TUGAS PEMODELAN PEMODELAN TRANSPORTASI LAUT - MS 141319
PERAMALAN TINGKAT SEDIMENTASI YANG DIPENGARUHI OLEH ARUS DAN SAMPAH STUDI KASUS : PELABUHAN PELAYARAN RAKYAT KALIMAS
ASWINANDA C.K.
NRP. 4413 100 013
RIZKI EKA N.
NRP. 4413 100 047
JURUSAN TRANSPORTASI LAUT FAKULTAS TEKNOLOG KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2017
i
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji bagi Allah yang telah memberikan bagi kami untuk menyelesaikan tugas Pemodelan Transportasi Laut (MS 141319) ini. Tanpa kekuatan dari-Nya, mustahil rasanya untuk menyelesaikan tugas ini.
Terima kasih kami ucapkan kepada :
Bapak Dr.-Ing. Setyo Nugroho selaku dosen pengampu mata kuliah Pemodelan Transportasi Laut atas kesabaran dan bimbingannya dalam menyelesaikan tugas ini.
Teman-teman mahasiswa Jurusan Transportasi Laut.
Dan semua pihak yang terlibat dalam pengerjaan tugas Pemodelan Transportasi Laut.
Semoga tugas Pemodelan Transportasi Laut (MS 141319) ini bermanfaat bagi mahasiswa, khususnya bagi mahasiswa Sistem Transportasi Laut. Amin
Surabaya, 2 Januari 2017 Ttd.
Penyusun
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .......................................................................................................i DAFTAR ISI ................................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................v DAFTAR TABEL............................................................................................................vi BAB I PENDAHULUAN................................................................................................ 1 I.1
Latar Belakang ................................................................................................... 1
I.2
Rumusan masalah...............................................................................................2
I.3
Tujuan ................................................................................................................2
BAB 2 GAMBARAN UMUM .........................................................................................3 II.1
Lingkungan di Pelabuhan Kalimas .................................................................... 3
II.2
Sampah ...............................................................................................................4
II.3
Sedimentasi ........................................................................................................ 7
II.2.1
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses sedimentasi adalah: .................. 8
II.2.2
Dampak yang ditimbulkan akibat sedimentasi .........................................10
II.4
Sistem Dinamik ................................................................................................ 11
BAB III PERMODELAN SIMULASI DAN PEMBAHASAN ..................................... 13 III.1
Diagram Sebab Akibat ................................................................................. 13
III.3
Simulasi Model System Dynamic ................................................................ 14
III.3.1
Data Asumsi..............................................................................................14
III.3.2
Data Penelitian Sebelumnya ..................................................................... 15
III.3.3
Data Survey............................................................................................... 15
III.3.4
Sub Model Sedimentasi ............................................................................ 17
III.3.5
Sub Model Sampah ...................................................................................18 iii
III.3
Hasil Simulasi...............................................................................................19
BAB IV PENUTUP ........................................................................................................ 21 IV.1 Kesimpulan .........................................................................................................21
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Sungai Kalimas di Pelabuhan ..........................................................................3 Gambar 2 Sampah di Pelabuhan Pelayaran Rakyat Kalimas ........................................... 5 Gambar 3 Sedimentasi di Sungai Surabaya ...................................................................... 7 Gambar 4 Diagram Model Sistem Dinamik ................................................................... 16 Gambar 5 Diagram Sub Model Sedimentasi .................................................................. 17 Gambar 6 Diagram Sub Model Sampah ......................................................................... 18
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Rincian keterangan sub model sedimentasi ....................................................... 17 Tabel 2 Rincian keterangan sub model sampah..............................................................19 Tabel 3 Hasil Running Powersim ................................................................................... 19
vi
BAB I PENDAHULUAN
I.1
Latar Belakang Muara sungai merupakan pertemuan antara laut dan sungai dan menjadi batas
lingkungan (environment) air asin dan air tawar. Di daerah muara sering terjadi perubahan kecepatan aliran air. Pada saat aliran air memasuki muara akan terjadi perubahan (transisi) kecepatan aliran dari kecepatan aliran tertentu dari hulu ke kecepatan yang mendekati nol dalam laut, sehingga terjadi peredaman energi didalamnya. Hal tersebut menyebabkan terjadinya pengendapan yang sangat besar di dalam muara sehingga
mengakibatkan
pendangkalan. Debit air yang besar dan
melewati muara sungai yang datang dari hulu akan membentuk alur dangkal yang melebar sehingga terbentuklah sifat muara yang dipengaruhi oleh aliran debit dari hulu oleh pergerakan air pasang
surut. Pelabuhan Kalimas merupakan salah satu
pelabuhan rakyat di Indonesia yang terletak di muara sungai, yaitu muara sungai Kalimas, Surabaya. Secara umum pelabuhan mengalami berbagai hambatan fisik antara lain masalah pendangkalan yang disebabkan oleh sedimentasi yang terjadi pada kolam pelabuhan dan alur pelayaran. Sehubungan dengan hal tersebut, untuk mengurangi pendangkalan yang diakibatkan oleh sedimentasi adalah dengan cara melakukan pengerukan sedimen pada kolam pelabuhan. Perencanaan pengerukan di daerah perairan kolam pelabuhan harus didahului dengan penyelidikan tanah. Keadaan tanah dasar diperiksa untuk dua keperluan, pertama kemudahannya untuk di keruk ( Excavability) dan kedua untuk pengangkutannya (Transportability). Permasalahan yang akan muncul dengan adanya pendangkalan adalah terhambatnya operasi kapal ketika akan keluar atau masuk dermaga, hal ini dapat menyebabkan kapal kandas. Jika hal tersebut terjadi maka perusahaan pelayaran yang memiliki kapal tersebut harus mengeluarkan biaya tambahan untuk menarik kapal yang kandas tersebut. Ketidaktahuan para kru kapal akan kondisi perairan pelabuhan menyebabkan banyak kerugian yang harus ditanggung. Untuk menanggulangi masalah ini, operator pelabuhan harus melakukan pengerukan pada area kolam pelabuhan. 1
Sehingga dibutuhkan peramalan tingkat sedimentasi, kapan muara atau pantai mengalami penumpukan sedimen atau terjadi sedimentasi atau terjadi abrasi yang menghilangkan sedimen pantai. Sehingga dapat dilakukan penanganan terhadap muara sungai. Pendekatan ini dilakukan dengan menggunakan pendekatan model dinamis yang dilakukan dengan menggunkan software Powersim Studio 2005.
