Soegijono

ini mungkin berguna

Stabilitas Terumbu Buatan Kubus Berrongga Penyusun Submerged Breakwater

Posted by soegijono pada 50

Kerusakan terumbu karang membawa dampak hilangnya perlindungan pantai yang disertai turunnya produktivitas perikanan secara drastis karena hilangnya habitat berbagai jenis biota laut. Gagasan untuk memperbaiki kondisi tersebut adalah dengan membuat struktur terumbu buatan yang dapat berfungsi sebagai pelindung pantai sekaligus menciptakan habitat baru bagi biota laut. Salah satu aspek yang diperhitungkan pada penerapan terumbu buatan adalah stabilitas terumbu karena terkait dengan efisiensi penerapannya. Penelitian merupakan studi kasus penerapan terumbu buatan kubus berongga di Kabupaten Tuban dimana terumbu disusun pada kedalaman 4 meter namun tinggi gelombang pada waktu badai dapat mencapai 3 meter. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui hubungan tinggi gelombang (H), freeboard (F), formasi terumbu dan priode (T) terhadap stabilitas terumbu.

Model dibuat dari campuran pasir, semen dan gipsum dengan kisaran berat 112,634-137,664 gram dengan skala model terhadap prototipe adalah 1:10. Terumbu buatan diberi pembedaan warna untuk mempermudah penghitungan unit terumbu yang jatuh ataupun berpindah dari posisi awal pada satu lapis ke lapisan lain dalam penyusunan. Kerusakan (S) dalam pemodelan fisik uji stabilitas ini didefinisikan sebagai terumbu yang jatuh ataupun berpindah ke lapisan lain, ataupun yang bergeser dalam satu lapisan sebesar 1 kali dimensi panjang unit terumbu. Wave tank sebagai tempat pengujian mempunyai dimensi 20,3 meter, tinggi 2,5 meter dan lebar 2,3 meter. Bagian yang merupakan area pengukuran terdiri dari panjang 14 meter, tinggi 1,5 meter dan lebar 2 meter dengan kedalaman air maksimum 0,8 meter. Selebihnya, bagian depan wave tank digunakan sebagai area pembangkitan gelombang, sedangkan bagian belakang wave tank digunakan sebagai area peredaman gelombang.

Persiapan wave tank meliputi pembersihan, penyekatan, pembuatan dasar dan pengisian air hingga kedalaman yang ditentukan sesuai dengan desain pengujian. Wave probes dipasang di depan terumbu untuk mengukur parameter gelombang. Wave probes dikalibrasi sebelum digunakan untuk pengujian untuk memastikan tingkat akurasi data yang dihasilkan. Lebar puncak susunan terumbu pada setiap desain pengujian dibuat tetap, yaitu 36 cm (6 terumbu). Terumbu disusun dalam 3 variasi freeboard (F), yaitu F 14 cm (4 lapisan terumbu), F 20 cm (3 lapisan terumbu) dan F 20 cm (2 lapisan terumbu) dalam dua formasi yang berbeda.

Pengujian dilakukan pada dua formasi (Formasi A dan Formasi B), tiga variasi freeboard (F 14, F 20 dan F26 cm), tiga variasi tinggi gelombang (H 10, H 13 dan H 16 cm), serta empat periode gelombang (T 1.2, T 1.4, T 1.6 T 1.8). Selanjutnya setiap desain pengujian di-running dalam 1000 gelombang yang dibagi dalam 5 tahap dimana setiap tahap terdiri dari 200 gelombang.

Pembangkit Gelombang terdiri dari 4 unit pengapung dan penggerak gelombang, sebuah pengontrol tekanan dan sebuah komputer pengontrol. Gelombang dibangkitkan dalam kolam gelombang untuk kemudian parameter gelombang diukur oleh wave probes dalam bentuk data mentah . Data mentah ini merupakan data yang diambil dalam interval waktu perekaman 0,04 detik. Data ini memerlukan pengolahan menggunakan bantuan program WAVAN 1.1 sehingga data tinggi gelombang (cm) dan periode gelombang (detik) diketahui.

Hasilnya semakin besar tinggi gelombang menyebabkan kerusakan yang semakin besar. Namun periode gelombang memberikan pengaruh terhadap tinggi gelombang, tinggi gelombang menurun dengan meningkatnya periode gelombang melebihi 1,4 detik. Semakin besar tinggi gelombang maka energi gelombang akan meningkat. Meningkatnya energi gelombang membawa dampak bertambahnya persentase kerusakan terumbu. Hubungan H dengan Ē diatas sesuai Persamaan 2.9., dimana E berbanding lurus dengan massa jenis fluida, percepatan gravitasi, dan kuadrat dari tinggi gelombang. Bertambahnya E selanjutnya membawa dampak aksi gelombang semakin besar dan menyebabkan kerusakan terumbu bertambah. Parameter tidak berdimensi H/ΔD dihitung untuk mendukung hukum penskalaan, sehingga kerusakan di lapangan dapat diduga dengan cara menghitung nilai parameter aktual penerapan terumbu di lapangan untuk dimasukkan sebagai parameter pemodelan fisik. Selain itu, penghitungan parameter tidak berdimensi memberikan kemudahan dalam memilih aplikasi terumbu sesuai karakteristik perairan yang berbeda. Hasil pengamatan juga menunjukkan bahwa dengan semakin besar nilai H/ΔD, maka nilai S juga akan meningkat, begitu juga sebaliknya. Pada Formasi A, trend hubungan H/ΔD terhadap S menunjukkan bahwa nilai S tertinggi terhadap H/ΔD terjadi pada F 14 cm. Selanjutnya trend nilai S terhadap H/ΔD yang lebih rendah terjadi pada F 20 cm, dan trend nilai S terhadap H/ΔD terendah terjadi pada F 26 cm.

Semakin besar FD yang dalam hal ini merupakan fungsi dari freeboard menyebabkan stabilitas yang semakin kecil, ditunjukkan dengan kerusakan total yang semakin besar. Roehl (1997) mennyatakan bahwa daya tahan terumbu terhadap penggulingan (overturning) disebabkan terutama oleh gaya gelombang pada arah lateral. Dijelaskan juga bahwa gaya seret (FD) merupakan gaya utama yang bekerja pada kebanyakan kondisi. Gaya inersia (FI) dapat menjadi gaya yang dominan pada gelombang pendek di perairan dangkal. Pada pengujian stabilitas, kedalaman kedalaman transisi sehingga gaya inersia dalam hal ini diabaikan.

Persentase luas penampang Formasi A 19.84 %, lebih rendah dibading Formasi B 23.04 %. Persentase luas penampang Formasi B yang lebih besar menyebabkan gaya seret (Fd) pada Formasi B lebih besar dibandingkan dengan Fd Formasi A. Hal ini menjelaskan stabilitas Formasi A yang lebih baik jika dibandingkan dengan Formasi B. Hader (1986) dalam Gunaydin et al 2003 menyebutkan bahwa struktur yang poros lebih stabil dibandingkan struktur pejal. Porositas Formasi A adalah 45% sedangkan Porositas Formasi B 36%.

Berdasarkan analisis dan pembahasan diatas, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut

1. Semakin besar tinggi gelombang, maka stabilitas terumbu menjadi semakin menurun. Hal ini ditunjukkan oleh nilai S pada Formasi A dengan F 14 cm, peningkatan H dari 8,44 cm menjadi 16,43 cm menyebabkan peningkatan S dari 0% menjadi 32,18%. Pada F 20 cm, peningkatan H dari 8,17 cm menjadi 17,99 cm menyebabkan peningkatan S dari 0% menjadi 39,58%. Pada F 26 cm, peningkatan H dari 8,16 cm sampai 19,04 cm menyebabkan peningkatan S dari 0% menjadi 44,05%. Pada Formasi B dengan F 14 cm, peningkatan H dari 8,52 cm sampai 15,78 cm menyebabkan peningkatan kerusakan dari 0% sampai 33,10%. Pada F 20 cm, peningkatan H dari 8,22 cm sampai pada H 16,92 cm menyebabkan peningkatan S dari 0% sampai dengan 28,13%. Pada F 26 cm, peningkatan H dari 8,26 sampai dengan 17,00 cm menyebabkan peningkatan S dari 0% sampai dengan 30,36%.

2. Freeboard yang semakin besar berpengaruh terhadap semakin meningkatnya stabilitas terumbu. Berkurangnya kerusakan susunan terumbu disebabkan oleh berkurangnya gaya seret (Fd) dengan bertambahnya kedalaman susunan terumbu. Pada freeboard 14 cm, nilai maksimal FD Formasi B 0,0718 N, lebih tinggi dibandingkan FD Formasi A dengan nilai 0,0655 N. Pada freeboard 20 cm, nilai FD Formasi B 0,0707 N, lebih tinggi daripada nilai FD pada Formasi A yaitu 0,0673 N. Pada freeboard 26 cm, nilai FD Formasi B 0,0701 N, lebih tinggi daripada nilai FD Formasi A yaitu 0,0572 N.

3. Formasi A lebih stabil dibandingkan Formasi B. Hal ini disebabkan luas penampang pejal Formasi A lebih rendah daripada luas penampang pejal Formasi B. Nilai luas penampang pejal terkait dengan gaya seret (Fd), dimana semakin kecil luas penampang pejal struktur, maka Fd semakin berkurang. Pada Formasi A, FD maksimum pada freeboard 14 cm, 20 cm, dan 26 cm berturut-turut 0,0655 N, 0,0673 N, dan 0,0572 N. Pada Formasi B, FD maksimum pada freeboard 14 cm, 20 cm, dan 26 cm berturut-turut 0,0718 N, 0,0707 N, dan 0,0701 N.

Sehingga disarankan hal-hal sebagai berikut

1. Hasil penelitian menunjukkan Formasi A dengan porositas 45% mempunyai stabilitas yang lebih baik dibandingkan dengan Formasi B dengan porositas 36%. Oleh karena itu perlu dipelajari optimalisasi penerapan submerged breakwater ditinjau dari stabilitas terumbu maupun dari segi fungsinya sebagai peredam gelombang terkait gelombang transmisi yang dihasilkan.

2. Penelitian dilakukan dengan desain struktur yang dibedakan hanya oleh besar freeboard. Untuk aplikasi submerged breakwater di lapangan, diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai dimensi breakwater, yaitu pada dimensi lebar puncak dan berat terumbu.

Sorry, the comment form is closed at this time.

 
%d blogger menyukai ini: