## KAJIAN RAYAPAN GELOMBANG PADA TANGGUL LUAR TELUK JAKARTA (FASE B) NCICD

## WAVE RUNUP ON THE JAKARTA OUTER SEA DIKE (PHASE B) NCICD
1 Ma’ruf Hadi Sutanto, 2 Bayu Purnama, 3 Ida Ayu Irawati Diah Ratna Putra, 4 Adi Prasetyo 1,2,3,4 Balai Teknik Pantai, Direktorat Sungai dan Pantai, Direktorat Jenderal Sumber Daya Air, Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, Buleleng – Bali
1 maruf.hadi@pu.go.id

## Abstrak
Sebagai bentuk perlindungan Kota Jakarta terhadap permasalahan banjir dan intrusi air laut, solusi penanganan yang diberikan dalam program NCICD (National Capital Integrated Coastal Development)  adalah  membangun  tanggul  luar  (outer  sea  dike).  Uji  model  fisik  tanggul  luar Teluk  Jakarta  (Fase  B)  dilakukan  untuk  mengetahui  tingkat  rayapan  gelombang  terhadap komponen  lapis  lindung  yang  menggunakan  armor  tumpukan  batu  pada  tipikal  tanggul  luar dengan trase yang diusulkan. Penentuan nilai tinggi rayapan dilakukan dengan menggunakan Metode  Time  Stack  Image  berdasarkan  pengukuran  dari  video  kamera.  Hasil  yang  diperoleh pada  pengujian  yaitu  tidak  ada  rayapan  melebihi  puncak  tanggul  untuk  semua  tipe  potongan melintang baik seksi 1, 2, 3 dan 4 . Pada seksi 1 dan 2, rayapan hanya merayap pada berm badan tanggul. Elevasi berm pada seksi 1 dan 2 adalah +3,5 m LWS.  Untuk seksi 3, tinggi rayapan mencapai +7 m LWS untuk H desain = 3,01 m dengan T = 9,30 s. Sedangkan pada seksi 4, tinggi rayapan mencapai +5,4 m LWS untuk H desain = 2,05 m dengan T = 10,28 s. Berdasarkan hasil kajian,  elevasi  puncak  tanggul  yang  telah  didesain  tidak  akan  terlimpasi  oleh  gelombang, sehingga selain berfungsi sebagai tanggul luar juga aman digunakan sebagai akses jalan. Kata Kunci: NCICD, model fisik, runup, tanggul luar

## Abstract
Protection of the City of Jakarta against flooding and seawater intrusion problems, the solution provided in the NCICD (National Capital Integrated Coastal Development) program, is to build an outer seadike in Jakarta Bay (Phase B). Outerseadike physical modeling was carried out to determine  the  wave  runup  level  of  the  armour  layer  using  rubble  mound  on  a  typical  outer seadike, wave runup value analysis was performed using the Time Stack Image method based on measurements from the video camera. The results in the test are that there is no runup over the top of the seadike for all typical sections 1, 2, 3 and 4. Sections 1 and 2, runup only up to berm. The berm elevation in sections 1 and 2 is LWS +3.5 m. For section 3, the runup height is up to LWS +7 m for H design = 3.01 m with T = 9.30 s. While in section 4, the runup height reaches LWS +5.4 m for H design = 2.05 m with T = 10.28 s. Based on the results of the study, the elevation of the  top  of  the  dike  that  has  been  designed  will  not  be  overrun  by  waves,  so  that  apart  from functioning as an outer seadike, it is also safe to use as an access road.
Keywords: NCICD, physical model, runup, outer seadike

## PENDAHULUAN
Kegiatan  perlindungan  Kota  Jakarta terhadap  banjir  dan  intrusi  air  laut  atau  yang lebih  dikenal  sebagai National  Capital Integrated  Coastal  Development (NCICD) yang  dalam  terjemahan  lain  juga  dikenal sebagai Proyek PTPIN (Pengembangan Terpadu Pesisir Ibu Kota Negara). Penanganan solusi  yang  akan  diterapkan  dalam  Proyek PTPIN  adalah  membangun  tanggul  pantai, tanggul muara, dan tanggul lepas pantai untuk melindungi Jakarta dari intrusi air laut. Proyek ini juga mengintegrasikan pulau-pulau reklamasi  yang  ada  di  Teluk  Jakarta  dengan tanggul  yang  akan  dibangun.  Pembangunan tanggul laut Teluk Jakarta (Fase B) merupakan salah satu fase dalam program NCICD, masih dalam tahap penyusunan konsep desain (Korea Rural  Community  Corporation et  al. ,  2020).