I.2
Rumusan masalah Adapun rumusan masalah dalam makalah ini yaitu: 1. Bagaimana dampak dari adanya sedimentasi terhadap operasi kapal? 2. Kapan permasalahan sedimentasi harus ditangani? 3. Bagaimana bentuk simulasi model peramalan sedimentasi nya?
I.3
Tujuan Tujuan dari makalah ini diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Mengetahui dampak dari adanya sedimentasi terhadap operasi kapal 2. Mengetahui kapan permasalahan sedimentasi harus ditangani 3. Mengetahui bentuk simulasi model peramalan sedimentasi
2
BAB 2 GAMBARAN UMUM
II.1
Lingkungan di Pelabuhan Kalimas
Gambar 1 Sungai Kalimas di Pelabuhan
(Sumber : Google Image)
Sungai Kalimas membuat surabaya berkembang, sungai ini yang mengenalkan Surabaya ke dunia luar. Anak Sungai Brantas ini membuat kota dagang ini begitu tersohor sampai kini. Sejak abad 18, kalimas memiliki pelabuhan terpanjang dengan dilengkapi ratusan pabrik dan gudang di sepenjang pinggir sungai. Jumlah ini terbanyak, bahkan Batavia tidak bisa menandingi kehebatan kalimas karena tidak ada sungai selebar dan setenang Kalimas di tanah Jawa. Pelabuhan ini merupakan tempat sandar kapal kayu dan kapal kecil dimana kapal-kapal tersebut melayani angkutan barang kebutuhan pokok Surabaya-Indonesia Timur. Pelabuhan Kalimas sangat mendukung arus perdagangan dari Jawa (Surabaya) dengan Luar Jawa (KalimantanSulawesi-Papua-Makassar) dan beberapa daerah lainnya. Muara sungai merupakan pertemuan antara laut dan sungai dan menjadi batas lingkungan (environment ) air asin dan air tawar. Di daerah muara sering terjadi perubahan kecepatan aliran air. Hal tersebut yang menyebabkan adanya pengendapan di 3
wilayah
perairan
sehingga
menyebabkan
pendangkalan
di
perairan
tersebut.
Sedimentasi terjadi tiap tahun di perairan pelabuhan Muara Sungai Kalimas walaupun
telah dilakukan
pengerukan
pada
area
dermaga,
namun
jumlah
sedimentasi yang terjadi tiap tahun selalu lebih besar dari sebelumnya sehingga akan mengganggu transportasi laut dan proses bongkar muat di dermaga. Faktor - faktor yang mempengaruhi terjadinya sedimentasi di muara sungai antara lain: aktivitas gelombang dan pola arus. Aliran sepanjang aliran sungai sebagai dampaknya jumlah sungai ini membawa material sedimen dan limbah yang berasal dari hulu dan sepanjang daerah aliran sungai yang akan diendapkan di muara sungai. Menurut Djojodihardjo (1982) proses pengendapan di muara sungai dipengaruhi oleh pasang arus dan gelombang. Energi gelombang selain berfungsi sebagai komponen pembangkit arus sejajar pantai (longshore current ), juga menimbulkan abrasi. Proses sedimentasi dan erosi merupakan dua proses yang terjadi silih berganti dalam jarak yang relatif dekat untuk mencapai keseimbangan dan merupakan bagian dari dinamika alur sungai. Selain itu, Topografi daerah aliran sungai, iklim, jenis dan tekstur tanah, morfometrik sungai, sistem hidrologi serta energi pasang surut di muara sungai juga sangat mempengaruhi sedimentasi. sedimentasi, ini diawali dengan masuknya partikel-partikel dan juga zat-zat yang masuk ke sungai dari hulu hingga hilir dan berakhir menjadi sedimen. Sedimen yang dihasilkan oleh proses erosi akan terbawa oleh aliran dan diendapkan pada suatu tempat yang kecepatannya melambat atau terhenti. Proses ini dikenal dengan sedimentasi atau pengendapan. Asdak (2002) dalam Reinnamah (2009) menyatakan bahwa sedimen hasil erosi terjadi sebagai akibat proses pengolahan tanah yang tidak memenuhi kaidah-kaidah konservasi pada daerah tangkapan air di bagian hulu. Kandungan sedimen pada hampir semua sungai meningkat terus karena erosi dari tanah pertanian, kehutanan, konstruksi dan pertambangan. Hasil sedimen (sediment yield) adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang dapat diukur pada periode waktu dan tempat tertentu. Hal ini biasanya diperoleh dari pengukuran padatan tersuspensi di dalam perairan.
