Transcript Navigation Channel Design

DESAIN ALUR NAVIGASI
• Pemahaman mendasar tentang perilaku kapal
diperlukan dalam mendesain sebuah alur navigasi di
pelabuhan.
• Alur navigasi harus cukup dalam bagi kapal untuk
masuk (penambahan kedalaman air dapat dilakukan
dengan pengerukan dasar laut atau pembatasan waktu
buat kapal bertransit hanya pada saat elevasi
permukaan air pasang)
• Kapal paling mudah bermanuver pada saat kecepatan
kapal tinggi (5 knots atau lebih), tetapi saat memasuki
alur navigasi, kapal harus berjalan lebih lambat atau
bahkan berhenti.
DESAIN ALUR NAVIGASI
• Kapal memerlukan bantuan kapal seret (tug)
pada saat bernavigasi (kapal dalam kecepatan
rendah)
• Masih memungkinkan tidak tercapainya kondisi
yang aman untuk kapal bermanuver pada
kecepatan rendah di saat kondisi angin,
gelombang dan arus melewati batas kritisnya.
• Kapal-kapal yang berlayar melewati satu dengan
lainnya dapat memberikan beban hidrodinamika
yang besar terhadap satu sama lain.
PENDEKATAN DALAM DESAIN ALUR
NAVIGASI
1. Identifikasi/pilih karakteristik kapal desain
(ukuran kapal, DWT, loaded draft, loaded
displacement, GRT)
2. Defenisikan kondisi lingkungan (kondisi
kedalaman air, pasang, arus, gelombang, dan
angin memiliki pengaruh langsung pada
kemampuan kapal untuk bermanuver)
3. Tentukan kecepatan kapal, kebutuhan akan
bantuan kapal seret dan prosedur bermanuver
lainnya.
4. Perkirakan kedalaman alur yang diperlukan
PENDEKATAN DALAM DESAIN ALUR
NAVIGASI
5. Perkirakan kebutuhan lebar alur
6. Tampilkan alur pada data batimetri yang ada
7. Melakukan simulasi gerak kapal dengan
menggunakan dimensi alur
8. Tentukan bantuan-bantuan navigasi yang
diperlukan
9. Tentukan kuantitas alur, biaya pengerukan
dan analisa kelayakan ekonomi.
KONDISI LINGKUNGAN
1. Kedalaman Air
Alur yang dipilih biasanya memiliki kedalaman
air yang secara alami besar untuk menghindari
biaya awal serta biaya pengerukan yang tinggi
dalam jangka waktu yang panjang.
2. Permukaan Air
MHHW, MHW, MSL, MLW, MLLW
KONDISI LINGKUNGAN
3. Angin
Direpresentasikan dalam wind rose
4. Gelombang
Direpresentasikan dalam Grafik Distribusi Tinggi
dan Periode Gelombang Terhadap Persentase
Terjadinya, dan dalam Grafik Periode Berulang
(Return Periode) dengan Tinggi Gelombang
Signifikan (Wave Height Significant Hs)
KONDISI LINGKUNGAN
5. Arus
Dilakukan simulasi untuk memodelkan arus di
sekitar daerah pelabuhan. Arus bisa berasal dari
pasang surut atau akibat adanya sungai.
6. Visibility
Visibility yang buruk akibat kabut atau cuaca
buruk
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
1. Kedalaman Alur (Channel Depth)
Loaded Vessel Draft + Squat + Wave Induced
Motion + Safety Clearance + Dredging Tolerance
+ Advanced Maintenance Dredging
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
Squat :
- increase with the square of the forward speed
- Increase as underkeel clearaence is reduced
- Large for width-constricted channels than for
open areas
- Permanent International Association of Navigation
Congresses (PIANC)
2
Fnb

squat ( m )  2 . 4 2
L BP 1  F 2
nb
  C B L BP BT
SHIP CHARACTERISTIC
• LBP = Length Between Perpendicular
• LOA = Length Overall
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
Wave Induced Motion (Headland 1995) :
- Six-degree-of-freedom ship motion
- Accounts for forward motion and shallow water
effects
- Frequency-domain computation to compute
vessel motions in wave spectra
- Maximum vertical excursions of the vessel for
various sea states (significant wave height, mean
wave period, and wave angle relative to vessel
heading)
P ( z  z max )  e
2
 z max / 2 m 0
m0 
S
z
( ) d 
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of
Engineers 1965,1983, National Ports
Council 1975)
P ( z  z max )  e
2
 z max / 2 m 0
m0 
S
z
( ) d 
Zmax = maximum vertical motion
amplitude
m0 = zero spectral moment of the
vertical motion = RMS2
P ( z  z max )  1 %
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
Safety Clearance:
- Distance between the lowest calculated
position of a vessel’s hull and the channel
bottom
- Soft material on the channel bed (safety
clearance : 0.6m)
- Hard material or clay bottom (safety
clearance : 1.2 m)
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
Dredging Tolerance:
- 0.3 – 0.6 m ditambahkan untuk perkiraan
loss (ketidakakuratan) pada saat
pengerukan
Advanced Maintenance Dredging:
- Untuk daerah yang cenderung terjadi
sedimentasi atau penumpukan
- Menambah waktu antar jadwal pengerukan
- Perlunya survey hidrografi yang berkala
untuk mengevaluasi keperluan pengerukan
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
1. Lebar Alur (Channel Width)
Maneuvering Lane + Ship Clearance Lane + Bank
Clearance
Bergantung pada faktor :
-
Kecepatan kapal
Angin yang melintang (cross winds)
Arus yang melintang (cross currents)
Arus yang membujur (longitudinal current)
Tinggi dan Panjang Gelombang Signifikan
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
-
Bantuan untuk navigasi
Permukaan dasar
Kedalaman perairan
Tingkat keberbahayaan barang muatan
Kerapatan lalu lintas kapal
PIANC method :
n
W  W BM 
W
i
 W Br  W Bg
One-way channel
i 1
n
W  2W BM  2  W i  W Br  W Bg  W P
i 1
Two-way channel
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
- Basic Maneuvering Lane:
Yaw = 5%, additional
maneuvering lane =
0.5B
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
-
Ship Clearance Lane:
Menghindari interaksi antar kapal seperti beban
hidrodinamik pada dua kapal yang berdekatan.
- Table for Ship Clearance Lane:
Passing Distance
Wp
Outer Channel,
Exposed to Open
Water
Inner Channel,
Protected Water
Vessel speed
(knots)
Fast > 12
2.0 B
-
Moderate > 8-12
1.6 B
1.4 B
Slow > 5-8
1.2 B
1.0 B
Light
0.0
0.0
Moderate
0.2 B
0.2 B
Heavy
0.5 B
0.4 B
Traffic Density
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
- Bank Clearance Lane:
Menghindari efek pengisapan akibat aliran air
yang asimetris
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
- Bank Clearance Lane:
DESIGN METHOD (U.S. Army Corps of Engineers
1965,1983, National Ports Council 1975)
Bends:
- Bergantung pada faktor : radius tikungan, panjang
kapal, kecepatan kapal dan besar sudut tikungan.
- Minimum radius tikungan yang harus dipenuhi : 8L –
10L, L adalah panjang kapal
- Tabel kebergantung tambahan lebar alur berdasarkan
USACE: