panjang. Sebaliknya semakin rendah suatu gelombang maka panjang gelombang tersebut semakin pendek. Perhitungan diatas membuktikan bahwa nilai HS/HD berbanding lurus dengan nilai D/LD. Dimana dapat dilihat diperhitungan ketika nilai HS akan semakin tinggi pada suatu perairan yang memiliki suatu kedalaman yang dangkal. Sedangkan nilai HS akan semakin rendah pada suatu perairan yang memiliki kedalaman yang dalam. Ini terjadi dikarenakan nilai tinggi gelombang pecah memiliki nilai yang konstan atau pada kolom perairan.



V KESIMPULAN Adapun kesimpulan pada praktikum hidrodinamika kali ini adalah sebagai berikut : 1. Gelombang didefinisikan sebagai naik turunnya massa air pada permukaan yang artinya gelombang dibangkitkan oleh angin. 2. Semakin tinggi suatu gelombang maka panjang gelombang tersebut semakin panjang 3. Gelombang terdiri dari panjang gelombang, tinggi gelombang, periode gelombang, kemiringan gelombang dan frekuensi gelombang 4. Panjang gelombang adalah jarak berturut-turut antara dua puncak atau dua buah lembah 5. Panjang gelombang di perairan dangkal terjadi perubahan sehingga didapatlah suatu perbandingan nilai ini dilambangkan oleh LS. Sebaliknya semakin rendah suatu gelombang maka panjang gelombang tersebut semakin pendek. Fenomena ini dilambangkan dengan HS/HD berbanding lurus dengan D/LD.



DAFTAR PUSTAKA Hutabarat S, Evans SM. 2006. Pengantar Oseanografi. Jakarta: Djambatan Holthuijsen, L.H. (2007). Waves in Oceanic and Coastal Waters. New York: Cambridge University Press. Ganesha D dan Soewandita H. 2018. Pola Bahaya gelombang pasang di Kabupaten Banggai Kepulauan. Sains dan Teknologi Mitigasi Bencana, Vol. 13 (2): 77-88 Kaunang JA, Jasin Mi, Mamoto JD. 2016. Analisis karakteristik gelombang dan pasang surut pada pantai Kima Bajo Kabupaten Minahasa Utara. Vol. 4 (9) 16 Mulyabakti C. 2016. Analisis karakteristik gelombang dan pasang surut pada daerah pantai Paal kecamtan Likupang Timur kabupaten Minahasa Utara. Jurnal Sipil Statik Vol. 4 (9): 585 – 595 Nadzir ZA, Jaelani MN, Sulaiman A. 2016. Estimasi Tinggi Gelombang Laut Mengunakan Citra Satelit Alos-Palsar (Studi Kasus : Perairan Pulau Poteran, Sumenep). Geosaintek Vol. 2 (3): 173-184 Sinaga AD, dan Luthfia OM. 2019. Pengolahan data Grib untuk penentuan karakteristik gelombang di Perairan Karimun Jawa dengan menggunakan Windwaves-05. Innovation And Applied Technology Vol. 5(1) Suhana MP, Nurjaya IW, Natih NMN. 2018. Karakteristik Gelombang laut pantai Timur Pulau Bintan Provinsi Kepulauan Riau Tahun 2005-2014. Dinamika Maritim Vol. 6 (2): 16-19 Sunarto. 2003. Geomorfologi pantai dinamika pantai makalah dalam kegiatan susur pantai Karst Gunung Kidul pada Raimuna 2003. Yogyakarta: Laboratorium Geomorfologi Terapan Fakultas Geografi Universitas Gajah Mada Triatmodjo B. 2012. Coastal Building Planning. Yogyakarta: Beta Offset Yudanto E, Hadi, Kiryanto K. 2016. Desain konverter gelombang bentuk tabung sebagai sumber pembangkit listrik di perairan Laut Jawa. Teknik Perkapalan, Vol. 4 (2)