1. Pendahuluan
Run-up adalah tinggi muka air yang dicapai akibat luncuran gelombang yang mengenai pantai atau bangunan pantai yang dihitung dari elevasi muka air tenang (SWL). Gelombang yang bergerak menuju bangunan akan dipantulkan atau pecah di daerah tersebut. Sebagian dari momentum gelombang
tersebut akan diubah menjadi gerakan air yang meluncur ke atas lereng (Yuwono, 1992).
Tinggi gelombang run-up sangat penting digunakan dalam menentukan tinggi puncak elevasi bangunan pantai, misalnya pemecah gelombang atau tembok laut/tanggul laut. Tinggi bangunan pantai dihitung antara lain berdasarkan kemungkinan tinggi run-up
- 1. Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jl. Hayam Wuruk 5 7, Semarang.
- 2. Anggota KK Teknik Sumber Daya Air , FTSL-ITB, Jl. Ganesha No.10 Bandung 40132.
yang akan terjadi. Run-up yang tinggi berarti kecepatan balik partikel air vang besar setelah itu lapisan tipis air mencapai permukaan struktur atau pantai akan mengalir balik akibat gaya gravitasi dan pada saat itulah disebut run-down (aliran balik dimana posisi air kembali ke posisi 10 lembah). Run-down dikatakan sempurna iika berlangsung hingga mencapai lembah dari gelombang datang berikutnya dan elevasinya mencapai atau berada di bawah muka air tenang. Jika runup gelombang datang bertemu dengan run-down gelombang sebelumnya, maka kecepatan run-up akan berkurang sehingga tinggi run-up akan berkurang dibanding dengan run-up maksimum yang terjadi. Rundown selanjutnya akan berpengaruh pada stabilitas material pelindung pada bangunan pantai yang juga dapat mengakibatkan gerusan di depan bangunan pantai.
Iribarren (1938) telah menyederhanakan cara menentukan run-up dan rundown melalui grafik yang dikenal dengan grafik Iribarren. Dimana tinggi relatif run-up merupakan fungsi dari :
a. Iribarren's number
b. Jenis lapis lindung yang dipergunakan.
Adapun formula Iribarren sebagai berikut :
\[I_r = \frac{\tan \alpha}{\left(\frac{H}{L_0}\right)^{\frac{1}{2}}} \tag{1}\]
dimana:
α = landai dinding bangunan
H = tinggi gelombang datang
L0 = panjang gelombang di laut dalam
Gunbak (1978) melakukan pengujian run-up dan run-down pada struktur bangunan pemecah gelombang rubble mound dengan kemiringan lereng 1:2,5 adapun hasil dari pengujian ini mengusulkan bahwa ketinggian run-up untuk kemiringan lereng dengan permukaan yang kasar adalah:
\[\frac{Ru}{H} = \frac{a\bar{h}r}{1 + b\bar{h}r}\] (2)
Gambar 1. Definisi run-up dan run-down
Dimana:
Ru = run-up
H = tinggi gelombang datang
Ir = angka Iribarren a,b = konstanta empiris
Ross dan Battjes (1976 dalam Nur Yuwono, 1990) memprediksi besarnya run-down dari suatu hasil pengujian terhadap struktur miring dengan permukaan lereng halus, dengan persamaan sebagai berikut:
\[Rd = Ru(1 - 0.4Ir) (2.16)\] (3)
dengan: 0.3 < Ir < 1.9
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kerusakan unit lapis lindung pemecah gelombang akibat dari pelbagai bentuk spektrum gelombang.
2. Metode Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium kolam gelombang Balai pengkajian Dinamika Pantai Yogyakarta. Dalam penelitian ini digunakan pembangkit gelombang dengan dilengkapi beberapa sensor pada titiktitik yang ditinjau. Kolam gelombang yang digunakan berukuran lebar 12 m dan panjang 38 m. Model diletakkan pada posisi di tengah kolam dengan jarak 27 m dari wave generator. Pengujian dilakukan dalam tiga bentuk sudut arah datang gelombang, yaitu sudut 0°, 15°, dan 30°. Berikut skema perletakan model pada kolam gelombang.