II.2
Sampah Sampah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri
maupun domestik (rumah tangga). Sementara didalam UU No 18 Tahun 2008 tentang 4
Pengelolaan Sampah, disebutkan sampah adalah sisa kegiatan sehari hari manusia atau proses alam yang berbentuk padat atau semi padat berupa zat organik atau anorganik bersifat dapat terurai atau tidak dapat terurai yang dianggap sudah tidak berguna lagi dan dibuang kelingkungan. Sampah berasal dari beberapa tempat, yakni : 1. Sampah dari pemukiman penduduk pada suatu pemukiman biasanya sampah dihasilkan oleh suatu keluarga yang tinggal disuatu bangunan atau asrama. Jenis sampah yang dihasilkan biasanya cendrung organik, seperti sisa makanan atau sampah yang bersifat basah, kering, abu plastik dan lainnya. 2. Sampah dari tempat-tempat umum dan perdagangan tempat tempat umum adalah tempat yang dimungkinkan banyaknya orang berkumpul dan melakukan kegiatan. Tempat-tempat tersebut mempunyai potensi yang cukup besar dalam memproduksi sampah termasuk tempat perdagangan seperti pertokoan dan pasar.
Jenis
sampah
yang
dihasilkan
umumnya
berupa
sisa-sisa
makanan,sayuran busuk, sampah kering, abu, plastik, kertas, dan kaleng-kaleng serta sampah lainnya.
Gambar 2 Sampah di Pelabuhan Pelayaran Rakyat Kalimas
(Sumber : Google Image)
5
Berbagai macam sampah yang telah disebutkan diatas hanyalah sebagian kecil saja dari sumber- sumber sampah yang dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini menunjukkan bahwa kehidupan manusia tidak akan pernah lepas dari sampah. Terutama penumpukan sampah yang terjadi di tempat-tempat umum seperti di pasar pasar. Jenis-jenis sampah jenis sampah yang ada di sekitar kita cukup beraneka ragam, ada yang berupa sampah rumah tangga, sampah industri, sampah pasar, sampah rumah sakit, sampah pertanian, sampah perkebunan, sampah peternakan, sampahn institusi / kantor / sekolah, dan sebagainya. Berdasarkan asalnya, sampah padat dapat digolongkan menjadi 2 (dua) yaitu sebagai berikut : 1. Sampah organik, adalah sampah yang dihasilkan dari bahan-bahan hayati yang dapat didegradasi oleh mikroba atau bersifat biodegradable. Sampah ini dengan mudah dapat diuraikan melalui proses alami. Sampah rumah tangga sebagian besar merupakan bahan organik. Termasuk sampah organik, misalnya sampah dari dapur, sisa-sisa makanan, pembungkus (selain kertas, karet dan plastik), tepung, sayuran, kulit buah, daun dan ranting. Selain itu, pasar tradisional juga banyak menyumbangkan sampah organik seperti sampah sayuran, buah-buahan dan lain-lain. 2. Sampah Anorganik adalah sampah yang dihasilkan dari bahan-bahan non hayati, baik berupa produk sintetik maupun hasil proses teknologi pengolahan bahan tambang. Sampah anorganik dibedakan menjadi : sampah logam dan produk produk olahannya, sampah plastik, sampah kertas, sampah kaca dan keramik, sampah detergen. Sebagian besar anorganik tidak dapat diurai oleh alam/ mikroorganisme secara keseluruhan (unbiodegradable). Sementara, sebagian lainnya hanya dapat diuraikan dalam waktu yang lama. Sampah jenis ini pada tingkat rumah tangga misalnya botol plastik, botol gelas, tas plastik, dan kaleng, (Gelbert dkk, 1996).
