Gelombang Laut

Diposting oleh Arni Girsang , Label: , , , ,

Gelombang selalu menimbulkan sebuah ayunan air yang selalu bergerak tanpa henti-hentinya pada lapisan permukaan laut dan jarang dalam keadaan sama sekali diam. Daerah gelombang dibangkitkan disebut daerah pembangkitan gelombang (wave generating area). Gelombang yang terjadi di daerah pembangkitan gelombang disebut sea, sedangkan gelombang yang terbentuk setelah daerah pembangkitan disebut dengan swell (CERC,1984).
Gelombang angin adalah gelombang yang dibangkitkan oleh angin, terdapat di laut atau danau. Gelombang angin merupakan gelombang yang sangat penting, terutama terhadap hal-hal yang berkaitan dengan proses morfologi pantai ataupun perencanaan bangunan pantai/pelindung tebing (Yuwono, 1982).

Menurut Triatmodjo (1999) gelombang yang merambat dari laut dalam menuju pantai mengalami perubahan bentuk karena pengaruh dari perubahan topografi dasar laut. Berkurangnya kedalaman laut menyebabkan berkurangnya panjang gelombang dan berambahnya tinggi gelombang. Pada saat perbandingan tinggi gelombang dan panjang gelombang mencapai batas maksimum, gelombang akan pecah. Gelombang pecah akan melalui break zone, surf zone, dan swash zone.

Pengaruh Gelombang
Bentuk gelombang di alam adalah kompleks dan sulit digambarkan secara matematis sebab adanya beberapa hal antara lain ketidak-linieran, tiga dimensi dan mempunyai bentuk yang random (suatu deret gelombang yang mempunyai tinggi dan periode berbeda). Menurut Triatmodjo (1999) gelombang yang menjalar dari laut dalam menuju pantai mengalami perubahan bentuk, akibat adanya pengaruh perubahan kedalaman laut. Pengaruh kedalaman laut mulai terasa pada kedalaman lebih kecil dari setengah panjang gelombang. Semakin menuju ke perairan yang lebih dangkal puncak gelombang semakin tajam dan lembah gelombang semakin datar.
Menurut Pratikto et al., (1997) Gelombang yang datang mendekati pantai cenderung mengepung tanjung, dan mengkonsentrasikan energinya disisi muka dan samping tanjung tersebut. Perlindungan ekstra sangat diperlukan untuk daerah pantai yang memiliki bagian yang menjorok kelaut. Sementara di daerah teluk, dimana garis pantai lebih panjang dibanding tanjung, energi gelombang cenderung disebar ke sepanjang garis pantai.

Gelombang Pecah
Gelombang pecah dapat dibedakan menjadi spilling, plunging, atau surging yang tergantung pada cara pecahnya ( disajikan dalam gambar 4 – 7). Spilling biasanya terjadi apabila gelombang dengan kemiringan kecil menuju pada pantai yang sangat datar (kemiringan kecil). Gelombang mulai pecah pada jarak yang cukup jauh dari pantai dan pecahnya terjadi berangsur-angsur (Pethick, 1984). Buih terjadi pada puncak gelombang selama mengalami pecah dan meninggalkan satu lapis tipis buih pada jarak yang cukup panjang. Gelombang tipe plunging  terjadi apabila kemiringan gelombang dan dasar laut besar sehingga gelombang pecah dengan puncak gelombang memutar dan massa air pada puncak gelombang akan terjun ke depan. Gelombang pecah tipe surging terjadi pada pantai dengan kemiringan yang sangat besar seperti yang terjadi pada pantai berkarang. Daerah gelombang pecah sangat sempit, dan sebagian besar energi dipantulkan kembali ke laut dalam. Gelombang pecah tipe surging ini mirip dengan plunging, tetapi sebelum puncaknya terjun, dasar gelombang sudah pecah (CERC, 2006).