Salah  satu  kajian  untuk  membantu  dalam desain tanggul laut Teluk Jakarta (Fase B) ini adalah dengan melakukan uji model fisik pada skala  laboratorium.  Dalam  uji  model  fisik tersebut  ditinjau  kinerja  dari  desain  tanggul laut  yang  meliputi  stabilitas  batu  penyusun tanggul akibat gelombang laut, tinggi rayapan akibat  gelombang  yang  terjadi  pada  tanggul, serta limpasan pada puncak tanggul akibat dari rayapan  yang  terjadi.  Kajian  pada  tulisan  ini
untuk mengetahui tingkat rayapan gelombang terhadap  komponen  lapis  lindung  yang menggunakan  armor  tumpukan  batu  pada tipikal  tanggul  luar  dengan  trase  yang diusulkan.  Kajian  ini  sekaligus  merupakan verifikasi  analisis runup dan overtopping sebagai  pertimbangan  aspek  ekonomis  dari desain  tanggul  serta  fungsi  tanggul  sebagai akses jalan.
Rayapan  gelombang  ( runup) adalah fenomena di mana puncak gelombang datang (H m0 )  naik  di  sepanjang  kemiringan  struktur (  )  sampai  ke  elevasi  yang  dimungkinkan lebih  tinggi  dari  puncak  gelombang.  Jarak vertikal antara muka air tenang atau still water level (SWL),  dengan  titik  tertinggi  yang dicapai oleh lidah gelombang disebut sebagai runup  (Ru) .  Dari  definisi  ini,  jelas  bahwa runup diperoleh ketika elevasi puncak struktur lebih tinggi dibanding elevasi runup . Gambaran  proses  rayapan  gelombang  dari kedalaman  di  kaki  struktur  (h)  hingga mencapai  elevasi  tertinggi disajikan  pada Gambar  1.  Bilangan runup digunakan  untuk menentukan  probabilitas  elemen  tertentu  dari struktur akan dicapai oleh gelombang. Runup secara  tidak  langsung  digunakan  untuk mengestimasi  risiko  kerusakan  pada  bagian dalam slope struktur.
Gambar 1. Definisi Rayapan (Runup) Gelombang pada Kemiringan Struktur Sumber: Schüttrumpf et al., 2009 .

## METODOLOGI PENELITIAN
Pengujian model fisik 2-dimensi dilakukan di saluran gelombang fasilitas yang dimiliki  Laboratorium  Balai  Teknik  Pantai, dengan dimensi panjang 45 m, lebar 1 m dan tinggi  1  m,  serta  skala  pemodelan  yang digunakan  1:20.    Uji  model  fisik  ini mengamati gaya-gaya gelombang dan interaksi  gelombang  dengan  tanggul,  refleksi gelombang, disipasi energi gelombang, rayapan  gelombang,  gelombang  pecah  yang terbentuk  akibat  struktur,  stabilitas  lapisan pelindung,  serta  terjadinya  limpasan  air  pada puncak  tanggul  jika  ada.  Tulisan  ini difokuskan  pada  kajian  rayapan  gelombang ( runup ).  Gambaran setup saluran  gelombang secara keseluruhan dan skema proses akuisisi data dapat  dilihat pada Gambar 2. Pengujian model fisik dibagi menjadi 4 skenario utama, yaitu  berdasarkan  4  tipikal  penampang melintang dari tanggul laut yang telah didesain oleh Konsultan KOICA (Gambar 3). Setiap 1 penampang  melintang  mempunyai  1  tinggi
gelombang  desain  maksimum  yang  terjadi  di depan  struktur,  1  periode  gelombang,  1 dimensi  penampang  melintang,  1  berat  batu dan  1  kedalaman.  Untuk  mengetahui  tingkat keandalan  stabilitas  armor,  maka  setiap  1 skenario  utama  akan  dikenakan  beban gelombang 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,3 dan 1,5 tinggi gelombang desain maksimum ( H desain ). Periode gelombang dianggap sama untuk setiap tinggi gelombang  dengan  anggapan  bahwa  semakin tinggi  gelombang  dengan periode  yang  tetap, akan  meningkatkan  kecuraman  gelombang. Semakin  curam  gelombang,  maka  akan berdampak  kepada  semakin  tinggi  risiko kerusakan  struktur.  Durasi  gelombang  yang dibebankan  kepada  model  adalah  sebanyak 2000  gelombang  untuk  semua  nilai  periode gelombang.  Jenis  gelombang  yang  akan diujikan  adalah  jenis  gelombang  regular  dan irregular dengan spektrum gelombang adalah jonswap .  Gambaran  setup  model  struktur tanggul luar di saluran gelombang dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 2. Skema Setup Instrumen dan Proses Akuisisi Data Pengujian Sumber: Balai Teknik Pantai, 2020.
