Studi Hindcasting Dalam Menentukan Karakteristik Gelombang dan Klasifikasi Zona Surf Di Pantai Uluwatu, Bali
on
Journal of Marine and Aquatic Sciences 5(1), 119-130 (2019)
Studi Hindcasting Dalam Menentukan Karakteristik Gelombang dan Klasifikasi Zona Surf Di Pantai Uluwatu, Bali
Karina Santoso a*, I Dewa Nyoman Nurweda Putra a, I Gusti Bagus Sila Dharma a
a Ilmu Kelautan, Fakultas Kelautan dan Perikanan, Universitas Udayana, Kuta Selatan, Bukit Jimbaran, Bali- Indonesia
* Penulis koresponden. Tel.: +62-878-619-89708
Alamat e-mail: [email protected]
Diterima (received) 12 Oktober 2017; disetujui (accepted) 8 September 2018; tersedia secara online (available online) 10 September 2018
Abstract
Bali is one of the islands where there are many surf zones with various characteristics. In addition, Bali is also a heaven with a classy wave for the surfers of the world. One of the most challenging places to surf in Bali is Uluwatu Beach. Uluwatu Beach is ranked the 3rd best surf spot in the world version of CNN Travel in 2012. Wind causes sea waves, therefore wind data can be used to estimate the height and direction of the waves. Wave Hindcasting with Sverdrup, Munk and Bretschneider (SMB) method is calculated based on wind data for 10 years (2001 - 2010) from BMKG Ngurah Rai Station - Denpasar to obtain a significant wave height and period. In this research, it is necessary to approach through Hindcasting procedure, wave transformation analysis and surfing Terminology in determining the type of breaking wave and classification of surf zone in Uluwatu Beach area. Wave calculation result in Uluwatu Beach dominated by wave that coming from west side with significant wave height (Hs) of 0.98 m and significant wave period (Ts) of 5.21 s. The wave height due to the influence of wave refraction and shoaling is 0.976 m. The breaking wave height obtained from the calculation is 1.04 m at a depth of 0.849 m. From the result in this research, it can be concluded that the breaking wave type that occurred at Uluwatu Beach is plunging type according to the calculation result from its Irribaren number (0.4 <Ni <2.3). The classification of the surf zone at Uluwatu Beach based on its breakup type of wave is thought to be a good zone for surfers on intermediate level.
Keywords: Uluwatu Beach; wave Hindcasting; breaking wave; surf zone
Abstrak
Bali merupakan salah satu pulau dimana terdapat banyak zona surf dengan beragam karakteristik. Selain itu, Bali juga merupakan surga dengan gelombang yang berkelas bagi para peselancar dunia. Salah satu tempat yang menantang untuk berselancar di Bali adalah Pantai Uluwatu. Pantai Uluwatu menempati peringkat ke-3 spot surfing terbaik di dunia versi CNN Travel pada tahun 2012. Angin mengakibatkan gelombang laut, oleh karena itu data angin dapat digunakan untuk memperkirakan tinggi dan arah gelombang. Peramalan gelombang laut (wave Hindcasting) dengan metode Sverdrup, Munk and Bretschneider (SMB) dihitung berdasarkan data angin selama 10 tahun (2001 – 2010) dari BMKG Stasiun Ngurah Rai – Denpasar untuk mendapatkan tinggi dan periode gelombang signifikan. Dalam penelitian ini perlu dilakukan pendekatan melalui prosedur Hindcasting, analisis transformasi gelombang dan terminologi surfing dalam menentukan tipe gelombang pecah dan klasifikasi zona surf di wilayah Pantai Uluwatu. Dari hasil perhitungan gelombang di Pantai Uluwatu didominasi oleh gelombang arah Barat dengan tinggi gelombang signifikan (Hs) sebesar 0.98 m dan periode gelombang signifikan (Ts) sebesar 5.21 s. Tinggi gelombang akibat pengaruh refraksi dan pendangkalan gelombang adalah sebesar 0.976 m. Tinggi gelombang pecah yang didapat dari hasil perhitungan adalah sebesar 1.04 m pada kedalaman 0.849 m. Dari hasil kajian dalam penelitian ini maka dapat disimpulkan bahwa tipe gelombang pecah yang terjadi di Pantai Uluwatu merupakan tipe plunging sesuai dengan hasil perhitungan dari nilai bilangan Irribaren nya (0.4 < Ni < 2.3). Klasifikasi Zona Surf di Pantai Uluwatu berdasarkan tipe gelombang pecah nya diduga zona tersebut baik untuk peselancar level intermediate.
Kata Kunci: Pantai Uluwatu; peramalan gelombang laut; gelombang pecah; zona surf
Indonesia sebagai Negara kepulauan mempunyai lebih dari 3700 pulau laut dan wilayah pantai sepanjang 80.000 km. Wilayah pantai merupakan daerah yang masih mendapat pengaruh laut seperti gelombang, arus dan pasang surut. Wilayah pantai ini merupakan daerah yang sangat intensif dimanfaatkan untuk berbagai kegiatan manusia, seperti kawasan pemukiman, industri, pelabuhan, pertambakan, pertanian/perikanan, pariwisata, macam-macam olahraga air, dll. Di Indonesia, Pulau Bali khususnya mempunyai wilayah pantai yang sangat berpotensial (Triatmodjo, 1999).
