Analisa Pasang Surut, Arus, Angin Dan Gelombang Untuk Menentukan Periode Ulang Di Pulau Kambing, Selat Madura

STUDI PASANG SURUT, ARUS, ANGIN, DAN GELOMBANG UNTUK MENENTUKAN PERIODE ULANG DI PULAU KAMBING, SELAT MADURA

 TUGAS AKHIR Disusun untuk memenuhi syarat kurikuler Program Sarjana Oseanografi

Oleh : Sudibianto NIM. 10900006

Pembimbing : Drs. Mohammad Ali

PROGRAM STUDI OSEANOGRAFI FAKULTAS ILMU KEBUMIAN DAN TEKNOLOGI MINERAL INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007

JUDUL :

STUDI PASANG SURUT, ARUS, ANGIN, DAN GELOMBANG UNTUK MENENTUKAN PERIODE ULANG DI PULAU KAMBING, SELAT MADURA

OLEH :

SUDIBIANTO (10900006)

Bandung, Oktober 2007 Telah Diperiksa dan disetujui oleh:

Pembimbing

Drs. Mohammad Ali

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur ke hadirat Allah S.W.T. karena berkat rakhmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir dengan judul “Analisa Pasang Surut, Arus, Angin dan Gelombang untuk menentukan periode ulang di Pulau Kambing, Selat Madura” sebagai salah satu

syarat untuk melengkapi ketentuan-ketentuan yang berlaku dalam menempuh Pendidikan Program Sarjana (S1) Oseanografi, Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral, Institut Teknologi Bandung. Penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini. Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 

Bapak Drs. Mohammad Ali selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, saran, petunjuk, bimbingan, dan kesabarannya dalam membantu menyelesaikan tugas Akhir ini.



Ibu Ivonne M. Radjawane, Ph.D dan Dr. rer.nat. Mutiara R. Putri atas nasehat, saran, petunjuk dan bimbingannya.



Dr. rer.nat. Dadang K. Mihardja selaku Dosen Wali penulis



Seluruh Staf Pengajar dan Karyawan di Program Studi Oseanografi



Almarhum ayah, semoga amal ibadahnya diterima disisi-Nya



Ibu, kakak, adik dan segenap keluarga yang saya cintai.

i



Teman-teman angkatan 2000, Teman-teman tim survey, teman-teman ganeshatv, dan teman-teman LPM USDI yang banyak memberikan dorongan dan bantuan.



Pihak-pihak lain yang tidak dapat di sebutkan satu persatu.

Bandung, Oktober 2007

Penulis

ii

ABSTRAK

Studi terhadap beberapa parameter Oseanografi, yaitu Pasang Surut, Arus Laut, Angin dan Gelombang, dilakukan di perairan Pulau Kambing, di Selat Madura. Studi Pasang surut dilaksanakan berdasarkan data pengukuran pasang surut di perairan tersebut, menghasilkan kesimpulan bawa tipe pasang surut di perairan pulau kambing adalah campuran cenderung kearah Diurnal, dengan bilangan formzahl sebesar 1.02. Hasil peramalan pasang surut menunjukkan bahwa analisa harmonik menghasilkan konstanta harmonik pasang surut yang cukup baik untuk membangun ramalan pasang surut kapan saja. Pengukuran arus laut selama satu bulan di perairan Pulau Kambing menunjukkan bahwa arus laut didaerah itu didominasi oleh arus pasang surut. Terdapat arus musiman sebesar 0.24 m/det yang mengalir kearah Timur tenggara. Data angin di Pulau kambing diperoleh dengan melakukan interpolasi segitiga terhadap data angin jangka panjang di Pelabuhan Udara Juanda dan dua setasiun dari hasil Model Angin Global dari NECP, masing-masing dari titik 105 dan 114. Hasilnya kemudian di analisa untuk meneliti variasi bulanan, musiman dan tahunannya. Analisa Frekuensi Harga Ekstrim dilaksanakan pada kecepatan maksimum tahunan dari delapan arah angin. Berdasarkan data angin hasil interpolasi segitiga, dihitung tinggi dan periode gelombang signifikan. Seperti pada data angin, dlakukan  perhitungan Joint Probability Tabel dan Wave rose musiman serta tahunannya. Analisa frekuensi harga ekstrem juga dilakukan pada gelombang yang datang dari ke delapan arah, dari Utara sampai arah Barat Laut.

iii

ABSTRACT

Several oceanographic parameters, i.e. Tide, Sea Water Current, Wind and Waves were studied in Pulau Kambing waters Study on tide was carried out base on one filed observation in Pulau Kambing Waters, yield a conclusion that tidal type in this area is a mixed tend to diurnal, with Formzahl Number 1.02. The tidal prediction computed based on the tidal harmonics constants, resulted from tidal harmonics analysis shows that the tidal constants is quite good to build a tidal prediction at any time epoch. One month observation of sea water current in Pulau Kambing shows that tie current condition in Pulau Kambing are dominated by the tidal current. The current data also shows the contribution of seasonal current of 0.024 m/sec flowing to the East-South East. Long term wind data in Pulau kambing were obtained by triangle interpolation toward long term wind data from Juanda Airport in Surabaya, and two points from Global Wind Model from NECP, i.e. Point 105 and 114 respectively. The results were then analyzed to investigate the monthly, seasonal and yearly variation. Extreme Frequency Analysis was carried out upon the maximum wind speed coming from the eight wind direction. Based on the wind data, significant wave height and period were computed by hind casting technique using SMB method. The same as wind analysis, computation seasonal and annual Probability Table and Wave Rose analysis were also performed. Extreme Frequency analyses were performed upon the waves coming from the eight directions, from  North up to North West.

iv

DAFTAR ISI halaman i

KATA PENGANTAR ABSTRAK 

iii

ABSTRACT

iv

DAFTAR ISI

v

DAFTAR TABEL  

viii

DAFTAR GAMBAR  

xii

BAB I PENDAHULUAN

1

1.1. Latar Belakang

1

1.2. Maksud dan Tujuan

2

1.3. Ruang Lingkup

3

1.4. Metode Penulisan

4

1.5. Sistematika Penulisan

4

BAB II DASAR TEORI

5

2.1. Pasang Surut

5

2.1.1. Analisa Harmonik Pasang Surut

6

2.2. Arus Laut

8

2.2.1. Arus yang dibangkitkan oleh Pasang Surut

8

2.2.1.1. Gerak Rotasi Pasang Surut 2.2..1.2. Gerak yang berubah arah atau belok

9 9

2.2..1.3. Kurva Arus Pasang Surut

10

2.2..1.4. Periode Arus Pasang Surut

11

2.2..1.5. Amplitudo Arus Pasang Surut

12

2.2.2. Arus yang dibangkitkan oleh Angin

12

2.2.3. Arus yang dibangkitkan oleh Gelombang

13

2.3. Angin

16

2.3.1. Metode Interpolasi Segitiga

v

16

2.4. Gelombang

17

2.4.1. Metode Perhitungan Tinggi dan Periode Gelombang Signifikan

18

2.4.1.1. Kecepatan Angin

18

2.4.1.2. Arah Angin

19

2.4.1.3. Panjang Fetch Efektif

19

2.4.1.4. Rumusan Tinggi Gelombang Signifikan dan Periodenya

19

2.5. Analisa Frekuensi Harga Ekstrim

20

BAB III DATA DAN PENGOLAHAN

24

3.1 Pasang Surut

24

3.1.2 Prediksi Pasang Surut Jangka Panjang

24

3.1.3 Analisa Frekuensi Ekstrim Pasang Surut

25

3.2. Arus Laut

26

3.3.1. Arus Pasang Surut

26

3.3. Data Angin

33

3.4. Gelombang Laut

29

3.4.1. Analisa Frekuensi tinggi Gelombang Ekstrim.

30

BAB IV HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN

31

4.1. Pasang Surut Laut

31

4.2. Arus Laut

36

4.2. 1. Analisis Frekuensi Harga Ekstrim Arus Laut 4.3. Analisis Angin

41 43

4.3.1. Analisis Frekuensi Ekstrim Angin

46

4.3.1.1. Angin Utara

46

4.3.1.2. Angin Timur laut

48

4.3.1.3. Angin Timur

50

4.3.1.4. Angin Tenggara

52

4.3.1.5. Angin Selatan

54

4.3.1.6. Angin Barat Daya

56

4.3.1.7. Angin Barat

58

vi

4.3.1.8. Angin Barat Laut

60

4.4. Analisis Gelombang

63

4.4.1. Gelombang dari Utara

65

4.4.2. Gelombang Datang dari Timur Laut

67

4.4.3. Gelombang dari Timur

69

4.4.4. Gelombang Datang dari Tenggara

71

4.4.5. Gelombang dari Selatan

73

4.4.6. Gelombang Datang dari Barat Daya

75

4.4.7. Gelombang dari Barat

77

4.4.8. Gelombang dari Barat Laut

79

4.4.9. Analisis Frekuensi tinggi Gelombang Ekstrim

81

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

82

5.1. Kesimpulan

82

5.2. Saran

84

LAMPIRAN DAFTAR PUSTAKA

vii

DAFTAR TABEL

 No.

Judul

Tabel 3-1

Panjang Fetch di Pulau Kambing dalam kilometer

Tabel 4.1-1

Hasil analisis Harmonik Pasang Surut berdasarkan data hasil pengamatan di Pulau Kambing Selat Madura

Tabel 4.1-2

Prediksi tinggi muka laut untuk 18.6 tahun

Tabel 4.1-3

Posisi Penggambaran pada Kertas Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel untuk Tinggi Maksimum Muka Laut Tahunan (diatas MSL) di Pulau Kambing

Tabel 4.1-4

Tinggi Muka laut Maksimum (diatas MSL) dengan  periode ulang yang bervariasi

Tabel 4.2-1

Joint Probability Table dari data arus

Tabel 4.2-3

Parameter Elips Arus Pasang Surut

Tabel 4.2-4

Posisi Plotting pada Distribusi Ekstrim Log Normal Dari harga maksimum Tahunan Kecepatan Arus Pasang Surut di Pulau Kambing

Tabel 4.2-5

Kecepatan arus pasang surut maksimum dengan  berbagai harga periode ulang

Tabel 4.3-1

Presentase arah dan kecepatan angin bulanan yang dominan

Tabel 4.3-2

Variasi musiman frekuensi kejadian angin

Tabel 4.3-3

Presentase arah dan kecepatan angin bulanan yang dominan

Tabel 4.3-4

Data kecepatan angin maksimum tahunan angin yang datang dari utara

Tabel 4.3-5

Kecepatan Maksimum Angin Utara dengan periode ulang yang bervariasi

Tabel 4.3-6

Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari timur laut

viii

DAFTAR TABEL

 No.

Judul

Tabel 4.3-7

Kecepatan maksimum angin timur laut dengan periode ulang yang bervariasi

Tabel 4.3-8

Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari timur

Tabel 4.3-9

Kecepatan Maksimum Angin Timur dengan  periode ulang yang bervariasi

Tabel 4.3-10 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Tenggara Tabel 4.3-11 Kecepatan Maksimum Angin Tenggara dengan periode ulang yang bervariasi Tabel 4.3-12 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari tenggara Tabel 4.3-13 Kecepatan Maksimum Angin Selatan dengan periode ulang yang bervariasi Tabel 4.3-14 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Barat Daya Tabel 4.3-15 Kecepatan Maksimum Angin Barat Daya dengan periode ulang yang bervariasi Tabel 4.3-16 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Barat Tabel 4.3-17 Kecepatan Maksimum Angin Barat dengan periode ulang yang bervariasi Tabel 4.3-18 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Timur Laut Tabel 4.3-19 Kecepatan Maksimum Angin Timur Laut dengan periode ulang yang bervariasi

ix

DAFTAR TABEL

 No.

Judul

Tabel 4.3-20 Kecepatan Angin Maksimum Tahunan untuk tiap arah mata angin di Pulau Kambing Selat Madura Tabel 4.3-21 Tabel Distribusi Ekstrim dan arah angin Tabel 4.4-1

Joint Probabilitas musim transisi 1

Tabel 4.4-2

Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Utara

Tabel 4.4-3

Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Utara dengan periode ulang bervariasi

Tabel 4.4-4

Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Timur Laut

Tabel 4.4-5

Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Timur Laut dengan  periode ulang bervariasi

Tabel 4.4-6

Penggambaran Posisi pada distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Timur

Tabel 4.4-7

Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Timur dengan periode ulang bervariasi

Tabel 4.4-8

Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim LogNormal Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Tenggara

x

DAFTAR TABEL

 No.

Judul

Tabel 4.4-9

Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Tenggara dengan periode ulang bervariasi

Tabel 4.4-10 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim LogNormal Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Selatan Tabel 4.4-11 Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Selatan dengan periode ulang bervariasi Tabel 4.4-12 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Barat Daya Tabel 4.4-13 Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Barat Daya dengan periode ulang bervariasi Tabel 4.4-14 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Barat Tabel 4.4-15 Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Barat dengan periode ulang  bervariasi Tabel 4.4-16 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Barat Laut Tabel 4.4-17 Tinggi Gelombang Maksimum dari Barat Laut dengan periode ulang bervariasi

xi

DAFTAR GAMBAR

 No. Gambar 1.1-1 Gambar 2.1-1

Judul Daerah studi Pulau Kambing  beberapa pola pasang surut

Gambar 2.2-1

Rotasi arus Pasang Surut di Laut Nantucket

Gambar 2-2

Arus pasang surut berkebalikan (reversing)

Gambar 2-3

Kurva pasang surut di estuari

Gambar 2-4

Periode arus pasang surut

Gambar 2-5

Diagram formulasi kecepatan partikel

Gambar 2-6

Diagram fase penjalaran gelombang

Gambar 2-7

Interpolasi Segitiga

Gambar 3-1

Stasiun yang digunakan untuk interpolasi segitiga

Gambar 4-1

Perbandingan antara data hasil pengamatan dan data hasil prediksi pasang surut di Pulau Kambing

Gambar 4- 2

Distribusi Tahunan Tinggi Muka Laut Maksimum tahun 2006 di Pulau Kambing

Gambar 4.2-1

Diagram Current Rose dari data arus

Gambar 4.2-2

Diagram Vektor dari Arus Total, Pasut dan Tinggi Muka Air di Perairan Pulau Kambing

Gambar 4.2-3

diagram Polar dari Hasil Pengamatan Arus di Perairan Pulau Kambing

Gambar 4.2-4

Distribusi arus pasang surut maksimum tahunan

Gambar 4.3-1

Kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel Kecepatan Maksimum Angin Utara di Pulau Kambing

Gambar 4.3-2

Kertas probabilitas gumbel untuk kecepatan maksimum tahunan angin timur laut di pulau kambing

xii

DAFTAR GAMBAR

 No.

Gambar 4.3-3

Judul

Kertas Probabilitas LogNormal untuk kecepatan Maksimum tahunan Angin Timur di Pulau Kambing

Gambar 4.3-4

Kertas probabilitas LogNormal kecepatan maksimum angin tenggara di Pulau Kambing

Gambar 4.3-5

Kertas probabilitas gumbel untuk kecepatan maksimum tahunan angin selatan di pulau kambing

Gambar 4.3-6

Kertas probabilitas gumbel untuk kecepatan maksimum tahunan angin barat daya di pulau kambing

Gambar 4.3-7

Kertas probabilitas LogNormal untuk kecepatan maksimum tahunan angin barat di pulau kambing

Gambar 4.3-8

Kertas probabilitas gumbel untuk kecepatan maksimum tahunan angin barat laut di pulau kambing

Gambar 4.4-1

Waverose sepanjang tahun

Gambar 4.4-2

Kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel gelombang yang datang dari Utara di Pulau Kambing

Gambar 4.4-3

Kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel Gelombang yang datang dari Timur Laut di Pulau Kambing

Gambar 4.4-4

Kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel Gelombang yang datang dari Timur Laut di Pulau Kambing

Gambar 4.4-5

Kertas Probabilitas Ekstrim Lognormal gelombang yang datang dari tenggara di Pulau Kambing

xiii

DAFTAR GAMBAR

 No.

Gambar 4.4-5

Judul

Kertas Probabilitas Ekstrim Lognormal gelombang yang datang dari selatan di Pulau Kambing

Gambar 4.4-7

Kertas Probabilitas Ekstrim Lognormal Gelombang yang datang dari Barat Daya di Pulau Kambing

Gambar 4.4-8

Kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel Gelombang yang datang dari Barat di Pulau Kambing

Gambar 4.4-9

Kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel Gelombang yang datang dari Barat Laut di Pulau Kambing

xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Wilayah perairan memiliki potensi yang besar untuk di

kembangkan, suatu wilayah perairan dapat dikembangkan untuk sarana rekreasi, pelabuhan, dan berbagai bentuk pengembangan wilayah yang lainnya. Untuk mendapatkan gambaran tentang kondisi di suatu tempat kita melakukan studi pada tempat tersebut untuk mendapatkan data dan informasi untuk pengembangan daerah tersebut lebih lanjut. Perairan disekitar pulau Kambing yang terletak disebelah selatan Kota Sampang Madura, merupakan salah satu daerah yang mengandung banyak kandungan minyak dan gas bumi. Sudah beberapa lama di daerah ini dilakukan kegiatan eksplorasi, dan saat ini beberapa perusahaan sudah merancang untuk membangun berbagai tempat pemboran serta kilang didaerah itu. Untuk keperluan tersebut pengetahuan tentang karakteristik serta kondisi oseanografi di perairan sekitar Pulau Kambing sangatlah diperlukan. Dalam penulisan kali ini akan di dilakukan studi tentang  berbagai parameter oseanografis, terutama yang di daerah didekat Pulau Kambing, yang akan dilakukan kegiatan serta pembangunan kilang gas bumi oleh PT Husky, Wilayah studi meliputi daerah sekitar Pulau Kambing yang meliputi area koordinat 6.75 o’ – 7.75o Lintang Selatan dan 112.5 o – 114.5o Bujur Timur, Timur, seperti di gambarkan gambarkan pada Gambar 1.1-1

1

Gambar 1.1-1. Daerah studi Pulau Kambing.

Dalam studi ini dilakukan beberapa kajian tentang beberapa  paremeter oseanografi yang utama, yaitu studi pasang surut, studi arus studi angin, dan studi gelombang. Studi terutama dilakukan untuk mempelajari kondisi umum, karakteristik serta studi analisa harga ekstrim tentang berbagai parameter oseanografi tersebut.

1.2.

Maksud dan Tujuan Studi ini dimaksudkan untuk mendapatkan data dan gambaran

tentang kondisi serta karakteristik beberapa parameter oseanografi di  perairan sekitar Pulau Kambing yang meliputi studi pasang surut laut, arus laut, angin, dan gelombang. Sedangkan tujuan studi antara lain adalah: a.

Mengkaji kondisi pasang surut, arus laut, angin dan gelombang serta di wilayah studi.

 b.

Melakukan

studi

statistik

jangka

panjang

dari

 berbagai parameter tersebut untuk mendapatkan harga-harga Periode Ulang untuk 10 sampai 50 tahun.

2

1.3.

Ruang Lingkup Ruang lingkup studi di Pulau Kambing ini akan meliputi antara

lain: 1. Pengukuran lapangan pasang surut serta arus laut 2. Analisa harmonik pasang surut serta dan peramalan pasut  jangka panjang, dan analisa harga ekstrimnya 3. Analisa harmonik terhadap komponen Utara dan Timur arus laut. 4. Memisahkan antara arus pasang surut dan arus non pasang surut serta menyusun ramalan arus pasang surut jangka  panjang. Kemudian dilakukan analisa frekuensi harga ektrim arus pasang surut laut 5. Angin rata-rata harian di Pulau Kambing di dapatkan dengan melakuklan interpolasi segitiga dari data angn di tiga setasiun, yaitu setasiun Pelabuhan Udara Juanda Surabaya dan dua setasiun No. 115 dan 104 dari grid Model Angin Global dari NECP. 6. Berdasarkan data angin hasil interpolasi ini, dilakukan kajian tentang  pola angin bulanan, musiman, dan tahunan serta sudi statistik harga ekstrem untuik menghitung harega  periode ulang untuk 5, 10 sampai 100 tahun. 7. Berdasarkan data angin hasil interpolasi segitiga di Pulau Kambing dihitung tinggi dan periode gelombang signifikan di sekitar Pulau kambing, dengan metode Hindcasting. Kemudian dilakukan studi tentang iklim gelombang serta statistik harga ekstrem gelombang di wilayah studi.

3

1.4.

Metode Penulisan Pada penulisan kali ini, sistematika penulisan yang akan di

sajikan oleh penulis adalah: a. Studi lapangan  b. Analisa data hasil pengamatan lapangan c. Prediksi jangka panjang dari hasil analisa data pengamatan lapangan.

1.5.

Sistematika Penulisan

BAB I Pendahuluan Pada bab ini penulis menjelaskan mengenai latar belakang  penulisan, lokasi studi yang di gunakan untuk penulisan, maksud dan tujuan penulisan, ruang lingkup penulisan, metode  penulisan dan sistematika penulisan.

BAB II Dasar Teori Pada bab ini penulis akan menjelaskan mengenai dasar teori yang dipakai dalam penulisan tugas akhir.

BAB III Data dan Pengolahan Pada bab ini penulis akan memaparkan data hasil pengamatan lapangan dan pengolahan data.

BAB IV Hasil Analisis dan Pembahasan Pada bab ini penulis akan memaparkan hasil analisis dan  pembahasan

BAB V Kesimpulan dan Saran Pada bab ini penulis akan memaparkan kesimpulan hasil studi dan saran terhadap kesimpulan hasil studi.

4

BAB II DASAR TEORI 2.1. Pasang Surut Pasang surut laut merupakan fenomena naik turunnya permukaan air laut yang disertai gerakan horisontal massa air. Ada dua faktor utama yang mempengaruhi tinggi pasang surut, yaitu: 1. Faktor astronomis, yang berupa gaya gravitasi bulan, gaya gravitasi matahari, gaya gravitasi benda angkasa lain, dan rotasi bumi. 2. Faktor non-astronomis, yang berupa kedalaman perairan, keadaan meteorologi perairan, dan gaya gesekan dasar laut. Kondisi pasang surut di suatu tempat umumnya berbeda dengan kondisi setimbangnya, karena laut memberikan respon yang cukup rumit terhadap pasut setimbang yang dihasilkan oleh adanya pantai dan kedalaman laut yang berbeda sehingga memberikan pola pasang surut yang berbeda pula. Beberapa pola Pasang Surut:

Gambar 2.1-1  beberapa pola pasang surut (Sumber: NOS Tidal datum pub)

5

Untuk menganalisis pasang surut, dikenal 3 macam dasar teori analisis pasang surut, yaitu: 1. Metode non harmonik, berdasarkan perhitungan hubungan antara waktu air tinggi dan rendah dengan fase bulan dan  berbagai parameter astronomis lainnya. 2. Metode harmonik, memperlakukan variasi tinggi muka laut sebagai superposisi dari sejumlah gelombang komponen harmonik pasut yang kecepatan sudut dan fasenya dapat dihitung berdasarkan parameter astronomis. 3. Metode respon, namun tidak sepopuler pemakaian metode harmonik. Dari hasil pengembangan potensial gaya pembangkit pasut, kita mendapatkan kecepatan sudut dari berbagai komponen pasut, yang semuanya merupakan kombinasi linier dari sudut jam bulan atau matahari dan parameter s, h, p, N, dan p’. Analisis pasang surut  bertujuan untuk menghitung amplitudo hasil respon dari kondisi laut setempat terhadap pasut setimbang, dan beda fase dari gelombang tiap komponen di tempat.

2.1.1. Analisa Harmonik Pasang Surut Pasang surut laut dibangkitkan oleh bulan, matahari dan gaya gravitasi yang berpengaruh, yang dinamakan faktor astronomis, dan sepanjang penjalaran nya juga dipengaruhi oleh topografi bawah laut dan

morfologi

pantai,

seperti

halnya

pengaruh

dari

kondisi

meteorologi. Konstanta pasang surut yang di bangkitkan oleh faktor astronomis memiliki pola yang periodik, sementara pengaruh dari faktor meteorologis memiliki pola yang kurang periodik, bahkan kadang-kadang hanya memiliki efek yang sementara saja. Elevasi pasang surut adalah penjumlahan dari beberapa konstanta  pasang surut dan faktor meteorologis yang diasumsikan konstan, seperti ditunjukkan pada persamaan berikut :

6

 N

η  (t)

= S0 + SS0 +

∑ i =1

Ai cos (ωi t - Pi)

(2-1)

dimana :

η(t)

= elevasi pasang surut sebagai fungsi dari waktu

A1

= amplitudo konstanta pasang surut i

ω1

= 2

/ Ti

, T

: periode dari konstanta pasang

surut i P1

= fase dari konstanta i

S0

= Tinggi muka laut rata-rata (Mean Sea Level)

SS0

= Perubahan tinggi muka laut yang disebabkan oleh faktor meteorologis

t

= waktu

 N

=

Jumlah

dari

konstanta

pasng

surut

yang

membangun elevasi pasang surut. Analisa harmonik pasang surut dapat dilakukan oleh beberapa metode, seperti Metode Admiralty dan Analisa Harmonik Least Square, metode-metode ini

merupakan analisa harmonik untuk

mendapatkan solusi dari persamaan diatas. Dengan mengabaikan faktor meteorologis, persamaan diatas dapat di tuliskan menjadi:

η ( tn )

k 

= S0 + SS0 +

k 

∑  A   cos ω  t  + ∑ B   cos ω  t   i =1

i

i n

i =1

i

i n

(2-2)

Dimana Ai dan Bi adalah konstanta harmonik dari komponen kei, k adalah bilangan dari komponen yang akan ditentukan, tn adalah waktu pengamatan (dimana n= -n, -n+1,

, 0, 1,…..n-1,n dan n+0

adalah tengah-tengah waktu observasi). Dengan metode Least Square, solusi didapatkan dengan menggunakan solusi persamaan linier menggunakan program komputer. Hasil output programnya adalah: Tinggi muka laut rata-rata (mean sea level) S0 = Ak+1

7

Amplitudo dari tiap tiap komponen pasang surut C1 =

A 2i

+ B2i

Lag fase dari tiap komponen pasang surut

⎛ Bi ⎟ ⎝ A i ⎠

Pi = Arc tan ⎜

Sehingga persamaan 1.2 dapat di tulis sebagai: k 

h (tn) = S0 + P. van der

∑C i =1

i

cos (ωi tn - Pi )

(2-3)

Stock mengelompokkan karakteristik pasang surut

 berdasarkan rasio amplitudo komponen diurnal dan komponen semidiurnal sebagai: F  =

+ O1  M 2 + S 2 K 1

Kondisi pasang surut di berbagai perairan kemudian di kelompokkan menjadi: 1. Semi Diurnal

, ketika

0 < F < 0.25

2. Mixed Semidiurnal

, ketika

0.25 < F < 1.5

3. Mixed Diurnal

, ketika

1.5

4. Diurnal

, ketika

< F < 3.0 > F > 3.0

2.2. Arus Laut 2.2.1.Arus yang dibangkitkan oleh Pasang Surut Arus yang dibangkitkan oleh pasang surut terjadi pada saat adanya beda elevasi antara keadaan pasang di suatu wilayah dengan keadaan surut di wilayah lain. Kecepatan arus yang ditimbulkan oleh  pasang surut ini bergantung pada keadaan pasang atau keadaan surut,  juga bergantung pada kecepatan angin atau arus musiman Arus pasang surut merupakan arus laut yang dibangkitkan oleh aliran horizontal yang periodik yang menyertai naik turunnya muka laut yang diakibatkan oleh efek astronomis. Bila ditinjau dari gerakannya, gerak arus pasang surut di bagi menjadi dua yaitu:

8

2.2.1.1 Gerak Rotasi Pasang Surut Merupakan gerak pasut di laut lepas yang berbentuk elips. Dimana arah rotasi adalah searah dengan putaran jarum jam di BBU dan berlawanan dengan arah jarum jam di BBS.

Gambar 2.2-1  Rotasi arus Pasang Surut di Laut Nantucket

(sumber: Origin of tides) dimana: L+1

= 1 jam setelah Low water

L-1

= 1 jam sebelum Low water

H+1

= 1 jam setelah High water

H-1

= 1 jam sebelum High water

Arus pasang surut bergerak secara kontinu dengan arah yang searah atau berlawanan dengan putaran jarum jam dalam satu periode  pasang surut.

2.2.1.2 Gerak yang berubah arah atau belok Gerak yang berubah arah atau belok terjadi di sungai, estuari atau selat mempunyai gerak arus pasut bolak-balik Untuk di Estuari dan Sungai: 

Pada saat pasang, muka air di laut lebih tinggi daripada di estuari dimana gerakan arus pasut memasuki estuari ini disebut flood.

9



Pada saat surut muka air di laut lebih rendah daripada di estuari sehingga arus pasut bergerak keluar estuari menuju laut, gerakan keluar estuari ini disebut ebb.

Gambar 2-2 Arus pasang surut berkebalikan (reversing) (sumber: Origin of tides)

Keterangan:

•

Flood strength : Kecepatan maksimum saat flood

•

Ebb strength

: Kecepatan maksimum saat ebb

Sewaktu akan terjadi perubahan arah arus, terdapat suatu periode yang pendek dimana kecepatan arus adalah kecil atau nol. Kondisi ini disebut slack water. Kecepatan arus pasut berubah dari nol pada saat slackwater menjadi maksimum, yang disebut flood strength atau ebb strength, yang terjadi diantara 2 slackwater

2.2.1.3.Kurva Arus Pasang Surut Kurva arus pasang surut berbentuk sinusoidal, namun di estuari, sungai atau selat yang dangkal kurva sinus ini tidak lagi simetri karena  pengaruh gesekan dasar dan debit sungai. Di selat yang menghubungkan dua perairan yang dipengaruhi  pasut yang terjadi juga bolak-balik, arus ini timbul akibat perbedaan tinggi dan fasa pasut di kedua ujung selat.

10

Dalam tipe arus pasut semidiurnal murni, yang tidak dipengaruhi oleh arus non pasut , lamanya flood dan ebb adalah 6jam 13 menit. Kurva arus pasang surut di Estuari diperlihatkan gambar berikut:

Gambar 2-3 Kurva pasang surut di estuari

2.2.1.4. Periode Arus Pasang Surut Arus pasut mempunyai periode dan siklus yang sama dengan  pasut. Tetapi flood dan ebb dari arus tidak harus terjadi pada saat yang sama dengan naik turunnya pasut. Di estuari arus pasut berubah arah lebih dahulu pasutnya.