6
II.3
Sedimentasi
Gambar 3 Sedimentasi di Sungai Surabaya (Sumber : Google Image)
Dalam suatu proses sedimentasi, ini diawali dengan masuknya partikel-partikel dan juga zat-zat yang masuk ke sungai dri hulu hingga hilir dan berakhir menjadi sedimen. Sedimen yang dihasilkan oleh proses erosi akan terbawa oleh aliran dan diendapkan pada suatu tempat yang kecepatannya melambat atau terhenti. Proses ini dikenal dengan sedimentasi atau pengendapan. Asdak (2002) dalam Reinnamah (2009) menyatakan bahwa sedimen hasil erosi terjadi sebagai akibat proses pengolahan tanah yang tidak memenuhi kaidah-kaidah konservasi pada daerah tangkapan air di bagian hulu. Kandungan sedimen pada hampir semua sungai meningkat terus karena erosi dari tanah pertanian, kehutanan, konstruksi dan pertambangan. Hasil sedimen (sediment yield) adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang terjadi di daerah tangkapan air yang dapat diukur pada periode waktu dan tempat tertentu. Hal ini biasanya diperoleh dari pengukuran padatan tersuspensi di dalam perairan. Berdasarkan pada jenis dan ukuran partikel-partikel tanah serta komposisi bahan, sedimen dapat dibagi atas beberapa klasifikasi yaitu gravels (kerikil), medium sand (pasir), silt (lumpur), clay (liat) dan dissolved material (bahan terlarut). Ukuran partikel memiliki hubungan dengan kandungan bahan organik sedimen. Sedimen dengan ukuran partikel halus memiliki kandungan bahan organik yang lebih tinggi dibandingkan dengan sedimen dengan ukuran partikel yang lebih kasar. Hal ini berhubungan dengan kondisi lingkungan yang tenang, sehingga memungkinkan 7
pengendapan sedimen lumpur yang diikuti oleh akumulasi bahan organik ke dasar perairan. Pada sedimen kasar, kandungan bahan organik biasanya rendah karena partikel yang halus tidak mengendap. Selain itu, tingginya kadar bahan organik pada sedimen dengan ukuran butir lebih halus disebabkan oleh adanya gaya kohesi (tarik menarik) antara partikel sedimen dengan partikel mineral, pengikatan oleh partikel organik dan pengikatan oleh sekresi lendir organisme (Wood, 1997 dalam Reinnamah, 2009). Partikel sedimen mempunyai ukuran yang bervariasi, mulai dari yang kasar sampai halus. Menurut Buchanan (1984) dalam Reinnamah (2009) berdasarkan skala Sedimen terdiri dari beberapa komponen bahkan tidak sedikit sediment yang merupakan pencampuran dari komponen-komponen tersebut. Adapun komponen itu bervariasi, tergantung dari lokasi, kedalaman dan geologi dasar (Forstner dan Wittman, 1983). Pada saat buangan limbah industri masuk ke dalam suatu perairan maka akan terjadi proses pengendapan dalam sedimen. Hal ini menyebabkan konsentrasi bahan pencemar dalam sedimen meningkat. Menurut Umi M dan Agus S (2002) bagian sungai yang paling efektif untuk proses pengendapan (sedimentasi) ini adalah bagian hilir atau pada bagian slip of slope pada kelokan sungai, karena biasanya pada kelokan sungai terjadi pengurangan energi yang cukup besar. Ukuran material yang diendapkan berbanding lurus dengan besarnya energi pengangkut, sehingga semakin ke hilir, energi semakin kecil, material yang diendapkan pun semakin halus. Dari penjabaran diatas menjelaskan bahwa proses sedimentasi berasal dari partikel-partikel mineral yang terbawa dari hulu sungai kemudian terbawa hingga hilir sungai,dan ketika sampai disana akan mengalami penumpukan. Ketika semakin banyak partikel yang terbawa arus dari hulu maka pembentukan sedimentasi pada wilayah hilir akan semakin cepat.
II.2.1 Faktor-faktor yang mempengaruhi proses sedimentasi adalah:
Kecepatan Aliran Sungai Kecepatan aliran maksimal pada tengah alur sungai, bila sungai membelok maka kecepatan maksimal ada pada daerah cut of slope
8
(terjadi erosi). Pengendapan terjadi bila kecepatan sungai menurun atau bahkan hilang.
Gradien / kemiringan lereng sungai Bila air mengalir dari sungai yang kemiringan lerengnya curam kedataran yang lebih rendah maka keceapatan air berkurang dan tibatiba hilang sehingga menyebabkan pengendapan pada dasar s ungai.
Bentuk alur sungai Aliran air akan mengerus bagian tepi dan dasar sungai. Semakin besar gesekan yang terjadi maka air akan mengalir lebih lambat. Sungai yang dalam, sempit, dan permukaan dasar tidak kasar, aliran airnya deras. Sungai yang lebar, dangkal, dan permukaan dasarnya tidak kasar, atau sempit dalam tetapi permukaan dasarnya kasar, aliran airnya lambat.
Dari beberapa faktor tersebut merupakan penjabaran faktor-faktor terbesar yang menimbulkan percepatan sedimentasi akibat terbawanya materialmaterial sungai dan juga sekitar sungai akibat pengikisan dari arus sungai tersebut. Arus sungai merupakan faktor yang utama didalam aktivitas proses erosi yang menyebabkan sedimentasi, namun arus tersebut tidak lepas juga karena kemiringan lereng sungai. Semakin terjal suatu sungai maka erosi akan semakin besar pula. Faktor lain yang mempengaruhi terjadinya sedimentasi di muara sungai antara lain: aktivitas gelombang dan pola arus. Aliran sepanjang aliran sungai sebagai dampaknya jumlah sungai ini membawa material sedimen dan limbah yang berasal dari hulu dan sepanjang daerah ali ran sungai yang akan diendapkan di muara sungai. Menurut Djojodihardjo (1982) proses pengendapan di muara sungai dipengaruhi oleh pasang arus dan gelombang. Energi gelombang selain berfungsi sebagai komponen pembangkit arus sejajar pantai (longshore current), juga menimbulkan abrasi. Proses sedimentasi dan erosi merupakan dua proses yang terjadi silih berganti dalam jarak yang relatif dekat untuk mencapai keseimbangan dan merupakan bagian dari dinamika alur sungai. Selain itu, Topografi daerah aliran sungai, iklim, jenis dan tekstur tanah, morfometrik 9
sungai, sistem hidrologi serta energi pasang surut di muara sungai juga sangat mempengaruhi sedimentasi.
