Bangunan Pelindung Pantai

 

Gambar. Pemecah gelombang sambung pantai

Pemecah gelombang dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu pemecah gelombang sambung pantai dan lepas pantai. Tipe pertama banyak digunakan pada perlindungan perairan pelabuhan, sedangkan tipe kedua untuk perlindungan pantai terhadap erosi. Secara umum kondisi perencanaan kedua tipe adalah sama, hanya pada tipe pertama perlu ditinjau karakteristik gelombang di beberapa lokasi di sepanjang pemecah gelombang, seperti halnya pada perencanaan groin dan jetty. Selanjutnya dalam bagian ini tinjauan lebih difokuskan pada pemecah gelombang lepas pantai.

Pemecah gelombang lepas pantai adalah bangunan yang dibuat sejajar pantai dan berada pada jarak tertentu dari garis pantai. Bangunan ini direncanakan untuk melindungi pantai yang terletak dibelakangnya dan serangan gelombang. Tergantung pada panjang pantai yang dilindungi, pemecah gelombang lepas pantai dapat dibuat dari satu pemecah gelombang atau suatu seri bangunan yang terdiri dari beberapa ruas pemecah gelombang yang dipisahkan oleh celah.

 Gambar. Pemecah gelombang untuk melindungi kapal dari gelombang

Perlindungan oleh pemecahan gelombang lepas pantai terjadi karena berkurangnya energi gelombang yang sampai di perairan di belakang bangunan. Berkurangnya energi gelombang di daerah terlindung akan mengurangi pengiriman sedimen di daerah tersebut. Pengiriman sedimen sepanjang pantai yang berasal dari daerah di sekitarnya akan diendapkan dibelakang bangunan. Pengendapan tersebut menyebabkan terbentuknya cuspate. Apabila bangunan ini cukup panjang terhadap jaraknya dari garis pantai, maka akan terbentuk tombolo.
Pengaruh pemecah gelombang lepas pantai terhadap perubahan bentuk garis pantai dapat dijelaskan sebagai berikut ini. Apabila garis puncak gelombang pecah sejajar dengan garis pantai asli, terjadi difraksi di daerah terlindung di belakang bangunan, di mana garis puncak gelombang membelok dan berbentuk busur lingkaran. Perambatan gelombang yang terdifraksi tersebut disertai dengan angkutan sedimen menuju ke daerah terlindung dan diendapkan di perairan di belakang bangunan.
Penambahan Suplai Pasir di Pantai (Sand Nourishment). Pantai berpasir mempunyai kemampuan perlindungan alami terhadap serangan gelombang dan arus. Perlindungan tersebut berupa kemiringan dasar pantai di daerah nearshore yang menyebabkan gelombang pecah di lepas pantai, dan kemudian energinya dihancurkan selama dalam penjalaran menuju garis pantai di surf zone. Dalam proses pecahnya gelombang tersebut sering terbentuk offshore bar di ujung luar surf zone yang dapat berfungsi sebagai penghalang gelombang yang datang (menyebabkan gelombang pecah).
Erosi pantai terjadi apabila di suatu pantai yang ditinjau terdapat kekurangan suplai pasir. Stabilisasi pantai dapat dilakukan dengan penambahan suplay pasir ke daerah tersebut. Apabila pantai mengalami erosi secara terus menerus, maka penambahan pasir tersebut perlu dilakukan secara berkala, dengan laju sama dengan kehilangan pasir yang disebabkan oleh erosi.
Untuk mencegah hilangnya pasir yang ditimbun di ruas pantai karena terangkut oleh arus sepanjang pantai, sering dibuat sistem groin. Dengan adanya groin tersebut, pasir yang ditimbun akan tertahan dalam ruas-ruas pantai di dalam sistem groin. Tetapi perlu dipikirkan pula bahwa pembuatan groin tersebut dapat menghalangi suplay sedimen ke daerah hilir, yang dapat menimbulkan permasalahan baru di daerah tersebut.