Gelombang di Lokasi Bangunan Pantai
Tinggi gelombang pada lokasi bangunan di bagi menjadi dua kriteria gelombang tidak pecah dan gelombang pecah. Gelombang tidak pecah apabila bangunan pada kondisi kedalaman yang lebih besar, yaitu lebih besar dari 1,5 kali tinggi gelombang maksimum yang mungkin terjadi. Kondisi tersebut diperhitungkan berdasarkan pada berbagai elevasi muka air. Karakteristik gelombang di lokasi tersebut diperhitungkan berdasarkan gelombang rencana di laut dalam dengan menggunakkan analisis refraksi dan pendangkalan gelombang.
Kedalaman bangunan pantai kecil sehingga gelombang pada lokasi tersebut telah pecah. Tinggi gelombang pecah (Hb) tergantung pada kedalaman air pada suatu jarak di depan kaki bangunan di mana pertama kali gelombang pertama kali mulai pecah. Kedalaman tersebut akan berubah dengan pasang surut.

Deformasi Gelombang
Apabila suatu deretan gelombang bergerak menuju pantai, gelombang tersebut akan mengalami perubahan bentuk yang disebabkan oleh proses refraksi , refleksi, difraksi dan gelombang pecah.

Refraksi Gelombang
Refraksi gelombang terjadi karena adanya pengaruh perubahan kedalaman laut. Proses ini ditunjukkan pada gambar 9. Perubahan gelombang karena refraksi akan mempengaruhi energi gelombang. Di daerah dimana kedalaman air lebih besar dari setengah panjang gelombang yaitu di laut dalam, gelombang menjalar tanpa dipengaruhi dasar laut. Tetapi di laut transisi dan dangkal, dasar laut mempengaruhi gelombang. Di daerah ini, apabila ditinjau suatu garis puncak gelombang, bagian dari puncak gelombang yang berada di air yang lebih dangkal akan menjalar dengan kecepatan yang lebih kecil daripada  bagian di air yang lebih dalam. Akibatnya garis puncak gelombang akan membelok dan berusaha untuk sejajar dengan garis kedalaman laut. Garis orthogonal gelombang, yaitu garis yang tegak lurus dengan garis puncak gelombang dan menunjukkan arah penjalaran gelombang, juga akan membelok, dan berusaha untuk menuju tegak lurus dengan garis kontur dasar laut (Sorensen, 2006).
Menurut Triatmodjo (1999) anggapan-anggapan yang digunakan dalam studi refraksi adalah sebagai berikut ini :
1.              Energi gelombang dalam dua ortogonal adalah konstan.
2.             Arah penjalaran gelombang tegak lurus pada puncak gelombang yaitu dalam arah ortogonal gelombang.
3.           Cepat rambat gelombang yang mempunyai periode tertentu disuatu tempat hanya tergantung pada kedalaman ditempat tersebut.
4.               Perubahan topografi dasar adalah berangsur-angsur.
5.            Gelombang mempunyai puncak yang panjang, periode konstan, amplitudo kecil dan monokhromatik.
6.              Pengaruh arus, angin dan refleksi dari pantai dan perubahan topografi dasar laut diabaikan.

STWAVE

Diposting oleh Arni Girsang , Label: , , , ,

            STWAVE adalah steady-state suatu spektral posisi model untuk meramalkan kondisi-kondisi gelombang di kawasan pantai. STWAVE dilengkapi dengan persamaan perpindahan radiative termasuk refraksi, shoaling, difraksi, serta interaksi arus dan  gelombang dan efek source-term ( gelombang pecah, input angin, dan nonlinear wave-wave interaksi). STWAVE telah dikembangkan berdasrakan sifat gelombang secara alami, dengan memperhatikan interaksi komponen gelombang stokastik nonlinear dengan gelombang nonlinear deterministic. Hal ini relevan ketika berhadapan dengan transformasi gelombang yang melebihi jarak beratus ribu panjang gelombang (ditinjau dari studi transformasi gelombang di banyak tipe pantai). Pada jarak yang lebih pendek suatu perkiraan long-crested deterministic dapat menyediakan suatu pemahaman dalam menginterpretasikan perilaku gelombang Pada jarak yang lebih panjang, teoritis dan keterangan empires dapat mendukung suatu perkiraan stokastik untuk gejala gelombang. Model ini dapat menghitung perubahan gelombang karena adanya pemecah gelombang (break water). STWAVE dapat menyertakan informasi perubahan gelombang dengan menggunakan suatu random-phase perkiraan untuk difraksi dan refraksi gelombang (CERC, 2006).
Kondisi batas yang dipergunakan untuk pemodelan ini adalah kondisi batas terbuka (open boundary conditions). Kondisi batas terbuka ini diperlukan untuk mereduksi penjalaran gelombang yang bergerak keluar dari bidang pemodelan untuk penjalaran yang dibuat. Pada batas yang secara fisik tidak ada ini, dianggap tidak boleh terjadinya refleksi gelombang (Zakaria, 2005).

