Oleh Yar Johan, Hartoni dan Dafiuddin Salim
"Suatu pantai mengalami abrasi, akresi (sedimentasi) atau tetap stabil tergantung pada sedimen yang masuk (suplai) dan yang meninggalkan pantai tersebut"
Pantai selalu menyesuaikan bentuk profilnya sedemikian sehingga mampu menghancurkan energi gelombang yang datang. Penyesuaian bentuk tersebut merupakan tanggapan dinamis alami pantai terhadap laut. Ada dua tipe tanggapan pantai dinamis terhadap gerak gelombang, yaitu tanggapan terhadap kondisi gelombang normal dan tanggapan terhadap kondisi gelombang Bandai. Kondisi gelombang normal terjadi dalam waktu yang lebih lama, dan energy gelombang dengan mudah dapat dihancurkan oleh mekanisme pertahanan alami pantai. Pada saat badai terjadi gelombang yang mempunyai energi besar. Sering pertahanan alami pantai tidak mampu menahan serangan gelombang, sehingga pantai dapat terabrasi. Setelah gelombang besar redah, pantai akan kembali ke bentuk semula oleh pengaruh gelombang normal. Tetapi ada kalanya pantai yang terabrasi tersebut tidak kembali kebentuk semula karena material pentuk pantai terbawa arus ke tempatlain dan tidak kembali ke tempat semula. Dengan demikian pantai tersebut diatas akan mengendap di daerah yang lebih tenang, seperti muara sungai, teluk, pelabuhan, dan sebagainya, sehingga mengakibatkan sedimentasi di daerah tersebut.
Proses dinamis pantai sangat di pengaruhi oleh littoral transport, yang di definisikan sebagai gerak sedimen di daerah dekat pantai (nearshore zone) oleh gelombang dan arus. Littoral transport dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu transport sepanjang pantai (longshore transport) dan transport tegak lurus pantai (onshore-offshore transport). Material (pasir) yang di transport di sebut dengan littoral drift. Transport tegak lurus pantai terutama ditentukan oleh kemiringan gelombang, ukuran sedimen, dan kemiringan pantai. Pada umumnya gelombang engan kemiringan besar menggerakan material kea rah laut, dan gelombang kecil dengan periode panjang menggerakan material kea rah laut.
Pada saat gelombang pecah sedimen di dasar pantai terangkat (terabrasi) yang selanjutnya terangkut oleh dua macam gaya penggerak, yaitu komponen energy gelombang dalam arah sepanjang pantai dan arus sepanjang pantai yang dibangkitkan oleh gelombang pecah. Arah transport sepanjang pantai sesuai dengan arah gelombang datang dan sudut antara puncak gelombang selalu berubah maka arah transpor juga berubah dari musim ke musim, hari ke hari, dan dari jam ke jam.
Laju transport sepanjang pantai tergantung pada sudut datang gelombang, durasi dan energi gelombang. Dengan demikian gelombang besarakan mengangkut material lebih banyak tiap satu satuan waktu daripada yang digerakan oleh gelombang kecil tersebut dapat mengangkut pasir lebih banyak dari pada gelombang besar.
Suatu pantai mengalami abrasi, akresi (sedimentasi) atau tetap stabil tergantung pada sedimen yang masuk (suplai) dan yang meninggalkan pantai tersebut. Sebagian besar permasalahan pantai adalah abrasi yang berlebihan. Abrasi pantai terjadi apabila di suatu pantai yang ditinjau mengalami kehilangan/pengurangan sedimen; artinya sedimen yang terangkut labih besar daripada yang di endapkan. Akresi atau sedimentasi juga dapat mengurangi fungsi pantai atau bangunan-bangunan pantai, seperti pengendapan di muara yang dapat mengganggu aliran sungai dan lalu lintas pelayaran, serta pengendapan di pelabuhan atau alur pelayaran.
MEKANISME GELOMBANG TERHADAP GARIS PANTAI
a) DEFINISI PANTAI
Ada dua istilah tentang kepantaian dalam bahasa Indonesia yang sering rancu pemakaiannya, yaitu pesisir (coast) dan pantai (shore). Pesisir adalah daerah daerah darat di tepi laut yang masih mendapat pengaruh laut seperti pasang surut, angin laut dan perembesan air laut. Sedangkan pantai adalah daerah di tepi perairan yang dipengaruhi oleh air pasang tertinggi dan air surut terendah. Daerah daratan adalah daerah yang terletak di atas di bawah permukaan daratan dimulai dari garis pasang tertinggi. Daerah lautan adalah daerah yang tertelak di atas dan di bawah permukaan laut dan bagian bumi di bawahnya.
Garis pantai adalah garis batas pertemuan antara daratan dan air laut, di mana posisinya tidak tetap dan dapat berpindah sesuai dengan pasang surut air laut dan abrasi pantai yang terjadi. Sempadan pantai adalah kawasan tertentu sepanjang pantai yang mempunyai manfaat penting untuk mempertahankan kelestarian fungsi pantai. Kriteria sepandan pantai adalah daratan sepanjang epian yang lebarnya sesuai dengan bentuk dan kondisi fisik pantai, minimal 100 m dari titik pasang tertingg kearah daratan.
b) BENTUK PANTAI
Bentuk profil pantai sangat dipengaruhi oleh serangan gelombang, sifat-sifat sedimen seperti rapat masa dan tahanan terhadap abrasi, ukuran dan bentuk partikel, kondisi gelombang dn arus, serta bathimetri pantai.
Bentuk pantai terdiri dua macam yaitu pantai berbatu, pantai berpasir, pantai berlumpur dan pantai berkarang. Pantai biasa terbentuk dari material dasar yang berupa lumpur, pasir atau kerikil (gravel). Kemiringan dasar pantai tergantung pada bentuk dan ukuran material dasar. Pantai lumpur mempunyai kemiringan sangat kecil samapai mencapai 1:5000. Kemiringan pantai pasir lebih besaryang berkisar antara 1:20 dan 1:50. Kemiringan pantai berkerikil bias mencapai 1:4. Pantai berlumpur banyak dijumpai di daerah pantai di mana banyak sungai yang mengangkut sedimen suspensi bermuara di daerah tersebut dan gelombang relative kecil. Pantai utara Jawa dan timur Sumatera sebagian besar merupakan pantai berlumpur. Sebagian besar pantai yang menghadap ke Samudera Indonesia, seperti pantai selatan Jawa, Bali, Nusa Tenggara, Pantai Barat Sumatera, adalah pantai berpasir.
c) GELOMBANG
Gelombang laut dapat ditinjau sebagai deretan dari pulsa-pulsa yang berurutan yang terlihat sebagai perubahan ketinggian permukaan air laut, yaitu dari suatu elevasi maksimum (puncak) keelevasi minimum (lembah). Gelombang terjadi akibat adanya gaya-gaya alam yang bekerja di laut seperti tekanan atau tegangan dari atmosfir (khususnya melalui angin), gempa bumi, gaya gravitasi bumi dan benda-benda angkasa (bulan dan matahari), gaya coriolis (akibat rotasi bumi), dan tegangan permukaan (Sorensen, 1991; Komar, 1998).
Gelombang yang paling umum dikaji dalam bidang teknik pantai adalah gelombang yang dibangkitkan oleh angin dan pasang surut (Triatmodjo, 1999). Gelombang tersebut membawa/memiliki energi untuk membentuk pantai, arus dan transpor sedimen dalam arah tegak lurus dan sepanjang pantai, serta menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada bangunan pantai. Gelombang merupakan salah satu faktor utama dalam penentuan morfologi dan komposisi pantai serta penentuan proses perencanaan dan desain pembangunan pelabuhan, terusan (waterway), struktur pantai, alur pelayaran, proteksi pantai dan kegiatan pantai lainnya (CERC, 1984).
Menurut Longuet dan Higgins (1969a-1969b) dalam Komar (1976) gelombang akan mentransfer energi melalui partikel air sesuai dengan arah hembusan angin. Lebih lanjut dikemukakan bahwa mekanisme transfer energi ini terdiri dari dua bentuk yakni pertama: akibat variasi tekanan angin pada permukaan air yang diikuti oleh pergerakan gelombang dan kedua transfer momentum dan energi dari gelombang frekuensi tinggi ke gelombang frekuensi rendah (periode tinggi dan panjang gelombang besar). Gelombang frekuensi tinggi dapat ditimbulkan oleh angin yang berhembus secara kontinyu. Viskositas air laut dapat mempengaruhi efek langsung dari tekanan angin, sehingga kecepatan angin permukaan menghilang makin ke dalam dan pada suatu kedalaman tertentu menjadi nol (Kramadibrata, 1985).
Tiga faktor yang menentukan karakteristik gelombang yang dibangkitkan oleh angin (Davis, 1991) yaitu : (1) lama angin bertiup atau durasi angin, (2) kecepatan angin dan (3) fetch (jarak yang ditempuh oleh angin dari arah pembangkitan gelombang atau daerah pembangkitan gelombang). Semakin lama angin bertiup, semakin besar jumlah energi yang dapat dihasilkan dalam pembangkitan gelombang. Demikian halnya dengan fetch, gelombang yang bergerak keluar dari daerah pembangkitan gelombang hanya memperoleh sedikit tambahan energi. Akan tetapi ada faktor-faktor lain yang kadang-kadang sangat berpengaruh misalnya lebar fetch, kedalaman air, kekasaran dasar, stabilitas atmosfir dan sebagainya (Yuwono, 1984).
Pada pertumbuhan gelombang laut dikenal beberapa istilah seperti :
1. Fully developed seas, kondisi di mana tinggi gelombang mencapai harga maksimum (terjadi jika fetch cukup panjang).
2. Fully limited-condition, pertumbuhan gelombang dibatasi oleh fetch. Dalam hal ini panjang fetch (panjang daerah pembangkit angin) dapat dibatasi oleh garis pantai atau dimensi ruang dari medan angin
3. Duration limited-condition, pertumbuhan gelombang dibatasi oleh lamanya waktu dari tiupan angin
4. Sea waves, gelombang yang tumbuh di daerah medan angin. Kondisi gelombang di sini adalah curam yaitu panjang gelombang berkisar antara 10 sampai 20 kali lebih tinggi gelombang
5. Swell waves (swell), gelombang yang tumbuh (menjalar) di luar medan angin. Kondisi gelombang di sini adalah landai yaitu panjang gelombang berkisar antara 30 sampai 500 kali tinggi gelombang, (Ningsih, 2000).
Pada umumnya bentuk gelombang di alam adalah sangat rumit dan sulit digambarkan secara matematis (Triatmodjo, 1999; CHL, 2002). Kerumitan tersebut akibat perambatan yang tidak linier, tiga dimensi dan mempunyai bentuk yang acak (suatu deret gelombang mempunyai tinggi dan periode berbeda). Beberapa teori yang ada hanya menggambarkan bentuk gelombang yang sederhana dan merupakan pendekatan gelombang alam. Ada beberapa teori dengan berbagai derajad kerumitan dan ketelitian untuk menggambarkan gelombang di alam, diantaranya adalah teori Airy, Stokes, Gerstner, Mich, Knoidal, dan teori gelombang tunggal (solitari wave). Teori gelombang Airy merupakan gelombang amplitudo kecil, sedang teori yang lain adalah gelombang amplitudo terbatas (finite amplitude waves).
Umumnya dalam mempelajari gelombang dilakukan dengan suatu pendekatan dengan menganggap bahwa suatu gelombang yang tak beraturan merupakan superposisi dari tak berhingga gelombang-gelombang sederhana yang mempunyai pola sinusoidal. Gambar 1 menunjukkan sketsa definisi dari suatu gelombang sinusoidal yang menjalar disuatu kedalaman perairan d di dalam sistem koordinat x dan z. Dasar perairan terletak di z=-d dan profil permukaan gelombang pada z=h.
 |
Gambar 1. Sketsa definisi gelombang progresif (CHL, 2002).
TRANSFORMASI GELOMBANG
Gelombang yang merambat menuju tepi pantai akan mengalami beberapa proses perubahan ketinggian gelombang sebagai akibat dari proses pendangkalan (wave shoaling), refraksi, difraksi atau proses refleksi sebelum akhirnya gelombang tersebut pecah (wave breaking) (Pratikto et al, 1997; Triatmodjo, 1999).
Menurut Carter (1988), jika suatu muka barisan gelombang datang membentuk sudut miring terhadap tepi pantai yang mempunyai kemiringan dasar landai dengan kontur-kontur kedalaman sejajar dengan pantai, maka muka gelombang akan berubah arah dan cenderung menjadi sejajar dengan garis pantai atau mengalami proses pembiasan (refraksi). Selanjutnya arah perambatan berangsur-angsur berubah dengan berkurangnya kedalaman (shoaling), sehingga dapat diamati bahwa muka gelombang cenderung sejajar dengan kedalaman. Hal ini disebabkan perubahan bilangan gelombang yang mengakibatkan perubahan kecepatan fase gelombang. Bila keadaan pantai landai, ada kemungkinan bahwa gelombang tersebut tidak pecah tetapi pemantulan gelombang (refleksi), selain itu refleksi juga dapat terjadi jika mengenai/membentur suatu rintangan. Arah dari perambatan dapat juga berubah atau mengalami pelenturan (proses difraksi), ketika gelombang melewati perairan dengan kedalaman air yang konstan, seperti ketika gelombang menuju ke suatu pulau atau pemecah gelombang. Pola difraksi dapat diamati bila suatu gelombang melewati suatu tanjung atau ujung sebuah tanggul buatan, maka gelombang akan mengalami pemanjangan puncak secara melengkung ke arah sisi belakang tanjung atau tanggul perintang tersebut. Peristiwa ini terjadi karena perembesan energi ke dalam bayang-bayang yang merupakan daerah aliran tenang di belakang rintangan. Menurut Bishop dan Donelan (1989), selain disebabkan oleh variasi batimetri, gelombang dapat direfraksikan oleh arus atau fenomena lain di laut yang menyebabkan sebagian gelombang berjalan lebih lambat dari bagian yang lainnya.
