SIMULASI NUMERIK PERUBAHAN MORFOLOGI PANTAI AKIBAT KONSTRUKSI JETTY PADA MUARA LAMBADA LHOK ACEH BESAR MENGGUNAKAN SOFTWARE DELFT3D
Suatu Tugas Akhir Untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat-syarat Yang Diperlukan untuk Memperoleh Ijazah Sarjana Teknik
Disusun oleh :
T. MUDI HAFLI NIM
: 0804101010037
Bidang
: Hidroteknik
Jurusan
: Teknik Sipil
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2014
rc}zu}aaT,O
€ 90
916
r00I20066I0
tdX,?$U
I'dIN
r00r90666I 9ZZ0SL6 5ST[ "IS ">FPISIIIS^S'
'Eu1qu4que4
i qelo tnfnreqq
ylgg sqsn8y 't{ecv ePu€g
rpnlg Eueptg
>llu)lalorplH
u9srunf
rdts {turel uArslsstlsl^i
sIusN
'I
{npqt'oN
l.€00r0I0It080 IUEH IPNW
:r{0lo
tr€rf,Ttro f,uv&\I.tos llv)IvNn99Ntrr t UVSSS HtrJY XOIIT V(IY{WVT YUVNW YOVdTJJarI ISXNUISNO)I TVIUVd ICOaOdUOI I NYI{YffrUffd xruf,IAi{IN ISYTfintrs
IY{Dw
NYI{YSfl3Ntrd
{re
ry)
.e,(o >1e){ .e}l
ru)
lil
.1o Eueg o8ueqes .ued {eu rsd'uno4g ep11 Eueg .ru€H .1 epuequ,(y
.qocY.g ?pI{ .€pE |ezx1/\1unue11 tpryru.$q€W €pmql
: epedo>1 e,(uresoq-reseqes Eue'{
ezry,qeilY Flslp qedpul
e11e1
se1q41 'sn1nt qe{epos 1pe$eul 1uI leeJuerureq uep
6JJ 'IS'€puslIIeW ullg 'rO nql i
epede>1 Jesoq
.l
qtsul
orur ueledurabel eped efup$u1og erulrel user ueldecnEusur eEn[ spnuad uep 'qlse{"rulJo} uep 'm1nds eser tuEuqes ue>lsrue} slnued ledep
e/\^
Eue,( leure eEoues'
'Eug'rq ledsg
uep
sn1n1 Euu'(
uup ''c5'141
"1'g !rprsue:(5
qIsDI srulJol us€r uulleduu'{uau
stlnued.n}IltBuo.e,(uue8utqurrqsA\srs€qBulrdepeqEuerulusl€pu€Jeqesel pqos?u Irequotu 'ntup uoFele8ueu qnued egos ?Ereqreq 6ueK lse^polu u€p qglsl nellog '4lple se8nl Eurqurqured eurelruel
uelryd
'n1>pe\ uel8uenlaru
>leqrdruBeqraqIJ€p}geJugluJeq}e6uesEue,dueEurqu4quBpu?nluuqtuqeseu rqle se8nl ruelefuou stuelos qslel s{nuod Jul ry,tuuq qelorsdrueul '€I€nx qer,{5 selts'to^luo Tu{eI uapusels'{uetu eun8 unpFodrp ?uei se{rupg eped eueftes tu€.6ord ue>pprpued eJ8,talJos uu4uunBBual4
slln{p q€lel i.og$ta( 1ere,{s-pre,{s qnueruo1ll {n}un ,l{llef l$lnrlsuox fBqHY IslIIud rusa{ qatY {oqrl BpsqusT srBntrAI upu4 Eue'( lq4y se6nl r6o1oy.rotrq uslluqmed {lreurnN FE1nIu1S,, lnpnfreq 'qepq Eue'{ uequpered uup uenqep8ued nult ered uep 'uErun1e1 1re11eg ue8uenhed e^usrueu, un,I€seJeru ledep sgnuad leqequs
.uollDsolL lt}loly, nqDll\ileqs p€tulu€qnw 1qe5i ulH uep?lnsr ueSuop euorul 'Iul 4tptv se8nl nlng wrynlpq sqnuod lu€l€s €Ueseq p^a€I€qs
'ns
upede>1
uusrpuodueltesale,{uaurledepqlnuedl€nquleuEue'(qelnrreE8urqr4{elEuei ?rBqlletue{u
EuB'{ leuqru uDllroquroul l€uDIIN 'e,{g-uqrueq IEuq e88ulqrel {€} rusle qnrnles ueleldlcuau undnep rnpp qeursd 1e1Eue'{ lez ?seuras
ru"lep qe1e1
qe1e1
Eue,( qqe1'DllCIf
oAL DzzY,
qegy upudsl rnln-'ft wp '
lf-nd ele8eg
utt nln uruo0 MI10 JruiP
I
lla
s!