11

Gambar 2-4 Periode arus pasang surut

Dari gambar diketahui bahwa arus pasut lebih dahulu berubah arah dari arah pasutnya, dengan perbedaan waktu ≈ 3 jam.

2.2.1.5. Amplitudo Arus Pasang Surut Umumnya, amplitudo arus pasut sesuai dengan range dari pasut  pada saat spring tide (pasang purnama) dan pada saat bulan paling dekat dengan bumi (moon’s perigee) terjadi arus yang kuat sementara  pada saat neap tide dan pada saat moon’s apogee terjadi arus pasut yang lemah.

2.2.2 Arus yang dibangkitkan oleh Angin Angin merupakan pergerakan udara yang sejajar dengan  permukaan bumi. Udara bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke  bertekanan rendah. Angin terjadi disebabkan oleh adanya beda tekanan horizontal. Pada permukaan laut, sistem angin akan menghasilkan tekanan  pada permukaan laut atau yang disebut tekanan angin tangensial yang menggerakkan lapisan atas atau permukaan laut bergerak. Tekanan

12

angin akan menggerakkan partikel lapisan permukaan dan Gaya Coriolis akan membelokkan partikel-partikel air ini. Efek kombinasi dari angin di permukaan dan pembelokan air oleh gaya Coriolis akan menciptakan pola arus permukaan yang digerakkan oleh angin dalam skala besar di laut terbuka. Dalam satu keadaan, pola pergerakan arus akan dipengaruhi oleh interaksi antara arus yang digerakkan oleh angin, keberadaan zona divergensi-konvergensi dan adanya massa dari daratan. Pada lapisan di bawah lapisan permukaan, lapisan air akan menerima energi lebih kecil dan pergerakan yang lebih lambat namun dibelokkan semakin jauh oleh gaya Coriolis dari lapisan permukaan. Dan keadaan ini berlanjut untuk lapisan di bawahnya lagi. Sehingga dapat terlihat hasilnya bahwa pada pergerakan air yang ditimbulkan oleh angin

semakin dalam lapisan air berada akan

 bergerak semakin lambat dan akan jauh dibelokkan dari lapisan diatasnya dan terlihat bahwa arus di bagian bawah akan bergerak ke arah yang hamper berlawanan dengan arah arus di permukaan. Keadaan ini kemudian digambarkan oleh VW Ekman (1920) sebagai Spiral Ekman. Pada kedalaman yang dipengaruhi spiral ekman, aliran rata-ratanya atau transport massanya

disebut Ekman

Transport. Ekman Transport bergerak 90 ° ke arah kanan atau kiri dari arah angin bertiup bergantung pada bagian bumi tempat pergerakan itu terjadi. Sedangkan arah arus akan membelok sebesar 45°  dari arah angin bergerak.

2.2.3 Arus yang dibangkitkan oleh Gelombang Arus yang dibangkitkan oleh gelombang adalah arus yang kecepatan

partikel

dan

akselerasinya

yang

dibangkitkan

oleh

gelombang dalam orbital kecepatan dan akselerasi. Arus seperti itu mengalir sepanjang penjalaran gelombang pada jarak horizontal gerakan diameter orbital, dan kemudian kembali membalikkan arah  penjalaran gelombang.

13

Kecepatan partikel air yang dibangkitkan gelombang di hitung menggunakan formula stokes, berdasarkan teori aturan kedua (Dean dan Darlymple 1984) formulasinya memiliki bentuk:

Gambar 2-5 Diagram formulasi kecepatan partikel

dimana : H

= tinggi Gelombang Signifikan (m)

T

= Periode Gelombang Signifikan, kedua H dan T di hitung

menggunakan

peramalan

gelombang

 beradasarkan kecepatan angin maksimum dengan  periode ulang yang bervariasi (detik) L

= Panjang Gelombang, di hitung berdasarkan Periode Gelombang Signifikan (m)

Untuk mengukur parameter L berdasarkan nilai T, Hunt (1979) menyarankan menggunakan tehnik berikut, yang memiliki tingkat akurasi 0.1% untuk kh. Jika T di ketahui, maka parameter y dapat di hitung sebagai: y = (4πh)/(gT2) = 4.02 h/T 2 dimana h adalah kedalaman Kemudian parameter kh di hitung dengan formulasi berikut: (kh)2 =

y2

+

y/( 1 + 0.666y + 0.355y 2  + 0.161y3  + 0.0632y 4  + 0.0218y 5

+0.0069y6)

14

Maka

k

= √(kh)2/h

and L = 2π/k

k

= bilangan gelombang = 2 π/L

σ

= frekuensi gelombang = 2π/T (cycle/sec)

h

= kedalaman air (m)

W

= kecepatan angin (m/sec)

x

= posisi mendatar dalam tinggi muka laut rata-rata

(m-1)

(m) z

= jarak vertikal dari tinggi muka laut rata-rata (m)

Uwave(z)

= Kecepatan arus yang diinduksi gelombang

arah mendatar (m/sec)

θ

= fase penjalaran gelombang (lihat grafik dibawah)

Gambar 2-6 Diagram fase penjalaran gelombang

Dengan mengetahui harga tinggi gelombang signifikan dan  periode dari beberapa variasi return period (lihat bagian Gelombang),  bilangan

gelombang,

frekuensi

gelombangnya

dan

panjang

gelombangnya dapat dihitung menggunakan rumusan di atas. Karena menyangkut nilai arus maksimum, jadi perhitungan dilakukan untuk mendapatkan harga kecepatan maksimum. Rumusan arus yang terinduksi oleh gelombang terdiri dari dua  bagian. Bagian pertama adalah fungsi dari cosθ, yang akan mencapai nilai maksimum ketika θ = 0. Bagian kedua adalah fungsi cos2 θ, tetapi dari perhitungan menunjukkan bahwa kontribusi dari bagian kedua ini sangat kecil sekitar 10-6 kali besar nilai bagian pertama. Jadi nilai maksimum dari Uwave atau kecepatan arus yang diinduksi oleh

15

gelombang dapat di dapatkan dengan menyatakan θ = 0. Tabel berikut menyajikan beberapa parameter gelombang dan kecepatan arus maksimum dengan return period dan arah yang bervariasi akibat induksi gelombang

2.3 Angin Untuk melakukan studi angin setempat, idealnya adalah menggunakan data angin hasil pengamatan setasiun pengukuran angin yang terdapat didekat wilayah studi. Tetapi karena tidak adanya setasiun pengukuran angin jangka panjang di wilayah studi, dan setasiun terdekat ada di Pelabuhan Udara Juanda di Surabaya dirasa terlalu jauh, maka diupayakan untuk mendapatkan data angin di Pulau Kambing, dengan melakukan interpolasi segitiga berdasarkan data angin di tiga tempat, dimana Pulau Kambing berada didalam segitiga dari ketiga setasiun.

2.3.1 Metode Interpolasi Segitiga Mula-mula disusun Grid yang meliputi daerah segitiga yang dibatasi oleh ketiga setasiun yang diketahui vektor anginnya. Vektor angin dihitung disalah satu titik gridnya. Sebelum dilakukan interpolasi segitiga, vektor angin lebih dulu diuraikan menjadi komponen angin yang kearah utara (v) dan kearah Timur (u). Distribusi vektor angin titik grid yang ditentukan kemudian ditaksir dengan menggunakan metode interpolasi segitiga, yang secara singkat dapat diterangkan sebagai berikut: Misalkan Ui adalah vektor arus dititik yang diketahui arah dan kecepatannya di stasiun i yang memiliki posisi (xi,yi) dan U adalah vektor arus pada setiap titik grid pada posisi (x,y) yang akan ditaksir harganya. Kedua komponen u (Timur) dan v (Utara) dari arus di (x,y) ditaksir dengan persamaan berikut

16

u1 (x1, y 1 )

. (x,y)

u2 (x2, y 2 )

u3 (x3, y 3 )

Gambar 2-7 Interpolasi Segitiga

3

u (x)

=

∑  N i =1

u(x )i

i

3

u (y)

=

∑  N i =1

i

v(y  )i

dimana Ni =

A0 =

1 2A 0

(ai + bi x + ci y)

1

x1

y 1

1

x2

y 2

1

x3

y 3

a1 = x2 y3 - x3 y2

a2 = x3 y1 - x1 y3

a3 = x1 y2 - x2 y1

b1 = y2 - y3

b2 = y3 - y1

b3 = y1 - y2

c1 = x3 - x2

c2 = x1 - x3

c3 = x2 - x1

Dengan metode interpolasi segitiga ini maka dapat dihitung komponen u dan v dari vektor angin di titik grid yang ditentukan, sehingga vektor angin nya dapat dihitung serta digambarkan.

2.4 Gelombang Seperti juga pada data angin, tidak didapat data gelombang hasil  pengukuran jangka panjang, selama 20 tahun misalnya. Untuk mendapatkan data guna analisa iklim gelombang, dilakukan upaya untuk menghitung tinggi dan periode gelombang signifikan di wilayah studi, berdasarkan angin hasil interpolasi segitiga di Pulau Kambing.

17

2.4.1.

Metode

Perhitungan

Tinggi

dan

Periode

Gelombang Signifikan Metode Prediksi Gelombang menggunakan teknik hindcasting, yaitu menggunakan data masa lampau untuk memprediksi data masa depan, dengan mengaplikasikan metode Sverdrup, Munk and Bertschneider (SMB). Pada prinsipnya metode ini adalah untuk menaksir periode dan tinggi gelombang signifikan menggunakan data angin hasil pengamatan. Data angin digunakan sebagai input, meliputi, kecepatan angin, arah dan juga panjang fetch efektif.

2.4.1.1. Kecepatan Angin Prediksi gelombang menggunakan teknik hindcasting dihitung menggunakan data kecepatan angin rata-rata yang dikumpulkan oleh stasiun meteorologi di Sekitar Selat Madura yang dimiliki oleh Badan Geofisika dan Meteorologi Nasional. Beberapa koreksi dilakukan terhadap data kecepatan angin untuk mendapatkan faktor tegangan angin, beberapa koreksinya adalah a. Koreksi Ketinggian

Karena metode SMB memerlukan data kecepatan angin 10 meter diatas tinggi muka laut rata-rata, dan pengukuran angin mungkin tidak dilakukan pada ketinggian tersebut sehingga perlu dilakukan

koreksi

ketinggian.

Koreksi

yang

dilakukan

menggunakan persamaan berikut: U10 = Uz (10/z)1/7 dimana :

U10 = kecepatan angin pada ketinggian 10 m z = tinggi pengukuran angin sebenarnya

b. Koreksi Stabilitas

Karena perbedaan temperatur antara udara dan air laut mempengaruhi kecepatan angin, jadi kecepatan angin harus di koreksi dengan koreksi stabilitas menggunakan rumusan: U = R t U10 dimana:

R t  = 1.1

18

c. Koreksi Pengaruh Lokasi

Untuk mendapatkan tinggi gelombang dan periode menggunakan metode SMB, diperlukan kecepatan angin yang  bertiup di sekeliling air laut. Karena data angin di ukur di darat, sehingga

diperlukan

koreksi

karena

pengaruh

lokasi,

menggunakan rumusan: Usea

=

1.45 Uland

d. Koreksi Gesekan

Dan yang terakhir, kecepatan angin akhirnya di koreksi dan di konversi menjadi faktor tegangan angin menggunakan rumusan: Ua  =

0.71 U

2.4.1.2. Arah Angin Arah angin dinyatakan menurut arah dari angin yang datang, demikian juga arah gelombang.

2.4.1.3. Panjang Fetch Efektif Metoda SMB diterapkan dalam suatu area yang dibatasi fetch,  berarti bahwa arah dari aliran angin dibatasi oleh darat. Panjang fetch efektif di hitung menggunakan rumusan:

∑ F  cos (α  ) ∑ cosα  2

Fef 

=

i

i

i

dimana : Fef

= panjang Fetch efektif Fi

αi

= Panjang Fetch pada arah ke -i

= sudut dari garis pantai arah ke -i

2.4.1.4. Rumusan Tinggi Gelombang Signifikan dan Periodenya Tinggi gelombang signifikan dihitung dengan formulasi SMB, Rumusan SMB untuk perairan dangkal adalah:

19

Hs =

0.283U  A

Ts =

2

tanh [0.53 [

g

7.54U  A

gd  u A

tanh [ 0.833 { (

g

Ts F G Ua D

= = = = =

0.00565(

3

] 4 ] tanh ( 2

gF  U  A

tanh[0.530(

gd  U  A

) 8 ] tanh { 2

)2

gd  U  A

0.379(

3

2

1

2

)4.

gF  U  A

tanh(0.833(

)

3

2

1

)3

gd  U  A

2

3

 )

)8

Periode Gelombang Signifikan Panjang fetch Efektif Gravitasi Stress Angin Kedalaman Dasar Laut

sementara Formulasi SMB untuk peramalan gelombang perairan dalam : Hs =

Ts =

1.6 x10 −3U  A 2 g

2.857 x10 −1U  A g

1/ 2

⎛ gF  ⎞ ⎜ U  2 ⎟ ⎝  A ⎠

1/ 2

⎛ gF  ⎞ ⎜ U  2 ⎟ ⎝  A ⎠

2.5. Analisa Frekuensi Harga Ekstrim Salah satu tujuan utama dari studi ini adalah untuk menghitung  besarnya Periode Ulang, atau sering disebut  Average Recurrence  Interval untuk 5, 10, sampai 100 tahun, dari beberapa parameter

oseanografi tersebut diatas. Untuk itu dilakukan analisa frekuensi harga ekstrim, dengan melakukan pencocokan data harga maksimum tahunan dari parameter oseanografi tadi,

terhadap beberapa fungsi

distribusi harga ekstrim. Distribusi ekstrim yang digunakan dalam analisis adalah LogNormal, Gumbel, Weibul dan Pearson Type III. LogNormal adalah suatu distribusi kontinu dimana logaritma dari variabelnya memiliki distribusi normal, sehingga variabel  X    adalah distribusi LogNormal jika  y = ln ( X ) berdistribusi normal dengan “ ln ”

20

menandakan logaritma natural. Persamaan umum untuk fungsi kerapatan probabilitas dari distribusi LogNormal adalah:  f ( x ) = e

−⎛⎜ ( ( ln ( x −θ ) / m )) ⎝

( 2σ 2 ) ⎞⎟⎠

2

( x − θ ) σ

x ≥ θ ; m, σ  > 0

2π 

Dimana σ  adalah parameter bentuk, θ   adalah parameter lokasi dan m adalah parameter skala. Pada kasus dimana θ  = 0 dan m = 1 di sebut distribusi LogNormal Standar. Pada kasus dimana θ   sama dengan nol disebut distribusi lognormal parameter-2. Persamaan untuk distribusi lognormal standar adalah

(

− ( ln x / m )2

 f ( x ) = e

(2σ 2 ))

x ≥ θ ; σ  > 0

 xσ 2π 

Distribusi Gumbel juga mengacu pada hal yang sama ketika distribusi Nilai Ekstrim Tipe I memiliki dua bentuk. Yang satu  berdasarkan pada ekstrim terkecil dan yang lainnya berdasarkan pada ekstrim terbesar. Persamaan umum untuk fungsi kerapatan probabilitas dari distribusi Gumbel (maksimum) adalah:  f ( x ) =

1  β 

 x − μ 

−

e

 β 

 x− μ 

−

e

e

 β 

Dimana μ   adalah parameter lokasi dan  β   adalah parameter skala. Pada kasus dimana μ  = 0  dan  β  = 1  disebut distribusi Gumbel Standar. Persamaan untuk distribusi Gumbel standar (maksimum) direduksi menjadi  f ( x ) = e− x e − e

− x

Persamaan untuk distribusi komulatif dari distribusi Gumbel (maksimum) adalah F ( x ) = e− e

− x

Fungsi kerapatan probabilitas distribusi Weibull diberikan oleh  f ( x ) = 1 − e

−( x  β )α 

21

Dan persamaan untuk fungsi distribusi komulatifnya adalah F ( x)

=

−α

αβ  x

α −1

e

−( x  β )α 

untuk  x ∈ [ 0, β ]

Distribusi Pearson Type III adalah distribusi lengkung yang hampir mirip dengan distribusi binomial yang memiliki fungsi distribusi probabilitas

⎛  x − α  ⎞ ⎜ ⎟  f ( x ) =  β Γ( p ) ⎜⎝   β   ⎠⎟ 1

Dimana

 p −1

exp(−

 x − α 

 β 

)

Γ(p) adalah fungsi Gamma. Jika persamaan  y = (x - α ) / β

disubstitusikan ke persamaan diatas distribusi Pearson Type III dapat disederhanakan menjadi:  f ( y ) =

 y  p −1e − y

Γ( p)

Berdasarkan time series data kecepatan angin tahunan, parameter distribusi dari tiap distribusi frekuensi ekstrim dan standar errornya di hitung. Standar error yang paling kecil diantara keempat fungsi distribusi, LogNormal, Gumbel, Weibul dan Pearson Type III, kemudian ditentukan sebagai yang paling tepat. Berdasarkan distribusi  parameter terkecil, digambarkan sebuah kurva linier pada kertas  probabilitas ekstrim dari distribusi fungsi yang mewakili. Kertas probabilitas adalah sebuah diagram yang di susun sehingga fungsi distribusi komulatif harus di gambarkan sebagai linier (garis lurus). Dibawah ini adalah contoh dari Kertas probabilitas Gumbel dan Lognormal.

22

Gambar 2-8 Kertas Probabilitas Gumbel

Gambar 2-8 Kertas Probabilitas Lognormal

23

BAB III DATA DAN PENGOLAHAN

3.1 Pasang Surut Data pasang surut di wilayah studi didapat dari hasil pengukuran lapangan yang dilakukan selama 31 hari, sejak tanggal 20 Juli sampai dengan 21 Agustus 2003. Pengukuran Pasang surut dilakukan dengan menggunakan peranti pengukur tinggi muka air otomatis ( Automatic Water Level Recorder – AWLR ),

Merk A Ott Kempten dengan nomor seri

1284. Data berbentuk analog, kemudian didigitisasi untuk mendapatkan data tinggi muka air setiap jam. Tinggi muka air dinyatakan dalam satuan centimeter dihitung relatif terhadap ketinggian nol palem pasut yang ditempatkan didekat posisi AWLR. Data pasang surut selama 31 hari kemudian dilakukan analisa harmonik metode Least Square, dengan menggunakan program TAN, untuk mendapatkan amplitudo dan lag fasa sebanyak 38 komponen di stasiun Pulau Kambing.

3.1.2 Prediksi Pasang Surut Jangka Panjang Berdasarkan Konstanta pasang surut tersebut, Amplitudo dan lag fase 38 komponen di stasiun pengamatan Pulau Kambing, dapat di  prediksikan pasang surut jangka panjang di kedua stasiun yang mewakili variasi muka laut di utara dan bagian selatan selat Madura. Prediksi pasang surut pada suatu waktu dapat di prediksi dengan menjumlahkan seluruh gelombang harmonik dari setiap komponen pasang surut pada waktu tertentu. Sehingga deret waktu dari variasi pasang surut dapat di prediksikan dengan membuat deret waktu prediksi pasang surut. Secara matematis prediksi pasang surut dapat di bangun menggunakan persamaan berikut:

24

 N

η  (t) = S0 +

∑

f i Hi cos ( σi t + Vi + ui - gi)

(3-1)

i =1

dimana:

η(t)

= elevasi pasang surut sebagai fungsi waktu

S0

= tinggi muka laut rata-rata(MSL) dari titik nol palem

f i

= koreksi amplitudo Nodal dari komponen pasang surut i

Hi

= amplitudo komponen pasang surut i

σi

= kecepatan sudut (o/jam) komponen pasang surut i

Vi

= fase keseimbangan komponen pasang surut i

ui

= koreksi fase Nodal

gi

= lag fase komponen i

t

= waktu

 N

= jumlah komponen yang menyusun prediksi pasang surut

Dengan menggunakan konstanta harmonik dari 38 komponen  pasang surut hasil pengamatan di Pulau Kambing, Prediksi pasang surut  jangka panjang meliputi daerah utara dan selatan Selat Madura kemudian di mulai pada periode 21 tahun mulai Januari 1982 sampai Desember 2002. Pertama-tama

dilakukan

prediksi

pasang

surut

tiap

jam

menggunakan nilai amplitudo dan koreksi fase nodal (fi dan ui), sehingga untuk tiap bulan parameter fi dan ui terlebih dahulu dihitung dalam  prediksi pasang surut. Dari prediksi pasang surut tiap jam, range pasang surut terendah, tertinggi, dan terbesar tiap bulannya kemudian di masukkan dalam tabel.

3.1.3 Analisa Frekuensi Ekstrim Pasang Surut Untuk melaksanakan perhitungan Analisis frekuensi harga ekstrim  pasang surut, mula-mula dilakukan peramalan pasang surut jangka  panjang, yaitu selama 20 tahun. Guna mendapatkan hasil peramalan yang baik, peramalan pasang surut harus dilakukan tidak lebih dari 1 bulan. Jadi untuk mendapatkan hasil peramalan selama 20 tahun, ramalan dilakukan bulan demi bulan.

25

Dari hasil peramalan, dipilih harga muka laut tertinggi setiap  bulan. Dari daftar harga muka laut tertinggi tiap bulan tersebut, kemudian dibuat daftar harga muka laut maksimum tahunan. Untuk menghitung Periode Ulang atau Average Recurrence Interval (ARI) dari 1, 20, sampai 100 tahun, harga tinggi muka air laut maksimum tertinggi mulai dari 1981 sampai dengan 2002 di cocokkan dengan beberapa Distribusi Frekuensi Ekstrim yang di jelaskan pada bagian 2.5.

3.2. Arus Laut Data arus laut didapat dari hasil pemngukuran lapangan di dekat Pulau kambing, yang di laksanakan sejak jam 00 mulai 1 sampai dengan  jam 10.00 tanggal 30 Agustus 2003. Pengukuran dilaksanakan dengan peranti pengukur arus pencatat otomatik (Automatic Recordiong Current Meter) Model DNC-2M, yang mencatat data kecepatan dan arah arus setiap 20 menit. Posisi atau koordinat lokasi pengukuran arus laut adalah sebagai berikut: S 07o 22' 20.07" E 113o 16’ 36.44" Untuk melakukan analisa harmonik terhadap data arus laut, karena  prosedur standar analisa harmonik harus dilakukan pada data perjam, mula-mula dilakukan penghalusan data dengan menggunakan pogram FILTER yang menghilangkan sinyal dengan frekuensi kurang dari 120 menit. Penghalusan dilakukan terhadap komponen Utara dan Timur dari vektor arus, kemudian dilakukan pencuplikan ( Decimation) tiap 3 data, untuk menghasilkan data per jam.

26

3.3.1. Arus Pasang Surut Berdasarkan prosedur analisis arus, vektor arus dinyatakan dalam kecepatan dan arah yang biasanya du uraikan menjadi komponen Timur (u) dan Utara (v). Data tiap jam dari u dan v ini yang kemudian akan dianalisis lebih lanjut. Setiap data dalam deret waktu u dan v kemudian dianalisis dengan metode Least Square menggunakan program TAN, sebuah program komputer untuk analisa harmonik yang mirip dengan program yang digunakan pada analisa pasang surut untuk mendapatkan 38 konstanta harmonik arus pasang surut. Pada dasarnya, data arus adalah superposisi dari arus pasang surut dan arus non pasang surut. Arus non pasang surut di dapatkan dengan membangun persamaan prediksi arus pasang surut (mirip dengan metode  prediksi pasang surut) berdasarkan hasil dari analisa harmonik arus pasang surut. Sehingga untuk arus non pasang surut dapat di peroleh dengan mengurangi data arus hasil prediksi dengan data pasang surut hasil  pengamatan, pengurangan ini di lakukan terhadap komponen u dan v. ures = uobs

- u pre

vres = vobs -

v pre

dimana : u res dan vres = u dan v komponen arus non pasang surut u obs  dan vobs = u dan v komponen arus hasil pengamatan u  pre  dan v pre = u dan v komponen arus pasut

3.3. Data Angin Karena tidak tersedianya data angin jangka panjang di Pulau Kambing, dan stasiun meteorologi terdekat terlalu jauh dari pulau kambing, maka dicoba menggunakan metode interpolasi segitiga dari data tiga stasiun yang ada.

27

Gambar 3-1. Stasiun yang digunakan untuk interpolasi segitiga

Data

angin

diambil

dari

Situs

The

National

Centre

for

Environmental Prediction (NCEP), berupa data rata-rata harian dari kecepatan dan arah angin selama 20 tahun dari tanggal 1 Januari 1985 sampai 31 Desember 2005. yang dapat di download pada situs http://www.cdc.noaa.gov/cdc/data.ncep.reanalysis.surface.html Data yang dapat diambil adalah data pada setiap interval data 2.5 derajat Lintang dan Bujur. Dan untuk tugas ini diambil pada. Titik-titik 104, 105 114 dan 115, seperti ynag tertera pada peta diatas yang memiliki koordinat :

•

Titik 104: 112.50 BT-7.50 LS

•

Titik 105: 115.00 BT-7.50 LS

•

Titik 114: 112.50 BT-5.00 LS

•

Titik 115: 115.00 BT-5.00 LS

Disamping itu diambil juga data angin hasil pengamatan Badan Meteorologi dan Geofisika di Pelabuhan Udara Juanda Surabaya. Untuk menghitung angin di Pulau Kambing, dilakukan interpolasi segitiga terhadap komponen angin arah Utara dan Timur dari tiga sertasiun, yaitu : Setasiun Surabaya, Titik 114 dan Titik 105.

28

3.4. Gelombang Laut Karena tidak tersedianya data gelombang di wilayah studi, terutama dalam jangka panjang, stuidi gelombang didasarkan pada pdata gelombang hasil perhitungan tinggi dan periode gelombang signifikan  berdasarkan data angin. Perhitungan gelombang dilakukan dengan tehnik hindcasting dengan menggunakan formulasi SMB, seperti yang dijelaskan pada bab sebelumnya. Sehingga dengan menggunakan data angin jangka panjanag yang telah di hitung untuk studi ini, perhitungan prediksi dilakukan dengan prediksi rata-rata harian yang meliputi 21 tahun mulai dari 1992 sampai 2002. Arah angin juga di asumsikan sebagai arah gelombang. Untuk menghitung tinggi dan periode gelombang signifikan mulamula dilakukan perhitungan panjang Fetch efektif, didaerah studi untuk kedelapan arah datangnya angin yang menghasilkan gelombang. Tabel berikut adalah hasil perhitungan Fetch efektif di pulau Kambing. Tabel 3-1 Panjang Fetch di Pulau Kambing dalam kilometer Arah datangnya Angin

Panjang Fetch (km)

 N  NE E SE S SW W  NW

43.2 40.0 40.8 23.1 21.0 11.3 90.5 11.3

Tabel berikut menyajikan data tahunan Distribusi dari Tinggi Gelombang Signifikan pada berbagai arah, dari hasil perhitungan SMB selama 20 tahun disajikan dalam lampiran.

29

3.4.1. Analisa Frekuensi tinggi Gelombang Ekstrim. Untuk mendapatkan Average Recurrence Interval ( “ARI”) dari 1 , 20, dan 100 tahun untuk kecepatan gelombang dan kecepatan angin maksimum tahunan dari 1982 sampai 2002 di cocokkan dengan Distribusi Frekuensi Ekstrim yang di deskripsikan pada dasar teori.

30

Bab IV HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Pasang Surut Laut Data pasang surut selama 30 hari hasil perjam hasil penghalusan dan penculpikan data dari data per 2º menitan, kemudian dianalisis dengan analisis harmonik dengan menggunakan program TAN. Analisis harmonik ini menghasilkan konstanta harmonik berupa amplitudo dan beda phasa (g) dari 38 komponen harmonik. Hasil analisis harmonik pasang surut ditunjukkan sebagai berikut: Tabel 4.1-1 Hasil analisis Harmonik Pasang Surut berdasarkan data hasil pengamatan di Pulau Kambing Selat Madura Komponen Kecepatan Sudut Amplitudo Nama Jumlah deg./hour (meter) Mm Msf SI GMA1 Q1 O1 M1 P1 S1 K1  J 1 OO1 MNS2 2N2 MEU2 N2 NEU2 M2 LAMDA2 L2  T2 S2 K2 MSN2 2SM2 MO3 M3 MK3 SK3 MN4 M4 SN4

3 4 7 8 10 12 15 16 17 21 23 25 26 27 28 29 31 33 34 35 36 38 39 41 42 43 45 46 47 48 49

. 5443747 1. 0158958 12. 9271398 13. 3986609 13. 9430356 14. 4920521 14. 9589314 15. 0000000 15. 0410686 15. 5854433 16. 1391017 27. 4238337 27. 8953548 27. 9682084 28. 4397295 28. 5125831 28. 9841042 29. 4556253 29. 5284789 29. 9589333 30. 0000000 30. 0821373 30. 5443747 31. 0158958 42. 9271398 43. 4761563 44. 0251729 45. 0410686 57. 4238337 57. 9682084 58. 4397295

. 0010 . 0039 . 0091 . 0600 . 2732 . 0074 . 1159 . 0040 . 3497 . 0245 . 0063 . 0112 . 0087 . 0074 . 0655 . 0124 . 4736 . 0098 . 0365 . 0083 . 1405 . 0382 . 0035 . 0009 . 0245 . 0098 . 0104 . 0114 . 0041 . 0147 . 0036

Lag Fase (derajat) 104. 67 220. 90 31. 79 253. 89 115. 46 85. 52 324. 96 324. 96 324. 96 188. 30 222. 87 316. 97 279. 17 340. 67 279. 17 279. 17 156. 44 36. 39 36. 39 341. 05 341. 05 341. 05 8. 44 78. 71 153. 68 140. 05 27. 50 318. 02 317. 23 153. 65 230. 77

Periode (jam) 661. 3092 354. 3671 27. 8484 26. 8684 25. 8193 24. 8412 24. 0659 24. 0000 23. 9345 23. 0985 22. 3061 13. 1273 12. 9054 12. 8718 12. 6583 12. 6260 12. 4206 12. 2218 12. 1916 12. 0164 12. 0000 11. 9672 11. 7861 11. 6070 8. 3863 8. 2804 8. 1771 7. 9927 6. 2692 6. 2103 6. 1602

31

MS4 S4 2MN6 M6 MSN6 2MS6 2SM6 ZO

50 52 54 55 56 57 59 116

58. 9841042 60. 0000000 86. 4079380 86. 9523127 87. 4238337 87. 9682084 88. 9841042 00. 0000000

. 0061 . 0010 . 0003 . 0010 . 0005 . 0005 . 0002 . 0000

356. 85 105. 62 111. 53 11. 95 155. 63 269. 13 338. 50 000. 00

6. 1033 6. 0000 4. 1663 4. 1402 4. 1179 4. 0924 4. 2654 0. 0000

Variasi muka laut tiap jam yang di dapatkan dari hasil pengamatan lapangan diukur dari tinggi muka laut rata-rata (mean sea level), sehingga hasil dari analisis harmonik pasang surutnya memberikan nilai Z0 = 0 Dari hasil analisis harmonik kesimpulannya dapat dituliskan: •

Untuk verifikasi hasil analisis pasang surut harmonik, di buat grafik dari konstanta harmonik yang dihasilkan, kemudian dibandingkan dengan data hasil pengamatan. Gambar berikut ini menyajikan perbandingan antara data pengamatan dan data hasil prediksi di Pulau Kambing. Kedua grafik terlihat saling mendukung, sehingga kita dapat mengatakan bahwa hasil analisisnya cukup bagus, dan konstanta harmoniknya dapat digunakan untuk memprediksi pasang surut pada waktu yang diinginkan.

200

100    )   m   c    (    l   e   v   e    L   a   e    S

0

-100

-200 1 Ags

3

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

27

29

Date

Gambar 4-1. Perbandingan antara data hasil pengamatan dan data hasil prediksi

 pasang surut di Pulau Kambing

32

•

Tipe pasang surut di Pulau Kambing, menunjukkan tipe campuran ke arah tipe diurnal, dengan bilangan Formzahl 1,02, yang berarti selama sehari semalam, ada dua kali ketinggian maksimum dan minimum

•

Berdasarkan hasil analisis harmonik, tinggi muka laut di prediksikan untuk 18,6 tahun (satu periode Nodal) dan analisis level maksimum dilakukan untuk menentukan Lowest Astronomical Tide (LAT) dan Maximum Tidal Range. Hasilnya adalah: Tabel 4.1-2 Prediksi tinggi muka laut untuk 18.6 tahun

Parameter Mean Sea Level (MSL)

Level (m)

Remark

0

Mean Low Water Spring

-1.23

m from MSL

Mean High Water Spring

1.33

m from MSL

Lowest Astronomical Tide

- 1.17

m from MSL

Highest Astronomical Tide

1.37

m from MSL

Maximum Tidal Range

2.64

m

Analisis frekuensi harga ekstrim pasang surut laut dilakukan dengan cara melakukan peramalan pasang surut berdasarkan konstanta harmonik diatas. Peramalan dilaksanakan perbulan, kemudian disusun harga muka air tertinggi setiap bulan,. Dari daftar itu kemudian di susun daftar harga tinggi muka air maksimum setiap tahunnya, seperti yang tertera di tabel dibawah. Berdasarkan pada harga maksimum tahunan itu kemudian dihitung  parameter harga ekstrim untuk masing-masing Gumbel, Log Normal, Pearson III dan Weibul. Kemudian dipilih distribusi yang memiliki faktor kesalahan terkecil. Untuk data maksimum tahunan pasang surut laut di Pulau Kamboing, ternyata Distribusi Gumbel menunjukkan kator kesalahan  paling kecil, yang bebarti fungsi yang paling cocok adalah distribuisi fungsi distrribusi Log Normal.

33

Gambar berikut menunjukkan Tinggi Muka laut Maksimum Tahunan dan posisinya di Kertas Probabilitas Log Normal.

Tabel 4.1-3 Posisi Penggambaran pada Kertas Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel untuk Tinggi Maksimum Muka Laut Tahunan (diatas MSL) di Pulau Kambing

Deret Waktu Data di urutkan mulai dari magnitude terkecil Tahunan Maksimum M XM  Probabilitas Tahunan. (urutan ranking) (M= 1,2,...N) Plot. Position 1.34 1 1.225 0.05 2006 1.38 2 1.228 0.09 2007 1.37 3 1.257 0.14 2008 1.37 4 1.258 0.18 2009 1.33 5 1.260 0.23 2010 1.33 6 1.260 0.27 2011 1.34 7 1.275 0.32 2012 1.34 8 1.295 0.36 2013 1.30 9 1.317 0.41 2014 1.23 10 1.325 0.45 2015 1.26 11 1.328 0.50 2016 1.26 12 1.330 0.55 2017 1.26 13 1.331 0.59 2018 1.23 14 1.334 0.64 2019 1.26 15 1.340 0.68 2020 1.28 16 1.340 0.73 2021 1.32 17 1.345 0.77 2022 1.33 18 1.347 0.82 2023 1.32 19 1.371 0.86 2004 1.33 20 1.371 0.91 2005 1.38 21 1.380 0.95 2006 Penggambaran distribusi tahunan tinggi muka laut maksimum di gambarkan pada kertas probabilitas LogNormal sebagai berikut:

34

Gambar 4- 2 Distribusi Tahunan Tinggi Muka Laut Maksimum tahun 2006 di Pulau Kambing

Dari grafik di atas, Rata-rata periode ulang untuk beberapa tahun kemudian dihitung, dan di tampilkan pada tabel berikut:

Tabel 4.1-4 Tinggi Muka laut Maksimum (diatas MSL) dengan periode ulang yang bervariasi Periode Ulang Tahun

Probabilitas P(X)

2

0.5

Muka Laut Maksimum (cm) 132.3

5

0.8

133.4

10

0.10

134.0

20

0.95

134.8

50

0.95

135.7

100

0.99

136.4

35

4.2. Arus Laut Seperti dijelaskan diatas, data arus laut di Pulau Kambing didapat dari hasil pemngukuran lapangan, yang di laksanakan sdejak jam 00 mulai 1 sampai dengan jam 10.00 tanggal 30 Agustus 2003. Untuk mendapatkan gambaran tentang distribusi kecepatan dan arah arus laut hasil pengukuran lapangan, berikut disajikan gambar Currenty Rose serta Joint Probability Tabel dari data arus.

Gambar 4.2-1 Diagram Current Rose dari data arus Tabel 4.2-1 Joint Probability Table dari data arus Kecepatan arus (cm/sec) Arah Calm 2 – 6.9 7– 11.9 12 – 16.9 17 – 21.9 22 - 26.9 27 – 31.9 >32 Arus Prosentase Frekuensi Kejadian (%)

18 N NE E SE S SW W NW

0.0 0.0 13.1 0.0 0.0 0.0 15.2 0.0

0.0 0.0 15.2 0.0 0.0 0.0 16.1 0.0

0.0 0.0 10.0 0.0 0.0 0.0 4.8 0.0

0.0 0.0 5.8 0.0 0.0 0.0 0.3 0.0

0.0 0.0 1.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.0 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

36

Untuk mendapatkan arus pasang surut, langkah berikutnya dilakukan analisis harmonik terhadap komponen Utara (v) dan Timur (u) dari vektor arus hasil pengukuran. Karena data arus berupa data per 20 menit, sebelum dilakukan analisis harmonik, lebih dulu data dihaluskan dengan program FILTER, untuk membuang semua sinyal dengan periode kurang dari 120 menit, serta didesimasikan setiap 3 titik guna mendapatkan data komponen arus  perjam. Kemudian dilakukan analisis harmonik dengan menggunakan  program TAN, yang menghasilkan 38 konstanta harmonik dari 38 komponen harmonik arus pasutnya. Hasil dari analisis harmonik untuk u dan v dari data arus hasil  pengukuran setelah di filter tadi, disajikan dalam lampiran. Berdasarkan konstanta harmonik dari ke 38 komponen pasut dari komponen Utara (v) dan Timur (u) dari vektor arus diatas, disusun  peramalan arus pasut dari v dan v, untuk kurun waktu yang sama dengan waktu pengukuran. Kemudian hasil ramalan dari kedua komponen v dan u itu disintesakan kembali menjadi vektor arus. Harga kecepatan dan arah dari vektor arus hasil ramalan itulah yang bisa dianggap sebagai arus pasang surut. Untuk mendapatkan gambaran dari relasi antara Arus Total ( yaitu arus hasil pengukuran), arus pasang surut serta variasi tinggi muka airnya,  berikut disajikan diagram arus total, arus pasang surut serta variasi tinggi muka air pada 10 hari pertama pengukuran :

37

Gambar 4.2-2  Diagram Vektor dari Arus Total, Pasut dan Tinggi Muka Air di Perairan Pulau Kambing

Untuk mengamati pola arah dan kecepatan arus laut di Pulau Kambing, berikut disajikan Diagram Polar dari arus lautnya :

Gambar 4.2-3 diagram Polar dari Hasil Pengamatan Arus di Perairan Pulau Kambing

38

Dari gambar diatas terlihat nyata bahwa arus laut di Pulau Kambing didominasi oleh arus pasang surut, yang mengarah ke Timur Tenggara saat menuju Pasang, dan kearah barat laut saat menuju surut. Terlihat juga kecepatan kearah Timur Tenggara lebih besar dari kecepatan kearah sebaliknya. Hal ini menunjukkan adanya arus tetap kearah Timur Tenggara, diperkirakan arus tetap ini adalah arus musiman, yang berasal dari Laut Jawa, memasuki Selat Madura dan mengalir kearah Timur. Hal ini ditunjukkan oleh adanya harga Zo komponen v dan u dari hasil analisis harmonic yang menghasilkan arus tetap kearah Timur Tenggara dengan kecepatan sebesar 0.024 m/det. Berdasarkan hasil analisis harmonik arus pasang surut parameter elips dari tiap komponen akan di hitung. Berikut ini menyajikan hasil perhitungan dari parameter-parameter elips tersebut dari 4 komponen semidiurnal (M2, S2, N2, dan L2), 3 komponen diurnal (K1, O1, dan J1), dan dua komponen perairan dangkal M3 dan MK3 Parameter elips utamanya adalah:

Tabel 4.2-3 Parameter Elips Arus Pasang Surut Komponen

Parameter

Semi Diurnal M2 S2 N2

Diurnal O1 K1

P1

U

H (cm/s) g (deg)

18.7 16

4.2 84

1.8 16

4.0 142

5.6 40

1.8 40

V

H (cm/s) g (deg)

2.3 81

0.7 270

0.3 201

0.7 41

0.9 247

0.3 247

Elips

Semi Major Axis Semi Minor Axis Axis Direction Sense

11.20 0.19 53 AC

5.77 0.29 53 C

4.18 0.07 48 C

12.30 0.31 51 C

28.13 0.24 52 C

9.32 0.08 52 C

39

SMJ

= sumbu semi mayor

SMN = sumbu semi minor Dir.

= arah dari sumbu semi major dari Utara

Sense = Arah pergerakan elips C

= Clockwise sense (searah jarum jam)

AC

= Anti clockwise sense (berlawanan jarum jam)

Beberapa kesimpulan berdasarkan hasil perhitungan dan analisis diatas adalah: •

Kondisi arus di Selat Madura, umumnya di dominasi oleh arus  pasang surut pada arah Timur-Barat.

•

Mengikuti kondisi pasang surut, komponen semi diurnal dari arus  pasang surut umumnya lebih besar dibandingkan yang diurnal.

•

Komponen periode panjang Mm dan Msf tidak memiliki kontribusi yang signifikan

•

Pada beberapa frekuensi perairan dangkal memiliki kontribusi yang lumayan besar, memiliki:

o frekuensi semidiurnal : MNS2 dan MSN2 o frekuensi Terdiurnal : M3, MO3 dan MK3 o frekuensi quarterdiurnal : MN4 dan SN4 o frekuensi sixthdiurnal : 2MS6 •

Arus pasang surut menunjukkan bahwa komponen arah timur (u) selalu dominan dibandingkan dengan komponen lepas pantai arah utara (v), yang berarti bahwa arus pasang surut lepas pantai menjalar sepanjang selat.

•

Kecepatan arus pasang surut di Pulau Kambing tidak cukup kuat untuk mencapai sekitar 0,31 m/detik, khususnya ketika tinggi muka laut rata-rata menuju pasang atau surut.

40

4.2. 1. Analisis Frekuensi Harga Ekstrim Arus Laut Analisis Frekuensi Harga Ekstrim Arus Pasut di Pulau Kambing dilakukan dengan cara yang sama dengan Analisis Harga Ekstrim pasang surut laut diatas. Berdasarkan konstanta harmonik dari ke 38 komponen arus pasut dari komponen v dan u, disusun ramalan komponen arus pasang surut  jangka panjang, yaitu dari tahun Januari 1992 sampai Desember 2012, kemudian disintesakan menjadi harga kecepatan dan arah arus pasang surut jangka panjang. Dari hasil ramalan arus pasang surut tersebut kemudian disusun kecerpatan maksimum bulanan untuk setiap tahun, lalu disusun harga kecepatan maksimum tahunannya. Distribusi harga maksimum tahunan ini kemudian dicocokkan dengan keempat fungsi distribusi ekstrim tersebut diatas. Ternyata yang memiliki faktor kesalahan terkecil untuk arus  pasang surut adalah fungsi distribusi Log Normal. Selanjutnya dihitung  besarnya Periode Ulang

untuk arus pasut dari grafik Lognormal, dan

didapat seperti disajikan dalam tabel dibawah.. Tabel 4.2-4 Posisi Plotting pada Distribusi Ekstrim Log Normal Dari harga maksimum Tahunan Kecepatan Arus Pasang Surut Di Pulau Kambing Daftar Harga Maksimum Tahunan

Data diurutkan berdasarkan Magnitude

Tahun

Max. Tahunan

M XM Probabilitas (urutan ranking ) (M= 1,2,...N) Posisi Plot.

2006

30

1

31

0.03

2007

30

2

30

0.08

2008

29

3

30

0.13

2009

30

4

30

0.17

2010

30

5

30

0.22

2011

29

6

30

0.27

2012

28

7

30

0.31

2013

29

8

29

0.36

2014

29

9

29

0.41

41

2015

29

10

29

0.45

2016

30

11

29

0.50

2017

28

12

29

0.55

2018

29

13

29

0.59

2019

29

14

29

0.64

2020

29

15

29

0.69

2021

29

16

29

0.73

2022

29

17

29

0.78

2023

31

18

29

0.83

2024

30

19

29

0.87

2025

29

20

29

0.92

2026

28

21

28

0.97

Berikut adalah tabel harga kecepatan maksimum arus pasang surut  pada periode ulang yang bersangkutan Tabel 4.2-5 Kecepatan arus pasang surut maksimum Dengan berbagai harga Periode Ulang

Periode Ulang (Tahun) 1

Probabilitas Kecepatan Maksimum P(X) Arus Pasut X(m/sec) 01. 29.4

5

0.5

29.9

10

0.9

30.2

20

0.95

30.4

50

0.98

30.8

100

0.99

31.0

Dan berikut adalah grafik distribusi yang digambarkan pada kertas Probabilitas Log Normal

42

Gambar 4.2-4 Distribusi arus pasang surut maksimum tahunan

4.3. Analisis Angin Seperti dijelaskan sebelumnya, data angin di Pulau Kambing didapat dengan melakukan interpolasi segitiga terhadap data angin di tiga tempat, yakni di Pelabuhan Udara Juanda Surabaya, dan dua titik grid dari  NECP, masing-masing Titik 105 dan 114. Hasil interpolasi segitiga adalah komponen Utara (v) dan Timur (u) di Pulau Kambing, yang kemudian disintesakan menjadi kecepatan dan arah angin jangka panjang ( 20 tahun). Kondisi umum dari analisis angin jangka panjang hasil interpolasi di Pulau kambing menunjukkan bahwa angin yang dominan di tiap bulan nya bertiup dari Barat dan Timur. Sekitar 40% selama satu tahun angin yang bertiup dari Timur, dan sekitar 20% bertiup dari Barat, dan sebagian  besar memiliki kecepatan 3 - 7 m/dt. Selama bulan April ke November, angin yang dominan yang  bertiup dari Timur, dan dominasi angin barat hanya sepanjang musim hujan saja, yaitu dari Desember ke Februari.

43

Angin dominan yang kedua biasanya memiliki persentase yang  jauh lebih kecil, bertiup dari berbagai arah. Di bulan Januari angin dominan kedua adalah angin barat daya dengan persentase kurang dari 6%. Angin Timur adalah angin dominan yang kedua pada bulan Maret dan Februari dan juga pada bulan April, angin dominan yang kedua adalah angin barat. Selama musim kemarau, dari Juli hingga September, angin dominan kedua adalah angin Tenggara. Tabel berikut menyajikan persentase arah dan kecepatan angin  bulanan yang dominan: Tabel 4.3-1 Presentase arah dan kecepatan angin bulanan yang dominan

Januari

Dominan Dominan Kedua Kecepatan  Arah Persentase  Arah Persentase K ecepatan (m/s) (m/s) Barat 68.8 3-5 Barat Daya 5.7 1-5

Februari

Barat

71.4

5-7

Timur

6.5

5–7

Maret

Barat

33.1

3-5

Timur

13.4

3-5

 April

Timur

46.1

3-5

Barat

12.4

3–5

Mei

Timur

69.9

3-5

Timur Laut

6.9

5–7

Juni

Timur

73.1

3–5

Tenggara

7.6

3–5

Juli

Timur

82.4

3-5

Utara

4.9

3–5

 Agustus Timur

76.1

3-5

Tenggara

12.8

3–7

September Timur

64.7

5-7

Tenggara

18.4

3–5

Timur 

40.6

5-7

Tenggara

18.1

3–5

November Timur 

24.6

3-5

Barat

4.9

3–5

Desember Barat

43.4

5-7

Timur

7.1

5–7

Oktober

Pembagian musim di Selat Madura digambarkan secara umum seperti yang biasanya digunakan untuk menggambarkan situasi musiman di Indonesia yaitu: 

Musim Barat yang terjadi selama bulan Desember hingga bulan Februari



Musim Transisi I terjadi selama bulan Maret hingga bulan Mei



Musim Timur Mei terjadi selama bulan Juni hingga bulan Agustus



Musim Transisi II terjadi selama bulan September hingga bulan  November

44

Maka variasi frekuensi kejadian yang musiman dapat disajikan dalam tabel berikut. Arah angin dominan pada semua musim berasal dari Barat, selama Musim Barat, sekitar 15 % dari angin berasal dari Timur, sedangkan pada musim yang lain sekitar 17 sampai 32% dari angin berasal dari selatan. Tabel 4.3-2 Variasi musiman frekuensi kejadian angin Dominan Kecepatan  Ar ah Persentase (m/s) Musim Barat Musim Transisi I Musim Timur Musim Transisi II

Barat

69.4

3-5

Timur

64.5

3-5

Timur

64.5

5-7

Barat

59.8

3-5

 Ar ah Timur

Dominan Kedua Kecepatan Persentase (m/s) 14.7

5–7

17.8

5–7

Selatan

27.6

5–7

Selatan

32.2

3–5

Selatan

Tabel Joint Probabilitas musiman dan windrose di Pulau Kambing ditamilkan dalam lampiran. Tabel joint Probabilitas adalah tabel yang terdiri dari frekuensi kejadian (dalam persen) dari tiap-tiap kecepatan angin setiap arah. Tabel joint Probabilitas adalah tabel yang terdiri dari frekuensi kejadian (dalam persen) dari tiap-tiap kecepatan angin setiap arah.

4.3.1. Analisis Frekuensi Ekstrim Angin Untuk mendapatakan Average Reccurence interval (“ARI”) dari 1, 20 dan 100 tahun untuk kecepatan angin maksimum tahunan dari tahun 1982 sampai 2002 di cocokkan dengan beberapa Distribusi Frekuensi Ekstrim yang di jabarkan pada metodologi. Test kecocokan distribusi frekuensi harga ekstrim dilaksanakan untuk kedelapan arah anginnya.

45

4.3.1.1. Angin Utara Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Utara telah di perlihatkan pada tabel 4-13. Perhitungan curve parameter , standar error analisis angin utara hingga distribusi frekuensinya, menunjukkan hasil yang baik dengan menggunakan Distribusi Ekstrim Gumbel. Tabel 4.3-4 Data kecepatan angin maksimum tahunan angin yang datang dari utara

Daftar Harga Maksimum Tahunan

Data disusun berdasarkan magnitude

1985

Max. Tahunan 0.6

M (urutan ranking) 1

1986

5.0

1987

XM (M= 1,2,...N)

Probability Posisi Plot.

6.5

37.71

2

6.3

13.54

3.6

3

6.2

8.25

1988

4.6

4

6.1

5.93

1989

2.1

5

5.9

4.63

1990

2.9

6

5.9

3.80

1991

3.1

7

5.0

3.22

1992

3.5

8

4.6

2.79

1993

1.3

9

4.2

2.47

1994

6.1

10

4.0

2.21

1995

1.5

11

3.6

2.00

1996

6.5

12

3.5

1.83

1997

4.0

13

3.1

1.68

1998

0.6

14

2.9

1.56

1999

4.2

15

2.1

1.45

2000

2.1

16

2.1

1.36

2001

6.3

17

1.5

1.28

2002

5.9

18

1.3

1.20

2003

6.2

19

0.8

1.14

2004

0.8

20

0.6

1.08

2005

5.9

21

0.6

1.03

Tahun

46

Reccurrence Interval (Years) 9

1.0

1.2

1.3

1.5

2

3

4

5

10

20

30

0.9

0.95

40 50

100

200

0.99

0.998

8

7

6

   )   s 5    /   m    (    d   e   e   p    S    d   n 4    i    W   m   u   m    i   x   a    M3

2

1

Probability (Nonoccurence) -1.5

-1.0

- 0.5

0

0.5

1.0

0.8

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0.98

4.0

4.5

5.0

5 .5

Reduced Variate (y)

Gambar 4.3-1 Kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel

Kecepatan Maksimum Angin Utara di Pulau Kambing

Tabel 4.3-5 Kecepatan Maksimum Angin Utara dengan periode ulang yang bervariasi Interval Ulang (T) (years)

Probability P(x)

Max. Wind Speed X (m/sec)

1 2 5 10 20 50 100

0.00001 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

1.16 3.55 5.02 5.96 6.89 8.44 8.97

47

4.3.1.2. Angin Timur laut Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Timur Laut telah di perlihatkan pada Tabel 4-15. Perhitungan curve parameter , standar error analisis angin Timur Laut hingga distribusi frekuensinya, menunjukkan hasil yang baik dengan menggunakan Distribusi Ekstrim Gumbel. Tabel 4.3-6 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari timur laut

Daftar Harga Maksimum Tahunan Tahun

Annual Max (m/sec)

Data disusun berdasarkan magnitude M

XM

Tm

(ranking order) (M= 1,2,...N) Plot. Position

1985

4.4

1

5.4

37.71

1986

1.4

2

5.1

13.54

1987

3.5

3

5.0

8.25

1988

2.4

4

5.0

5.93

1989

3.2

5

4.9

4.63

1990

2.3

6

4.7

3.80

1991

5.1

7

4.4

3.22

1992

1.1

8

4.3

2.79

1993

5.0

9

4.0

2.47

1994

0.9

10

3.5

2.21

1995

2.2

11

3.2

2.00

1996

4.3

12

2.4

1.83

1997

1.2

13

2.3

1.68

1998

2.1

14

2.2

1.56

1999

5.0

15

2.1

1.45

2000

1.4

16

1.4

1.36

2001

4.7

17

1.4

1.28

2002

4.0

18

1.2

1.20

2003

0.7

19

1.1

1.14

2004

4.9

20

0.9

1.08

2005

5.4

21

0.7

1.03

48

Reccurrence Interval (Years) 9

1.0

1.2

1.3

1.5

2

3

4

5

10

20

0.9

0.95

30

40 50

100

200

8

7

6

   )   s 5    /   m    (    d   e   e   p    S    d   n 4    i    W   m   u   m    i   x   a    M3

2

1

Probability (Nonoccurence) -1.5

-1.0

-0.5

0

0.5

1.0

0.8

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0.98

4.0

4.5

0.99

5.0

0.998

5 .5

Reduced Variate (y)

Gambar 4.3-2 Kertas probabilitas gumbel untuk kecepatan maksimum

tahunan angin timur laut di pulau kambing

Tabel 4.3-7 Kecepatan maksimum angin timur laut dengan periode ulang yang bervariasi

Periode Ulang (T) (tahun)

Probabilitas P(x)

Kec. Angin Maksimum X (m/sec)

1

0.00001

1.78

2

0.5

2.26

5

0.8

3.58

10

0.9

5.15

20

0.95

6.15

50

0.98

7.36

100

0.99

8.38

49

4.3.1.3. Angin Timur Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Timur telah di perlihatkan pada tabel 4.3-8. Perhitungan curve parameter, standar error

analisis

menunjukkan

angin hasil

Timur yang

Laut baik

hingga dengan

distribusi

frekuensinya,

menggunakan

Distribusi

LogNormal. Tabel 4.3-8

Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari timur Daftar Harga Maksimum Tahunan

Data disusun berdasarkan magnitude

Tahun

Annual Max (m/sec)

M (ranking order)

XM (M= 1,2,...N)

Tm Plot. Position

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

9.5 10.9 9.2 9.1 8.1 8.3 14.2 6.1 9.1 8.8 9.0 10.3 12.2 11.5 6.6 11.8 7.8 6.2 7.6 11.7 9.2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

16 15 13 12 11 11 10 10 10 10 10 10 9 9 9 9 9 9 9 9 9

37.71 13.54 8.25 5.93 4.63 3.80 3.22 2.79 2.47 2.21 2.00 1.83 1.68 1.56 1.45 1.36 1.28 1.20 1.14 1.08 1.03

Distribusi kecepatan angin timur tahunan dalam kertas probabilitas LogNormal digambarkan sebagai berikut:

50

10

20

30

Maximum Wind Speed (m/sec)

Gambar 4.3-3 Kertas Probabilitas LogNormal untuk kecepatan Maksimum tahunan Angin Timur di Pulau Kambing

Tabel 4.3-9 Kecepatan Maksimum Angin Timur dengan periode ulang yang bervariasi Periode Ulang (T) (Tahun)

2 5 10 20 50 100

Kec. Angin Probabilitas Maksimum P(x) X (m/sec)

0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

8.87 10.58 12.58 14.09 15.88 17.51

51

4.3.1.4. Angin Tenggara Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Tenggara telah di perlihatkan pada tabel 4.3-10. Perhitungan curve  parameter, standar error analisis angin Timur Laut hingga distribusi frekuensinya, menunjukkan hasil yang baik dengan menggunakan Distribusi LogNormal. Tabel 4.3-10 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Tenggara Daftar Harga Maksimum Tahunan Tahun

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Data disusun berdasarkan magnitude

M XM Tm Annual Max (m/sec) (ranking order) (M= 1,2,...N) Plot. Position

5.5

1

8.6

37.71

7.5

2

8.1

13.54

3.8

3

8.1

8.25

4.7

4

7.8

5.93

3.4

5

7.5

4.63

7.3

6

7.4

3.80

5.5

7

7.3

3.22

3.7

8

7.3

2.79

5.7

9

7.3

2.47

7.8

10

6.6

2.21

6.4

11

6.4

2.00

5.4

12

5.7

1.83

4.9

13

5.5

1.68

8.1

14

5.5

1.56

6.6

15

5.4

1.45

7.3

16

5.4

1.36

5.4

17

4.9

1.28

8.6

18

4.7

1.20

8.1

19

3.8

1.14

7.3

20

3.7

1.08

7.4

21

3.4

1.03

52

10

20

30

Maximum Wind Speed (m/sec)

Gambar 4.3-4 kertas probabilitas LogNormal kecepatan maksimum angin tenggara di Pulau Kambing

Tabel 4.3-11 Kecepatan Maksimum Angin Tenggara dengan periode ulang yang bervariasi Periode Ulang (T) (Tahun)

Kec. Angin Probabilitas Maksimum P(x) X (m/sec)

1

0.00001

4.60

2

0.5

6.05

5

0.8

7.93

10

0.9

9.02

20

0.95

10.8

50

0.98

11.3

100

0.99

12.41

53

4.3.1.5. Angin Selatan Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Tenggara telah di perlihatkan pada tabel diatas. Perhitungan curve  parameter, standar error analisis angin Timur Laut hingga distribusi frekuensinya, menunjukkan hasil yang baik dengan menggunakan Distribusi Ekstrim Gumbel. Tabel 4.3-12 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari tenggara

Daftar Harga Maksimum Tahunan

Data disusun berdasarkan magnitude

Tahun

Maksimum Tahunan (m/sec)

1985

5.6

1

6.1

37.71

1986

5.9

2

5.9

13.54

1987

6.1

3

5.6

8.25

1988

4.6

4

5.1

5.93

1989

2.6

5

5.0

4.63

1990

5.0

6

4.9

3.80

1991

1.5

7

4.8

3.22

1992

3.3

8

4.6

2.79

1993

1.7

9

3.6

2.47

1994

4.8

10

3.4

2.21

1995

0.7

11

3.3

2.00

1996

1.4

12

2.7

1.83

1997

2.7

13

2.6

1.68

1998

1.7

14

1.7

1.56

1999

1.5

15

1.7

1.45

2000

1.4

16

1.5

1.36

2001

5.1

17

1.5

1.28

2002

3.4

18

1.4

1.20

2003

3.6

19

1.4

1.14

2004

4.9

20

1.0

1.08

2005

1.0

21

0.7

1.03

M

XM

Tm

(ranking order) (M= 1,2,...N) Plot. Position

54

Reccurrence Interval (Years) 1.2

1.0

1.3

1.5

2

3

4

5

10

20

40 50

30

100

200

7

6

   )   s 5    /   m    (    d   e   e   p    S    d   n 4    i    W   m   u   m    i   x   a    M3

2

1

Probability (Nonoccurence) -1.5

-1.0

- 0.5

0

0.5

1.0

0.8

1.5

0.9

2.0

2.5

 

3.0

0.95

3.5

0.98

4.0

4.5

0.99

5.0

 

0.998

5.5

Reduced Variate (y)

Gambar 4.3-5 Kertas probabilitas gumbel untuk kecepatan maksimum tahunan angin selatan di pulau kambing

Tabel 4.3-13 Kecepatan Maksimum Angin Selatan dengan periode ulang yang bervariasi Periode Ulang (T) (Tahun)

Kec. Angin Probabilitas Maksimum P(x) X (m/sec)

1

0.00001

1.12

2

0.5

3.09

5

0.8

3.98

10

0.9

4.56

20

0.95

5.12

50

0.98

5.85

100

0.99

6.40

55

4.3.1.6. Angin Barat Daya Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Barat Daya telah di perlihatkan pada tabel 4.3-14 Perhitungan curve parameter, standar error analisis angin Timur Laut hingga distribusi frekuensinya, menunjukkan hasil yang baik dengan menggunakan Distribusi Ekstrim Gumbel Tabel 4.3-14 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Barat Daya Daftar Harga Maksimum Tahunan Tahun

Data disusun berdasarkan magnitude

M XM Annual Max (m/sec) (ranking order) (M= 1,2,...N)

Tm Plot. Position

1985

6.9

1

6.9

37.71

1986

6.6

2

6.8

13.54

1987

5.4

3

6.6

8.25

1988

4.9

4

6.2

5.93

1989

2.3

5

6.1

4.63

1990

2.4

6

6.0

3.80

1991

2.4

7

5.8

3.22

1992

4.0

8

5.7

2.79

1993

6.1

9

5.4

2.47

1994

2.1

10

5.1

2.21

1995

2.9

11

4.9

2.00

1996

6.0

12

4.2

1.83

1997

2.0

13

4.0

1.68

1998

2.2

14

3.1

1.56

1999

4.2

15

2.9

1.45

2000

3.1

16

2.4

1.36

2001

6.8

17

2.4

1.28

2002

6.2

18

2.3

1.20

2003

5.1

19

2.2

1.14

2004

5.8

20

2.1

1.08

2005

5.7

21

2.0

1.03

56

Reccurrence Interval (Years) 9

1.0

1.2

1.3

1.5

2

3

4

5

10

20

0.9

0.95

30

40 50

100

200

8

7

6

   )   s 5    /   m    (    d   e   e   p    S    d   n 4    i    W   m   u   m    i   x   a    M3

2

1

Probability (Nonoccurence) -1.5

-1.0

-0.5

0

0.5

0.8

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0.98

4.0

4.5

0.99

5.0

0.998

5.5

Reduced Variate (y)

Gambar 4.3-6 kertas probabilitas gumbel untuk kecepatan maksimum tahunan angin barat daya di pulau kambing

Tabel 4.3-15 Kecepatan Maksimum Angin Barat Daya dengan periode ulang yang bervariasi Periode Ulang (T) (Tahun)

Kec. Angin Probabilitas Maksimum P(x) X (m/sec)

1

0.00001

2.10

2

0.5

4.29

5

0.8

5.17

10

0.9

5.76

20

0.95

6.32

50

0.98

7.04

100

0.99

7.59

57

4.3.1.7. Angin Barat Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Barat telah di perlihatkan pada tabel 4.3-16. Perhitungan curve parameter, standar error analisis angin Barat hingga distribusi frekuensinya, menunjukkan

hasil

yang

baik

dengan

menggunakan

Distribusi

LogNormal. Tabel berikut ini menunjukkan Kecepatan angin maksimum dan  posisi plot nya dalam kertas probabilitas ekstrim LogNormal. Tabel 4.3-16 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Barat Daftar Harga Maksimum Tahunan Tahun

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Data disusun berdasarkan magnitude

M XM Annual Max (m/sec) (ranking order) (M= 1,2,...N)

Tm Plot. Position

14.1

1

15.7

37.71

15.7

2

15.5

13.54

10.6

3

14.7

8.25

15.5

4

14.1

5.93

10.5

5

13.0

4.63

11.2

6

12.6

3.80

10.1

7

12.2

3.22

11.0

8

11.8

2.79

12.6

9

11.7

2.47

11.3

10

11.7

2.21

8.8

11

11.6

2.00

7.7

12

11.3

1.83

9.0

13

11.2

1.68

11.7

14

11.0

1.56

11.7

15

10.6

1.45

11.8

16

10.5

1.36

14.7

17

10.1

1.28

13.0

18

9.9

1.20

12.2

19

9.0

1.14

9.9

20

8.8

1.08

11.6

21

7.7

1.03

58

Distribusi kecepatan angin timur tahunan dalam kertas probabilitas lognormal digambarkan sebagai berikut:

10

20

30

Maximum Wind Speed (m/sec)

Gambar 4.3-7 kertas probabilitas LogNormal untuk kecepatan maksimum tahunan angin barat di pulau kambing Tabel 4.3-17 Kecepatan Maksimum Angin Barat dengan periode ulang yang bervariasi Periode Ulang (T) (Tahun)

1 2 5 10 20 50 100

Kec. Angin Probabilitas Maksimum P(x) X (m/sec)

0.00001 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

9.30 11.5 13.3 14.4 15.3 16.4 17.3

59

4.3.1.8. Angin Barat Laut Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Timur Laut telah di perlihatkan pada tabel 4.3-18. Perhitungan curve parameter, standar error analisis angin Timur Laut hingga distribusi frekuensinya, menunjukkan hasil yang baik dengan menggunakan Distribusi Ekstrim Gumbel. Tabel berikut ini menunjukkan Kecepatan angin maksimum dan  posisi plot nya dalam kertas probabilitas ekstrim Gumbel. Tabel 4.3-18 Data kecepatan angin maksimum tahunan yang datang dari Timur Laut

Daftar Harga Maksimum Tahunan Tahun

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Data disusun berdasarkan magnitude

M XM Tm Annual Max (m/sec) (ranking order) (M= 1,2,...N) Plot. Position

2.5

1

6.6

37.71

6.4

2

6.5

13.54

1.8

3

6.4

8.25

2.3

4

5.6

5.93

4.4

5

5.4

4.63

6.5

6

5.1

3.80

3.1

7

5.0

3.22

4.7

8

4.7

2.79

6.6

9

4.4

2.47

5.0

10

3.7

2.21

3.7

11

3.5

2.00

2.4

12

3.1

1.83

1.0

13

2.6

1.68

5.1

14

2.5

1.56

5.4

15

2.4

1.45

3.5

16

2.4

1.36

5.6

17

2.4

1.28

2.6

18

2.3

1.20

2.0

19

2.0

1.14

2.4

20

1.8

1.08

2.4

21

1.0

1.03

60

Reccurrence Interval (Years) 9

1.0

1.2

1.3

1.5

2

3

4

5

10

20

0.9

0.95

30

40 50

100

200

8

7

6

   )   s 5    /   m    (    d   e   e   p    S    d   n 4    i    W   m   u   m    i   x   a    M3

2

1

Probability (Nonoccurence) -1.5

-1.0

-0.5

0.5

0

1.0

0.8

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0.98

4.0

4.5

0.99

5.0

0.998

5 .5

Reduced Variate (y)

Gambar 4.3-8 kertas probabilitas gumbel untuk kecepatan maksimum tahunan angin barat laut di pulau kambing

Tabel 4.3-19 Kecepatan Maksimum Angin Timur Laut dengan periode ulang yang bervariasi Periode Ulang (T) (Tahun)

Probabilitas P(x)

Kec. Angin Maksimum X (m/sec)

1 2 5 10 20 50 100

0.00001 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

2.01 4.29 5.17 5.76 6.32 7.04 7.59

61

Tabel berikut menunjukkan kecepatan angin maksimum tahunan  pada tiap arah mata angin di Pulau Kambing, di tentukan dari data angin 21 tahun hasil interpolasi segitiga.

Tabel 4.3-20 Kecepatan Angin Maksimum Tahunan untuk tiap arah mata angin dalam m/sec di Pulau Kambing Selat Madura  No.

Year

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

1

1985

0.6

4.4

9.5

5.5

5.6

6.9

14.1

2.5

2

1986

5.0

1.4

10.9

7.5

5.9

6.6

15.7

6.4

3

1987

3.6

3.5

9.2

3.8

6.1

5.4

10.6

1.8

4

1988

4.6

2.4

9.1

4.7

4.6

4.9

15.5

2.3

5

1989

2.1

3.2

8.1

3.4

2.6

2.3

10.5

4.4

6

1990

2.9

2.3

8.3

7.3

5.0

2.4

11.2

6.5

7

1991

3.1

5.1

14.2

5.5

1.5

2.4

10.1

3.1

8

1992

3.5

1.1

6.1

3.7

3.3

4.0

11.0

4.7

9

1993

1.3

5.0

9.1

5.7

1.7

6.1

12.6

6.6

10

1994

6.1

0.9

8.8

7.8

4.8

2.1

11.3

5.0

11

1995

1.5

2.2

9.0

6.4

0.7

2.9

8.8

3.7

12

1996

6.5

4.3

10.3

5.4

1.4

6.0

7.7

2.4

13

1997

4.0

1.2

12.2

4.9

2.7

2.0

9.0

1.0

14

1998

0.6

2.1

11.5

8.1

1.7

2.2

11.7

5.1

15

1999

4.2

5.0

6.6

6.6

1.5

4.2

11.7

5.4

16

2000

2.1

1.4

11.8

7.3

1.4

3.1

11.8

3.5

17

2001

6.3

4.7

7.8

5.4

5.1

6.8

14.7

5.6

18

2002

5.9

4.0

6.2

8.6

3.4

6.2

13.0

2.6

19

2003

6.2

0.7

7.6

8.1

3.6

5.1

12.2

2.0

20

2004

0.8

4.9

11.7

7.3

4.9

5.8

9.9

2.4

2005

5.9

5.4

9.2

7.4

1.0

5.7

11.6

2.4

21

Pada tabel ditunjukkan bahwa angin kuat terjadi hanya di arah timur dan barat, sehingga analisis distribusi ekstrim maksimum tahunan angin hanya dari arah timur dan barat. Data kecepatan angin maksimum tahunan dari timur yang di  perlihatkan pada tabel diatas. Perhitungan curve parameter dan analisis standar error dari distribusi frekuensi yang di sebutkan diatas untuk angin  pada tiap arah mata angin, untuk kecepatan angin maksimum dari tiap arah di tampilkan dalam tabel berikut ini

62

Tabel 4.3-21 Tabel Distribusi Ekstrim dan arah angin Arah

Distribusi

Angin

Ekstrim

 N

Gumbel

 NE

Gumbel

E

Lognormal

SE

Lognormal

S

Gumbel

SW

Gumbel

W

Lognormal

 NW

Gumbel

4.4. Analisis Gelombang Seperti dijelaskan di Bab terdahulu, data gelombang jangka  panjang (20 tahun) di Pulau Kambing dihitung dengan teknik Hindcasting dengan menggunakan metode SMB, berdasarkan data angin jangka  panjang di Pulau Kambing. Hasil perhitungan kemudian dianalisis, mula-mula dicari distribusi arah dan kecepatannya, untuk kemudian disajikan dalam bentuk Diagram Wave Rose serta Joint Probability Tabel. Hasil analisis tersebut dalam bentuk distribusi sepanjang tahun serta musimannya, dengan pembagian musim yang sama dengan dalam analisis angin akan disajikan dalam lampiran.

63

Diagram Wave Rose Sepanjang Tahun

Gambar 4.4-1 Waverose sepanjang tahun

Tabel 4.4-1 Joint Probabilitas musim transisi 1

Tinggi Gelombang Signifikan(m)

0.1 -0.2

Arah

0.3 -0.49

0.5 -0.69

0.7 -0.89

0.9 -1.09

1.1 1.29

>1.3 -

0.0 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 1.2 0.0

0.0 0.0 0.1 0.0 0.0 0.0 1.7 0.0

Frequency of Occurrence (%)

Calm  N  NE E SE S SW W  NW

29 1.3 1.3 17.5 3.9 1.3 1.1 3.9 0.7

0.4 0.7 16.9 1.1 0.4 0.1 3.2 0.2

0.1 0.0 4.0 0.1 0.0 0.0 3.0 0.2

0.0 0.0 1.5 0.0 0.0 0.0 2.6 0.0

0.0 0.0 0.3 0.0 0.0 0.0 1.8 0.0

64

4.4.1. Gelombang dari Utara Hasil terbaik untuk tinggi gelombang maksimum tahunan yang datang dari utara adalah menggunakan distribusi Gumbel, yang kemudian di sajikan dalam Kertas Probabilitas Gumbel.

Tabel 4.4-2 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Utara Data disusun berdasarkan magnitude

Deret Waktu

Tahun

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Maksimum M X_dM Tm (ranking) (M= 1,2,...N) Plot. Position Tahunan 0.48

1

0.72

37.71

0.72

2

0.69

13.54

0.32

3

0.60

8.25

0.37

4

0.49

5.93

0.69

5

0.48

4.63

0.46

6

0.48

3.80

0.01

7

0.46

3.22

0.34

8

0.46

2.79

0.33

9

0.46

2.47

0.48

10

0.42

2.21

0.42

11

0.37

2.00

0.01

12

0.36

1.83

0.46

13

0.34

1.68

0.19

14

0.33

1.56

0.10

15

0.32

1.45

0.49

16

0.31

1.36

0.31

17

0.19

1.28

0.02

18

0.10

1.20

0.36

19

0.02

1.14

0.60

20

0.01

1.08

0.46

21

0.01

1.03

65

Gambar 4.4-2 Kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel gelombang yang

datang dari Utara di Pulau Kambing

Tabel 4.4-3 Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Utara dengan periode ulang bervariasi Periode Ulang T (tahun)

Probabilitas P(x)

Reduced Variate Y

Tinggi Gel. Maks. X (m)

1 2 5 10 20 50 100

0.0001 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

-1.5 0.3665 1.4999 2.2504 2.9702 3.9019 4.6002

0.08 0.32 0.48 0.62 0.73 0.88 0.98

66

4.4.2. Gelombang Datang dari Timur Laut Hasil terbaik untuk tinggi gelombang maksimum tahunan yang datang dari timur laut adalah menggunakan distribusi Gumbel, yang kemudian di sajikan dalam Kertas Probabilitas Gumbel

Tabel 4.4-4 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Timur Laut Deret Waktu

Tahun

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Data disusun berdasarkan magnitude

Maksimum tahunan

M

X_dM

Tm

(ranking)

(M= 1,2,...N)

Plot. Position

0.52

1

0.66

37.71

0.84

2

0.61

13.54

0.79

3

0.58

8.25

0.58

4

0.55

5.93

0.66

5

0.55

4.63

0.74

6

0.52

3.80

0.21

7

0.48

3.22

0.66

8

0.46

2.79

0.55

9

0.41

2.47

0.46

10

0.33

2.21

0.48

11

0.22

2.00

0.33

12

0.21

1.83

0.22

13

0.14

1.68

0.61

14

0.08

1.56

0.14

15

0.06

1.45

0.41

16

0.01

1.36

0.82

17

0.19

1.28

0.55

18

0.10

1.20

0.01

19

0.02

1.14

0.08

20

0.01

1.08

0.06

21

0.01

1.03

67

Gambar 4.4-3 Kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel

Gelombang yang datang dari Timur Laut di Pulau Kambing

Tabel 4.4-5 Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Timur Laut dengan periode ulang bervariasi Periode Ulang T (tahun)

Probabilitas P(x)

Reduced Variate Y

Tinggi Gel. Maksimum X (m)

1 2 5 10 20 50 100

0.0001 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

-1.5 0.3665 1.4999 2.2504 2.9702 3.9019 4.6002

0.98 0.35 0.48 0.63 0.74 0.89 1.09

68

4.4.3. Gelombang dari Timur Hasil terbaik untuk tinggi gelombang maksimum tahunan yang datang dari timur adalah menggunakan distribusi Gumbel, yang kemudian di sajikan dalam Kertas Probabilitas Gumbel

Tabel 4.4-6 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Timur Deret Waktu

Data disusun berdasarkan magnitude

Tahun Maksimum M (ranking order) Tahunan

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

X_dM

Tm

(M= 1,2,...N)

Plot. Position

1.72

1

2.8

37.71

1.59

2

2.43

13.54

1.66

3

2.3

8.25

1.59

4

2.19

5.93

1.81

5

2.08

4.63

1.68

6

1.94

3.80

2.26

7

1.92

3.22

1.30

8

1.88

2.79

1.61

9

1.87

2.47

1.42

10

1.82

2.21

1.67

11

1.8

2.00

2.57

12

1.77

1.83

1.20

13

1.76

1.68

1.70

14

1.75

1.56

1.41

15

1.69

1.45

1.77

16

1.68

1.36

1.95

17

1.67

1.28

1.77

18

1.48

1.20

1.82

19

1.47

1.14

2.05

20

1.35

1.08

2.15

21

1.25

1.03

69

Gambar 4.4-4 Kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel

Gelombang yang datang dari Timur Laut di Pulau Kambing Tabel 4.4-7 Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Timur dengan periode ulang bervariasi Periode Ulang T (tahun)

Probabilitas P(x)

Reduced Variate Y

Max. Wave Height X (m)

1 2 5 10 20 50 100

0.0001 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

-1.5 0.3665 1.4999 2.2504 2.9702 3.9019 4.6002

1.09 1.71 2.24 2.49 2.62 2.85 3.15

70

4.4.4. Gelombang Datang dari Tenggara Hasil terbaik untuk tinggi gelombang maksimum tahunan yang datang dari tenggara adalah menggunakan distribusi LogNormal, yang kemudian di sajikan dalam Kertas Probabilitas LogNormal Tabel 4.4-8 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim LogNormal Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Tenggara Deret Waktu

Tahun

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Data disusun berdasarkan magnitude

Maksimum M (ranking order) Tahunan

X_dM

Tm

(M= 1,2,...N)

Plot. Position

0.46

1

1.27

37.71

0.89

2

1.13

13.54

1.27

3

0.89

8.25

0.29

4

0.82

5.93

0.48

5

0.81

4.63

0.39

6

0.80

3.80

0.68

7

0.72

3.22

0.69

8

0.69

2.79

0.33

9

0.68

2.47

0.31

10

0.65

2.21

0.81

11

0.48

2.00

0.82

12

0.46

1.83

0.20

13

0.46

1.68

0.46

14

0.39

1.56

0.37

15

0.37

1.45

1.13

16

0.33

1.36

0.65

17

0.31

1.28

0.72

18

0.31

1.20

0.28

19

0.29

1.14

0.80

20

0.28

1.08

0.31

21

0.20

1.03

71

Maximum Wave Height (m)

Gambar 4.4-5 Kertas Probabilitas Ekstrim Lognormal

gelombang yang datang dari tenggara di Pulau Kambing Tabel 4.4-9 Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Tenggara dengan periode ulang bervariasi Periode Ulang T (tahun)

Probabilitas P(x)

Reduced Variate Y

Tinggi Gel. Maksimum

1 2 5 10 20 50 100

0.0001 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

-1.5 0.3665 1.4999 2.2504 2.9702 3.9019 4.6002

0.16 0.53 0.78 0.95 1.13 .1.36 1.54

X (m)

72

4.4.5. Gelombang dari Selatan Hasil terbaik untuk tinggi gelombang signifikan maksimum tahunan yang datang dari Selatan adalah menggunakan distribusi LogNormal, yang kemudian di sajikan dalam Kertas Probabilitas LogNormal. Tabel 4.4-10 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim LogNormal Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Selatan Deret Waktu

Tahun

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Data disusun berdasarkan magnitude

Maksimum M Tahunan (ranking order)

X_dM

Tm

(M= 1,2,...N)

Plot. Position

0.57

1

0.92

37.71

0.92

2

0.81

13.54

0.60

3

0.81

8.25

0.24

4

0.71

5.93

0.44

5

0.70

4.63

0.71

6

0.65

3.80

0.08

7

0.61

3.22

0.05

8

0.60

2.79

0.01

9

0.60

2.47

0.11

10

0.57

2.21

0.61

11

0.52

2.00

0.81

12

0.46

1.83

0.02

13

0.44

1.68

0.65

14

0.31

1.56

0.19

15

0.24

1.45

0.46

16

0.19

1.36

0.52

17

0.11

1.28

0.70

18

0.08

1.20

0.81

19

0.05

1.14

0.31

20

0.02

1.08

0.60

21

0.01

1.03

73

Maximum Wave Height (m)

Gambar 4.4-5 Kertas Probabilitas Ekstrim Lognormal

gelombang yang datang dari selatan di Pulau Kambing Tabel 4.4-11 Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Selatan dengan periode ulang bervariasi Periode Reduced Tinggi Gel. Probabilitas Variate Maksimum Ulang P(x) Y X (m) T (tahun) 1

0.0001

-1.5

0.16

2

0.5

0.3665

0.48

5

0.8

1.4999

0.82

10

0.9

2.2504

0.89

20

0.95

2.9702

0.98

50

0.98

3.9019

1.27

100

0.99

4.6002

1.48

74

4.4.6. Gelombang Datang dari Barat Daya Hasil terbaik untuk tinggi gelombang signifikan maksimum tahunan yang datang dari Barat Daya adalah menggunakan distribusi LogNormal, yang kemudian di sajikan dalam Kertas Probabilitas LogNormal. Tabel 4.4-12 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Barat Daya Deret Waktu

Data disusun berdasarkan magnitude

Tahun Maksimum M X_dM Tm Tahunan (ranking order) (M= 1,2,...N) Plot. Position

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

0.08 0.41 0.49 0.32 0.56 0.14 0.18 0.46 0.25 0.19 0.25 0.48 0.56 0.50 0.49 0.30 0.31 0.15 0.12 0.14 0.32

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

0.56 0.56 0.50 0.49 0.49 0.48 0.46 0.41 0.32 0.32 0.31 0.30 0.25 0.25 0.19 0.18 0.15 0.14 0.14 0.12 0.08

37.71 13.54 8.25 5.93 4.63 3.80 3.22 2.79 2.47 2.21 2.00 1.83 1.68 1.56 1.45 1.36 1.28 1.20 1.14 1.08 1.03

75

Maximum Wave Height (m)

Gambar 4.4-7 Kertas Probabilitas Ekstrim Lognormal

Gelombang yang datang dari Barat Daya di Pulau Kambing

Tabel 4.4-13 Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Barat Daya dengan periode ulang bervariasi Periode Reduced Probabilitas Ulang Variate P(x) T (tahun) Y

1 2 5 10 20 50 100

0.0001 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

-1.5 0.3665 1.4999 2.2504 2.9702 3.9019 4.6002

Tinggi Gel. Maksimum

X (m)

0.16 0.29 0.42 0.51 0.61 .0.73 0.83

76

4.4.7. Gelombang dari Barat Hasil terbaik untuk tinggi gelombang signifikan maksimum tahunan

yang

datang

dari

barat

adalah

menggunakan

distribusi

LogNormal, yang kemudian di sajikan dalam Kertas Probabilitas LogNormal. Tabel 4.4-14 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Barat

Deret Waktu

Data disusun berdasarkan magnitude

Maksimum M X_dM Tahun Tahunan (ranking order) (M= 1,2,...N)

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

3.12 3.46 2.52 3.03 2.55 3.89 2.79 2.39 3.01 1.95 2.4 1.82 2.85 2.00 2.91 3.57 3.53 2.81 2.27 2.12 3.14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

3.89 3.57 3.53 3.46 3.14 3.12 3.03 3.01 2.91 2.85 2.81 2.79 2.55 2.52 2.4 2.39 2.27 2.12 2 1.95 1.82

Tm Plot. Position

37.71 13.54 8.25 5.93 4.63 3.80 3.22 2.79 2.47 2.21 2.00 1.83 1.68 1.56 1.45 1.36 1.28 1.20 1.14 1.08 1.03

77

Gambar 4.4-8 kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel

Gelombang yang datang dari Barat di Pulau Kambing Tabel 4.4-15 Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Barat dengan periode ulang bervariasi Periode Ulang T (tahun)

Probabilitas P(x)

Reduced Variate Y

Tinggi Gel. Maksimum

1 2 5 10 20 50 100

0.0001 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

-1.5 0.3665 1.4999 2.2504 2.9702 3.9019 4.6002

1.16 2.68 3.17 3.50 3.81 4.22 4.53

X (m)

78

4.4.8 Gelombang dari Barat Laut Hasil terbaik untuk tinggi gelombang signifikan maksimum tahunan yang datang dari Barat Laut adalah menggunakan distribusi Gumbel, yang kemudian di sajikan dalam Kertas Probabilitas Gumbel. Tabel 4.4-16 Penggambaran Posisi pada Distribusi Probabilitas Ekstrim Gumbel Tahunan untuk Tinggi Gelombang Maksimum yang datang dari Barat Laut Deret Waktu

Tahun

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Data disusun berdasarkan magnitude

Maksimum M (ranking order) Tahunan

X_dM

Tm

(M= 1,2,...N)

Plot. Position

0.40

1

1.71

37.71

1.47

2

1.67

13.54

0.12

3

1.54

8.25

1.21

4

1.47

5.93

1.47

5

1.47

4.63

1.31

6

1.46

3.80

0.47

7

1.40

3.22

0.89

8

1.31

2.79

0.47

9

1.21

2.47

0.80

10

0.90

2.21

0.69

11

0.89

2.00

1.54

12

0.85

1.83

0.90

13

0.81

1.68

0.59

14

0.80

1.56

1.71

15

0.69

1.45

1.40

16

0.59

1.36

0.47

17

0.47

1.28

1.46

18

0.47

1.20

1.67

19

0.47

1.14

0.85

20

0.40

1.08

0.81

21

0.12

1.03

79

Gambar 4.4-9 kertas Probabilitas Ekstrim Gumbel

Gelombang yang datang dari Barat Laut di Pulau Kambing Tabel 4.4-17 Tinggi Gelombang Maksimum dari Barat Laut dengan periode ulang bervariasi Periode Ulang T (tahun)

Probabilitas P(x)

Reduced Variate Y

Tinggi Gel. Maksimum

1 2 5 10 20 50 100

0.0001 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

-1.5 0.3665 1.4999 2.2504 2.9702 3.9019 4.6002

0.51 1.06. 1.48 1.72 1.85 2.22 2.30

X (m)

80

4.4.9. Analisis Frekuensi tinggi Gelombang Ekstrim Untuk mendapatkan periode ulang dari 1 , 20, dan 100 tahun untuk kecepatan gelombang dan kecepatan angin maksimum tahunan dari 1982 sampai 2002 di cocokkan dengan Distribusi Frekuensi Ekstrim yang di deskripsikan pada dasar teori. Data tahunan tinggi gelombang maksimum berasal dari ke delapan arah yang ditampilkan diatas. Perhitungan parameter curve dan standar error analisis sampai dengan distribusi frekuensinya telah disebutkan diatas untuk tinggi gelombang signifikan tiap arah, dan hasil yang baik untuk kecepatan angin maksimum dari tiap arah di tampilkan dalam tabel  berikut

Arah

Distribusi

Gelombang

Ekstrim

 N (Utara)

Gumbel

 NE (Timur Laut)

Gumbel

E (Timur)

Gumbel

SE (Tenggara)

Lognormal

S (Selatan)

Lognormal

SW (Barat Daya)

Lognormal

W (Barat)

Gumbel

 NW (Barat Laut)

Gumbel

81

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Berdasarkan pembahasan hasil analisis pada bab sebelumnya dapat disimpulkan beberapa hal berikut:

1. Tipe pasang surut di Pulau Kambing adalah pasang campuran cenderung diurnal, dengan bilangan Formzahl sebesar 1.02, yang  berarti dalam sehari semalam terjadi dua kali pasang dan surut, dengan pasang pertama jauh lebih tinggi dari pasang yang kedua 2. Hasil analisis harmonik pasang surut menghasilkan konstanta harmonik yang cukup baik untuk membangun ramalan pasang surut kapanpun. 3. Distribusi tinggi muka air maksimum tahunan memenuhi fungsi distribusi LogNormal. 4. Kondisi arus laut di perairan Pulau Kambing di dominasi oleh arus  pasang surut, mengalir ke arah Timur Tenggara saat air pasang dan ke arah Barat laut saat menuju surut. Mengikuti kondisi pasang surut, komponen semi diurnal dari arus pasang surut umumnya lebih  besar dibandingkan yang diurnal. 5. Selama pengukuran terlihat adanya arus tetap ke arah Timur Tenggara, Di-perkirakan arus tetap ini adalah arus musiman, yang  berasal dari Laut Jawa, memasuki Selat Madura dan mengalir ke arah Timur-Tenggara dengan kecepatan sebesar 0.024 m/det. 6. Kecepatan arus pasang surut di Pulau Kambing cukup kuat mencapai sekitar 0.31 m/detik, khususnya ketika tinggi muka laut rata-rata menuju pasang atau surut. 7. Analisis Frekuensi harga ekstrim terhadap ramalan arus pasang surut  jangka panjang menunjukkan bahwa distribusi kecepatan maksimum

82

arus pasang surut di Pulau Kambing memenuhi fungsi distribusi LogNormal. 8. Kecepatan dan arah angin jangka panjang di pulau Kambing didapat dari hasil interpolasi segitiga dari data di pelabuhan udara Juanda dan titik 105 dan 114 pada model angin global NECP. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa angin dominan bertiup dari arah Barat selama musim penghujan dan Transisi II, dan dari arah Timur selama musim Transisi I dan musim kemarau. 9. Analisis frekuensi harga ekstrem terhadap data angin menunjukkan distribusi kecepatan angin maksimum memenuhi fungsi distribusi yang berbeda untuk setiap arah, seperti pada tabel berikut :

Arah Angin

Distribusi Ekstrim

 N

Gumbel

 NE

Gumbel

E

Lognormal

SE

Lognormal

S

Gumbel

SW

Gumbel

W

Lognormal

 NW

Gumbel

10. Data gelombang jangka panjang di Pulau kambing didapat dengan teknik perhitungan Hindcasting berdasarkan data angin hasil interpolasi segitiga, dengan menggunakan metode SMB. Hasil analisis frekuensi harga ekstrim terhadap tinggi gelombang signifikan untuk kedelapan arah gelombang, menghasilkan fungsi distribusi seperti dalam tabel berikut:

83

Arah Datangnya

Fungsi

Gelombang

Distribusi Ekstrim

 N

Gumbel

 NE

Gumbel

E

Gumbel

SE

Lognormal

S

Lognormal

SW

Lognormal

W

Gumbel

 NW

Gumbel

5.2. Saran Untuk mendapatkan hasil analisis angin dan gelombang yang lebih  baik, disarankan dilakukan pengukuran lapangan terhadap angin dan gelombang secara bersamaan, paling tidak selama satu bulan.

Hal ini

dimaksudkan untuk: a. Verifikasi hasil interpolasi segitiga dalam mendapatkan data angina

jangka

panjang

di

Pulau

kambing.

Interpolasi

dilaksanakan untuk kurun waktu yang sama dengan waktu  pengukuran,

dan

kemudian

dibandingkan

apakah

hasil

interpolasi segitiga cukup dekat dengan hasil pengukuran  b. Verifikasi hasil perhitungan teknik hindcasting dengan metode SMB dalam perhitungan tinggi dan periode gelombang signifikan. Hasil perhitungan berdasarkan data angin hasil  perhitungan

kemudian

dibandingkan

dengan

data

gelombangnya.

84