Gambar 2 merupakan pola refraksi gelombang pada berbagai bentuk kontur garis pantai. Refraksi dan pendangkalan gelombang ( wave shoaling) dapat menentukan ketinggian gelombang pada kedalaman tertentu serta distribusi energi gelombang sepanjang pantai. Selain itu, perubahan arah gelombang sebagai hasil dari refraksi akan menghasilkan suatu daerah energi gelombang konvergen (penguncupan) atau divergen (penyebaran) yang berpengaruh terhadap struktur pantai. Refraksi juga berperan dalam perubahan topografi dasar laut dari pengaruh abrasi dan sedimentasi serta deskripsi secara umum dari kedalaman perairan pantai dapat diperoleh melalui analisis pola refraksi gelombang (CERC, 1984).
Gambar 2. Refraksi gelombang pada berbagai bentuk tipe kontur garis pantai (a) kontur lurus dan sejajar; (b) gabungan antara submarine ridge dan submarine canyon; (c); submarine ridge dan (d) submarine canyon (CHL, 2002).
Gelombang menjadi tidak stabil (pecah) jika terlampau curam atau tinggi gelombangnya mencapai batas tertentu. Tinggi maksimum gelombang di perairan dalam (deep water) terbatas pada kecuraman gelombang maksimum untuk bentuk gelombang yang relatif stabil. Gelombang yang mencapai batas kecuraman (limited steepness) akan mulai pecah yang mengakibatkan sebagian energinya hilang (CERC, 1984).
Gelombang perairan dalam akan bergerak menuju kearah pantai, tetapi tidak semua gelombang yang datang dari perairan bebas tersebut dapat mendekati pantai. Hanya gelombang dengan frekuensi tertentu yang dapat mencapai pantai, sedangkan gelombang lainnya memberikan energinya kepada gelombang tertentu tersebut (Sidjabat,1973).
Batas kecuraman pada perairan dangkal akan menurun sebagai fungsi dari rasio antara kedalaman perairan dengan panjang gelombang dan kemiringan pantai. Sverdrup et al. (1942) menjelaskan bahwa gelombang yang bergerak ke arah pantai akan mengalami perubahan ketinggian. Perubahan tinggi ini disertai dengan perubahan bentuk gelombang. Puncak gelombang akan menyempit dan curam sedangkan bentuknya menjadi panjang dan datar. Selanjutnya gelombang tersebut akan mencapai suatu kedalaman yang cukup untuk mulai pecah dengan ketinggian gelombang pecah pada jarak tertentu dari garis pantai. Gelombang yang telah pecah akan menghamburkan energinya ke atas muka pantai.
Menurut Sorensen (1991), gelombang yang pecah pada suatu kemiringan pantai umumnya diklasifikasikan dalam 3 kategori yaitu: spilling, plunging dan surging. Sidjabat (1973) menjelaskan bahwa plunging terjadi karena seluruh puncak gelombang melewati kecepatan gelombang. Gelombang yang pecah dalam bentuk plunging tersebut umumnya gelombang-gelombang panjang atau swell. Spilling merupakan bentuk gelombang pecah dengan muka gelombang (front wave) sudah pecah sebelum tiba di pantai, sedangkan gelombang yang belum pecah dan mendekati garis pantai serta sempat mendaki kaki pantai disebut surging. Tipe lain dari gelombang pecah yang biasa digunakan untuk menentukan tipe pecah antara plunging dengan surging adalah collapsing. Bentuk tipe gelombang pecah di atas disajikan pada Gambar 3.
Selain kemiringan pantai dan kecuraman gelombang, gelombang pecah juga dipengaruhi oleh arah dan kecepatan angin lokal. Douglas (1970) dalam CHL (2002) menjelaskan bahwa angin ke arah pantai akan menyebabkan gelombang memecah pada kedalaman yang lebih besar dan berbentuk spilling, demikian sebaliknya untuk angin lepas pantai mengakibatkan gelombang pecah pada kedalaman yang lebih kecil dan berbentuk plunging.
Gambar 3. Klasifikasi gelombang pecah (CHL, 2002)
BERSAMBUNG KE Bagian 2
|
Post a Comment