eISSN: 2721-5717; pISSN: 2747-2124

## ZONA LAUT

## JURNAL INOVASI SAINS DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
-spasi -Times New Roman 11 Italic- -spasi -Times New Roman 11 Italic-
KINERJA TEMBOK LAUT TIPE RUANG GANDA UNTUK MEREDUKSI GELOMBANG LAUT PANJANG DAN EKSTRAKSI ENERGI
-spasi-Times New Roman 11 Italic-
Firman Husain Departemen Teknik Kelautan Universitas Hasanuddin firman.husain@unhas.ac.id
-spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-

## Abstrak
Kerusakan pantai yang disebabkan oleh serangan gelombang laut telah meningkat secara signifikan pada saat ini. Hal ini akan berdampak pada hilangnya timpat tinggal dan sumber ekonomi masyarakat pesisir. Bahkan di beberapa kejadian juga telah memakan korban nyawa. Oleh karena itu maka pesisisr laut yang rentang terjadi kerusakan  perlu dibuatkan sebuah tembok laut yang bisa menahan serangan gelombang laut baik pada tipe gelombang pendek maupun untuk tipe gelombang laut panjang yang biasanya dibangkitkan oleh angin badai. Pada penelitian ini sebuah tipe tembok laut dengan ruang  ganda  telah diuji.  Dari hasil  pengujian  terlihat  bahwa  tembok  laut  jenis  ini  efektif  untu  bisa  menahan  serangan gelombang laut baik yang gelombang pendek maupun gelombang laut panjang karena keberadaan ruang ganda yang bisa memperluas range dari frekuensi gelombang sehingga tinggi gelombang yang mengenai konstruksi bisa dikurangi. Pada penelitian ini juga telah dikomfimasi bahwa nilai amplifikasi gelombang berkisar 2,5 kali dari tinggi gelombang datang, yang berarti energi gelombang dalam ruang tembok laut bisa untuk dimanfaatkan. pasi-Times New Roman 11 Italic- Kata Kunci: Pantai, Gelombang, Tembok laut dan Amplifikasi Gelombang -spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-

## Abstract
Coastal damage caused by sea wave attack has increased significantly recently. This will have an impact on the loss of residence and economic resources of coastal communities. In some incidents it has even claimed lives. Therefore, it is necessary to build a sea wall that can withstand the attack of sea waves both for short wave types and for long sea wave types which are usually provoked by storm winds. In this study a seawall type with double chambers was tested. From the test results it can be seen that this type of seawall is effective in being able to withstand attacks by sea waves both short and long seas because of the existence of double spaces that can expand the range of wave frequencies so that wave height  can  be  reduced  constructionally.  In  this  study  it  has  also  been  confirmed  that  the  wave  amplification  value  is around 2.5 times the incident wave height, which means that the wave energy in the seawall chamber can be utilized. -spasi-Times New Roman 11 Italic-
Keyword: Beaches, Waves, Seawalls and Wave Amplification -spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-

