Dokumen tersebut membahas tentang teori gelombang dan proses-proses yang terjadi pada gelombang seperti pendangkalan, refraksi, difraksi, dan refleksi. Dibahas pula klasifikasi gelombang berdasarkan kedalaman air serta rumus-rumus yang menjelaskan perilaku gelombang.

1. 1
TEKNIK PANTAI - 1
NUR YUWONO
JURUSAN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN,
FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA
BAGIAN 1

2. GELOMBANG
TEORI GELOMBANG
 KETERANGAN
 = potensial kecepatan
 = frekuensi gelombang
 a = amplitudo gelombang
= ½ H
 H = tinggi gelombang
 L = panjang gelombang
 C = kecepatan rambat
gelombang
 g = percepatan grafitasi
 k = angka gelombang
 d = kedalaman
 y = sumbu/jarak vertikal
 x = sumbu/jarak horisontal
 t = waktu


d
H

Y = -d
L
C
k= 2 /L ; = 2 /T

 

3. 3
GELOMBANG
TEORI GELOMBANG
d
H

Y = -d
0
2
2
2
2






y
x


Teori gelombang diturunkan dari
persamaan kontinyuitas untuk aliran
tak rotasi (persamaan Laplace):
)
sin(
cosh
)
(
cosh
1
1
1
0
)
(
2
1
.
.
.
0
.
.
2
2
0
2
2
t
kx
kd
y
d
k
ag
t
g
t
v
t
g
t
g
asi
dilinieris
p
gy
v
u
t
Bernoulli
persamaan
permukaan
batas
Kondisi
y
v
bawah
batas
Kondisi
y
y













































4. GELOMBANG
TEORI GELOMBANG
)
cos(
2
)
/
2
tanh(
2
.
.
t
kx
H
L
d
L
g
C
T
C
L








Rumus gelombang linier (Small amplitude wave theory) (Airy):
Keterangan:
C = kecepatan rambat gelombang
L = panjang gelombang
T = periode gelombang
d = kedalaman air
H = tinggi gelombang
H
L
d
C
Y
X
k= 2 /L ; = 2 /T
 



5. 5
TEORI GELOMBANG
KLASIFIKASI GELOMBANG
 KLASIFIKASI GELOMBANG BERDASARKAN KEDALAMAN
 Gelombang perairan dangkal : d/L < 1/20
 Gelombang perairan transisi : 1/20 < d/L < 1/2
 Gelombang perairan dalam : d/L > 1/2
d
g
T
L
d
g
C
T
gT
L
T
gT
C
.
.
.
.
56
,
1
2
.
56
,
1
2
2
2
0
0








Gelombang perairan dalam
Gelombang perairan dangkal
1
2
tanh 
L
d

L
d
L
d 
 2
2
tanh 

6. 6
TEORI GELOMBANG
DEFORMASI GELOMBANG
 Pendangkalan (shoaling)
 Proses perubahan tinggi gelombang karena perubahan kedalaman.
 Refraksi
 Proses berbeloknya arak gerak gelombang akibat perubahan
kedalaman
 Difraksi
 Proses pemindahan energi gelombang ke arah daerah yang
terlindung, sehingga pada daerah terlindung tersebut terjadi
gelombang.
 Refleksi
 Proses pemantulan energi gelombang akibat adanya bangunan
yang menghalangi gerak gelombang. Proses refleksi pada
gelombang terjadi seperti refleksi cahaya pada cermin.
 Gelombang pecah
 Gelombang pecah karena kedalaman
 Gelombang pecah karena steepness (Wave steepness = 1/7)

7. CONTOH DEFORMASI GELOMBANG
7

8. 8
TEORI GELOMBANG
PENDANGKALAN DAN REFRAKSI GELOMBANG
B1
P1
1
2














)
.
2
sinh(
.
2
1
2
1
.
.
.
.
.
.
8
1
.
.
.
.
8
1
.
.
.
.
.
.
.
.
2
1
2
2
1
1
1
2
2
2
2
2
2
1
1
1
2
1
2
2
2
2
1
1
1
1
2
2
1
1
d
k
d
k
n
B
B
C
n
C
n
H
H
B
C
n
H
g
B
C
n
H
g
B
C
n
E
B
C
n
E
B
P
B
P


2
1
2
2
1
1
B
B
K
C
n
C
n
K
R
s


2
1
'
0
0 B
B
H
H
H
H

Ks = Koefisien Shoaling
KR = Koefisien Refraksi
2
8
1
gH
E 

C
n
E
P .
.