Asumsi dalam STWAVE
Berikut dua asumsi penting yang tidak bisa dipisahkan dalam gelombang steady-state untuk meramalkan perubahan bentuk gelombang (CERC, 2006) :
·         Peramalan berdasar pada teori gelombang monokromatik searah dan dapat memberikan solusi yang setara dengan kejadian perubahan penjalaran gelombang secara alami.
·         Transformasi nearshore didominasi oleh proses yang konservatif ( refraksi, shoaling, dan difraksi) dan  perubahan nonkonservatif dapat diabaikan sebagai perkiraan yang pertama.

Kemampuan dan Keterbatasan STWAVE
Sebagai sebuah program STWAVE memiliki beberapa kemampuan dan keterbatasan juga. Kemampuan yang dimiliki diantaranya adalah dapat mensimulasikan berbagai bentuk dan kombinasi dari groin, jetty, break water terpisah, pengerukan pantai dan juga dinding pantai. Bermacam-macam bentuk groin seperti bentuk T, Y dan groin sejajar pantai. Struktur groin atau  yang dapat dilimpasi dan di transmisi juga dapat disimulasikan termasuk breakwater terpisah, jetty ataupun groin yang menyebabkan difraksi. Mampu mensimulasikan daerah yang luas, masukan gelombang dari laut dalam dengan periode, tinggi dan arah gelombang sembarangan. Berbagai tipe penjalaran gelombang dan juga gelombang yang diakibatkan oleh adanya gradian oleh tinggi break water (Hanson, 1991).

            Namun demikian STWAVE juga memiliki keterbatasan dimana pada program tersebut tidak diperbolehkan adanya gelombang refleksi akibat struktur pantai, tidak terdapat tombolo yang dapat berkembang, sedikit pembatasan dalam penempatan bentuk dan orientasi dari bangunan pantai, tidak terdapat objek yang dapat langsung mengubah pasang surut secara serta keterbatasan mendasar dalam teori pemodelan perubahan garis pantai (Hanson, 1991).

Fetch

Diposting oleh Arni Girsang , Label: , , ,

Fetch adalah daerah dimana gelombang dibangkitkan oleh angin (CERC, 1984). Dalam tinjauan pembangkitan gelombang di laut, fetch dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. Di daerah pembentukan gelombang, gelombang tidak hanya dibangkitkan dalam arah yang sama dengan arah angin tetapi juga dalam berbagai sudut terhadap arah angin (Triatmodjo, 1999).
Asumsi yang digunakan untuk mencari fetch efektif dengan metode SMB (Sverdrup-Munk-Bretchneider) (CERC, 2006) :
a.   Angin berhembus melalui permukaan air melalui lintasan yang berupa garis tegak lurus.
b.  Angin berhembus dengan mentransfer energinya dalam arah gerakan angin menyebar dalam radius 42o terhadap sisi kiri dan kanan arah angin dominan.
c.   Angin mentansfer satu unit osine pada air dalam arah pergerakan angin dan ditambah satu satuan osine yang ditentukan oleh harga osines sudut antara jari-jari terhadap arah angin.

d.   Gelombang diabsorpsi secara sempurna di pantai.

Langganan: Postingan (Atom)