## 1. PENDAHULAN
Meningkatnya serangan gelombang tinggi yang disebabkan oleh badai akan berdampak buruk pada area pesisir pantai. Akumulasi dari angin kencang, gelombang laut dan air pasang secara signifikan memproduksi ancaman terhadap  kehidupan  masyarakat  dan  rusaknya  infrasturktur  di  area  pinggir  laut  [1].  Keruskan  juga  bisa disebabkan oleh adanya limpasan air laut melewati struktur tembok laut yang akan menggerus pantai [2]. Oleh karena  itu  maka  maka  dibutuhkan  perlindungan  terhadap  pantai  untuk  menjaga  agar  kerusakan  pantai  bisa diminimalisir  dari  serangan  gelombang.  Struktur  pelindung  pantai  ini  diharapkan  tidak  hanya  cocok  untuk gelombang pendek tetapi juga untuk gelombang panjang yang biasanya dibangkitkan oleh badai. Pelindung pantai tipe terendam juga bisa digunakan untuk mengurangi tinggi gelombang akan tetapi tipe ini cocok untuk gelombang pendek [3] and [4]. Saat ini, berbagai jenis tembok laut telah dibangun di banyak tempat di seluruh
dunia untuk melindungi wilayah pesisir dari terjangan gelombang. Sedangkan  beberapa model tembok laut lainnya  masih  dalam  tahap  penelitian  dengan  skala  laboratorium  untuk  menyelidiki  kinerjanya  dalam mengurangi  refleksi  gelombang  dan  limpasan  gelombang.  Penggunaan  tembok  laut  vertikal  model konvensional  untuk  melindungi  wilayah  pesisir  dengan  model  tembok  laut  berpori  berupa  kaison  yang diusulkan [5] juga bisa dimanfaatkan sebagai pelindung pantai karena jenis ini menunjukkan kinerja yang baik untuk mengurangi gelombang pantul dan limpasan gelombang [6]. Tetapi tipe ini juga digunakan pada kondisi terbatas. Dimana biasanya lebar ruang air sekitar seperempat dari panjang gelombang. Pada tulisan ini sebuah model tembok laut dengan model ruang ganda akan diuji untuk  melihat kemampuannya, modifikasi model ganda dengan pelat datar horizontal dibawah ruang air pertama. Sehingga antara ruang air pertama dan kedua dipisahkan  oleh  pelat  berbentuk  huruf  L.  Hal ini  bertujuan  untuk  perbaikan  dari  tipe  sebelumnya  dan  juga untuk  perluasan  rentang  frekuensi  gelombang  efektif  dari  disipasi  gelombang  pantul  serta  amplifikasi gelombang didalam ruang air. Sebagai tambahan sebuah model dengan sudut miring sebagai ganti bentuk L untuk menguji nilai amplifikasi gelombang pada ruang air juga akan dibahas dalam tulisan ini. Perbandingan analisis  antara  eksperimen  dan  simulasi  akan  dilakukan  untuk  melihat  hasilnya.  Model  disimulasikan menggunakan  persamaan  integral  batas  yang  dikembangkan  oleh  [7],  pada  analisis  ini  efek  disipasi  energi gelombang  yang  signifikan  akibat  pemisahan  aliran  dan  pusaran  yang  dihasilkan  di  dalam  ruang  telah dipertimbangkan.  Penggunaan  ruang  ganda  ini  ditujukan  untuk  memperluas  rentang  frekuensi  gelombang efektif  yang  dipantulkan,  disamping itu  juga  bisa  dilihat amplifikasi  dari  tinggi gelombang  di  dalam ruang ganda. Pada analisis ini di asumsikan bahwa batas daerah wilayah gelombang redam yakni 1/60 dari panjang gelombang didepan model, seperti pada gambar 1.
Gambar 1. Sketsa model tembok laut dengan area redaman dan non-redaman

## 2. METODE

## 2.1. Persiapan pengujian
Penelitian ini dilakukan di tanki flume dengan  panjang 30 m, lebar1 m dan tinggi 1,25 m. Untuk merekam tinggi gelombang digunakan lima alat ukur. Yang masing-masing ditempatkan di dalam tangki, dimana alat ukur pertama di letakkan di dekat pembangkit gelombang untuk mengukur ketinggian gelombang dating, yang kedua dan ketiga diletakkan di depan benda uji untuk mengukur tinggi gelombang pantul. Sedangkan alat ukur tinggi  gelombang  ke  empat  dan  kelima  msing-masing  diletakkan  di  dalam  ruang  tembok  laut  pertama  dan kedua. Adapun sketsa tanki flume dapat dilihat pada gambar 2.

## Gambar 2. Tanki flume dan instalasi alat pengujian
Model tembok laut diletakkan didalam tangki flume dengan jarak sekitar 19,2 m dari pembangkit gelombang. Model ini dibuat dengan skala 1,25 dari prototipe atau disesuaikan dengan kondisi perairan dimana rencana akan  digunakan.  Lebar  kedua  ruang  pada model  tidak  sama  besar dimana  ruang pertama  25 cm  dan  ruang kedua 23 cm.  model terbuat dari bahan plastik akrilik dengan ketebalan 1 cm. Pada penelitian ini besaran bukaan  bawah  pada  model  yaitu  tempat  masuknya  air  laut  ketika  gelombang  sampai  ke  model  dibuat  dua ukuran yaitu 5 cm dan 10 cm. Efek dari kedua bukaan ini akan dibandingkan dan disajikan. Pada penelitian ini tambahan model tepi bawah pada pemisah ruangan air dengan bentuk bevel juga akan diujucoba. ijico .

## 2.2. Kondisi pegujian
Pengujian model dilakukan pada kisaran periode gelombang 0,7 detik hingga 3,5 detik. Untuk setiap kondisi periode gelombang, digunakan dua tinggi gelombang yang berbeda yaitu H = 8 cm dan 16 Cm. untuk kondisi periode  gelombang  yang  relatif  pendek,  tinggi  gelombang  yang  digunakan  hanya  8  cm,  dikarenakan pertimbangan gelombang pecah. Adapun ketinggian air yang digunakan pada flume tank untuk pengujian ini yaitu 50 cm dari dasar tanki, sedangkan ketinggian air dari model yaitu 34,5 yang diukur dari dasar pada lantai ruangan. Ketinggian ini dijaga konstan selam percobaan dilakukan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisa numerik yang digunakan dalam pengujian ini didasarkan pada metode distribusi sumber gelombang dengan redaman  linier yang proporsional dengan kecepatan fluida. Dalama Analisa numerik ini, pada awalnya domain fluida disekitar model dibagi menjadi dua daerah yaitu daerah gelombang non-redaman dan redaman seperti yang ditunjukkan pada gambar 1. Beberapa jarak dari model atau sekitar 1/60 dari panjang gelombang kearah  bagian  laut  dari  daerah  semi-infinite  diasumsikan  sebagai  daerah  gelombang  non-damping,  dimana teori  aliran  potensial  non-damping  dapat  diterapkan.  Daerah  aliran  sekeliling  model  diasumsikan  sebagai daerah  gelombang  damping  dimana  dissipasi  energi  gelombang  yang  terjadi  sebanding  dengan  kecepatan fluida. Pada daerah gelombang redaman juga diasumsikan bahwa vortisitas terdistribusi secara seragam dalam domain fluida. Persamaan gerak yang dihasilkan diturunkan dari persamaan yang dikeluarkan oleh [8] untuk struktur berpori homogen,
𝜕𝑞̅ 𝜕𝑡 =   − 1 𝜌 ∇ (𝑝 + 𝛾𝑧) − 𝑓 𝑐 𝜔𝑞̅ (1)
Dimana, 𝑞 ̅ adalah vector kecepatan fluida disekitar model, 𝜌 adalah kerapatan massa fluida, ∇ adalah operator gradien, p adalah tekanan fluida, 𝛾 adalah berat jenis fluida, z adalah koordinat arah vertical, 𝜔 adalahfrekuensi sudut gelombang dan 𝑓 𝑐 adalah koefisien redaman linier.
Gerak fluida yang digambarkan pada persamaan 1 adalah irrotasional, oleh karen itu potensial kecepatan dapat didefinisikan  pada  dalam  daerah  gelombang  redaman  yang  ideal.  Untuk  merepresentasikan  potensial kecepatan  di  setiap  wilayah,  maka  metode  distribusi  sumber  gelombang  yang  harus  pertama  digunakan.
1.5 1. 25 1.9 17.3 30 L/4 h 1 wave 1/30 slope model wave absorber plan view wave maker flat floor model W.G. ④⑤ 0. 4 W.G. ② ③ 1/30 slope wave wave maker:piston type W.G. ① side view unit:m W.G. ② ③ ④⑤
Selajutnya dipertimbangkan kondisi batas yang cocok antara dua wilayah gelombang, yaitu redaman dan non- redaman. Untuk Analisa daerah gelombang non-damping digunakan metode batas gelombang dengan fungsi green,
G ( x , z ; X , Z ) = - i k ( k 2 - k 0 2 ) ( k 2 - k 0 2 ) h + k 0 cosh k ( h + z ) ´ cosh k ( h + Z )exp( ik x x - X ) (2)
- 1 k n n = 1 ¥ å ( k n 2 + k 0 2 ) ( k n 2 + k 0 2 ) h - k 0 cos k n ( h + z ) ´ cos k n h + Z
( ) exp( - k n x - X )
Sedangkan analisa untuk daerah gelombang damping menggunakan fungsi green,
G D ( x , z ; X , Z = - i m n ( m n 2 - l 2 ) ( m n 2 - l 2 ) h + l cos n = 0 ¥ å m n ( h + z ) ´ cos m n h + z ( ) exp( i m n x - X ) (3)
Dimana 𝜆 diperoleh  dari  persamaan  (4),  dimana n  adalah  sebuah  bilangan  gelombang  kompleks,  yang diberikan untuk menyelesaikan persamaan hubungan dispersi pada daerah gelombang redam,
( ) ) tanh( 1 2 h if g n n c     = + = (4)

## 3.1. Refleksi Gelombang
Gambar  3  menunjukkan  hasil  koefisien  refleksi  gelombang  dari  model  sebagai  fungsi  dari  L/B.  Dimana  L adalah panjang gelombang dikedalam air yang diukur pada kaki model dan B adalah lebar dari model. Pada gambar diperlihatkan dua nilai koefisien refleksi yaitu nilai dimana pembatas ruang pertama dengan pelat datar yang tersambung dan pemisah ruang yang tidak menggunakan pelat datar. Perhitungan Analisa numeriknya juga diperlihatkan dan nilai koefisien redaman dipilih 0,3 sebagai nilai percobaan.
Gambar 3. Sketsa gambar tanki flume 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 Koe fisien R ef lek si. ( C r) L/B (Panjang Gelombang/Lebar Model ） Cal.(without hor.plate, fc=0.3)
Cal.(with hor.plate, fc=0.3) Exp.(without hor.plate, H=8cm Exp.(with hor.plate, H=8 cm)
Dari gambar dapat dilihat bahwa terdapat dua titik nilai minimun refleksi dari gelombang dari nilai L/B yang berbeda  terlepas  dari  ada  atau  tidak  adanya  pelat  datar  dan  ini  cenderung  kelihatan  lebih  jelas  dari  hasil komputasi.  Hal ini  disebabkan  oleh  eksitasi  resonansi,  separasi  aliran  dan formasi  pusaran yang  dihasilkan disekitar tepi bawah dari tembok ruang pertama ketika aliran air masuk ataupun keluar ruangan. Oleh karena itu,  disipasi  energi  gelombang  meningkat  di  bawah  kondisi  resonansi  gelombang  ini.  Dengan  penambahan pelat  horizontal,  maka  titik  pantulan  minimum  yang  sesuai  dengan  nilai  L/B  yang  lebih  besar  bergeser  ke kondisi  gelombang  yang  lebih  panjang,  yaitu  dari  L/B  =  8  menjadi  11.  Hal  ini  mungkin  disebabkan  oleh peningkatan jumlah massa air yang berosilasi untuk ruang air kedua oleh karena keberadaan pelat horizontal. Maka dari itu tembok laut tipe ruang ganda ini efektif untuk menghilangkan gelombang pantul untuk rentang frekuensi yang lebih luas.