II.2.2 Dampak yang ditimbulkan akibat sedimentasi Kegiatan pembukaan lahan di bagian hulu dan DTA untuk pertanian, pertambangan dan pengembangan permukiman merupakan sumber sedimen dan pencemaran perairan sungai yang disebabkan oleh aktivitas manusia. Pendangkalan akibat sedimentasi alamiah Membawa beberapa dampak negatif. Dasar di hilir sungai akan meninggi akibat sedimentasi ini. Akibatnya, air tidak mengalir dengan baik sehingga meningkatkan kemungkinan banjir. Ekosistem pesisir juga terancam oleh pendangkalan. Biota-biota perairan dangkal kehilangan habibat. Padahal, biota laut dangkal sumber makanan utama ikan-ikan. Jika kehilangan makanan, populasi ikan menyusut sehingga jumlah tangkapan nelayan berkurang. Bagi pelayaran, dampak pendangkalan berupa menyempitnya alur. Akibatnya, perahu dan kapal semakin terbatas ruang geraknya. Walaupun tidak semua dampak yang ditimbulkan adalah dampak negatif, seperti dalam jangka panjang sedimentasi dalam jutaan tahun kembali akan mengahasilkan mineral yang berguna untuk energy seperti minyak dan gas alam atau seperti pengendapan yang terjadi di sungai, banyak yang menggali dan menambang pasir di darerah sungai karena sedimentsi menyebabkan kualitas pasir menjadi bagus untuk bahan bangunan dan untuk membuiat jalan. Tetapi yang kita lihat selama ini adalah terjadinya abrasi pantai, terlalu banyak organisme yang mati akibat tercemar logam berat, habitat dan ekosistem banyak yang rusak disebabkan pengikisan pantai yang diakibatkan oleh proses sedimentasi ( Ghiffary,2011). Proses sedimentasi meliputi erosi, transportasi, pengendapan dan pemadatan dari sedimentasi itu sendiri. Proses tersebut berjalan sangat kompleks,dimulai dari jatuhnya air hujan yang menghasilkan energi kinetik yang merupakan permulaan dari proses erosi. Begitu tanah menjadi partikel halus, lalu menggelinding bersama aliran, sebagian akan tertinggal di atas tanah sedangkan bagian lainnya masuk ke sungai terbawa aliran menjadi angkutan sedimen. Faktor-faktor terpenting yang mempengaruhi erosi tanah adalah curah hujan, tumbuh-tumbuhan yang menutupi permukaan tanah, jenis tanah dan 10
kemiringan tanah. Karena peranan penting dari dampak tetesan air hujan, maka tumbuhan memberikan perlindungan yang penting terhadap erosi, yaitu dengan menyerap energi jatuhnya air hujan dan biasanya mengurangi ukuran-ukuran dari butir-butir air hujan yang mencapai tanah. Tumbuh-tumbuhan dapat juga memberikan perlindungan mekanis pada tanah terhadap erosi. Karena sedimen merupakan kelanjutan dari proses erosi maka faktor-faktor yang mempengaruhi erosi sedimen juga merupakan faktor yang mempengaruhi sedimen di lahan, tetapi sedimen di sungai masih dipengaruhi pula oleh karakteristik hidrolik sungai, penampang sedimen dan kegiatan gunung berapi. Jumlah sedimen yang terangkut aliran sungai ditentukan oleh rantai erosi pengangkutan sedimen, muka pengangkutan sedimen dan produksi sedimen dipengaruhi oleh keadaan topografi, sifat tanah penutup tanah, laju dan jumlah limpasan permukaan, juga sumber sedimen, sistem pengangkutan, tekstur tanah dan sifat daerah aliran sungai, luas topografi, bentuk dan kemiringan tanah. (Suroso,Ruslin dan Rahmanto.)
II.4
Sistem Dinamik Sistem dinamik adalah suatu metode yang digunakan untuk mendeskripsikan,
memodelkan, dan mensimulasikan suatu sistem yang dinamis (dari waktu ke waktu terus berubah). Didalam sistem dinamik diajarkan bagaimana berpikir secara sistem. Artinya adalah dalam menyelesaikan suatu masalah tidak dilihat pada satu pokok bagian saja, tetapi dilihat semua pengaruhnya terhadap semua yang berhubungan dengan masalah tersebut. Jay Forrester mendefinisikan Sistem dinamika adalah pendekatan untuk memahami perilaku sistem yang komplek dari waktu ke waktu. Ini berkaitan dengan umpan balik internal dan waktu tunda yang mempengaruhi perilaku seluruh sistem. Selain itu Miftahol Arifin juga mendefinisikan Metode sistem dinamis adalah metode pendekatan eksperimental yang mendasari pengamatan kenyataan untuk memahami tingkah laku sistem. Ciri-ciri sistem dinamik yaitu mencakup lintasan waktu dan sebuah mekanisme waktu (clock mechanism) menggerakkan waktu, sehingga variabel status berubah saat waktu berubah. Suatu model sistem dinamik dibentuk karena adanya hubungan sebabakibat (causal) yang memengaruhi struktur di dalamnya baik secara langsung antar dua 11
struktur, maupun akibat dari berbagai hubungan yang terjadi pada sejumlah struktur, hingga membentuk umpan-balik (causal loop). Struktur umpan-balik ini merupakan blok pembentuk model yang diungkapkan melalui lingkaran-lingkaran hubungan sebabakibat dari variabel-variabel yang melingkar secara tertutup. Tujuan Sistem dinamik sendiri adalah untuk: 1. Mengatasi permasalahan manajemen yang umum seperti fluktuasi inventori, ketidakstabilan tenaga kerja, penurunan pangsa pasar suatu perusahaan dan lain-lain. 2. Sebagai pendukung keputusan dalam merancang kebijakan-kebijakan yang efektif. 3. Untuk mengetahui perilaku sistem nyata yang kompleks. Langkah – langkah simulasi sistem dinamik adalah sebagai berikut: 1. Identifikasi masalah, 2. Tentukan faktor-faktor yang dominan terhadap permasalahan, 3. Menelusuri terbentuknya loop umpan balik dan interaksi antara loop satu dengan yang lainnya, 4. Melakukan perhitungan simulasi, 5. Menentukan validitas dari model yang dibuat, 6. Menerapkan kebijaksaan tertentu dalam melakukan modifikasi terhadap model, 7. Melakukan simulasi berikutnya dengan model yang mengalami perubahan, 8. Menarik kesimpulan.
12
BAB III PERMODELAN SIMULASI DAN PEMBAHASAN
III.1 Diagram Sebab Akibat
Gambar 4 Diagram Sebab Akibat Pera malan Sedimentasi
Diagram diatas menunjukkan beberapa aspek adanya sedimentasi di Pelabuhan Pelayaran Rakyat Kalimas. Aspek – aspek yang akan dibahas adalah Pengaruh dari Laju sedimentasi dan Sampah. Berikut rincian keterangannya :
Laju sedimentasi. Merupakan tingkat atau kadar sedimen yang berada di dalam air. Hal ini merupakan suatu fungsi dari koefisien rata – rata sedimentasi yang kemudian dikurangi koefisien rata – rata abrasi. Dikarenakan sedimentasi dan abrasi adalah 2 proses yang berlawanan.
Timbulan sampah. Diperoleh dari 2 sisi, yaitu sampah yang dihasilkan dari
penduduk
sekitar pelabuhan pelayaran Rakyat Kalimas dan sampah yang dihasilkan dari kapal. Jumlah penduduk sekitar pelabuhan dipengaruhi oleh angka kelahiran dan kematian di daerah tersebut, sehingga akan diketahui jumlah sampah yang diproduksi setiap harinya. Perhitungan sampah dari kapal dapat dilakukan
13
dengan menghitung jumlah ABK nya. Volume sampah akan muncul dari bekal yang dibawa ABK.
III.3 Simulasi Model System Dynamic Untuk membuat model simulasi penugasan ini, peneliti menggunakan alat bantu berupa perangkat lunak Powersim Studio 2005, model ini dibuat berdasarkan diagram sebab akibat, data yang didapatkan dari penelitian sebelumnya, data survey dan beberapa asumsi. Data yang tersebut sebagai berikut:
III.3.1 Data Asumsi
Jumlah penduduk disekitar Pelabuhan Pelayaran Rakyat Kalimas Data ini didapatkan dengan melihat rata-rata pertumbuhan penduduk di Kelurahan Perak Utara, Kecamatan Pabean Cantikan, Kota Surabaya dari tahun 2009-2014. Jumlah yang didapatkan adalah sebanyak 2.139 orang. Sumber data didapatkan dari Badan Pusat Statistik Kota Surabaya
Fraksi kelahiran dan kematian Data ini didapatkan dengan melihat rata-rata kenaikan angka kelahiran dan kematian penduduk di Kelurahan Perak Utara, Kecamatan Pabean Cantikan, Kota Surabaya dari tahun 2009-2014. Jumlah yang didapatkan untuk fraksi kelahiran adalah sebesar 0,0025/hari, sedangkan untuk fraksi kematian adalah sebesar 0,0022/hari. Sumber data didapatkan dari Badan Pusat Statistik Kota Surabaya
Sampah penduduk Diasumsikan volume sampah yang dihasilkan penduduk tiap harinya adalah sebesar 0,0025 m3
Jumlah kapal Jumlah kapal yang beroperasi setiap harinya diasumsikan sebanyak 70 kapal.
Jumlah ABK Kapal yang beroperasi setiap harinya diasumsikan memiliki ABK sebanyak 12 orang tiap kapal
14
Perbekalan Bekal yang dibutuhkan oleh tiap ABK akan menimbulkan volume sampah sebesar 0,5 m3 tiap harinya.
Waktu berlayar Rata-rata waktu operasi pelayaran kapal adalah 5 hari.
III.3.2 Data Penelitian Sebelumnya Penelitian tentang arus sedimentasi yang terjadi di Pelabuhan Pelayaran Rakyat Kalimas ini, telah dilakukan sebelumnya oleh Ice Trisnawati Togatorop, Warsito Atmodjo, Sugeng Widada dengan judul jurnal “Pengaruh Arus Terhadap Muatan Padatan Tersuspensi di Muara Sungai Kalimas, Surabaya” pada tahun 2015. Penelitian ini menghasilkan beberapa kesimpulan tentang muatan tersuspensi atau besar sedimentasi yang terjadi di beberapa titik. Muatan tersuspensi terbesar terjadi pada daerah muara, dikarenakan pada titik ini banyak kegiatan manusia dan aktivitas hidro-oseanografi yang terjadi. Tingkat sedimentasi yang terjadi adalah sebesar 38 mg/l. Bersamaan dengan terjadinya sedimentasi, arus aliran juga menyebabkan adanya abrasi. Abrasi yang terjadi akan mengurangi tingkat sedimentasi secara perlahan. Tingkat abrasi yang terjadi adalah sebesar 12 mg/l.
III.3.3 Data Survey
Dermaga Kalimas Panjang (m)
: 2.270
Lebar (m)
: 15
Kedalaman Kolam (M LWS) : 2,5
Rata-rata Draft kapal rakyat Kalimas adalah 1 m
Untuk membuat model simulasi peramalan sedimentasi di Pelabuhan Pelayaran Rakyat Kalimas, maka tahapan selanjutnya adalah membuat diagram hubungan sebab akibat di dalam perangkat lunak Powersim. Diagram yang muncul adalah sebagain berikut :
15
kondisi sedimen laju abrasi
laju sedimentasi
sedimentas i maks
koefisien rata2 abrasi
tinggi sarat
koefisien rata2 sedimentasi total sedimentasi total Luas muara penduduk se kitar kalimas kelahiran kematian
fraksi kelahiran
fraksi kematian
ABK sampah penduduk
jumlah kapa l
total sampah total perbekalan
Seatime
Bekal
per hari
Gambar 5 Diagram Model Sistem Dinamik
Diagram diatas menunjukkan proses sebab akibat diagram secara keseluruhan, terdapat 2 sub model yang terjadi, dikarenakan peneliti membahas penyebab terjadinya sedimentasi dari 2 aspek, yaitu dari laju sedimentasi yang terjadi dan sedimentasi yang disebabkan oleh sampah yang berasal dari kapal yang beroperasi dan penduduk sekitar Pelabuhan Pelayaran Kalimas.
16
III.3.4 Sub Model Sedimentasi
kondisi sed imen
sed imenta si maks laju abrasi
laju sedimentasi
koefisien rata2 abrasi
koefisien rata2 sedimentasi
tinggi sarat
total sedimentasi total Luas muara
Gambar 6 Diagram Sub Model Sedimentasi
Diagram diatas menunjukkan pengaruh sedimentasi yang terjadi oleh laju sedimentasi itu sendiri. Terdapat causal loop (+) oleh laju sedimentasi dan causal loop (-) oleh laju abrasi. Dari keduanya akan muncul kondisi sedimen yang kemudian akan menjadi total sedimentasi setelah menerima kontribusu sebesar 0,025 dari total sampah yang terjadi. Setelah volume total sedimentasi diketahui, maka jumlah tersebut akan dikalikan dengan luas muara untuk mendapatkan tinggi sedimentasi, sehingga dapat diketahui kapan harus dilakukan pengerukan. Berikut keterangan dari diagram diatas : Tabel 1 Rincian keterangan sub model sedimentasi
No
Nama
Tipe
Satuan
Rumus
1
koefisien rata2 sedimentasi
const
1/da
0,000000038
2 3
koefisien rata2 abrasi laju sedimentasi
const flow rate
1/da m3/da
0,000000012 'koefisien rata2 sedimentasi'*'kondisi sedimen'
4 5 6 7 8 9 10
laju abrasi kondisi sedimen sedimentasi maks tinggi sarat total sedimentasi total Luas muara
flow rate level aux aux level flow rate aux
m3/da m3 m m m3 m3/da m2
'koefisien rata2 abrasi'*'kondisi sedimen' 10 1,5 'total sedimentasi'/'Luas muara' 'kondisi sedimen' 0,025*'total sampah' 34050
17
III.3.5 Sub Model Sampah
penduduk sekitar kalimas kelahiran kematian
fraksi kelahiran
fraksi kematian
ABK sampah penduduk
jumlah ka pal
total sampah total perbekalan
Seatime
Bekal
per hari
Gambar 7 Diagram Sub Model Sampah
Diagram diatas menunjukkan bahwa sampah berasal dari 2 sisi, yaitu dari penduduk dan dari kapal. Untuk perhitungan sampah oleh penduduk diperoleh dengan cara menghitung jumlah jumlah penduduk yang ada, kemudian dikalikan dengan fraksi kelahiran dan kematian. Jumlah penduduk yang di teliti adalah jumlah penduduk yang berada di sekitar pelabuhan. Data jumlah penduduk didapatkan dari Badan Pusat Statistik Kota Surabaya, dengan melihat populasi penduduk pada Kelurahan Perak Utara, Kecamatan Pabean Cantikan. Diasumsikan produksi volume sampah tiap penduduk adalah sebanyak 0,0025 m 3. Kemudian dari sisi Kapal, sampah dihitung dari aktivitas ABK dengan menghitung total perbekalan ABK di tiap kapal untuk melakukan pelayaran. Diasumsikan volume sampah yang diproduksi tiap ABK adalah sebesar 0,5 m3. Setelah 2 sisi dihitung dengan kriteria masing masing, maka kemudian total sampah yang diproduksi dijumlahkan, sehingga diperoleh kontribusi sedimentasi yang diasumsikan sebesar 0,025 dari total sampah. Berikut keterangannya :
18
Tabel 2 Rincian keterangan sub model sampah No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Nama fraksi kelahiran fraksi kematian kelahiran kematian penduduk sekitar kalimas jumlah kapal ABK total perbekalan Seatime Bekal
