Perpustakaan Digital ITB

Kenaikan muka air laut akibat perubahan iklim meningkatkan energi gelombang yang mencapai wilayah pesisir dan mengancam keberhasilan rehabilitasi mangrove karena bibit muda belum mampu menahan hempasan gelombang besar. Kombinasi gabion dan pagar kayu menawarkan perlindungan sementara yang menggabungkan efektivitas struktur keras dengan pendekatan berbasis alam. Namun, kajian yang memodelkan kedua struktur sebagai satu sistem gabungan masih terbatas, sementara sebagian besar studi hidrodinamika belum mempertimbangkan biaya konstruksi yang menentukan kelayakan desain. Penelitian ini mengembangkan model matematika berbasis Persamaan Air Dangkal (Shallow Water Equations, SWE) satu dimensi yang dimodifikasi dengan suku gesekan dan penyesuaian batimetri untuk merepresentasikan interaksi gelombang dengan lima blok kombinasi gabion dan pagar kayu pada tujuh subdomain. Model diselesaikan secara analitik menggunakan metode separasi variabel untuk memperoleh koefisien transmisi gelombang, serta secara numerik dengan metode volume hingga pada grid setengahan. Skema numerik diverifikasi terhadap solusi analitik dan divalidasi menggunakan data eksperimen trapezoidal breakwater dari Delft University of Technology serta data eksperimen wave flume pada konfigurasi gabungan gabion dan pagar kayu dari Kasetsart University. Hasil verifikasi menunjukkan metode volume hingga lebih akurat dan efisien dibandingkan metode beda hingga, dengan RMSE sebesar 0,002 terhadap solusi analitik. Hasil verifikasi pada tiga struktur dengan panjang dan koefisien gesekan yang sama menunjukkan bahwa blok gabion merupakan struktur paling efektif mereduksi koefisien transmisi (Kt = 0,0741), diikuti struktur hybrid gabion–pagar kayu (Kt = 0,0960) dan pagar kayu (Kt = 0,1151), dengan koefisien gesekan dan lebar struktur sebagai parameter paling berpengaruh. Namun, perbandingan ini murni hidrolik dan belum memperhitungkan faktor biaya: sebagai struktur keras (grey structure), biaya pembangunan gabion relatif mahal dan bobotnya belum tentu sesuai untuk substrat pesisir berlumpur, sehingga struktur hybrid diusulkan sebagai alternatif yang lebih ekonomis dan ramah lingkungan meskipun efektivitas peredamannya masih memerlukan kajian lanjutan. Model numerik tervalidasi kemudian dipadukan dengan model biaya konstruksi dalam kerangka optimisasi hydro-economic menggunakan algoritma Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) untuk meminimumkan koefisien transmisi dan biaya secara simultan. Pareto front yang dihasilkan menunjukkan trade-off yang konsisten antara efektivitas peredaman dan biaya, dengan solusi knee- point berupa susunan pagar kayu terdistribusi sebagai desain paling seimbang, sedangkan gabion digunakan secara selektif ketika diperlukan tingkat peredaman yang lebih tinggi. Kerangka terpadu ini memberikan kontribusi metodologis dalam pemodelan struktur pelindung pantai sekaligus mendukung pengambilan keputusan untuk desain perlindungan pesisir yang efektif dan kompetitif secara ekonomi.