g
UYINYgNgd YfiTX
At
6900I0I0I?080]AilN
iiiEtriFfiilTT
's1nuo4
ylgg sn6n8y oqacv epu?g 'lul qe1e1 Eue,(
lrptv su8n; rulnq
uail?se1e{ueur w?l?p nluegruetu {a(ueq
e,,(p-eqrueq-equ?q w{reqe1 elu8es seleqruetu''!!\S rlellv eEousg
!sgnuad epede>l rs"Altow uup 'ueEunlnp se1u'60 prqea\ usp 80
pltp \ '80 IIdIS uetrsl
qrunles rufiiro5l fuedo1 '1aula4 Q[y ur;p'1enryy 'repun1s1 'rr?qy 'nze1 oEtm8y'n4eqeqes-}equryS Jrry ?pueur6 ?uq'epog'ouleU'$u{iT'sery
t
isqnued epedel usn1ueq 4u,fueq us>lrroqruorr qelel Euez( 1[oa uep
opluuy'Ueqns 'llnfeg 'ybeT?uynl
36seU'epn Jeflrqeg'1nus1 Jlry 'psna Jplg 'esnry'uuEuenftedes
lrelpg 'L
iqpuad upederl nury edrusq lu>pq {edueq rrerlrreqweu qe1a1 Eue,(
el€n;
I{EI,{S-
'g
'{ nql
g
seilsralrun {lrr{eJ ss{n{eC ueBun:18ur1 ry uesop nql-nql uep >pdeq-{edeg {lrD1elorprH Eueprg unlex n{qes ''6uA'W
npv'v
fpr*e.tqno7
luleny qeilg sagsre^pn :11u{el sefF{sd
pdrg >1p4e1 uesrunf spqeDfos nrleles 'cS'IAI leJen; qerl(g
IIrDloI uesrunf en1a) ruIeles ''Eug
'';'g rp,ftqepry IrunN nql A
segsrerrp1 {lrqeJ se11rupg'pd15 lpuqquzg runurlel4l 'rI {d"g
'cg'y41
'E
lelen;1 qerdg s4rsrelrun
{u{eJ
su1lq€C uqe61 qelas 'VIUAI
'vg6
'qudsuem4 vz4ry
'{
'rO
rydeg Z,
lsgnued upedel le8ueures uuEuorop uep Eue,(us qgse>l ?1urc 'eop deue8os sep ulugcrel Eue,(
ABSTRAK
Muara Lambada Lhok merupakan wilayah yang terletak di Kecamatan Baitussalam Kabupaten Aceh Besar. Pada muara Lambada Lhok terjadi penumpukan sedimen yang apabila terus dibiarkan akan menutupi mulut muara sehingga menghambat alur pelayaran nelayan. Permasalahan ini dapat diatasi dengan membangun jetty. Dampak dengan dibangun jetty akan mempengaruhi morfologi pantai pada sekitar muara Lambada Lhok. Berdasarkan permasalahan tersebut tujuan penulis Tugas Akhir adalah ingin melihat dampak perubahan morfologi pantai akibat dibangunnya konstruksi jetty pada muara Lambada Lhok yang dipengaruhi oleh gelombang dan arus yang menyebabkan terjadi perubahan morfologi pantai pada sekitar muara Lambada Lhok dengan melakukan simulasi numerik Delft3D. Piranti lunak Delft3D ini dapat mensimulasi gelombang, arus yang berpengaruh terhadap perubahan morfologi pantai. Lokasi pemodelan dilakukan pada sekitar muara Lambada Lhok dengan panjang 2.9 km dengan rincian 1,6 km sebelah kiri dan 1,3 km sebelah kanan sepanjang garis pantai. Simulasi perubahan morfologi pantai ini dilakukan dengan 2 skenario yaitu skenario 1 dengan kondisi dibangun jetty dan skenario 2 tanpa dibangun jetty dengan menggunakan 4 arah angin yaitu arah Barat, arah Timur Laut, arah Barat Laut dan arah Utara. Skenario 1 dengan kondisi dibangun jetty digunakan tipe jetty panjang. Panjang jetty sebelah kanan 506 m dan panjang jetty sebelah kiri 623 m dengan lebar puncak 3 m. Perubahan morfologi pantai pada muara Lambada Lhok dengan menjalankan dua skenario menunjukkan pada skenario 1 pasang tertinggi mencapai 0.6 m dan surut terendah mencapai -0.6 m dan pada skenario 2 pasang tertinggi mencapai 0.7 m dan surut terendah mencapai -0.6 m. Sedimentasi yang terjadi pada skenario 1 mencapai 334 m sepanjang jetty dan erosi mencapai 90 m sepanjang garis pantai sebelah kanan muara Lambada Lhok, pada skenario 2 sedimentasi yang terjadi bergerak maju mencapai 165 m dan menutup mulut muara sehingga menghambat alur pelayaran bagi para nelayan di sekitar wilayah tersebut. Kata Kunci : Morfologi Pantai, jetty, Delft3D, Muara
ii
DAFTAR ISI
Halaman LEMBARAN PENGESAHAN ........................................................................
i
ABSTRAK ........................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR ....................................................................................... iii DAFTAR ISI...................................................................................................... iv DAFTAR LAMPIRAN A (Gambar) ...............................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN C (Perhitungan) ........................................................ vi
BAB I
PENDAHULUAN ................................................................................ 1
BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN ......................................................... 4 2.1 Morfologi Pantai............................................................................ 4 2.1.1 Muara ................................................................................... 6 2.1.2 Morfologi Muara Sungai ...................................................... 6 2.1.3 Definisi Laguna .................................................................... 7 2.1.4 Proses Terbentuknya Laguna ............................................... 8 2.2 Hidrodinamika Pantai .................................................................. 9 2.2.1 Gelombang ......................................................................... 10 2.2.2 Arus ................................................................................... 12 2.2.3 Pasang Surut ...................................................................... 13 2.3 Angkutan Sedimen di Pantai .................................................. 15 2.3.1 Hubungan Tegangan Geser dengan Angkutan Sedimen .... 16 2.3.2 Penggunaan Delft3D pada Simulasi................................... 17 2.3.3 Delft3D-FLOW .................................................................. 18 2.3.4 Delft3D-WAVE ................................................................. 20 2.4 Jetty ............................................................................................. 20 2.5 Penelitian Terdahulu .................................................................. 22
iv
BAB III METODOLOGI ................................................................................ 24 3.1 Persiapan Data ......................................................................... 24 3.2 Simulasi Pasang Surut dengan Delft3D-FLOW .................. 26 3.2.1 Digitas Land Boundary .................................................. 26 3.2.2 Pembuatan Grid ............................................................. 27 3.2.3 Pemasukan data kedalaman ........................................... 28 3.2.4 Description ..................................................................... 28 3.2.5 Domain ........................................................................... 28 3.2.6 Time Frame .................................................................... 29 3.2.7 Processes........................................................................ 30 3.2.8 Boundaries ..................................................................... 30 3.2.9 Physical Parameters ...................................................... 30 3.2.10 Monitoring ..................................................................... 32 3.2.11 Output ............................................................................ 32 3.3 Simulasi Gelombang dengan Master definition wave ....... 32 3.3.1 Hydrodinamics ............................................................... 32 3.3.2 Grids .............................................................................. 33 3.3.3 Time Frame .................................................................... 33 3.3.4 Boundaries ..................................................................... 33 3.3.5 Physical parameters....................................................... 34 3.3.6 Output parameter ........................................................... 35 3.4 Perubahan morfologi pantai ............................................... 35 3.5 Skenario Simulasi .................................................................. 36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 37 4.1 Analisa Pasang surut ............................................................. 37 4.2 Pengalah data angin terbesar ................................................... 37 4.3 Hasil Simulasi ......................................................................... 39 4.3.1 Kondisi Arus .................................................................... 39 v
4.3.2 Perubahan garis pantai akibat gelombang ........................ 46 4.3.3 Perubahan garis pantai akibat gelombang dan arus ......... 50 4.4 Pembahasan ............................................................................... 55 4.4.1 Kondisi Pasang Surut ....................................................... 55 4.4.2 Kondisi Arus .................................................................... 55 4.4.3 Kondisi Gelombang ......................................................... 56 4.4.4 Dampak Jetty Terhadap Perubahan Morfologi Pantai ..... 56
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................... 58 5.1 Kesimpulan ............................................................................ 58 5.2 Saran ...................................................................................... 59 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 60 LAMPIRAN
v
DAFTAR LAMPIRAN A (GAMBAR)
Halaman Gambar A.1.1
Lokasi Area Simulasi ................................................................. 62
Gambar A.3.1
Bagan Alir Penelitian ................................................................. 63
Gambar A.3.2
Algoritma Delft3D ..................................................................... 64
Gambar A.3.3
Peta bathimetri............................................................................ 65
Gambar A.3.4
Delft3D-FLOW .......................................................................... 66
Gambar A.3.5
Land Boundary .......................................................................... 66
Gambar A.3.6
Grid daerah yang disimulasi ...................................................... 67
Gambar A.3.7
DD Boundaries ........................................................................... 67
Gambar A.3.8
Kedalaman daerah simulasi ........................................................ 68
Gambar A.3.9
Toolbar Description ................................................................... 68
Gambar A.3.10 Toolbar Grid Parameters ........................................................... 69 Gambar A.3.11 Toolbar Bathymetry .................................................................... 69 Gambar A.3.12 Toolbar Time Frame................................................................... 70 Gambar A.3.13 Toolbar Processes ...................................................................... 70 Gambar A.3.14 Area Boundaries ......................................................................... 71 Gambar A.3.15 Lokasi titik observasi.................................................................. 71 Gambar A.3.16 Toolbar Output ........................................................................... 72 Gambar A.3.17 Toolbar Delft3D-WAVE ............................................................ 72 Gambar A.3.18 Toolbar Hydrodinamics .............................................................. 73 Gambar A.3.19 Toolbar Grids ............................................................................. 73 Gambar A.3.20 Toolbar Time Frame.................................................................. 74
viii
Gambar A.3.21 Toolbar Boundaries ................................................................... 74 Gambar A.3.23 Toolbar Output parameters ....................................................... 75 Gambar A.4.23 Kondisi Morfologi Pantai Pada Skenario 1 ............................... 76 Gambar A.4.24 Kondisi Morfologi Pantai Pada Skenario 2 ............................... 77
ix
DAFTAR LAMPIRAN C (PERHITUNGAN)
Halaman Lampiran C.4.1 Perhitungan Nilai Morfac ......................................................... 78
ix
BAB I PENDAHULUAN
Pantai adalah daerah di tepi perairan yang dipengaruhi oleh pasang tertinggi dan air surut terendah, sedangkan garis pantai adalah garis batas pertemuan antara daratan dan air laut, dimana posisinya tidak tetap dan dapat berpindah sesuai dengan pasang surut air laut dan erosi terjadi (Triatmodjo, 1999 : 1). Garis pantai merupakan pertemuan antara pantai (daratan) dan air (lautan). Suatu tinggi muka air tertentu dipilih untuk menjelaskan posisi garis pantai, yaitu garis air tinggi (high water level) sebagai garis pantai dan garis air rendah (low water level) sebagai acuan kedalaman. Garis pantai dikatakan maju apabila ada petunjuk adanya pengendapan dan atau pengangkatan daratan (emerge). Garis pantai dikatakan mundur apabila terjadi proses abrasi dan atau penenggelaman daratan (submerge). Perubahan garis pantai disebabkan oleh adanya penyesuaian bentuk profil pantai sebagai bentuk pertahanan alami dan tanggapan dinamis dari pantai untuk menghancurkan energi gelombang yang datang. Lambada Lhok yang terletak di Kecamatan Baitussalam yang merupakan salah satu wilayah dari Kabupaten Aceh Besar yang terkena dampak tsunami pada tahun 2004. Peristiwa tersebut banyak memberikan dampak terhadap perubahan kondisi pada wilayah Lambada Lhok dan pantai pada wilayah tersebut. Peta lokasi pemodelan dapat dilihat pada Lampiran A Gambar A.1.1. Pada
muara
Lambada
Lhok
terdapat
permasalahan
sedimentasi.