## 3.2. Ekstraksi Energi Gelombang
Untuk ekstraksi energi gelombang yang efektif, nilai amplifikasi gelombang yang jauh lebih besar dalam ruang air  biasanya  diperlukan  untuk  rentang  frekuensi  gelombang  yang  lebih  luas.  Perangkat  ekstraksi  tenaga gelombang berdasarkan tipe kolom air berisolasi adalah tipe yang umum dan bagus. Gambar 4 memperlihatkan nilai  amplifikasi  gelombang  didalam  dua  ruangan  dari  model  tembok  laut.  Amplifikasi  gelombang didefinisikan sebagai rasio antara tinggi gelombang di setiap ruang air (Hc) terhadap tinggi gelombang datang (H). Dalam pengujian ini telah dikomfirmasi bahwa nilai amplifikasi antara dua tipe pemisah ruangan air yaitu bentuk  L  dan  Bevel  edge  mempunyai  nilai  yang  kurang  lebih  sama.  Hal  ini  dibangkitkan  oleh  gerakan gelombang mode pemompaan yang terjadi di dalam ruang air. Meskipun pada perencanaan awal, diasumsikan bahwa nilai amplifikasi dari tipe bevel edge akan lebih baik dari tipe L. Dari gambar  terlihat bahwa amplifikasi gelombang  mencapai  puncaknya  pada  awalnya  di  ruang  air  pertama  untuk  kondisi  gelombang  yang  lebih pendek.  Kemudian  amplifikasi  berpindah  ke  ruang  kedua  untuk  kondisi  gelombang  yang  lebih  panjang. berpindah ke
Gambar 4. Amplifikasi gelombang pada ruang pertama dan kedua dari dua model pemisah yang berbeda
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 2.0 4.0 6.0 8.0
10.0 12.0
H c / H L/B
Cal.right angle (Hc1/H, fc=0.3 ) Cal.right angle (Hc2/H, fc=0.3) Right angle (Hc1/H) Bevel Edge (Hc1/H) Right angle (Hc2/H) Bevel Edge (Hc2/H)
e1/hm =0.29, e2/hm=0.14
mound bevel edge

## 4. KESIMPULAN
Model tembok laut tipe ruang ganda efektif digunakan untuk mereduksi tinggi gelombang datang, baik untuk gelombang  pendek  dan  juga  untuk  gelombang  panjang  dengan  penambahan  pelat  horizontal  pada  ujung dinding ruang pertama. Melalui pengujian model tembok laut ini juga dikomfirmasi dapat meningkatkan nilai amplifikasi gelombang dalam ruang hingga 2,5 kali dari gelombang datang. Sehingga energi gelombang yang dihasilkan bisa dimanfaatkan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Smita, Pandey and Rao, A.D. “Impact Of Approach Angle Of An Impinging Cyclone On Generation Of Storm  Surges  And  Its  Interaction With  Tides  And  Wind  Waves”.  J.  Geophys. Res.:  Oceans  124  (11), 7643–7660, 2019.
[2] Riccardo  Briganti,  Rosaria  Ester  Musumeci,  Jentsje  van  der  Meer,  Alessandro  Romano,  Laura  Maria Stancanelli, Matthias Kudella, Rizki Akbar, Ryard Mukhdiar, Corrado Altomare, Tomohiro Suzuki, Paolo De Girolamo, Giovanni Besio, Nicholas Dodd, Fangfang Zhu and Stefan Schimmels. “Wave overtopping at  near-vertical  seawalls:  Influence  of  foreshore  evolution  during  storms”  Ocean  Engineering  Journal, Volume 261, 11 2024, 2022.
[3] R.  Gayathri,  M.B.M.  Khan,  H.  Behera  Et  Al.  “Wave  Attenuation  by  A  Submerged  Circular  Porous Membrane”. Journal of Ocean Engineering and Science, 2022.
[4] Ahmed K.Elsheikh, Yasser E.Mostafa, and Mostafa M. Mohamed. “Comparative Study Between Some Different  Types  of  Permeable  Breakwaters  According  to  Wave  Energy  Dissipation”.  Ain  Shams Engineering Journa, Volume 13, 101646, 2022.
[5] Tanimoto,  K.  and  Yoshimoto,  Y.  “Theoretical  And  Experimental  Study  of  Reflection  Coefficient  For Wave Dissipating Caisson With A Permeable Front Wall”. Report of Port and Harbor Research Institute, Vol.21, No.3, pp.43-78, 1982.
[6] Marcel R.A. van Gent. “Influence of oblique wave attack on wave overtopping at caisson breakwaters with sea and swell conditions”. Ocean Engineering Journal, Volume 164, 103834 , 2021.
[7] Nakamura, T. and Ide, Y. “Analysis On Wave Transformations and Wave Forces About an Angular Body Considering Wave Energy Dissipations”, Proc. of Civil Eng. in the Ocean , Vol.13, pp.177-182. 1997
[8] Sollit, C. K. & Cross, R. H.  “Wave Transmission Through Permeable Breakwater”, Proc. 13 th Coastal Engineering Conference, ASCE, pp.1827-1846, 1972.