Gelombang bangkitan kapal

SAPUTRA, M. Efendi, Prof.Ir. H. Nur Yuwono, Dip.HE.,PhD

2003 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Kapal sebagai moda transportasi air (inland water transportation) khususnya di sungai Siak dan sungai-sungai di Indonesia umumnya yang menggunakan sungai sebagai sarana transportasi air. Manfaat kapal sebagai moda transportasi air dibandingkan dengan moda transportasi lainnya karena kapal relatif murah, hemat bahan bakar, efisien dan nyaman, sebagai sarana rekreasi dan vital guna peningkatan ekonomi rakyat di sepanjang kawasan sungai. Tingginya gelombang kapal akibat kecepatan kapal (sailing speed) dan posisi berlayar kapal (ship position) dari berbagai jenis dan ukuran kapal (ship size and types) dan kecepatan putar baling-baling kapal (propeller speed) berdampak terhadap abrasi tebing sungai. Penelitian ini bertujuan untuk melihat perbedaan tinggi gelombang kapal berdasarkan hasil penelitian dan teori para peneliti dengan berbagai variabel. Pengukuran bangkitan gelombang kapal untuk semua jenis dan ukuran kapal (primer dan sekunder) di lapangan di lakukan di sungai Siak, Propinsi Riau. Penelitian di laboratorium (khusus gelombang primer kapal) dilakukan dengan tiga jenis model kapal (bentuk sama tetapi ukuran berbeda) dengan menskala ukuran kapal di lapangan. Simulasi dilakukan dengan berbagai variabel draft kapal (Ds), kedalaman saluran (d), tinggi gelombang kapal (Hs), jarak pengukuran tinggi gelombang kapal (z) dan kecepatan kapal (Vs). Hasil penelitian menunjukkan grafik hubungan (Hs/d) dan nilai Froude (Fr lebih kecil sama dengan 1), dengan rasio jarak pengukuran tinggi gelombang kapal- kedalaman saluran (z/d) yang sama, perbandingan antara hasil penelitian model kapal (model test) dengan grafik Havelock (koefisien alpha1 = 1 dan alpha2 = 4), grafik Romisch, dan grafik hasil penelitian di lapangan (field test). Semakin besar harga (z/d) maka nilai (Hs/d) semakin kecil, begitupula sebaliknya. Grafik Havelock mempunyai trend paling baik menurut titik data sesuai kurva hubungan tahanan (R) dan kecepatan kapal (Vs) dengan nilai Froude (Fr lebih kecil sama dengan 1) yang bergerak pada kecepatan terbatas (restricted waterway) untuk range kecepatan sub kritis kapal (sub critical velocity/Vs*). Grafik hubungan (Hs/Bs) dengan nilai Froude (Fr lebih kecil samadengan 1) dan rasio jarak pengukuran tinggi gelombang kapal-kedalaman saluran (z/d) menunjukkan, grafik hasil penelitian mempunyai rentang yang lebih lebar dari grafik Romisch (dimulai dari Fr = 0, baik untuk keperluan aplikasi). Berdasarkan data lapangan (field data) gelombang kapal Cargo/Container dan Ferry Express mempunyai rata-rata gelombang yang besar. Hal tersebut memperkuat asumsi sebelumnya bahwa ukuran lebar kapal (the ship width) merupakan variabel dominan penyebab tingginya gelombang kapal selain kecepatan putar balingbaling kapal (propeller speed). Berdasarkan hasil tersebut maka pengaruh lebar kapal (Bs) dan rasio (z/d) sebagai variabel penentu tingginya gelombang kapal selain kedalaman saluran/sungai (d).

Ships as a mode of inland water transportation system is widely used in Siak and other rivers. Ship is chosen as a mode of transportation because it is economical, oil saving, efficient and relatively comfortable. It also benefit the economy along the river zone. However, ships generate waves that could cause abrasion along the river bank. The wave generated by ship is affected by its sailing speed, distance to river bank, size and propeller speed. The aim of this research is to investigate ship-induced wave height from field measurement, laboratory observation and available theories based on pertinent variables. Measurement of ship generated wave for all types of ships (primary and secondary waves) in field was conducted at Siak river, Riau Province. Laboratory observation for primary ship wave was based on simulation using three of ship models with the same hull form but different sizes. For each model the following were observed: draft of vessel (Ds), water depth (d), wave height (Hs), distance of ship to wave height measurement (z) and ship sailing speed (Vs). The result shows the relation graphs between wave height divided by water depth (Hs/d) and Froude numbers (Fr (symbol) 1), distance of ship to the wave height measurement divided by water depth (z/d) ratio, model test results compared to Havelock (with (symbol)1 coefficient = 1 ; (symbol)2 coefficient = 4) and Romisch, and field test. A big value of (z/d) ratio result in a small value of (Hs/d). Havelock graphs has the best fit (1) based on relation between resistance (R) and sailing speed (Vs) with Froude number (Fr (symbol) 1) on restricted waterway range goes to sub critical velocity (Vs*). Graphs between (Hs/Bs) with Froude numbers (Fr (symbol) 1) and distance of ship to wave height measurement divided by water depth (z/d) ratio have a wider range than Romisch’s, so it can be applied for lower speed. The field data presented Cargo/Container and Ferry express have to be averaged for high wave. The ship width (Bs) is a dominant variable of the ship wave height besides propeller speed. Based on the result the ship width (Bs) and (z/d) ratio determine the height of a ship wave besides water depth (d).

Kata Kunci : Transportasi Air,Kapal,Gelombang dan Lebar Kapal, inland-water transportation, ship waves and the ship width