Sedimentasi yang terjadi di muara ini menyebabkan tertutupnya muara sungai. Jika permasalahan sedimentasi ini terus dibiarkan akan menurunkan kemampuan sungai untuk mengalirkan air ke laut yang selanjutnya mengganggu aktivitas nelayan yang menggunakan muara tersebut. Untuk mengatasi permasalahan sedimentasi di Muara Lambada Lhok maka perlu direncanakan konstruksi pelindung muara. Konstruksi ini penting mengingat pemanfaatan muara sungai sebagai alur pelayaran nelayan. Diharapkan nantinya dengan adanya konstruksi pelindung muara sungai dapat memperlancar aktifitas nelayan sehingga meningkatkan taraf hidup nelayan setempat. Konstruksi
1
2
yang dipilih adalah jetty, pemilihan konstruksi jetty dikarenakan konstruksi ini dapat menanggulangi masalah penumpukan sedimen di mulut muara (Fahmi, 2013). Berdasarkan permasalahan di atas, tujuan penulisan Tugas Akhir adalah untuk melihat dampak pembangunan konstruksi jetty terhadap perubahan morfologi pantai di Lambada Lhok yang dipengaruhi oleh aktifitas gelombang dan arus dengan melakukan pemodelan numerik. Parameter input yang digunakan seperti gelombang dan arus. Simulasi numerik adalah pemodelan yang menggunakan rumus-rumus matematika yang diselesaikan dengan mentransformasikan fisik pantai ke dalam wilayah komputasi yang selanjutnya dipecahkan secara numerik melalui bantuan piranti lunak (Arizal 2011). Delft3D merupakan program simulasi atau pemodelan hidrodinamik multi dimensi yang memiliki fungsi untuk menghitung gelombang, aliran sungai, sedimen, kualitas air, dan analisis ekologi pada daerah pantai. Ruang lingkup Tugas Akhir ini adalah mensimulasikan pengaruh arus dan gelombang terhadap perubahan morfologi pantai akibat konstruksi jetty dengan menggunakan Delft3D-FLOW dan Delft3D-WAVE dengan menggunakan dua skenario, yaitu skenario 1 di bangun konstruksi jetty dan skenario 2 tanpa ada konstruksi jetty. Dalam simulasi ini juga dibutuhkan Delft3D-RGFGRID dan Delft3D-QUICKIN yang berfungsi untuk membangun grid dan memasukkan data kedalaman. Hasil simulasi perubahan morfologi pantai pada muara Lambada Lhok dengan menjalankan dua skenario menunjukkan pasang surut yang terjadi pada kawasan muara Lambada Lhok terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dalam satu hari. Pada skenario 1 pasang tertinggi mencapai 0,6 m dan surut terendah mencapai -0,6 m, pada skenario 2 pasang tertinggi mencapai 0,6 m dan surut terendah mencapai -0,6 m. Pada skenario 1 dengan kondisi ada konstruksi jetty mengalami sedimentasi, sedimentasi yang terjadi pada sisi kiri jetty bergerak maju mencapai 334 m sepanjang jetty dan pada sisi kanan jetty terjadi erosi mencapai 90 m. Pada skenario 2 dengan kondisi tanpa konstruksi jetty pada sisi kiri garis pantai terjadi sedimentasi sepanjang 165 m dan pada sisi kanan garis pantai
3
mencapai 90 m. Berdasarkan hasil simulasi gelombang dan arus terjadi perubahan morfologi pantai pada kawasan Lambada Lhok yang diakibatkan ada jetty maupun tidak ada jetty.
BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN
Untuk mendukung penelitian, maka dalam bab ini dikemukakan beberapa teori yang diambil dari literatur-literatur yang berhubungan dengan penelitian yang dilaksanakan. Teori-teori yang diuraikan adalah sebagai berikut :
2.1
Morfologi Pantai Perubahan morfologi pantai merupakan rangkaian proses pantai yang
diakibatkan proses eksternal (arus, angin, gelombang dan pasang surut), faktor internal (karakteristik dan tipe sedimen serta lapisan dasar dimana sedimen itu berada). Pantai adalah suatu wilayah yang selalu mengalami perubahan, baik perubahan yang terjadi setiap hari, mingguan, bulanan, tahunan atau bahkan perubahan yang terjadi jutaan tahun. Tidak semua perubahan yang terjadi di wilayah pantai dapat dilihat secara langsung, tetapi hanya hasil dari proses perubahan tersebut yang bisa diamati dan dirasakan oleh manusia. Perubahan pada wilayah pantai tergantung pada proses yang dominan yang terjadi di wilayah pantai (Triatmodjo, 1999). Perubahan garis pantai terutama disebabkan oleh angkutan sedimen sepanjang pantai, yang dapat mengangkut sedimen sampai jauh (Triatmodjo,1999). Gelombang badai yang terjadi dalam waktu singkat dapat menyebabkan terjadinya erosi pantai, selanjutnya gelombang biasa yang terjadi sehari-hari akan membentuk kembali pantai yang sebelumnya tererosi (pantai kembali stabil) (Triatmodjo,1999). Pesisir adalah zona di tepi pantai atau daratan yang masih mendapat pengaruh dari laut seperti pasang surut dan angin laut. Sedangkan berdasarkan penampang bagian-bagian pantai, maka pantai adalah daerah ditepi perairan diantara pasang air laut tertinggi dan surut terendah. Jika angkutan sedimen pada pantai oleh arus susur pantai dan angkutan sedimennya aktif, maka akan terbentuk morfologi pantai antara lain: lidah pasir, laguna, endapan di depan teluk, dan tombolo. Lidah pasir (spit) merupakan endapan pasir yang memanjang dan sejajar 4
5
garis pantai, dan biasanya menutupi teluk, sehingga membentuk laut yang terkungkung yang disebut laguna (lagoon). Pada pantai - pantai yang landai, sering dijumpai pulau-pulau di depan pantai yang sejajar dengan garis pantai yang disebut pulau penghalang (barrier islands). Pulau-pulau ini akan membentuk laguna yang airnya tenang, sehingga memungkinkan terendapkannya material sedimen yang berbutir halus. Pantai berpasir dibagi menjadi backshore (pantai belakang) dan foreshore (pantai depan) seperti pada Gambar 2.1. Puncak berm menjadi batas antara kedua zona. Berm yaitu titik dari runup maksimum pada kondisi gelombang normal. Runup adalah gelombang yang mencapai batas pesisir dan pantai hanya selama terjadi gelombang badai.
Gambar 2.1 Penampang Pantai Sumber : Triatmodjo, 1999:161
Daerah di sekitar pantai dibagi dalam beberapa bagian seperti berikut: a) Backshore merupakan bagian dari pantai yang tidak terendam air laut kecuali bila terjadi gelombang badai. b) Foreshore merupakan bagian pantai yang dibatasi oleh beach face atau mukapada saat surut terendah hingga uprush pada saat air pasang tinggi. c) Inshore merupakan daerah dimana terjadinya gelombang pecah, memanjang dari surut terendah sampai ke garis gelombang pecah.