Model unit lapis lindung yang digunakan dalam penelitian ini adalah tetrapod, kubus, dan batu pecah yang permukaannya tumpul. Masing-masing sebelumnya dihitung dengan menggunakan formula Hudson untuk mengetahui berat, jumlah yang dibutuhkan dan tinggi gelombang yang direncanakan.
Berdasarkan hasil perhitungan ditetapkan berat tetrapod adalah 67 gram, kubus 234 gram dan batu pecah 170 gram. Ketiga unit lapis lindung ini diuji bersamaan dengan menatanya masing-masing selebar 1,7 m dan batu biasa di pinggir kiri kanannya selebar 1.5 m.
Gambar 2. Sketsa gelombang run-up
Gambar 3. Skema perletakan model pada kondisi sudut arah gelombang 0° (tanpa skala)
Gambar 4. Skema perletakan model pada kondisi sudut arah gelombang 15° (tanpa skala)
Gambar 6. Tetrapod Wmodel = 67 gram
Gambar 7. Kubus Wm = 234 gram
Gambar 8. Batu pecah Wm = 170 gram
Kedalaman air yang digunakan dalam penelitian ini adalah 0,35 m dengan tinggi gelombang 0,14 m dan periode gelombang rencana 1,1 detik dan 1,4 detik. Pengujian dilakukan sampai mencapai 1000 gelombang atau selama 18,5 menit. Kemiringan struktur 1:1.
Gelombang yang dibangkitkan adalah gelombang tak teratur (irregular wave) dengan kondisi gelombang pecah. Dengan menggunakan spektrum yang direncanakan, yaitu Bretschneider. Pengujian dilakukan sebanyak tiga kali perulangan untuk masing-masing sudut arah datang gelombang.
Tiap perulangan dilakukan pengamatan fenomena run-up dan run-down gelombang secara visual dan pencatatan tinggi gelombang dengan menggunakan sensor gelombang.
Untuk memudahkan pelaksanaan penelitian, pemecah gelombang yang terdiri dari tetrapod, kubus, dan batu pecah diberi 8 warna untuk tiap-tiap unit lapis lindung. Warna-warna tersebut adalah, dari atas ke bawah, merah, kuning muda, abu-abu, merah muda, hijau muda, putih, biru, dan kuning tua. Masingmasing warna mempunyai tinggi 0.20 m.
Pengamatan run-up dan run-down dilakukan dengan melihat posisi air pada saat tenang. Posisi air tenang pada warna putih. Pada posisi tersebut diberi angka 0.
Rancangan penelitian disusun untuk memudahkan proses pengujian, sehingga pengujian dapat terkontrol. Dalam riset ini telah disusun rancangan penelitian sebagai berikut :
Tabel 1. Rancangan penelitian
| No. | Sudut datang gelombang | H (m) | T (detik) | Kode pengujian |
|---|---|---|---|---|
| 0° | 0,14 | 1,1 | MBU- 1-T1-T | |
| MBU- 1-T1-K | ||||
| 1. | MBU- 1-T1-B | |||
| 1. | 1,4 | MBU- 1-T2-T | ||
| MBU- 1-T2-K | ||||
| MBU- 1-T2-B | ||||
| 15° | 0,14 | 1,1 | MBUT1-T | |
| MBU- 2-T1-K | ||||
| 2. | MBU- 2-T1-B | |||
| ۷. | 1,4 | MBU- 2-T2-T | ||
| MBU- 2-T2-K | ||||
| MBU- 2-T2-B | ||||
| 30° | 0,14 | 1,1 | MBU- 3-T1-T | |
| 3. | MBU- 3-T1-K | |||
| MBU- 3-T1-B | ||||
| 1,4 | MBU- 3-T2-T | |||
| MBU- 3-T2-K | ||||
| MBU- 3-T2-B |
3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Tinggi dan periode gelombang
Pengamatan tinggi dan periode gelombang yang dibangkitkan dilakukan dengan menempatkan sensorsensor gelombang pada masing-masing unit lapis lindung.
Berdasarkan pengamatan langsung (secara visual), diperoleh hasil sebagai berikut :
- Sudut arah datang gelombang 0° Pada batu pecah, kubus dan tetrapod terjadi tinggi gelombang yang hampir sama.
- Sudut arah datang gelombang 15° Pada batu pecah tinggi gelombang yang terjadi paling tinggi diantara yang lain. Pada kubus dan tetrapod tinggi gelombang yang terjadi hampir sama.
- Sudut arah datang gelombang 30° Pada batu pecah tinggi gelombang yang terjadi paling tinggi diantara yang lain. Pada kubus dan tetrapod tinggi gelombang yang terjadi hampir sama.
Berdasarkan Tabel 2 diperoleh hasil sebagai berikut:
a. Tetrapod
Periode 1.1 detik pada perubahan sudut gelombang dari 0°, 15°, dan 30° mengakibatkan penurunan tinggi
Tabel 2. Tinggi gelombang hasil pengukuran
| Sudut datang | Periode (detik) | Tinggi gelombang (m) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| gelombang \((\theta)\) | Tetrapod | Kubus | Batu pecah | ||
| 0 | 1.1 | 0.1062 | 0.1013 | 0.1075 | |
| U | 1.4 | 0.1191 | 0.1176 | 0.1202 | |
| 15 | 1.1 | 0.1051 | 0.1011 | 0.0985 | |
| 13 | 1.4 | 0.1250 | 0.1198 | 0.1395 | |
| 30 | 1.1 | 0.0963 | 0.1022 | 0.1272 | |
| 30 | 1.4 | 0.1066 | 0.1153 | 0.1452 | |
gelombang. Sedangkan pada periode 1.4 detik sudut 0° dan 15° mengalami kenaikan tinggi gelombang dan dari 15° ke 30° mengalami penurunan.
b. Kubus
Periode 1.1 detik pada perubahan sudut gelombang dari 0°, dan 15° mengalami penurunan tinggi gelombang lain halnya dari sudut 15° dan 30° mengakibatkan kenaikan tinggi gelombang. Sedangkan pada periode 1.4 detik sudut 0° dan 15° mengalami kenaikan tinggi gelombang dan dari 15° ke 30° mengalami penurunan.
c. Batu pecah
Periode 1.1 detik pada perubahan sudut gelombang dari 0°, dan 15° mengalami penurunan tinggi gelombang lain halnya dari sudut 15° dan 30° mengakibatkan kenaikan tinggi gelombang. Sedangkan pada periode 1.4 detik sudut 0°, 15° dan
Tabel 3. Periode gelombang hasil pengukuran
| Sudut | D. J. J. | Periode gelombang (detik) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| datang gelombang \((\theta)\) | Periode (detik) | Tetrapod | Kubus | Batu pecah | ||
| 0 | 1.1 | 1.3400 | 1.2967 | 1.3633 | ||
| Ü | 1.4 | 1.7700 | 1.7667 | 1.7200 | ||
| 15 | 1.1 | 1.3100 | 1.2900 | 1.2567 | ||
| 13 | 1.4 | 1.7267 | 1.7233 | 1.7033 | ||
| 20 | 1.1 | 1.2633 | 1.2500 | 1.2433 | ||
| 30 | 1.4 | 1.7000 | 1.6867 | 1.6667 | ||
30° mengalami kenaikan tinggi gelombang.
Berdasarkan Tabel 3 yaitu tentang periode gelombang hasilpengukuran, didapatkan fenomena, bahwa perubahan sudut datang gelombang dari 0°, 15° dan 30°
Gambar 9. Grafik hubungan antara periode gelombang dengan tinggi gelombang hasil pengukuran pada tetrapod
Gambar 10. Grafik hubungan antara periode gelombang dengan tinggi gelombang hasil pengukuran pada kubus
Gambar 11. Grafik hubungan antara periode gelombang tinggi gelombang hasil pengukuran pada batu pecah
mengakibatkan penurunan tinggi gelombang pada semua unit lapis lindung.
3.2 Tinggi run-up dan run-down
Untuk mendapatkan nilai run-up dan run-down yang terjadi pada lereng pemecah gelombang, yaitu tinggi run-up diukur dari muka air tenang ke arah atas bagian vertikal hingga mencapai tinggi maksimum dan begitu juga sebaliknya pada run-down yang diamati secara visual. Nilai run-up dan run-down yang diperoleh bervariasi sesuai sesuai dengan sudut datang gelombang.