Bali merupakan salah satu pulau dimana terdapat banyak zona surf dengan beragam karakteristik. Zona surf merupakan daerah yang terbentang antara bagian dalam dari gelombang pecah dan batas naik turunnya gelombang di pantai (Eryani, 2017). Pantai yang landai mempunyai zona surf yang lebar (Triatmodjo, 1999). Menurut Leonard & Lueras, L (2014) di Indonesia, khususnya Bali, merupakan surga dengan gelombang yang berkelas bagi para peselancar dunia. Salah satu tempat yang menantang untuk berselancar di Bali adalah Pantai Uluwatu. Ombak di Pantai Uluwatu dikenal dengan gelombang pendek dan kuat yang saling bersusulan. Ombak seperti ini sangat cocok bagi peselancar lanjutan maupun profesional. Pantai Uluwatu menempati peringkat ke-3 spot surfing terbaik di dunia versi CNN Travel pada tahun 2012.
Surfing merupakan olahraga ekstrim dalam mengendarai gelombang pecah (Martin & Assenov, 2012). Papan selancar bergerak dengan tenaga ombak yang arahnya dikemudikan oleh peselancar (Eurich et al., 2010). Keahlian menjaga keseimbangan membuat peselancar tetap bertahan di atas ombak (Sheppard et al., 2013). Namun, saat bermain olahraga ekstrim ini, peselancar harus tetap waspada dengan segala resikonya (Sotomayor & Barbieri, 2016).
Gelombang adalah salah satu fenomena alam yang terjadi di lautan. Gelombang laut merupakan gerakan permukaan air laut akibat hembusan angin (Sugianto, 2012). Gelombang akibat angin ini merupakan hal yang paling penting di dalam ilmu teknik pantai (Siswanto, 2012). Angin yang bertiup di atas permukaan air laut menimbulkan gelombang dan membawa suatu kecepatan yang mempunyai energi (Binilang, 2014). Prinsip terjadinya pembangkitan gelombang oleh angin
adalah perpindahan energi dari angin ke air lewat permukaan air (Tawas, 2015). Gelombang yang merambat di laut dalam menuju pantai mengalami perubahan bentuk karena pengaruh perubahan kedalaman laut (Dauhan et al., 2013). Berkurangnya kedalaman laut menyebabkan semakin
berkurangnya panjang gelombang dan
bertambahnya tinggi gelombang
Peramalan gelombang laut (wave Hindcasting) berfungsi dalam menyediakan hasil informasi berupa karakteristik gelombang (Kaunang et al., 2016). Karakteristik gelombang tersebut digunakan untuk mengetahui besar dan arah gelombang dominan yang pernah terjadi menurut musiman atau bulanan (Aisjah et al., 2016). Hindcasting dengan metode Sverdrup, Munk and Bretschneider (SMB) dihitung berdasarkan data angin selama 10 tahun (2001 – 2010) dari BMKG Stasiun Meteorologi Kelas I Ngurah Rai - Denpasar untuk mendapatkan tinggi dan periode gelombang signifikan. Untuk keperluan peramalan gelombang diperlukan data angin: arah angin, kecepatan angin pada arah tersebut (U), lama hembus angin (td) dan panjang fetch (F) (Karimpour and Chen, 2015).
Dalam penelitian ini perlu dilakukan pendekatan melalui prosedur Hindcasting, analisis transformasi gelombang dan terminologi surfing dalam menentukan tipe gelombang pecah dan klasifikasi zona surf di wilayah Pantai Uluwatu. Hal tersebut sangatlah penting dalam memahami proses dinamika pantai dan gelombang secara ilmiah.
Penelitian dilakukan di daerah selatan Pulau Bali yaitu di Pantai Uluwatu, dengan titik lokasi yang ditunjukan pada peta dibawah ini (Gambar 1):
-
2.2 Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan pada penelitian ini merupakan data sekunder, yaitu:
-
• Data angin harian selama 10 tahun (2001-2010) diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Stasiun Meteorologi Kelas I Ngurah Rai - Denpasar
-
• Peta dan grafik landscape slope di Pantai Uluwatu diperoleh dari Google Earth Pro 4000 pixel.
Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian di Pantai Uluwatu, Bali
dimana hasil UA (m/s) tersebut akan digunakan sebagai data untuk perhitungan peramalan gelombang (Hindcasting).
• Menentukan Fetch efektif (Feff) (Triatmodjo, 1999)
(2)
-
2.3 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah metode kuantitatif. Metode kuantitatif memiliki tujuan untuk menunjukan hubungan antar variabel, menguji teori, mencari generalisasi yang mempunyai nilai prediktif.
Langkah – langkah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
-
1. Mengolah data angin selama 10 tahun untuk memperoleh angin dominan dengan bantuan software Wind Rose Plot View (WRPLOT View)
-
2. Penggambaran dan perhitungan panjang fetch efektif (Feff) dengan bantuan software ArcGIS
-
3. Peramalan tinggi dan periode gelombang di laut dalam (signifikan) menggunakan Program Hindcasting dengan Metode Sverdrup, Munk dan Bretschneider (SMB)
-
4. Analisis transformasi gelombang
-
5. Menentukan tipe gelombang pecah
-
6. Menentukan klasifikasi zona surf
-
2.4 Analisa Data
dimana Feff adalah Fetch rata – rata efektif; Xi adalah panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch; dan α adalah deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan pertambahan 6° sampai sudut sebesar 42° pada kedua sisi dari arah angin.
• Hindcasting Gelombang
Tinggi dan periode gelombang di laut dalam (signifikan) ditentukan dengan persamaan yang diberikan oleh metode SMB berikut:
gHs
U2A
2.4.1. Angin dan Peramalan Tinggi Gelombang
• Menentukan Faktor Tegangan Angin / Wind Stress Factor (UA)
Wind Stress Factor merupakan parameter angin dari kecepatan angin yang telah dikoreksi dan dikonversikan terhadap koefisien drag menggunakan persamaan berikut ini:
1
2
3
(3)
(4)
(5)
dimana Hs adalah tinggi gelombang signifikan (m); Ts adalah periode gelombang signifikan (s); F adalah panjang fetch (km); td adalah durasi (jam); dan Ua adalah faktor tegangan angin (m/s).
-
2.4.2. Analisis Transformasi Gelombang
-
• Tinggi gelombang akibat pengaruh refraksi gelombang dan pendangkalan (wave shoaling), diberikan oleh rumus:
(6)
dimana H0 adalah tinggi gelombang di laut dalam; H adalah tinggi gelombang akibat pengaruh refraksi pada lokasi tertentu; Ks adalah koefisien pendangkalan (shoaling), merupakan fungsi panjang gelombang dan kedalaman air, berdasarkan Tabel L-1 (Triatmodjo, 1999); dan Kr adalah koefisien refraksi.
• Koefisien Refraksi
(7)
db
Hb
(11)
-
dimana pada hukum Snell untuk refraksi gelombang berlaku,
dimana a dan b merupakan fungsi kemiringan pantai (m) dan diberikan oleh persamaan berikut:
(8)
a = 43.75 (1 - e^19m)
(12)
dimana Kr adalah koefisien refraksi; α adalah sudut datang gelombang di suatu titik yang ditinjau (o); α0 adalah sudut datang gelombang di laut dalam (o); L adalah panjang gelombang di suatu titik yang ditinjau (m); dan L0 adalah panjang gelombang di laut dalam (m).
-
2.4.3. Penentuan Tipe Gelombang Pecah
Penentuan tipe gelombang pecah, dan parameter gelombang pecah dapat digunakan untuk menentukan klasifikasi zona surf. Triatmodjo (1999) merumuskan cara menentukan nilai panjang gelombang di laut dalam adalah sebagai berikut:
gT2
2π
(9)
dimana L0 adalah panjang gelombang di laut dalam (m); g adalah percepatan gravitasi (m/s2); dan T adalah periode gelombang (s).
Kemudian perhitungan selanjutnya adalah menentukan tinggi gelombang pecah (Hb). Rumus untuk mencari nilai Hb adalah sebagai berikut (Triatmodjo, 1999):
(10)
dimana Hb adalah tinggi gelombang pecah (m); H’0 adalah tinggi gelombang ekivalen (m) (Kr . H0); dan L0 adalah panjang gelombang di laut dalam (m)
Nilai Hb dicari untuk menentukan nilai db, db adalah kedalaman gelombang pecah. Menurut Triatmodjo (1999), rumus untuk menentukan db adalah sebagai berikut:
1.56
(1 + e m )
dimana Hb adalah tinggi gelombang pecah (m); dan db adalah kedalaman gelombang pecah (m).
Langkah terakhir adalah mencari nilai Ni (surf similarity atau sering disebut bilangan Irribaren), nilai Ni dicari untuk menentukan tipe gelombang pecah yang terjadi di daerah penelitian. Nilai Ni dirumuskan sebagai berikut:
tan β
(14)
dimana β adalah sudut kemiringan pantai (slope); Ni adalah surf similarity (bilangan Irribaren); Hb adalah tinggi gelombang pecah (m); dan L0 adalah panjang gelombang di laut dalam (m).
Adapun tipe gelombang pecah dilihat dari nilai Ni sebagai berikut:
-
a. Gelombang pecah tipe spilling
Muka gelombang pecah akan meluruh searah pantai dan lama kelamaan akan membentuk buih di bibir pantai (Ni < 0.4).
-
b. Gelombang pecah tipe plunging
Muka gelombang memecah dengan cara bergulung-gulung dan akhirnya akan membentuk buih yang dicirikan dengan adanya limpasan yang ikut di pantai. Gelombang pecah tipe ini sangat baik untuk kegiatan surfing (0.4 < Ni < 2.3).
-
c. Gelombang pecah tipe collapsing
Muka gelombang tidak berubah (pecah) tetapi semakin mendekati pantai akan membentuk gelombang pipih yang semakin mengecil dan akhirnya akan menghasilkan aliran turbulen di bibir pantai (2.3 < Ni < 3.2).
-
d. Gelombang pecah tipe surging
Muka gelombang juga tidak akan mengalami perubahan (pecah) tetapi semakin mendekati pantai semakin mengecil dan akhirnya memecah pada daerah yang sangat dekat dengan bibir pantai. (Ni > 3.2).
-
2.4.4. Penentuan Klasifikasi Zona Surf
Klasifikasi zona surf akan ditentukan berdasarkan oleh terminologi surfing. Rentang dari bilangan irribaren (Ni) yang merupakan parameter surf similarity ditunjukkan dibawah ini (Tabel 1) menunjukkan hubungannya dengan klasifikasi tipe gelombang pecah dan terminologi surfing (Bancroft, 1999).
Tipe gelombang pecah spilling diistilahkan dengan “mushy atau crumbly” karena menggambarkan gelombang yang lambat dan konsisten. Gelombang yang tergolong lambat dan konsisten tersebut cocok untuk peselancar pemula (beginner) yang baru memulai untuk belajar surfing. Untuk tipe plunging diistilahkan dengan “tube atau hollow” dimana gelombang ini merupakan gelombang yang pecah sempurna sehingga biasa membentuk celah terowongan (barrel). Pada umumnya, peselancar lanjut (intermediate) sudah mulai belajar untuk mengendarai gelombang dengan celah terowongan sehingga cocok dengan gelombang bentuk tube ini. Untuk tipe collapsing atau surging diistilahkan dengan “cruncher atau slab wave” dimana gelombang pecah ini sangat krusial dan berbahaya. Umumnya, hanya peselancar yang berpengalaman atau professional (advanced) yang bisa mengendarai gelombang dengan bentuk cruncher tersebut.
Tabel 1
Klasifikasi Tipe Gelombang Pecah & Surfing Terminology (Bancroft, 1999)
|
Bilangan Irribaren (ni) |
Tipe Gelombang Pecah |
Surfing Terminology |
|
Ni < 0.4 |
Spilling |
“mushy or crumbly” |
|
0.4 < Ni < 2.3 |
Plunging |
“tube or hollow” |
|
2.3 < Ni < 3.2 or Ni > 3.2 |
Collapsing or Surging |
“cruncher or slabwave” |
Data angin yang dianalisis adalah data magnitude kecepatan dan arah angin maksimum harian dengan selang waktu data 10 tahun (2001 – 2010). Besarnya kecepatan angin dan arah ditabelkan kemudian setelah dihitung, koreksi kecepatan anginnya dipresentasikan dalam grafik mawar angin (windrose) dan mawar gelombang (waverose). Pada hasil tinjauan grafik windrose akan ditampilkan kecenderungan dari arah pergerakan angin, persentase frekuensi kejadian dan kelas kecepatan angin (m/s). Penyebaran kelopak mawar angin pada poros lingkaran dengan variasi warna berbeda-beda menandakan perbedaan kecepatan dan arah angin dengan sederhana. Sementara pada grafik waverose akan ditampilkan kecenderungan dari arah pergerakan gelombang, persentase frekuensi kejadian dan kelas ketinggian gelombang (m). Penyebaran kelopak mawar gelombang pada poros lingkaran dengan variasi warna berbeda-beda menandakan nilai perbedaan tinggi dan arah pergerakan gelombang.
Dalam grafik ini digunakan data kecepatan dan arah angin yang dominan. Hal ini dimaksudkan agar dapat diperoleh kondisi gelombang yang bersifat signifikan. Secara lengkap analisa angin disampaikan dalam bentuk diagram windrose dan waverose untuk seluruh bulan (Gambar 2 sampai Gambar 13).
Gambar 2. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan Januari
Gambar 3. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan Februari
Gambar 4. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan Maret
Gambar 8. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan Juli
Gambar 5. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan April
Gambar 9. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan Agustus
Gambar 6. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan Mei
Gambar 10. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan
September
Gambar 7. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan Juni
Gambar 11. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan Oktober
Gambar 12. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan November
Gambar 13. Windrose (a) dan Waverose (b) Bulan Desember
Pada musim peralihan II (September, Oktober, November) angin di yang bertiup di laut mulai mengalami perubahan, pada musim ini di angin di bulan September masih bertiup dari arah pantai sebelah timur dan saat memasuki bulan Oktober – November, angin mulai beralih dan bertiup dominan dari arah pantai sebelah barat begitu juga dengan tinggi nya pergerakan gelombang yang mulai tampak di pantai sebelah barat.
Probabilitas angin dan gelombang bulanan maksimum terjadi pada bulan-bulan di musim barat dimana terlihat 70% bertiup dari arah barat di bulan Januari (Gambar 2) dan 60% bertiup dari arah barat di bulan Februari (Gambar 3). Hasil analisis dari windrose dan waverose rata-rata selama 10 tahun (2001-2010), pengaruh kecepatan angin dan tinggi gelombang tampak dominan dari arah barat (Gambar 14).
Pada tahap selanjutnya, data angin yang akan digunakan untuk peramalan tinggi dan periode gelombang harus dikoreksi terhadap elevasi, stabilitas, efek lokasi dan koefisien seret untuk mendapatkan Wind Stress Factor atau faktor tegangan angin (Ua).
Sesuai dengan hasil grafik windrose dan waverose rata-rata bulanan dalam 10 tahun, maka dapat terlihat karakter atau pola dari kecenderungan arah datangnya angin dan gelombang dominan per musim di Pulau Bali bagian selatan secara umum berdasarkan data dari BMKG.
Pada musim barat (Desember, Januari, Februari) angin di laut cenderung bertiup kencang dominan dari arah pantai sebelah barat begitu juga dengan tinggi nya pergerakan gelombang yang tampak di pantai sebelah barat.
Pada musim peralihan I (Maret, April, Mei) angin di yang bertiup di laut mulai mengalami perubahan, pada musim ini di angin di bulan Maret masih bertiup dari arah pantai sebelah barat dan saat memasuki bulan April – Mei, angin mulai beralih dan bertiup dominan dari arah pantai sebelah timur begitu juga dengan tinggi nya pergerakan gelombang yang mulai tampak di pantai sebelah timur.
Pada musim timur (Juni, Juli, Agustus) angin di laut cenderung bertiup kencang dominan dari arah pantai sebelah timur begitu juga dengan tinggi nya pergerakan gelombang yang tampak di pantai sebelah timur.
(a) (b)
Gambar 14. Windrose (a) dan Waverose (b) Rata-rata Tahun 2001-2010
-
3.2 Jarak Seret Gelombang (Fetch)
Fetch merupakan salah satu variabel yang berpengaruh pada periode dan tinggi gelombang yang dibangkitkan. Menurut Triatmodjo (1999), semakin panjang jarak fetch-nya, ketinggian gelombangnya akan semakin besar dan periode gelombangnya akan semakin lama. Pada daerah tinjauan pembangkitan gelombang di laut, fetch dibatasi oleh bentuk daratan pulau yang mengelilingi laut. Dalam pembangkitan gelombang, gelombang tidak hanya dibangkitkan dalam arah yang sama terhadap arah angin, tetapi juga dalam berbagai sudut terhadap arah angin (Pettersson et al., 2010).
Gambar 15. Peta Garis Fetch Arah Utara
Gambar 16. Peta Garis Fetch Arah Timur Laut
Data yang diperlukan oleh jarak seret angin (Fetch = Feff) diperoleh dari hasil pengukuran jarak jari-jari fetch di dalam peta. Dari hasil penggambaran peta fetch (Gambar 15 sampai 18), yang mempunyai arah mata angin dominan adalah peta garis fetch arah Utara, Timur Laut, Barat dan Barat Laut. Setelah ditentukan arah mata angin dominan, maka dapat dihitung panjang jari-jari dari titik peramalan sampai titik dimana jari-jari tersebut memotong daratan untuk pertama kalinya (Xi) serta dihitung pula cosinus sudut jari-jari terhadap sumbu (cos α). Pada panjang fetch dititik pengamatan yang langsung berhadapan ke laut lepas (tidak ada rintangan terhadap angin) ditetapkan sampai sejauh 200 km.
Tabel 2
Hasil Perhitungan Fetch Efektif untuk masing-masing arah.
Gambar 17. Peta Garis Fetch Arah Barat
Gambar 18. Peta Garis Fetch Arah Barat Laut
|
Arah |
Sudut (α) (°) |
Panjang Fetch (Xi) (km) |
Cos α (∏) |
Xi Cos α (km) |
Feff (km) |
|
-42 |
62.226 |
0.743 |
46.234 | ||
|
-36 |
55.725 |
0.809 |
45.081 | ||
|
-30 |
46.690 |
0.866 |
40.434 | ||
|
-24 |
40.457 |
0.914 |
36.978 | ||
|
-18 |
33.403 |
0.951 |
31.766 | ||
|
-12 |
28.665 |
0.978 |
28.034 | ||
|
-6 |
25.335 |
0.995 |
25.209 | ||
|
0 |
21.311 |
1.000 |
21.311 | ||
|
Utara |
6 |
18.911 |
0.995 |
18.817 |
27.96 |
|
12 |
18.282 |
0.978 |
17.880 | ||
|
18 |
17.394 |
0.951 |
16.541 | ||
|
24 |
16.432 |
0.914 |
15.018 | ||
|
30 |
15.492 |
0.866 |
13.416 | ||
|
36 |
14.579 |
0.809 |
11.794 | ||
|
42 |
12.518 |
0.743 |
9.3010 | ||
|
Σ |
13.512 |
377.822 | |||
|
-42 |
20.096 |
0.743 |
14.931 | ||
|
-36 |
18.703 |
0.809 |
15.131 | ||
|
-30 |
17.761 |
0.866 |
15.381 | ||
|
-24 |
16.963 |
0.914 |
15.504 | ||
|
-18 |
15.872 |
0.951 |
15.094 | ||
|
-12 |
15.048 |
0.978 |
14.717 | ||
|
-6 |
13.971 |
0.995 |
13.901 | ||
|
Timu |
0 |
10.039 |
1.000 |
10.039 |
9.59 |
|
r Laut |
6 |
10.744 |
0.995 |
10.690 | |
|
12 |
3.9267 |
0.978 |
3.8403 | ||
|
18 |
0.1379 |
0.951 |
0.1311 | ||
|
24 |
0.1297 |
0.914 |
0.1185 | ||
|
30 |
0.0836 |
0.866 |
0.0724 | ||
|
36 |
0.0623 |
0.809 |
0.0504 | ||
|
42 |
0.0452 |
0.743 |
0.0336 | ||
|
Σ |
13.512 |
129.640 | |||
|
Barat |
-42 |
200 |
0.743 |
148.6 |
142.05 |
|
-36 |
200 |
0.809 |
161.8 |
|
Arah |
Sudut (α) |
Panjang Fetch (Xi) |
Cos α |
Xi Cos α |
Feff |
|
(°) |
(km) |
(∏) |
(km) |
(km) | |
|
-30 |
200 |
0.866 |
173.2 | ||
|
-24 |
200 |
0.914 |
182.8 | ||
|
-18 |
200 |
0.951 |
190.2 | ||
|
-12 |
200 |
0.978 |
195.6 | ||
|
-6 |
200 |
0.995 |
199 | ||
|
0 |
200 |
1.000 |
200 | ||
|
6 |
55.369 |
0.995 |
55.092 | ||
|
12 |
54.645 |
0.978 |
53.443 | ||
|
18 |
77.305 |
0.951 |
73.517 | ||
|
24 |
81.905 |
0.914 |
74.861 | ||
|
30 |
94.181 |
0.866 |
81.560 | ||
|
36 |
98.504 |
0.809 |
79.690 | ||
|
42 |
67.308 |
0.743 |
50.010 | ||
|
Σ |
13.512 |
1919.377 | |||
|
-42 |
200 |
0.743 |
148.6 | ||
|
-36 |
54.718 |
0.809 |
44.267 | ||
|
-30 |
57.692 |
0.866 |
49.962 | ||
|
-24 |
80.353 |
0.914 |
73.443 | ||
|
-18 |
85.220 |
0.951 |
81.044 | ||
|
-12 |
95.939 |
0.978 |
93.828 | ||
|
-6 |
99.929 |
0.995 |
99.430 | ||
|
Barat |
0 |
65.649 |
1.000 |
65.649 |
66.93 |
|
Laut |
6 |
59.072 |
0.995 |
58.777 | |
|
12 |
49.797 |
0.978 |
48.702 | ||
|
18 |
43.807 |
0.951 |
41.660 | ||
|
24 |
36.557 |
0.914 |
33.413 | ||
|
30 |
30.397 |
0.866 |
26.324 | ||
|
36 |
26.872 |
0.809 |
21.740 | ||
|
42 |
23.596 |
0.743 |
17.531 | ||
|
Σ |
13.512 |
904.375 |
Dari Tabel 2 didapatkan hasil fetch efektif untuk arah Utara sebesar 27.96, arah Timur Laut sebesar 9.59, arah Barat sebesar 142.05 dan arah Barat Laut sebesar 66.93. Dilihat dari hasil tersebut maka sesuai dengan jarak fetch efektifnya maka gelombang yang datang dari arah barat diduga akan memiliki ketinggian gelombang yang lebih besar dan periode gelombang yang lebih lama dibanding gelombang yang datang dari arah mata angin lainnya.
-
3.3 Hasil Peramalan Tinggi Gelombang di Laut Dalam (Hindcasting)
Peramalan gelombang dihitung dengan metode Hindcasting gelombang berdasarkan data angin selama 10 tahun (2001 – 2010) dari BMKG Stasiun Meteorologi Ngurah Rai - Denpasar untuk mendapatkan tinggi dan periode gelombang signifikan
Dari hasil Hindcasting disusun rekapitulasi tinggi, periode dan arah gelombang terbesar dan dominan bulanan sebagai acuan gelombang di laut dalam (H0) dan periode gelombang di laut dalam (T0). Melalui Tabel 3 dapat diketahui bahwa gelombang dominan dan maksimum yang terjadi di Pantai Uluwatu, Bali berasal dari arah barat dengan tinggi gelombang signifikan (Hs) sebesar 0.98 m dan periode gelombang signifikan (Ts) sebesar 5.21 s.
-
3.4 Analisis Transformasi Gelombang
Gelombang merambat dari laut dalam ke laut dangkal. Selama penjalaran tersebut, gelombang mengalami perubahan-perubahan atau disebut deformasi gelombang. Deformasi gelombang bisa disebabkan karena variasi kedalaman di perairan dangkal atau karena terdapatnya penghalang atau rintangan seperti struktur di perairan. Variasi kedalaman tersebut menyebabkan puncak gelombang membelok dan berusaha untuk sejajar dengan garis kontur dasar laut (Triatmodjo, 1999).
Berdasarkan persamaan (9), dengan periode signifikan di laut dalam sebesar 5,21 s maka diperoleh panjang gelombang di laut dalam (L0) sebesar 42,35 m. Untuk mencari nilai panjang gelombang di suatu titik yang ditinjau (L) dapat ditentukan oleh nilai d/L0 sebesar 0,5903 dengan kedalaman perairan (d) relatif sebesar 25 meter. Sesuai dengan hasil pembacaan d/L0 pada tabel fungsi d/L untuk pertambahan nilai d/L0 (Triatmodjo, 1999) maka diketahui nilai d/L sebesar 0.59070 dan hasil perhitungan untuk panjang gelombang (L) di kedalaman 25 meter adalah sebesar 42,32 meter.
Pengaruh refraksi dan pendangkalan gelombang (wave shoaling) akan menentukan tinggi gelombang akibat deformasi gelombang. Berdasarkan hasil d/L0 dan d/L pada tabel fungsi d/L untuk pertambahan nilai d/L0 (Triatmodjo, 1999) maka diketahui nilai koefisien shoaling / pendangkalan (Ks) sebesar 0,996. Sudut datang gelombang (∝) diperoleh sebesar 45° berdasarkan persamaan (8). Untuk nilai koefisien refraksi (Kr) diperoleh sebesar 1 berdasarkan persamaan (7).
Tinggi gelombang akibat pengaruh refraksi dan pendangkalan berdasarkan persamaan (6) diperoleh sebesar 0,976 meter. Hasil perhitungan tinggi gelombang laut akibat deformasi tersebut
Tabel 3
Tinggi, Periode dan Arah Gelombang Terbesar dan Dominan Bulanan Berdasarkan Hindcasting Gelombang untuk Tahun 2001 s/d 2010
|
Bulan |
Arah Datang Gelombang |
Max Tiap Bulan | |||||||||
|
Utara |
Timur Laut |
Barat |
Barat Laut | ||||||||
|
Hs |
Ts |
Hs |
Ts |
Hs |
Ts |
Hs |
Ts |
Arah Dominan |
Hs |
Ts | |
|
Januari |
0.37 |
0.63 |
0.01 |
0.39 |
0.98 |
5.21 |
0.46 |
3.58 |
Barat |
0.98 |
5.21 |
|
Februari |
0.01 |
0.63 |
0.27 |
2.34 |
0.98 |
5.21 |
0.38 |
3.26 |
Barat |
0.98 |
5.21 |
|
Maret |
0.01 |
0.63 |
0.01 |
0.63 |
0.64 |
4.22 |
0.46 |
3.58 |
Barat |
0.64 |
4.22 |
|
April |
0.08 |
1.45 |
0.01 |
0.63 |
0.55 |
3.9 |
0.31 |
0.63 |
Barat |
0.55 |
3.9 |
|
Mei |
0.08 |
1.45 |
0 |
0 |
0.03 |
0.89 |
0 |
0 |
Utara |
0.08 |
1.45 |
|
Juni |
0.11 |
1.74 |
0.1 |
1.45 |
0.03 |
0.89 |
0 |
0 |
Utara |
0.11 |
1.74 |
|
Juli |
0.2 |
2.33 |
0.14 |
1.87 |
0.01 |
0.63 |
0 |
0 |
Utara |
0.2 |
2.33 |
|
Agustus |
0.05 |
1.17 |
0.15 |
1.93 |
0.05 |
1.17 |
0 |
0 |
Timur Laut |
0.15 |
1.93 |
|
September |
0.08 |
1.45 |
0.04 |
1.11 |
0.11 |
1.74 |
0 |
0 |
Barat |
0.11 |
1.74 |
|
Oktober |
0.05 |
1.17 |
0.12 |
1.46 |
0.15 |
2.03 |
0 |
0 |
Barat |
0.15 |
2.03 |
|
November |
0.05 |
1.17 |
0.1 |
1.45 |
0.38 |
3.26 |
0.03 |
0.95 |
Barat |
0.38 |
3.26 |
|
Desember |
0.05 |
1.17 |
0.02 |
0.68 |
0.86 |
4.88 |
0.08 |
1.45 |
Barat |
0.86 |
4.88 |
|
Max Tiap Arah |
0.37 |
2.33 |
0.27 |
2.34 |
0.98 |
5.21 |
0.46 |
3.58 | |||
nantinya akan digunakan dalam analisis gelombang pecah.
-
3.5 Penentuan Tipe Gelombang Pecah di Pantai Uluwatu Bali
Setelah gelombang mengalami deformasi seiring dengan menjalarnya gelombang ke laut yang lebih dangkal, maka gelombang akan mengalami perubahan bentuk menjadi gelombang pecah yang bergerak menuju pantai dan dipengaruhi oleh kemiringan pantai (slope). Tinggi gelombang pecah (Hb) berdasarkan persamaan (10) diperoleh sebesar 1,04 meter.
Hasil penentuan dari kemiringan pantai (slope) di Pantai Uluwatu akan diperoleh berdasarkan dengan pengukuran pada keempat transek di lokasi penelitian. Setelah diketahui fungsi kemiringan pantai (m), maka dapat ditentukan hasil dari kedalaman gelombang pecah dan tipe gelombang pecah yang terjadi di Pantai Uluwatu. Pengukuran ditampilkan dalam grafik landscape slope dibawah ini (Gambar 19).
Gambar 19. Grafik landscsape slope di Pantai Uluwatu (Sumber: Google Earth Pro 4000 pixel)
Berdasarkan hasil dari perhitungan slope (Tabel 4), diperoleh slope tertinggi pada transek 2 dengan kemiringan pantai (m) sebesar 0,1333 dan sudut slope (β) yang cukup landai sebesar 7.59°. Slope terendah diperoleh pada transek 3 dengan kemiringan pantai (m) sebesar 0.0733 dan sudut slope (β) sebesar 4,19°.
Tabel 4
Hasil Penentuan Kemiringan Pantai (Slope) Pantai
|
Kemiringan Pantai (m) |
Sudut Kemiringan Pantai (β) | |
|
Transek 1 |
0,12 |
6,84° |
|
Transek 2 |
0,1333 |
7,59° |
|
Transek 3 |
0,0733 |
4,19° |
|
Transek 4 |
0,0867 |
4,96° |
Menurut Triatmodjo (1999), pada kemiringan tersebut kecepatan partikel di puncak gelombang sama dengan kecepatan rambat gelombang. Kemiringan yang lebih tajam dari batas maksimum tersebut menyebabkan kecepatan partikel di puncak gelombang lebih besar dari kecepatan rambat gelombang sehingga terjadi ketidakstabilan dan akhirnya gelombang akan pecah pada kedalaman tertentu (db). Berdasarkan persamaan (11), maka diperoleh hasil untuk kedalaman gelombang pecah (db) yaitu sebesar 0.849 m.
Tabel 5
Hasil Penentuan Tipe Gelombang Pecah
|
Kemiringan Pantai (tan β) |
Tipe Gelombang Pecah (Ni) | |
|
Transek 1 |
0,12 |
0,7658 |
|
Transek 2 |
0,1333 |
0,8507 |
|
Transek 3 |
0,0733 |
0,4678 |
|
Transek 4 |
0,0867 |
0,5533 |
Tipe Gelombang Pecah ditentukan berdasarkan persamaan (14) untuk nilai Ni (surf similarity atau sering disebut bilangan Irribaren) yang terjadi di Pantai Uluwatu. Berdasarkan Tabel 5, hasil tipe gelombang pecah pada keempat transek di Pantai Uluwatu termasuk dalam rentang bilangan Irribaren untuk tipe plunging (0.4 < Ni < 2.3).
-
3.6 Penentuan Klasifikasi Zona Surf
Berdasarkan kajian hasil Hindcasting dan analisa transformasi gelombang dengan menggunakan data angin 10 tahun (masa lalu) maka dapat diketahui bahwa tipe gelombang pecah yang terjadi di Pantai Uluwatu Bali diduga merupakan tipe plunging (Tabel 1) sesuai dengan hasil perhitungan dari nilai bilangan Irribaren nya (0.4 < Ni < 2.3).
Menurut Leonard & Lueras, L (2014) di Indonesia, khususnya Bali, merupakan surga
dengan gelombang yang berkelas bagi para peselancar dunia dengan salah satu tempat yang menantang untuk berselancar di Bali adalah Pantai Uluwatu. Pantai Uluwatu dengan kemiringan pantai yang cukup landai memiliki zona surf yang lebar. Ombak di Pantai Uluwatu dikenal dengan gelombang pendek dan kuat yang saling bersusulan. Hal tersebut sesuai dengan hasil dari analisa karakter tipe gelombang pecah yang terjadi di daerah penelitian.
Untuk tipe plunging menurut Bancroft (1999), tipe tersebut diistilahkan dengan “tube atau hollow” (Tabel 1) dimana gelombang ini merupakan gelombang yang pecah sempurna sehingga biasa membentuk celah terowongan (barrel). Pada umumnya, peselancar di level menegah (intermediate) sudah mulai belajar untuk
mengendarai gelombang dengan celah terowongan sehingga cocok dengan gelombang bentuk tube ini. Sehingga klasifikasi Zona Surf di Pantai Uluwatu Bali berdasarkan tipe gelombang pecah nya diduga zona tersebut baik untuk peselancar di level intermediate.
Dari kajian hasil Hindcasting dan analisa transformasi gelombang dengan menggunakan data angin 10 tahun (masa lalu) maka dapat disimpulkan bahwa tipe gelombang pecah yang terjadi di Pantai Uluwatu, Bali merupakan tipe plunging sesuai dengan hasil perhitungan dari nilai bilangan Irribaren nya (0.4 < Ni < 2.3).
Sesuai hasil analisa diatas, klasifikasi Zona Surf di Pantai Uluwatu, Bali berdasarkan tipe gelombang pecahnya diduga zona tersebut baik untuk peselancar di level intermediate.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Balai Litbang Pantai yang telah membantu dalam pengolahan data. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Yulianto Suteja, Bapak I Gede Hendrawan dan Bapak Dirgayusa yang telah memberikan saran dalam penulisan artikel ini.
Aisjah, A. S., Arifin, S., & Danistha, W. L. (2016). Sverdruv Munk Bretschneider Modification (SMB) for Significant Wave Height Prediction in Java Sea. British Journal of Applied Science & Technology, 16(2), 1-8.
Bancroft, S. (1999). Performance Monitoring of The Cable Station Artificial Surfing Reef. Thesis. Perth, Australian: Department of Environmental Engineering, The University of Western Australia.
Binilang, A. (2014). Analisis Karakteristik Gelombang di Pantai Kecamatan Belang Kabupaten Minahasa Tenggara. TEKNO, 12(60), 46-56.
Dauhan, S. K., Tawas, H., Tangkudung, H., & Mamoto, J. D. (2013). Analisis karakteristik gelombang pecah terhadap perubahan garis pantai di Atep Oki. Jurnal Sipil Statik, 1(12), 784-796.
Eryani, P. (2017). Karakteristik dan Metode Penataan Pantai Lovina Buleleng Berbasis Lingkungan Pariwisata. PADURAKSA: Jurnal Teknik Sipil
Universitas Warmadewa, 5(1), 10-19.
Eurich, A. D., Brown, L. E., Coburn, J. W., Noffal, G. J., Nguyen, D., Khamoui, A. V., & Uribe, B. P. (2010). Performance differences between sexes in the pop-up phase of surfing. The Journal of Strength & Conditioning Research, 24(10), 2821-2825.
Karimpour, A., & Chen, Q. (2015). A simplified
parametric model for fetch-limited peak wave
frequency in shallow estuaries. Journal of Coastal Research, 32(4), 954-965.
Kaunang, J. A., Jasin, M. I., & Mamoto, J. D. (2016). Analisis Karakteristik Gelombang dan Pasang Surut Pada Pantai Kima Bajo Kabupaten Minahasa Utara. Jurnal Sipil Statik, 4(9), 567-576.
Lueras, L., and Lueras L. (2014). Surfing Indonesia: A search for the world's most perfect waves. (8th ed.). North Clarendon, USA: Tuttle Publishing.
Martin, S. A., & Assenov, I. (2012). The genesis of a new body of sport tourism literature: A systematic review of surf tourism research (1997–2011). Journal of Sport & Tourism, 17(4), 257-287.
Pettersson, H., Kahma, K. K., & Tuomi, L. (2010). Wave directions in a narrow bay. Journal of Physical Oceanography, 40(1), 155-169.
Sheppard, J. M., Nimphius, S., Haff, G. G., Tran, T. T., Spiteri, T., Brooks, H., Slater, G., & Newton, R. U. (2013). Development of a comprehensive performance-testing protocol for competitive surfers. International Journal of Sports Physiology and Performance, 8(5), 490-495.
Siswanto, A. D. (2012). Studi Karakteristik Gelombang di Kabupaten Bangkalan Sebelum Jembatan Suramadu. Jurnal Kelautan, 5(1), 35-40.
Sotomayor, S., & Barbieri, C. (2016). An exploratory
examination of serious surfers: Implications for the surf tourism industry. International Journal of Tourism Research, 18(1), 62-73.
Sugianto, D. N. (2012). Model distribusi data kecepatan angin dan pemanfaatannya dalam peramalan gelombang di perairan laut paciran, Jawa Timur. ILMU KELAUTAN: Indonesian Journal of Marine Sciences, 15(3), 143-152.
Tawas, H. J. (2015). Analisis Transformasi Gelombang di Pantai Matani Satu Minahasa Selatan. TEKNO, 13(64), 1-6.
Triatmodjo, B. (1999). Teknik Pantai. (Edisi Kedua).
Yogyakarta, Indonesia: Beta Offset.
© 2018 by the authors; licensee Udayana University, Indonesia. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution license (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/).
J. Mar. Aquat. Sci. 5: 119-130 (2019)
Discussion and feedback