6
d) offshore yaitu bagian laut yang terjauh dari pantai (lepas pantai), yaitu daerah dari garis gelombang pecah ke arah laut. e) Breaker zone (daerah gelombang pecah) adalah daerah dimana gelombang yang datang dari laut (lepas pantai) mencapai ketidakstabilan dan akhirnya pecah. Di pantai yang landai gelombang pecah bisa terjadi dua kali. f) Swash zone adalah daerah yang dibatasi oleh garis batas tertinggi naiknya gelombang dan batas terendah turunnya gelombang di pantai. g) Surf zone adalah daerah yang terbentang antara bagian dalam dari gelombang pecah dan batas naik turunnya gelombang di pantai. Pantai yang landai mempunyai surf zone yang lebar. h) Longshore bar adalah tumpukan pasir yang paralel terhadap garis pantai. Tumpukan pasir tersebut dapat muncul pada saat air surut, pada saat lain dapat menjadi barisan tumpukan pasir yang sejajar pantai dengan kedalaman yang berbeda.
2.1.1
Muara
Menurut Triatmodjo (1999 : 277) muara sungai merupakan bagian hilir dari sungai yang berhubungan dengan laut. Permasalahan yang sering terjadi di muara sungai yaitu pada bagian mulut sungai, dimana sering terjadinya proses sedimentasi dan erosi yang dapat mengganggu aktifitas di sekitar muara. Mulut sungai adalah bagian paling hilir dari muara sungai yang langsung bertemu dengan laut, sedangkan estuari adalah bagian dari sungai yang dipengaruhi pasang surut. 2.1.2
Morfologi muara sungai Muara sungai dapat dibedakan menjadi tiga kelompok tergantung dari
faktor dominan yang mempengaruhinya. Ketiga faktor tersebut adalah gelombang, pasang surut, dan debit sungai (Nur Yuwono, 1994).
7
a.
Muara yang didominasi gelombang laut
Gelombang besar yang terjadi pada pantai berpasir dapat menimbulkan angkutan sedimen, baik dalam arah tegak lurus maupun sejajar pantai. Angkutan sedimen tersebut bergerak masuk ke muara sungai. Semakin besar gelombang gelombang semakin banyak sedimen yang mengendap di muara.
b. Muara yang didominasi debit sungai
Muara yang terjadi pada sungai dengan debit sepanjang tahun cukup besar yang bermuara di laut dengan gelombang relatif kecil pada waktu air surut sedimen akan terdorong ke muara dan menyebar ke laut.
c. Muara yang didominasi pasang surut
Apabila tinggi pasang surut cukup besar, maka volume air pasang yang masuk ke sungai sangat besar. Pada waktu air surut, volume air yang besar tersebut mengalir keluar dalam waktu tertentu.
2.1.3
Definisi Laguna Laguna adalah sekumpulan air asin yang terpisah dari laut oleh
penghalang yang berupa pasir, batu karang atau semacamnya. Jadi, air yang tertutup di belakang gugusan karang (barrier reef) atau pulau-pulau disebut laguna. Biasanya laguna ditemukan sejajar garis pantai, terpisah dari laut oleh barrier (punggungan berupa penghalang), terhubung ke laut oleh satu atau lebih saluran masuk (kanal), dan kedalaman air di laguna jarang melebihi beberapa meter. Suatu laguna dapat atau tidak dipengaruhi oleh pencampuran air akibat pasang surut dan kadar garam (salinitas) dapat bervariasi di laguna mulai dari tawar hingga kadar garam yang tinggi tergantung dari kondisi hidrologi di daerah tersebut.
8
Menurut Bates dan Jackson dalam Boggs (2006 : 332) pesisir laguna di definisikan sebagai laut dangkal yang bentuknya memanjang sperti teluk dan memiliki slauran masuk. Laguna berada pada jalur sempit yang memanjang dari suatu daratan seperti pulau penghalang yang terdiri dari terumbu karang (reef), tebing pasir,atau endapan gundukan pasir (spit). Sekitar13% dari daerah pantai di dunia didominasi oleh laguna pantai yang sering dipengaruhi oleh faktor-faktor alam maupun faktor dari aktivitas manusia.