Memasang karang Buatan
Karang buatan yang dikembangkan pertama kali di Selandia Baru mulai tahun 1996, energi gelombang akan berkurang sampai 70 persen ketika sampai di pantai. Pembangunan konstruksi di bawah laut itu juga memungkinkan tumbuhnya terumbu karang baru.

Kubus Beton Tumpuk
Terlepas garis pantai terlindungi atau tidak, upaya menghentikan terjadinya abrasi secara terus menerus perlu dilakukan langkah-langkah penanggulangannya. Terdapat banyak metode dalam penanggulangan abrasi namun prinsip pokok penanggulangannya adalah memecah gelombang atau meredam energi gelombang yang terjadi.
Untuk mendapatkan type pemecah/peredam energi gelombang yang efektif perlu dilakukan pengkajian yang mendalam terhadap :

1. Sifat dari pada karakteristik dan tinggi gelombang
2. Kondisi tanah
3. Pasang surut Bathimetry dan gradient pantai

Memperlihatkan kondisi tanah dan fungsi dari pada Breakwater itu sendiri, maka type pemecah/peredam energi gelombang ada bermacam-macam dan salah satunya adalah type box-beton (kubus beton), tipe ini memiliki beberapa keuntungan seperti :
Dari segi teknis sangat efektif sebagai peredam energi gelombang Kubus Beton memiliki perbedaan berat jenis sekitar 2,4 kali dari berat jenis air atau sekitar 2,4 ton untuk 1 m3 beton
Dari segi pelaksanaan data dibuat di tempat dan mudah dalam penataan. Bentuk kubus memudahkan kita untuk menata bentuk breakwater sesuai keinginan kita. Kadang breakwater murni kita gunakan sebagai pemecah gelombang namun kita dapat juga menyusunnya hanya untuk mengurangi energi gelombangnya saja dengan bentuk susunan berpori.
Untuk kondisi tertentu dari segi biaya jauh lebih murah. Untuk daerah-daerah yang tidak memiliki tambang kelas C yang menyangkut batu gunung mulai berat 5 kg – 700 kg keputusan untuk menggunakan kubus beton dapat membantu dan mengurangi biaya pengadaan dan mobilisasinya.

Jetty 

Jetty adalah bangunan tegak lurus pantai yang diletakan di kedua sisi muara sungai yang berfungsi untuk mengurangi pendangkalan alur oleh sedimen pantai. Pada penggunaan muara sungai sebagai alur pelayaran, pengendapan dimuara dapat mengganggu lalu lintas kapal.untuk keperluan tersebut jetty harus panjang sampai ujungnya berada di luar sediment sepanjang pantai juga sangat berpengaruh terhedap pembentukan endapan tersebut. Pasir yang melintas didepan muara geelombang pecah. Dengan jetty panjang transport sediment sepanjang pantai dapat tertahan, dan pada alur pelayaran kondisi gelombang tidak pecah, sehingga memungkinkan kapal masuk ke muara sungai.



 
Selain untuk melindingi alur pelayaran, jetty juga dapat digunakan untuk mencegah pendangkalan dimuara dalam kaitannya dengan pengendalian banjir. Sungai-sungai yang bermuara pada pantai yang berpasir engan gelombang yang cukup besar sering mengalami penyumbatan muara oleh endapan pasir.karena pengaruh gelombang dan angin, endapan pasir terbentuk di muara. Transport akan terdorong oleh gelombang masuk kemuara dan kemudian diendapkan. endapan yang sangat besar dapat menyebabkan tersumbatnya muara sungai. penutupan muara sungai dapat menyebabkan terjadinya banjir didaerah sebelah hulu muara. Pada musim penghujan air banjir dapat mengerosi endapan sehingga sedikit demi sedikit muara sungai terbuka kembali. Selama proses penutupan dan pembukaan kembali tersebut biasanya disertai dengan membeloknya muara sungai dalam arah yang sama dengan arah transport sediment sepanjang pantai. Jetty dapat digunakan untuk menanggulangi masalah tersebut.mengingat fungsinya hanya untuk penanggulangan banjir, maka dapat digunakan salah satu dari bangunan berikut, yaitu jetty panjang, jetty sedang, jetty pendek. Jetty panjang apabila ujungnya berada diluar gelombang pecah.tipe ini efektif untuk menghalangi masuknya sedimen kemuara, tetapi biaya konstruksi sangat mahal, sehingga kalau fungsinya hanya untuk penaggulangan banjir maka penggunaan jetty tersebut tidak ekonomis. Kecuali apabila daerah yang harus dilindungi terhadap banjir sangat penting. Jetty sedang dimana ujungnya berada anatar muka air surut dan lokasi gelombang pecah, dapat menahan sebagian transport sediment sepanjang pantai. Alur diujung jetty masih memungkinkan terjadinya endapan pasir. Pada jetty pendek, kaki ujung bangunan berada pada permukaan air surut.fungsi utama bnagunan ini adalah menahan berbeloknya muara sungai dan mengkonsentrasikan aliran pada alur yang telah ditetapkan untuk bisa mengerosi endapan, sehingga apada awal musim penghujan di mana debit besar (banjir) belum terjadi, muara sungai telah terbuka.