Gambar 3. Skema Setup Model Uji Struktur Tanggul Luar Skala 1:20, Tipikal Penampang Seksi 1 (a), Seksi 2 (b), Seksi 3 (c), dan Seksi 4 (d)
Sumber: Balai Teknik Pantai, 2020.

## Gambar 4. Gambaran Setup Model Struktur Tanggul Luar di Saluran Gelombang
Sumber: Balai Teknik Pantai, 2020.
Beberapa  pengujian  model  fisik  untuk mengevaluasi kinerja struktur terhadap rayapan  dan  limpasan  gelombang  (Shankar and  Jayaratne,  2002),  (Bruce et  al. ,  2009), (Van  Broekhoven,  2011),  (Victor,  van  der Meer  and  Troch,  2012),  (Bornschein et  al. , 2014).  Bermacam  metode  dalam  mengukur rayapan  maupun  limpasan  gelombang  pada suatu struktur, salah satunya dengan penggunaan laser  scanner (Oosterlo et  al. , 2019).  Pada  kajian  ini  rayapan  gelombang yang terjadi pada benda uji yaitu tanggul luar dievaluasi dengan menggunakan metode Time Stack Image Analysis (Schimmels et al. , 2012). Cara  kerja  metode  ini  adalah  dengan  cara mengukur  jarak  rayapan  muka  air  yang merayap akibat gelombang yang terekam oleh kamera  yang  dipasang  pada  ketinggian  3  m diatas  benda  uji.  Kamera  yang  digunakan dalam  uji  model  fisik  ini  adalah  kamera dengan kapasitas rekam 25 frame /detik. Dalam
setiap frame, akan  diambil  1  gambar  dengan ukuran  lebar  gambar  sebesar  1  pixel  dan panjang  sepanjang  benda  uji  yang  dapat terekam  sebagaimana  terlihat  pada  Gambar  5 (a).  Garis  merah  pada  gambar  merupakan ukuran  gambar  yang  akan  diambil  untuk analisis. Setiap gambar yang terambil tersebut kemudian  akan  ditempel  sehingga  akan terbentuk  seperti  pada  Gambar  5  (b), merupakan  gambar  negatif  dari  video  yang terekam.  Pola  rayapan  gelombang  dapat terlihat  pada  perbesaran  Gambar  5  (c), selanjutnya  dilakukan  digitasi  agar  dapat diketahui  titik  puncak  rayapan  ( runup )  dan titik rundown .  Setelah  dilakukan  proses digitasi dengan metode digital image processing ,  selanjutnya  dilakukan  konversi dari  satuan pixel menjadi  satuan  jarak  (m).
Jarak  titik  puncak  rayapan  terhadap  elevasi muka  air  pada flume merupakan  tinggi rayapan.
Gambar 5. Cuplikan Frame pada Kamera Atas yang Digunakan untuk Analisis Rayapan dengan Metode Time Stack Analysis (a), Tumpukan Gambar dari Cuplikan Frame (b) Pola Rayapan Gelombang (c).
Sumber : Balai Teknik Pantai, 2020.
Nilai runup yang  diamati  adalah rayapan gelombang maksimum yang terjadi di sepanjang suatu skenario pengujian. Rayapan maksimum  yang  teramati  pada  suatu  area warna kemudian dikuantifikasi dengan mengetahui jarak vertikal antara elevasi batas atas  area  warna  dengan  elevasi  muka  air tenang.  Selisih  antara  kedua  jarak  tersebut yang  kemudian  dinotasikan  sebagai  ‘ Ru ‘. Variasi  besaran  rayapan  gelombang  yang terjadi  pada  benda  uji  selanjutnya  diplotkan terhadap  kecuraman  gelombang  ( s )  dan bilangan Iribarren ( 𝜉) .  Bilangan Iribarren merupakan  suatu  parameter  yang  digunakan untuk  menggambar  perilaku  gelombang  pada suatu  kemiringan  dasar  perairan.  Bilangan
Iribarren  didefinisikan  sebagai  perbandingan antara kemiringan dasar perairan dengan akar dari kecuraman gelombang (𝜉 = tan 𝛼 √𝑠 ), dimana kecuraman gelombang adalah perbandingan antara tinggi gelombang dengan panjang gelombang ( 𝑠 = 2 𝜋 𝐻/ 𝑔 𝑇 2 ) . Ilustrasi  kemiringan  dasar  perairan  pada tanggul  NCICD  dalam  menentukan  bilangan Iribarren digambarkan  pada  Gambar  6.  Pada gambar  tersebut  dibuatkan  suatu  kemiringan khayal  akibat  adanya berm pada  tanggul sedangkan elevasi untuk penentuan tinggi pada kemiringan  khayal  ditentukan  sampai  dengan 1,5 H desain diukur dari elevasi muka air tenang (SWL)
Gambar 6. Ilustrasi Kemiringan Tanggul untuk Menentukan Bilangan Iribarren Sumber: Zanuttigh and van der Meer, 2009.
Gambar 7.  Tinggi Rayapan terhadap Wave Steepness (a) dan Bilangan Iribarren (b) pada
Seksi 1 (RS1)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Secara  keseluruhan,  tinggi  rayapan untuk Tipikal Tanggul Luar Seksi 1, 2, 3 dan 4 disarikan dalam Gambar 7, Gambar 8, Gambar 9    dan  Gambar  10.  Terlihat  bahwa  semakin besar  tinggi  gelombang,  maka  jarak  antara runup dan rundown semakin  besar.    Hal tersebut semakin terlihat jelas jika gelombang yang  digunakan  adalah  gelombang irregular sedangkan  gelombang  regular  jarak  antara runup dan run  down tidak  berubah  secara
siginifikan.  Pada  gelombang irregular nilai runup cenderung  membesar  sedangkan  nilai run-down relatif  konstan.  Hal  tersebut disebabkan  periode  gelombang  yang  relatif pendek sehingga  sebelum rundown mencapai titik  terendah  datang  kembali  gelombang datang  yang  menaikkan  kembali  muka  air. Oleh  karena  tidak  ada runup yang  melewati elevasi  puncak  tanggul,  maka  tidak  terjadi limpasan ( overtopping ).
Gambar 8.  Tinggi Rayapan terhadap Wave Steepness (a) dan Bilangan Iribarren (b) pada Seksi 2 (RS2)
Gambar 9.  Tinggi Rayapan terhadap Wave Steepness (a) dan Bilangan Iribarren (b) pada Seksi 3 (RS3)
Gambar 10.  Tinggi Rayapan terhadap Wave Steepness (a) dan Bilangan Iribarren (b) pada Seksi 4 (RS4)
Gambar 11.  Grafik Perbandingan Tinggi Rayapan KOICA Terhadap Uji Model Fisik
Perbandingan  tinggi  rayapan  hasil  uji model  fisik  dengan  hasil  numerik  yang dihitung oleh KOICA dibandingkan sebagaimana  pada  Gambar  11.  Pada  gambar tersebut  terlihat  bahwa  tren  perubahan  tinggi rayapan  hasil  uji  model  fisik  mengikuti  tren perubahan  perhitungan  numerik.  Pada  kurva rayapan model fisik, nilai rayapan adalah sama untuk  masing-masing  seksi  karena  yang digunakan adalah nilai rayapan maksimum di masing-masing seksi akibat tinggi gelombang maksimum di masing-masing seksi.

