PROSES PANTAI - 4-Setup-Setdown Nearshoer Current

 

  K UL IA H 4

WAVE WA VE SETUP/DOWN SETUP/DOWN   NEARSHO NEA RSHORE RE CURRENTS

 

WAVE SETUP •

Superelev Supere levati ation on of of mean mean wat water er lev level el cau caused sed by wav wave e actt acttion ion.. Tota Totall water depth is a sum of still-water and setup: ................................................................................  −

h : still water depth η : elevasi rata2 permukaan air 

•

Wave set Wave setup up men menye yeim imba bang ngka kan n gradi gradien en komp kompon onen en cros cros-s -sho hore re dar darii stres radiasi. Gradien tekanan dari permukaan air miring melawan momen yg datang dari arah laut.

•

Mean wate Mean waterr lev level el dip dipero eroleh leh dar darii kese keseimb imbang angan an mom momen en teg tegak ak lur lurus us pantai: .....................................................................

-

 

Wave setdown setdo wn • Di bre break aker er poi point nt Lon Longu guet et,, Higgi Higgins ns & Ste Stewa wart rt (19 (1949 49)) memperoleh harga setdown dg integrasi pers (4-2): ............................ (4-3)

•

 

=

• Penuru Penuruna nan n mak maksim simum um da dari ri perm permuka ukaan an air tjd di bre break aking ing point sebesar η b

• Di surf zone ηb naik di antara breaking point dan shoreline (lihat Gambar 4-1):

 

Gambar 4-1. Sketsa wave setup

 

• Dg asumsi teori glb linier (S = 3/16 ρgH2), maka gradien permukaan air adalah: .... ...... .... .... .... .... .... ........ ...... .... .... .... .. • Harg Harga a tter erse sebu butt d dip iper erol oleh eh dg subs substi titu tudi di ni nila laii Sxx = 3/16 ρgH2 (laut dangkal) ke dalam pers (4-2). • Dg asu asumsi msi dasar dasar pa panta ntaii miri miring ng rata rata dan dan pengu pengurua ruanga ngan nH linier maka  ers 4-4 men adi: .... ...... .... ........ ...... .... .... ........ ...... .... .... .... .... -

 

• Ko Komb mbin inas asii per pers s (4-3 (4-3)) dan dan (4 (4-5 -5)) mak maka a dip diper erol oleh eh::

............................ •

  point, dan suku ke dua adalah setup pd surfzone. Setup

meningkat scr linier pd dasar pantai miring rata.   , , b. • !! Untuk glb g lb pe p eca cah h lebih ting t inggi, gi, db mjd le l ebih be b esar dan da n se s etup mjd be besar  sar  • Pe Pers rs (4(4-6) 6) mem membe beri ri set setup up pd pd still still wa wate terr di gr gr pant pantai ai:: untuk menghitung setup maksimum & posisi gr pantai rata2, titik interseksi ant. Setup dg gr kemiringan pantai hrs ditemukan. Ini dpt dicari dg trial & error, atau diestimasi:

 

...............................(4-7)

   Δx

adalah displasemen ke darat dari gr pantai, dan a a a setup p s ore ne rata .

• Setu Setup p dan dan vari varias asin inya ya thd thd jar jarak ak pad pada a prof profilil pan panta taii tak tak teratur d t dihitun berdasar ers 4-3 dan 4-4 • Se Setu tup p utk utk glb glb ire iregu gula larr hrs hrs dih dihit itun ung g dar darii penu penuru runa nan n Hrms, dan agak berbeda dari glb reguler.   untuk kemiringan rata 1/100 dan 1/30. Utk glb ireguler pengaruh kemiringan kemiringan pantai thd setup relatif lebih kecil.

 

Gambar 4-2. Setup glb ireguler utk slope 1/100

 

Gambar 4-3. Setup glb ireguler utk slope 1/300

 

  • slope 1/100, dan glb datang normal dg H= , = • Ca Cari ri Se Setu tup p yg yg mel melin inta tang ng di su surf rfzo zoe e

 

WAVE RUNUP •

unup a a a e ev evas ma s mu mum ar uprus g a as swl. • Wav Wave e upru uprush sh ter terdir dirii dari dari 2 kom kompon ponen: en: se setup tup da dan n fl fluk uktua tuasi si ar up mw(R)sw ags elev . asii air • Runup Run sbg sb elevas air maks maksimu imum m (pea (peak) k) ses sesaat aat , h, h, pd pd shoreline. • atas ag an atas runup pent ng s g parameter yg menujukkan menujukka n bagian yg aktif dari profil pantai.

Gamb Ga mbar ar 4-4. 4-4. Sketsa wave runu ru nup p

 

Gambar 4-5. Runup sebagai elevasi maksimum lokal

 

, , ,   ξo parameter similarity surf or Iribarren number = (lihat materi gelombang pecah). • Saat Saat ini pe pende ndekat katan an teo teoriti ritis s utk pe perhi rhitun tungan gan run runup up di pantai tidak viable (praktis/doable/fea (praktis/doable/feasible) sible) utk desain . • Kesuli Kes ulitan tan refleksi, dlm pre predik diksi si run runup up ter terma masuk suk tra transf nsform ormasi asi glb nonlinier, efek 3 dimensi (batimetri, infragravity waves), porositas, permeabilitas, dan elevasi air tanah.

unup up pa pada da gelo gelomb mba ang reguler  • Run  –

g peca , un menen u an runup s g ungs pantai, H, dan kecuraman glb.Formula dari Hunt:

ar s ope

........................... .............. ....................(4-8) .......(4-8)

 

  a as a as runup g diberikan formula:

a peca p s ope un orm -

•

Gel o m b an

Ir e u l er  

•

Runup glb ireguler juga fungsi dari ξo (parameter surf similarity), ttp beda dg runup dari glb reguler krn n er era s an ar ar n v u g mem en u ore. prus terhenti oleh backrush glb sebelumnya.

•

Rasio umlah crest runu thd ml lb datan naik d naiknya ξo (rangenya 0,2-1,0 untuk ξo 0, 0,15 15 – 3, 3,0) 0).. Shg Shg harga ξo rendah menunjukkan runup yg didominasi .

 

•

  . ire ir egu guler, ler, pd da d asar pantai rata & impermi im permia abel dg kemiri kemi ring nga an 1/5 s/d 1/30 1/30 dari dari data lab.:

• Runup maksimum

...(4-10)

•

... -

•

2

 

... -

2

• Runup rata dari 1/3 runup tertinggi

...(4-13)

• Runup rata2

...(4-14)

 

tan n β < 1/5 da dan n Ho /L o > 0,007, di mana Ho • Untuk 1/30 < ta = Hs laut da d alam dan ξo dip dipe erol role eh dari Hs o & L o . • en g ar u w n s e u p an e rs u n g er p s a . • Wal Wal t on (1 (199 992) 2) mengembangk mengemb angkan an anali anal i sa Mase (198 (1989) 9) d l m r ed i k s i r u n u u t k % en c a ai an d as u m s i runup me mengiku ngikuti ti distri di stribusi busi proba p robabili bilita tas s Ra Rayleigh • Pengu ngukur kura an ru runup nup di d i lapa lapangan ngan menun menunjuk jukkan kan scr o n s s en r en a ar p r e s g p er s - s 4-14). • Per b ed aan h as i l  l ab d l a an an orositas permeabilitas, nonuniform slope, deformasi glb yg melalui batimetri, variasi arah glb) belum

 

  •  – Dasar pantai rata dg kemiringan 1:80, ,

•

9 dt  – Runup maksimum dan runup signifikan

 

NEA NEARSHO RSHORE REatCURRENTS CURREN  Ar  A r u s Dek Dekat Pantt ai TS Pan • Arus di dekat pantai terdiri dari gerakan pada berbagai skala, terbentuk oleh berbagai proses. Secara skematis tkomponen otal arus 2 uygdspatlindgiebke srphru eb siuknagnanseitb ua : gai superposisi dari •

u = uw + ut + ua + uo + ui

…………………(4-15)

• uw arus steady oleh glb pecah, ut arus pasut, ua arus bentukan angin, serta uo dan ui aliran osilasi karena ge om ang ang n an n ragrav ty waves.

 

NSC • o l eh g elo lom m b an g d i d ek at p an t ai : 1. Cel l c i r c u l at i o n s y s t em d ar i r i p c u r r en t dg.nya. 2. L C y g d i h as i l k an o l eh g el o m b an g y g .

 

NSC •

Da Dala lam mm mek ekan anik ika ad das asar ar ad ada ad dua ua ha hall p pen enti ting ng::  – Kelembaman energi  – Kelembaman momentum

•

Le Lemb mbam am = “t “tid idak ak hi hila lang ng”” h han anya ya tert tertra rans nsfo form rmas asii

•

Se Sela lama ma pr pros oses es pe peca cahn hnya ya ge gelo lomb mban ang, g, en ener ergi gi gl glb b tertr tertran ansf sfor orma masi si antara lain menjadi: panas dan noise… , dua properti yang sulit

•

untuk di”discribe: Un Untu tuk k me mema maha hami mi ap apa a yg te terj rjad adii se sete tela lah h pe peca cahn hnya ya ge gelo lomb mban ang g jau jauh h lebih mudah untuk dilihat dari “momentum”

•

Pa Pada da saa saatt ge gelo lomb mban ang g mem memas asuk ukii daer daerah ah p pan anta taii kece kecepa pata tan n beru beruba bah h

•

Momen adalah vektor sehin a arah adalah entin . Dari observasi perubahan kecepatan (mv)  timbul gaya

 

.

 

NSC •

a am am p r o s es p an a ar en a g e om o m an g ar u s pantai   mom mome en dit ditra ransf nsform orma asi me menja njadi di ga gaya ya

•

Gaya tsb di”split-up” dalam komponen sejajar dan tegak lurus pantai

•

Komponen sejajar pantai = FL; tegak lurus pantai = FC  –  FL = F si sin n

 –  FC = F cos

mv

er en

 

NSC

• B es ar n y a m o m en m er u p ak an f u n g s i d ar i H  g aya m er u p aka kan n fu fun n g s i d ari H

shg

k ed u an y a t i n g g i g l b (H) d an ar ah g l b d t g ( ) FL = f (Hb , b ) • Gay a FC (c r o s s -s h o r e) m en ek an ai r k e ar ah s h o r el i n e s h g w at er l ev el n ai k (s et u p )  gaya • FL m en ek an ai r s ep an j an g s h o r el i n e, t t p t d k ad a g ay a h i d r o s t at i s y g m en y ei m b an g k an , s h g FL t er ak s el er as i s p j p an t ai .  ai r m u l ai m en g al i r   sepa se panj nja ang pa pant nta ai sb sbg: g: “ lo long ngsh shor ore e cu curr rre ent nt””

 

NSC

•

aa a r m en g a r s ep an an g p an a , r s d as ar l au t ) m u l ai b ek er j a, Ff >>  d g b es ar n y a k ec ep at an al i r an , s am p ai FL = Ff    s aat t i d ak ad a ak s el er as i , t et ap i al i r an t et ap m en g al i r s eb ag ai perma pe rmane nent nt flowd flowde enga ngan n ke kece cepa pata tan n kon konsta stan n (=Vl )

• Karena Karen a FL FL = f (Hb , b ) dan Ff = f (Vl ), m aka Vl dapat d i ek s r es i k an s eb a ai f u n s i H d an .

 

Gam b ar 4-6. Rek am an k ec ep at an al i r an ar u s c r o s s -s h o r e d an longshore longsho re (CEM, 2002; p. p.III-4-20).

 

• Ni l ai u t am a ar u s d l m Gb r 4-6 ad al ah ar u s s t ed y y g d i s eb ab k an o l eh g l b p ec ah d an an g i n . Gl b p er i o d e p an j an g k r n i n f r ag r av i t y w av e, d an o s i l as i p er i o d e pend pe nde ek ada dala lah h ge gera raka kan n or orbi bita tall gl glb b an gin. gin.

•  Ar  A r u s y g d i t i m b u l k an o l eh g l b p ec ecah ah d ar arii g l b an ang gin yg d at an m en u d u t u m u m n a m en d o m i n as i s u r f zo n e d i l au t t er b u k a. A r u s i n i p en t i n g d al am t r an s p o r d an p en y eb ar an s ed i m en d an p o l u t an d i d ek at p an t ai . A r u s .

 

Sdt dtg glb gl b

b

besar 

Sdt dtg glb norma nor mall ( b = 0)

 

 

Per s am aan Pen y el es ai an Per Per s o al an r u s e a an a • Ar Arus us dk dktt pan panta taii dihi dihitu tung ng dar darii pers pers mom momen entu tum m dan dan kontinuitas: …………..(4-16)

…………….(4-17) ……………..(4-18)

U = waktu-kedalaman rata2 arus cross-shore V = waktu-kedalaman rata2 arus longshore Fbx, Fby = gesekan komponen cross-shore dan longshore Lx, Ly = mixing lateral komponen cross-shore dan longshore Rbx, Rby = gaya glb komponen cross-shore dan longshore Rsx, Rsy = gaya angin komponen cross-shore dan longshore

 

•

Pers tsb terma termasuk suk gaya glb & angin, gradien tekanan tekanan krn fluktuasi flu ktuasi mwl, m wl, geseka gesekan n dasa dasarr krn k rn arus & glb, gl b, campu campuran ran lateral lateral arus.

•

Gaya pengg penggera erak k utama u tama adalah adalah fluks flu ks mom m ome en glb gl b pecah (stres radiasi), yg menyebabkab arus baik bae baerarah rarah LS & CS. CS.

•

Stres radiasi radiasi prop p ropors orsional ional dg kwadrat H, H, shg gaya yg menimbulka me nimbulkan n arus te terbe rbesa sarr di da dae era rah hd radie ra dien n eluruha luruhan n curam.

•

  dasar & kecepatan kecepatan glb & arus me m enentu nentukan kan gesekan gesekan da d asar.

lb

  disebabkan oleh turbulensi turb ulensi eddy yg ce c enderung menye menyebarka barkan n efek gaya glb di atas daerah daerah gradien cura cur am dlm d lm pe p elur luruhan uhan glb. gl b.

 

Lo Long ngsh shor ore e Cur urre rent nts s (LC LC)) •

• •

Glb & angin menyebabkan LC mengalir pralel dg shoreline dan paling kuat di surfzone, meluruh scr cepat kearah laut di breaker.  Arus ini ditimbulkan oleh gradien fluks momentum krn peluruhan glb yg tg menyu ut. Kece Ke cepa pata tan n rata rata2 2 LC 0,3 0,3 m/d m/dtt atau atau lku lkura rang ng,, tp dpt dpt > 1m/ 1m/dt dt pd pd saat saat badai. Kecepatan relatif konstan thd kedalaman. onsep s res ra ra as ap as an p per ama a o e owen (’69);Longuet-Higgins (’70) 7 Thornton (’70). Gaya penggerak glb utk LC adalah gradien cross-shore dlm stres radiasi komponen Sxy. ………………..(4-19)  

, ………………..(4-20)

n = perbandingan kecep klmpok glb dan kecep fase

 

• ant crest dg kontur dsr laut & tinggi glb. H tdk hanya mempengaruhi kecepatan LC tp jg total kecepatan vo ume a ran. • Pemecahan analitis sederhana utk LC krn glb diberikan Lon uet-Hi ins ’70 d asumsi H dan batimetri s pantai homogen, teori glb linier, sdt datang glb pecah kecil, kemiringan pantai uniform, mixing lateral tdk ada: ……………..(4-21) V

= kecepatan LC

tan β *

= slope pantai tlh dirubah utk setup (= tanβ / (1+(3γb2 /8))

Cf  α 

= koefisien gesekan dasar  = sdt dtg glb ant crest dan kontur dasar laut

 

• • •

•

Perubahan ke kemiringan pan pantai tan β * utk menghitung perubahan kedlaman air krn setup Cf mempunyai range nilai 0,005-0,01, tp tergantung kekasaran asar au au . Distri Dist ribu busi si CS CS dari dari LC LC yg dip diper erol oleh eh dari dari per pers s (4-2 (4-21) 1) ber berbe bent ntuk uk segitiga dg maksimum trdpt pd breaker dan zero di shoreline dan . Koma Ko marr dan dan Inma Inman n (’70 (’70)) memp memper erol oleh eh eks ekspr pres esii LC pd bag bag ten tenga gah h surfzone Vmid: ……………….(4-22)

•

Gambar 4-8).

 

Gambar 4-8. Korelasi hasil pers. 4-22 dg data laboratorium (Komar, 1979)

 

  •

Td k s p t L C, CC t d k k o n s t as t s n t h d k ed al am an . Mas a d i t r an s p o r  k e p an t ai k r n g l b d i k o n s en t r as i k an an t ar a l em b ah da dan n p u n c ah . K r n t d k ad a f l u k s m as a n et m el al u i p an t ai , t r an s p o r m as a k r n glb gl b in inii sb sbgi gia an be besa sarr di dise seim imba bang ngk k an ke kemb mba ali ol ole eh aru rus s b ali lik k

 

  •

Rip Ri p curr curren ent, t, aru arus s dang dangka kall yang yang kua kuatt meng mengal alir ir ke ke arah arah lau lautt dari dari surfzone. RC adalah fed oleh arus berarah spj pantai di surfzone, yg meningkat dari zero di antara dua rip sampai maksimum pd saat sblm berbelok ke laut membentuk rip.

•

Rip dpt menye menyebabka babkan n scou s courin ring g da d an ba b ahaya bagi bagi pere perenang. nang.

•

RC dan sir sirkul kulasi asi cel celll dpt dpt terb terbent entuk uk ole oleh h varia variasi si set setup up di spj spj pant pantai. ai. Setup dan Hb berhub. scr langsung, shg variasi H di spj pantai menyebabkan variasi setup. Gradien setup spj pantai menyebabkan aliran dari posisi glb & setup tertinggi ke arah posisi glb & setup

•

terendah. Varias Var iasii setu setup p spj spj pan pantai tai dpt dis diseba ebabka bkan n oleh oleh tra transf nsform ormasi asi glb yg datang apakah divergen atau konvergen.