Selain ketiga tipe jetty tersebut, dapat pula dibuat bangunan yang ditempatkan pada kedua sisi atau hanya satusisi tebing muara yang tidak menjorok kelaut. Bangunan ini sama sekali tidak mencegah terjadinya endapan dimuara.fungsi bangunan ini sama dengan jetty pendek, yaitu mencegah berbeloknya muara sungai degan mengkonsentrasikan aliran untuk mengerosi endapan.

Selengkapnya: Bangunan Pelindung Pantai

Porositas dan Permeabilitas

Porositas

Porositas didefinisikan sebagai perbandingan antara volome batuan yang tidak terisi oleh padatan terhadaf volume batuan secara keseluruhan. Berdasarkan sifat batuan resevoir maka porositas dibagi menjadi dua yaitu porositas efektif dan porisitas absolut.

Porositas efektif yaitu perbandingan volume pori-pori yang saling berhubungan terhadap volume batuan secara keseluruhan.

Porositas absolut adalah  perbandingan volume pori-pori total tampa memandang saling berhubungan atau tidak , terhadap volume batuan secara keseluruhan.

Pori merupakan ruang di dalam batuan; yang selalu terisi oleh fluida, seperti udara, air tawar/asin, minyak atau gas bumi. Porositas suatu batuan sangat penting dalam eksplorasi dan eksploitasi baik dalam bidang perminyakan maupun dalam bidang air tanah. Hal ini karena porositas merupakan variabel utama untuk menentukan besarnya cadangan fluida yang terdapat dalam suatu massa batuan.

Porositas batupasir dihasilkan dari sekumpulan proses-proses geologi yang berpengaruh terhadap proses sedimentasi. Proses-proses ini dapat dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu proses pada saat pengendapan dan proses setelah pengendapan. Kontrol pada saat pengendapan menyangkut tekstur batupasir (ukuran butir dan sortasi). Proses setelah pengendapan yang berpengaruh terhadap porositas diakibatkan oleh pengaruh fisika dan kimia, yang merupakan fungsi dari temperatur, tekanan efektif dan waktu (Bloch, 1991).

Beard dan Weyl (1973) menyatakan bahwa porositas sangat kecil dipengaruhi oleh perubahan dalam ukuran butir dengan sortasi yang sama, tetapi porositas bervariasi terhadap sortasi. Penurunan porositas dari 42,4 % pada pasir bersortasi baik sampai 27,9 % pada pasir yang bersortasi sangat jelek. Sedangkan Graton dan Fraser (1935 dalam Beard & Weyl, 1973) menemukan bahwa pengepakan bola sangat kuat hingga berbentuk rhombohedral diperoleh porositas sebesar 26 % dan pengepakan berbentuk kubus diperoleh porositas 47,6 %. Tetapi di alam pengepakan butiran tidak berbentuk kubus maupun rhombohedral.

Selanjutnya Scherer (1987) menyatakan bahwa parameter yang paling penting yang berpengaruh terhadap porositas adalah umur, mineralogi (kandungan butiran kuarsa), sortasi dan kedalaman terpendam maksimum.

Parameter geologi yang mengontrol porositas

Komposisi butiran mempengaruhi sifat-sifat kimia dan mekanika batupasir. Hal ini akan berpengaruh terhadap porositas selama periode setelah pengendapan dari evolusi batupasir (Bloch, 1991). Scherer (1987) menggunakan kelimpahan butiran kuarsa (termasuk di dalamnya kuarsa mono- dan polikristalin dan fragmen batuan yang tersusun dominan oleh kuarsa) sebagai parameter dalam modelnya.

Porositas tidak dipengaruhi oleh ukuran butir tetapi merupakan fungsi dari sortasi. Porositas berkurang secara progresif dari pasir bersortasi sangat baik sampai pasir yang bersortasi sangat jelek. Selanjutnya Scherer (1987) juga menyatakan bahwa median ukuran butir tidak dapat dijadikan parameter untuk memprediksi porositas. Hubungan antara porositas dan ukuran butir pada batupasir arkose dan lithic arkose (Lapangan Yacheng) lemah dengan R = 0,42 (Bloch, 1991). Dari penelitian tersebut diperoleh persamaan sebagai berikut :

Porositas = -6,1 + 9,8 (1/sortasi) + 0,17 (% butiran keras)

dengan sortasi diukur berdasarkan koefisien sortasi Trask.

Nilai koefisien regresi dari model ini secara statistik signifikan dengan prob > F = 0,0001 (Scherer, 1987). Model ini juga mempunyai nilai koefisien determinasi relatif tinggi R² = 0,75).

Penentuan dari penghitungan porositas  didasarkan atas beberapa hal, yang antara lain :
a. Pori-pori intergranular (antar butiran)
b. Pori-pori intragranular (pada butiran)
c. Pori-pori yang melebihi ukuran relatifnya

Hubungan Kecepatan Gelombang Seismik dan Jenis Porositas

Hubungan antara kecepatan gelombang seismik dan porositas akan menjadi kompleks karena pengaruh geometri lubang/rongga dan mineralogi, serta mengingat kenyataan bahwa sebagian besar batuan karbonat memiliki lebih dari 1 macam jenis (tipe) porositas. Namun, beberapa generalisasi dapat dibuat berkaitan dengan tipe lubang seperti di bawah ini:

1. Porositas Interkristalin dan Interpartikel
Tipe porositas ini memiliki karakter yang rasio bidang permukaan internal terhadap porositas yang tinggi. Baik kecepatan gelombang primer maupun sekunder akan rendah dan kecepatan ini sangat bergantung pada tekanan pembebanan efektif atau tekanan pembebanan bersih (net overburden pressure).

2. Porositas Moldic dan Intrapartikel
Porositas moldic adalah porositas sekunder, sedangkan porositas intrapartikel dan intrakristalin adalah porositas primer. Kecepatan gelombang seismik dalam batuan karbonat berporositas jenis moldic dan intrapartikel cederung tidak sensitif terhadap perubahan tekanan dan umumnya tinggi, karena tipe rongga ini sulit dideformasi.

3. Vug dan Porositas “Channel”
Porositas Vuggy memiliki kerangka batuan yang kuat dan rasio bidang permukaan internal terhadap porositas yang rendah. Dengan demikian gelombang primer dan sekunder akan relatif cepat dan tidak sensitif terhadap perubahan tekanan. Porositas “Channel” biasanya mudah dideformasi, dengan demikian cepat rambat gelombang seismik di batuan seperti ini biasanya lebih rendah.

4. Porositas Fenestral
Porositas sekunder yang satu ini mempunyai lubang lebih besar daripada kisi-kisi batuan karbonat grain-supported. Kecepatan gelombang seismik di karbonat tipe porositas fenestral sama yang ada di tipe porositas interkristalin.

5. Porositas Breksia/Rekahan
Porositas rekahan berevolusi ke tipe breksia, dengan pertambahan jarak antara dinding-dinding yang merekah. Satu hal yang menarik dari rekahan adalah baik gelombang primer maupun sekunder bergantung pada arah rambatan gelombang relatif terhadap orientasi rekahan tersebut. Jika rekahannya banyak dan berorientasi acak, maka batuan akan bersifat isotropis. Meskipun rekahan tidak banyak berkontribusi pada porositas total, mereka sangat berpengaruh dalam menurunkan cepat rambat gelombang seismik pada batuan karbonat. Pada batuan yang terletak sangat dalam, rekahan-rekahan kecil kemungkinan sudah rapat dan tidak berpengaruh pada kecepatan gelombang primer.

·         Permeabilitas

Permeabilitas batuan didefinisikan sebagai kemampuan batuan dalam melewatkan fluida dalam medium pori yang salimg berhubungan batuan

Ada tiga jenis permeabilitas yang dikenal yaitu permeabilitas absolut, permeabilitas efektif, permeabilitas relatif.

Permeabilitas absolut dipakai untuk aliran fluida satu fasa. Permeabilitas efektif digunakan unuk aliran yang tersiri dari dua fasa atau lebih.

Permeabililtas raltif adalah perbandingan antara absolut dengan permeabilitas efektif, ini tergantung jenis fluidnya.

Semua jenis tanah bersifat lolos air (permeable) dimana air bebas mengalir melalui ruang-ruang kosong (pori-pori) yang ada di antara butiran-butiran tanah. Tekanan pori diukur relatif terhadap tekanan atmosfer dan permukaan lapisan tanah yang tekanannya sama dengan tekanan atmosfer dinamakan muka air tanah atau permukaan freasik, di bawah muka air tanah. Tanah diasumsikan jenuh walaupun sebenarnya tidak demikian karena ada rongga-rongga udara.

Permeabilitas tanah menunjukkan kemampuan tanah dalam meloloskan air. Struktur dan tekstur serta unsur organik lainnya ikut ambil bagian dalam menaikkan laju permeabilitas tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi menaikkan laju infiltrasi dan dengan demikian, menurunkan laju air larian.

Tinggi muka air tanah berubah-ubah sesuai dengan keadaan iklim tetapi dapat juga berubah karena pengaruh dari adanya kegiatan konstruksi. Di tempat itu dapat juga terjadi muka air tanah dangkal, di atas muka air tanah biasa, sedangkan kondisi dapat terjadi bila tanah dengan permeabilitas tinggi di permukaan atasnya dibatasi oleh lapisan muka air tanah setempat, tetapi berdasarkan tinggi muka air tanah pada suatu tempat lain yang lapisan atasnya tidak dibatasi oleh lapisan rapat air.

Koefisien permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori dan makin rendah koefisien permeabilitasnya. Berarti suatu lapisan tanah berbutir kasar yang mengandung butiran-butiran halus memiliki harga k yang lebih rendah dan pada tanah ini koefisien permeabilitas merupakan fungsi angka pori. Kalau tanahnya berlapis-lapis permeabilitas untuk aliran sejajar lebih besar dari pada permeabilitas untuk aliran tegak lurus. Lapisan permeabilitas lempung yang bercelah lebih besar dari pada lempung yang tidak bercelah (unfissured).

Permeabilitas ini merupakan suatu ukuran kemudahan aliran melalui suatu media poreus. Secara kuantitatif permeabilitas diberi batasan dengan koefisien permeabilitas. Banyak peneliti telah mengkaji problema permeabilitas dan mengembangkan beberapa rumus. (Rumus Fair dan Hatch 1933) dapat dipandang sebagai sumbangan yang khas.

Permeabilitas intrinsik suatu akifer bergantung pada porositas efektif batuan dan bahan tak terkonsolidasi, dan ruang bebas yang diciptakan oleh patahan dan larutan. Porositas efektif ditentukan oleh distribusi ukuran butiran, bentuk dan kekasaran masing-masing partikel dan susunan gabungannya, tetapi karena sifat-sifat ini jarang seragam, konduktivitas hidrolik suatu akifer yang berkembang dibatasi oleh permeabilitas lapisan-lapisan atau masing-maisng zone, dan mungkin bervariasi cukup besar tergantung pada arah gerakan air.

Selengkapnya: Porositas dan Permeabilitas