Hasil pengamatan fenomena run-up run-down disaji-kan dalam Tabel 4.
Berdasarkan Tabel 4 didapatkan hasil sebagai berikut:
a. Tetrapod
Terjadi kenaikan run-up dari sudut 0° dan 15°,
| lan run-down |
|---|
| Sudut datang gelombang (\(\theta\)) | Periode (detik) | Tetrapod | Kubus | Batu pecah | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ru | Rd | Ru | Rd | Ru | Rd | ||
| (m) | (m) | (m) | (m) | (m) | (m) | ||
| 0 | 1.1 | 0.2 | -0.20 | 0.20 | -0.20 | 0.26 | -0.20 |
| 1.4 | 0.4 | -0.20 | 0.40 | -0.20 | 0.40 | -0.30 | |
| 15 | 1.1 | 0.4 | -0.20 | 0.40 | -0.20 | 0.40 | -0.20 |
| 1.4 | 0.4 | -0.40 | 0.40 | -0.20 | 0.60 | -0.40 | |
| 30 | 1.1 | 0.2 | -0.40 | -0.20 | -0.40 | 0.40 | -0.40 |
| 1.4 | 0.6 | -0.40 | 0.20 | -0.40 | 0.60 | -0.40 | |
sedangkan pada sudut 30° terjadi penurunan run-up pada periode 1.1 detik. Run-down yang terjadi pada periode ini semakin besar dengan bertambah besarnya sudut datang. Pada periode 1.4 detik ada kecenderungan naik dengan bertambah besarnya sudut. Hal ini terjadi baik pada waktu run-up maupun run-down.
b. Kubus
Terjadi kenaikan run-up dari sudut 0° dan 15°, sedangkan pada sudut 30° terjadi penurunan run-up pada periode 1.1 detik. Run-down yang terjadi pada periode ini semakin besar dengan bertambah besarnya sudut datang. Pada periode 1.4 detik run-up yang terjadi ada kecenderungan sama pada sudut 0° dan 15° sedangkan pada sudut 30° cenderung turun. Pada run-down berkecenderungan naik dengan bertambah besarnya sudut.
c. Batu pecah
Pada periode 1.1 detik terjadi kenaikan run-up dengan bertambahnya sudut datang gelombang tetapi cenderung sama pada sudut 15° dan 30°. Pada run-down menghasilkan nilai yang sama pada sudut 00° dan 15° dan cenderung turun pada sudut 30°. Pada periode 1.4 detik run-up yang terjadi mempunyai kecenderungan naik dengan bertambah besarnya sudut gelombang dan akan menghasilkan nilai yang sama pada sudut 15° dan 30°. Hal serupa juga terjadi pada run-down, ada kecenderungan naik dengan bertambah besarnya sudut gelombang dan akan menghasilkan nilai yang sama pada sudut 15° dan 30°.
4. Kesimpulan dan Saran
4.1 Kesimpulan
- Pembangkitan gelombang dengan menggunakan tinggi gelombang (H) dan periode gelombang (T) yang berbeda mempunyai dampak yang berbeda pula pada masing-masing unit lapis lindung. Apalagi bila sudut datang gelombangnya bervariasi akan menambah perbedaan tersebut.
- 2. Fenomena tinggi gelombang yang terjadi dapat digambarkan sebagai berikut, terjadi kesamaan sifat pada kubus dan batu pecah pada periode 1.1 detik dan terjadi kebalikannya pada tetrapod. Pada periode 1.4 detik tetrapod mempunyai kesamaan dengan kubus dan terjadi kebalikkannya dari batu pecah.
- 3. Run-up yang terjadi cenderung naik atau sama pada sudut 0° dan 15° pada semua unit lapis lindung. Sedangkan pada sudut 30°, tetrapod dan batu pecah cenderung naik dan kubus cenderung turun. Hasil
4.2 Saran
Diperlukan penelitian lanjutan dengan berbagai variasi untuk mendapatkan fenomena run-up dan run-down yang berlaku untuk masing-masing tipe lapis lindung.