Tipe Satuan const 1/da const 1/da flow rate orang/da flow rate orang/da level orang aux kapal aux orang aux m³/orang aux da aux m³/(da*orang)
11
total sampah
aux
m³/da
12 13
sampah penduduk per hari
const aux
m³/orang da^-1
Rumus 0,0025 0,0022 'penduduk sekitar kalimas'*'fraksi kelahiran' 'fraksi kematian'*'penduduk sekitar kalimas' 2139 70 12 Bekal*Seatime 5 0,5 ((ABK*'total perbekalan')+('sampah penduduk'*'penduduk sekitar kalimas'))*'per hari' 0,0025
1
III.3 Hasil Simulasi Tabel 3 Hasil Running Powersim
T ime
t ot al sediment asi (m³)
t inggi sarat (m)
sediment asi maks (m)
01 Jan 2017
10,00
2,94e-4
1,50
01 Feb 2017
1.589,01
0,05
1,50
01 Mar 2017
3.168,02
0,09
1,50
01 Apr 2017
4.747,03
0,14
1,50
01 Mei 2017
6.326,04
0,19
1,50
01 Jun 2017
7.905,05
0,23
1,50
01 Jul 2017
9.484,06
0,28
1,50
01 Agust 2017
11.063,07
0,32
1,50
01 Sep 2017
12.642,09
0,37
1,50
01 Okt 2017
14.221,10
0,42
1,50
01 Nop 2017
15.800,11
0,46
1,50
01 Des 2017
17.379,12
0,51
1,50
01 Jan 2018
18.958,13
0,56
1,50
01 Feb 2018
20.537,14
0,60
1,50
01 Mar 2018
22.116,15
0,65
1,50
01 Apr 2018
23.695,16
0,70
1,50
01 Mei 2018
25.274,17
0,74
1,50
01 Jun 2018
26.853,18
0,79
1,50
01 Jul 2018
28.432,19
0,84
1,50
01 Agust 2018
30.011,20
0,88
1,50
01 Sep 2018
31.590,21
0,93
1,50
01 Okt 2018
33.169,22
0,97
1,50
01 Nop 2018
34.748,23
1,02
1,50
01 Des 2018
36.327,24
1,07
1,50
01 Jan 2019
37.906,26
1,11
1,50
01 Feb 2019
39.485,27
1,16
1,50
01 Mar 2019
41.064,28
1,21
1,50
01 Apr 2019
42.643,29
1,25
1,50
19
01 Mei 2019
44.222,30
1,30
1,50
01 Jun 2019
45.801,31
1,35
1,50
01 Jul 2019
47.380,32
1,39
1,50
01 Agust 2019
48.959,33
1,44
1,50
01 Sep 2019
50.538,34
1,48
1,50
01 Okt 2019
52.117,35
1,53
1,50
01 Nop 2019
53.696,36
1,58
1,50
01 Des 2019
55.275,37
1,62
1,50
01 Jan 2020
56.854,38
1,67
1,50
Tabel diatas menunjukkan hasil ketika simulasi model dijalankan di Powersim. Dengan adanya Total sedimentasi terus bertambah di tiap waktunya. Batasan maksimal tinggi sedimentasi agar kapal tetap dapat beroperasi adalah 1,5 m. Angka tersebut didapatkan dari perhitungan total draft kolam pelabuhan sebesar 2,5 m dikurangi draft kapal sebesar 1 m. Ketika tinggi sedimentasi mencapai 1,5 m yaitu pada bulan September 2019, maka langkah yang harus dilakukan adalah pengerukan. Tinggi sedimentasi diperoleh dengan cara membagi total sedimentasi dengan luas muara sedimentasinya. Pada saat pengerukan, area kolam pelabuhan harus steril, sehingga kapal tidak dapat beroperasi dan pemilik kapal bisa merugi. Hal ini adalah salah satu dampak dari adanya sedimentasi.
20
BAB IV PENUTUP
IV.1 Kesimpulan Dari hasil simulasi peramalan tingkat sedimentasi di daerah kolam Pelabuhan Pelayaran Rakyat Kalimas, dapat disimpulakn bahwa dengan tingkat sedimentasi sebesar 38 mg/l dan abrasi sebesar 12 mg/l per hari, didapatkan total volume sedimentasi sebesar 50.538 m 3, ini merupakan total sedimentasi maksimal, untuk kapal bisa beroperasi. Tinggi sedimentasi yang ditimbulkan adalah s ebesar 1,48 m dan hal ini terjadi pada bulan September 2019. Penanganan berupa pengerukan harus dilakukan pada bulan ini, agar kapal tetap beroperasi.
21
DAFTAR PUSTAKA
Ice Trisnawati Togatorop, Warsito Atmodjo, Sugeng Widada, 2015 “Pengaruh Arus Terhadap Muatan Padatan Tersuspensi di Muara Sungai Kalimas, Surabaya” Putra, A., 2015. sistem monitoring pengkuran pasang surut air laut berbasis sms menggunakan sensor ultrasonik dan komputer mini. tugas akhir, 1(1), pp. 1-14. http://surabaya.tribunnews.com/2014/09/02/sedimentasi-penyebab-kontribusi pelabuhan-kalimas-rendah http://www.enciety.co/susahnya-merawat-terminal-kalimas/ https://m.tempo.co/read/news/2015/10/30/058714659/tol-laut-jokowi-bikin-terminalkalimas-meredup/2 https://metohidrocean.wordpress.com/sedimentasi/ http://www.dobraknews.com/2014/09/sedimentasi-dan-sampah-kalimas-masih.html
Muatan sedimen : ∫0 − ∫0
Populasi penduduk : ∫0 ℎ − ∫0
Total sedimentasi : ∫0 +
22