9. 9
TEORI GELOMBANG
HUKUM SNELL pada refraksi gelombang
1

2

d1
d2
2
1
2
1
sin
sin
C
C



d1 > d2
C1 > C2
L1 > L2
x

10. 10
TEORI GELOMBANG
REFRAKSI GELOMBANG
)
cos(
)
cos(
)
cos(
)
cos(
)
sin(
)
sin(
)
sin(
)
sin(
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
2
1
2
1
2
1
















B
B
K
B
x
B
x
L
L
L
L
C
C
R
x
x
d/L= 0,5
0

1

B1
B0
Hukum Snell

11. 11
TEORI GELOMBANG
REFRAKSI GELOMBANG

12. 12
TEORI GELOMBANG
REFRAKSI GELOMBANG

13. 13
d/Lo d/L Ks=H/Ho’ n Tanh(kd)
0,01 0,04032 1,435 0,9792 0,2480
0,02 0,05763 1,226 0,9588 0,3470
0.03 0,07135 1,125 0,9388 0,4205
0,04 0,08329 1,064 0,9192 0,4802
0,05 0,09416 1,023 0,8999 0,5310
0,06 0,1043 0,9932 0,8811 0,5753
0,07 0,1139 0,9713 0,8627 0,6144
0,08 0,1232 0,9548 0,8448 0,6493
0,09 0,1322 0,9422 0,8273 0,6808
0.10 0,1410 0,9327 0,8103 0,7093
0,15 0,1833 0,9133 0,7325 0,8183
0,20 0,2251 0,9181 0,6677 0,8884
0,25 0,2679 0,9340 0,6120 0,9367
0,30 0,3121 0,9490 0,5777 0,9611
0,35 0,3579 0,9640 0,5501 0,9780
0,40 0,4050 0,9761 0,5314 0,9877
0,45 0,4511 0,9847 0,5192 0,9933
0,50 0,5018 0,9905 0,5115 0,9964
0,60 0,6006 0,9965 0,5040 0,9990
TABEL C-1, SHORE PROTECTION MANUAL (1984)

14. 14
TEORI GELOMBANG
DIFRAKSI GELOMBANG

Q
P


H(Q) =KD(Q).HP
Keterangan:
H(P) = tinggi gelombang di titik P
H(Q) = tinggi gelombang dititik Q
KD(Q) = koefisien difraksi = f(r, , )
 r

15. 15
TEORI GELOMBANG
DIFRAKSI GELOMBANG

16. 16
TEORI GELOMBANG
DIFRAKSI GELOMBANG

17. 17
r/L (derajat)
0 30 60 90 120 150 180
= 150
0,5 0,49 0,83 0,97 1,03 1,01 0,99 1,00
1,0 0,38 0,83 1,04 0,99 1,01 1,00 1,00
2,0 0,21 0,86 1,03 1,02 1,00 1,00 1,00
5,0 0,13 0,99 1,03 0,99 1,00 1,00 1,00
10,0 0,35 1,10 0,98 1,01 1,00 1,00 1,00
= 300
0,5 0,61 0,68 0,87 1,03 1,03 0,99 1,00
1,0 0,50 0,63 0,95 1,05 0,98 1,01 1,00
2,0 0,40 0,59 1,07 0,96 0,98 0,99 1,00
5,0 0,27 0,55 1,04 1,02 0,99 1,01 1,00
10,0 0,20 0,54 1,06 0,99 1,00 1,00 1,00
= 450
0,5 0,49 0,55 0,73 0,96 1,06 1,00 1,00
1,0 0,38 0,47 0,76 1,07 0,98 1,01 1,00
2,0 0,29 0,39 0,83 1,04 1,03 1,01 1,00
5,0 0,18 0,29 1,01 1,05 1,00 1,01 1,00
10,0 0,13 0,22 1,13 0,96 1,02 1,00 1,00
TABEL KOEFISIEN DIFRAKSI (KD) (WIEGEL, 1962)





18. 18
r/L (derajat)
0 30 60 90 120 150 180
= 600
0,5 0,40 0,45 0,60 0,85 1,04 1,03 1,00
1,0 0,31 0,36 0,57 0,96 1,06 0,98 1,00
2,0 0,22 0,28 0,55 1,08 0,96 0,98 1,00
5,0 0,14 0,18 0,53 1,04 1,03 0,99 1,00
10,0 0,10 0,13 0,52 1,07 0,98 1,00 1,00
= 750
0,5 0,34 0,38 0,50 0,71 0,97 1,05 1,00
1,0 0,25 0,29 0,43 0,75 1,02 0,98 1,00
2,0 0,18 0,22 0,36 0,83 1,04 1,03 1,00
5,0 0,12 0,13 0,27 1,01 1,05 0,99 1,00
10,0 0,08 0,10 0,20 1,14 0,96 1,01 1,00
= 900
0,5 0,31 0,33 0,41 0,59 0,85 1,03 1,00
1,0 0,22 0,24 0,33 0,56 0,96 1,05 1,00
2,0 0,10 0,18 0,26 0,54 1,08 0,96 1,00
5,0 0,10 0,11 0,16 0,53 1,04 1,02 1,00
10,0 0,07 0,08 0,13 0,52 1,07 0,99 1,00
TABEL KOEFISIEN DIFRAKSI (KD) (WIEGEL, 1962)





19. 19
r/L (derajat)
0 30 60 90 120 150 180
= 1050
0,5 0,28 0,29 0,35 0,49 0,72 0,97 1,00
1,0 0,20 0,24 0,27 0,42 0,75 1,06 1,00
2,0 0,14 0,13 0,20 0,35 0,83 1,03 1,00
5,0 0,09 0,10 0,13 0.27 1,02 1,04 1,00
10,0 0,07 0,08 0,09 0,20 1,14 0,97 1,00
= 1200
0,5 0,25 0,27 0,31 0,41 0,60 0,87 1,00
1,0 0,18 0,19 0,23 0,33 0,57 0,95 1,00
2,0 0,13 0,14 0,17 0,26 0,55 1,07 1,00
5,0 0,08 0,08 0,11 0,16 0,53 1,04 1,00
10,0 0,06 0,06 0,07 0,13 0,52 1,06 1,00
= 1350
0,5 0,24 0,25 0,26 0,32 0,42 0,63 1,00
1,0 0,18 0,18 0,19 0,23 0,34 0,59 1,00
2,0 0,12 0,13 0,14 0,17 0,26 0,56 1,00
5,0 0,08 0,08 0,08 0,11 0,17 0,54 1,00
10,0 0,05 0,06 0,06 0,08 0,13 0,53 1,00
TABEL KOEFISIEN DIFRAKSI (KD) (WIEGEL, 1962)





20. 20
TEORI GELOMBANG
REFLEKSI GELOMBANG

HR =KRHi
Keterangan:
HR = tinggi gelombang reffleksi
Hi = tinggi gelombang datang
KR = koefisien refleksi
Hi
HR


21. 21
TEORI GELOMBANG
REFLEKSI GELOMBANG
KOEFISIEN REFLEKSI
No TIPE BANGUNAN KR
1 Dinding vertikal dengan
puncak di atas air
0,70 – 1,00
2 Dinding vertikal dengan
dinding terendam
0,50 – 0,70
3 Tumpukan batu sisi
miring
0,30 – 0,60
4 Tumpukan blok beton 0,30 – 0,50
)
cos(
).
cos(
2
)
1
(
2
2
)
cos(
2
)
cos(
2
min
min
t
kx
H
K
H
H
H
H
H
H
t
kx
H
t
kx
H
i
R
r
i
maks
i
maks
r
r
r
i
i




















Hmaks
Hmaks
Hmin

22. 22
TEORI GELOMBANG
GELOMBANG PECAH KARENA KEDALAMAN
Gelombang dari deep water
menjalar ke pantai, pada saat
mencapai kedalaman tertentu (db),
gelombang tersebut akan pecah.
Tipe gelombang pecah ada tiga
macam: Spilling, Surging dan
Plunging
db

23. 23
TEORI GELOMBANG
TIPE GELOMBANG PECAH
Plunging Spilling
Surging ?

24. 24
TEORI GELOMBANG
TIPE GELOMBANG PECAH
PLUNGING

25. 25
TIPE GELOMBANG PECAH
SPILLING BREAKER
PLUNGING BREAKER
SURGING BREAKER
UNTUK PANTAI YANG RELATIF HORISONTAL,
GELOMBANG AKAN PECAH PADA KEDALAMAN
d = 1,28 H

26. 26
WAVE TRANSMISI
Hi
Ht
Ht = Kt . Hi
Rc

27. 27
TEORI GELOMBANG
TIPE GELOMBANG PECAH

28. 28
SURVEY GELOMBANG
1. Angin
2. Gelombang
3. Pasang Surut
4. Arus
Yang diukur adalah tinggi dan periode gelombang:
- Arah juga bisa diukur, membutuhkan yang alat lebih rumit
- Biasanya diukur setiap 0,5 detik (2 Hz).
5. Sedimen (Dasar dan Layang)
6. Properti Fisik Air Laut (non
sedimen)
7. Rupabumi (Topografi-Batimetri)

29. 29
Senix ADT
Batere
kering
SENIX ADT dan
PERLENGKAPAN
Fungsi:
Pengukuran gelombang.
Notebook
Data Logger
Kotak
berisi
baterai
kering
dan data
logger
Senix ADT
Alat ukur gelombang
yang ditempatkan
di atas air (secara langsung)

31. 31
Alat ukur gelombang
yang ditempatkan
di bawah air

32. 32
Alat ukur gelombang
yang ditempatkan
di bawah air

33. 33