## SIMPULAN
Secara  umum,  tidak  ada  rayapan melebihi  puncak  tanggul  untuk  semua  tipe potongan  melintang  baik  seksi  1,  2,  3  dan  4. Pada  seksi  1  dan  seksi  2,  rayapan  hanya merayap  pada  berm  pada  badan  tanggul. Elevasi berm pada seksi 1 dan 2 adalah +3,5 m LWS.  Untuk seksi 3, tinggi rayapan mencapai +7 m LWS untuk H desain = 3,01 m dengan T = 9,30  detik.  Sedangkan  pada  seksi  4,  tinggi rayapan mencapai +5,4 m LWS untuk H desain = 2,05  m  dengan T =  10,28  detik.  Atas  hasil pengujian model fisik tersebut, elevasi puncak
tanggul yang telah didesain oleh KOICA tidak akan terlimpasi.

## DAFTAR PUSTAKA
Bornschein,  A. et  al. (2014)  ‘which  is  only exceeded by 2 % of the incoming waves and  the  mean  wave  overtopping discharge q per meter dike crest length: R’, 0(July), pp. 1–10.
Van  Broekhoven,  P.  J.  M.  (2011)  ‘The influence  of  armour  layer  and  core permeability  on  the  wave  run-up’, (April), p. 160. Available at: https://repository.tudelft.nl/islandora/ob ject/uuid:d60a9711-aefc-44fa-b91e-
1ab47930f2ec?collection=research. Bruce,  T. et  al. (2009)  ‘Overtopping performance  of  different  armour  units for rubble mound breakwaters’, Coastal
Engineering .  Elsevier  B.V.,  56(2),  pp.
166–179. doi:
10.1016/j.coastaleng.2008.03.015.
Korea  Rural  Community  Corporation et  al. (2020) National  Capital  Integrated Coastal Development Consulting
Project  (Draft  Pre-Design  Report) .
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Tin ggi G elomb an g De sain (m ) Tin ggi Ray ap an (m ) STA (km) Rayapan KOICA Rayapan Model Fisik Sig. Wave Height
Jakarta.
Oosterlo, P. et al. (2019) ‘Measuring (Oblique) Wave  Run-Up  and  Overtopping  with Laser Scanners’, Proc. Coastal Structures , pp. 442–452.
Schimmels,  S. et  al. (2012)  ‘Wave  Run-Up Observations  on  Revetments  With Different Porosities’, Coastal Engineering Proceedings , 1(33), p. 73. doi: 10.9753/icce.v33.structures.73.
Schüttrumpf, H. et al. (2009) ‘Wave Run-Up and  Wave  Overtopping  at  Armored Rubble  Slopes  and  Mounds’,  in
Handbook  of  Coastal  and  Ocean Engineering .  WORLD  SCIENTIFIC, pp. 383–409. doi: doi:10.1142/9789812819307_0015. Shankar, N. J. and Jayaratne, M. P. R. (2002)
‘Wave  run-up  and  overtopping  on
smooth  and  rough  slopes  of  coastal structures’, Ocean  Engineering ,  30(2), pp.  221–238.  doi:  10.1016/S0029- 8018(02)00016-1.
Victor, L., van der Meer, J. W. and Troch, P.
(2012)  ‘Probability  distribution  of individual  wave  overtopping  volumes for  smooth  impermeable  steep  slopes with  low  crest  freeboards’, Coastal Engineering . Elsevier B.V., 64, pp. 87– 101. doi: 10.1016/j.coastaleng.2012.01.003. Zanuttigh, B. and van der Meer, J. W. (2009)
‘Wave  Reflection  From  Composite Slopes’,  in Coastal  Structures  2007 . World  Scientific  Publishing  Company, pp. 749–759. doi: 10.1142/9789814282024_0066.