2.1.4
Proses terbentuknya laguna Laguna terbentuk ketika dataran pinggir pantai yang dibanjiri oleh air laut
melalui suatu kanal sehingga terjadi pertukaran bebas antara air yang ada di dalam laguna dengan air laut. Menurut Oertel (2005 : 263) laguna terbentuk akibat kenaikan muka air laut sehingga daratan digenangi oleh air laut melalui saluran masuk yang sempit. Pertukaran air melalui saluran masuk laguna dipengaruhi oleh arus pasang surut (tidal current) yang dapat mengangkut pasir melebihi dari input pantai lainnya. Menurut Gilbert (1885) dan McGee (1890) dalam Oertel (2005:264) membagi proses terbentuknya laguna menjadi dua, yaitu:
a.
Inundation model
Muka air laut yang naik mengakibatkan dataran rendah yang berada di dekat pantai tergenang. Gundukan pasir yang berada di depan daerah dataran rendah pantai menjadi penghalang parsial (barrier). Untuk gambar proses terbentuknya laguna dengan model ini dapat dilihat pada Gambar 2.3.a.
b.
Spit embayment model
Gundukan pasir akibat proses pengendapan lateral membentuk barrier antara sisi laut utama dengan bagian laut yang telah terpisah. Endapan pasir ini menjadi penghalang (barrier) antara laut utama dengan bagian laut yang
9
membentuk laguna di daerah dekat pantai. Untuk gambar proses terbentuknya laguna dengan model ini dapat dilihat pada Gambar 2.3.b.
Gambar 2.2 : Proses terbentuknya imundation model (a) dan spit embayment model (b) Sumber
2.2
: Gilbert (1885) dan McGee (1890) dalam Oertel (2005 : 264)
Hidrodinamika Pantai
Hidrodinamika adalah ilmu tentang gerak fluida yang dipengaruhi gelombang, arus, dan pasang surut. Dalam hidrodinamika laut gaya gravitasi, gaya gesekan, dan gaya coriolis adalah gaya-gaya dengan pengaruh terbesar (Stewart, 2006 dalam Cahyana, 2011). Gaya gravitasi merupakan gaya yang dominan dalam hidrodinamika. Gaya berat dari air laut yang merupakan akibat dari adanya gravitasi yang menghasilkan tekanan hidrostatis. Perubahan gravitasi yang diakibatkan oleh gerakan matahari dan bulan relatif terhadap bumi, menyebabkan terjadinya pasang surut, arus dan pencampuran. Gravitasi juga menyebabkan terjadinya buoyancy, yaitu gaya naik atau gaya turun pada paket-paket air yang memiliki densitas lebih besar atau lebih kecil dari pada air di sekitarnya pada level yang sama. Gaya gesekan adalah gaya yang bekerja pada dua buah permukaan yang saling bersentuhan dan terjadi gerak relatif antara keduanya. Permukaan di sini dapat berupa paket air atau udara. Tekanan angin adalah gesekan yang disebabkan oleh bertiupnya angin di atas
10
permukaan laut. Tiupan angin mentransfer momentum horizontal ke laut sehingga menghasilkan arus laut. Jika angin bertiup pada gelombang laut, maka akan terjadi gelombang laut yang lebih besar (Stewart, 2006 dalam Cahyana, 2011).
2.2.1
Gelombang
Gelombang adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan laut yang membentuk kurva/grafik sinusoidal. Proses ini terjadi akibat adanya gaya-gaya alam yang bekerja di laut seperti tekanan dari atmosfir (khususnya angin), gempa bumi, gaya gravitasi bumi dan benda-benda angkasa (bulan dan matahari), gaya coriolis (akibat rotasi bumi), dan tegangan permukaan (Sorensen, 1991: Komar, 1998 dalam Kalay, 2008). Peramalan
gelombang
dimaksudkan
untuk
mengalihragamkan
(transformasi) data angin di darat menjadi gelombang. Di Indonesia pencatatan gelombang belum banyak dilakukan karena mahalnya paralatan pencatat gelombang. Data angin yang sering digunakan untuk peramalan gelombang dalam proses perencanaan konstruksi bangunan pantai.Kecepatan angin di ukur dengan anemometer dan biasanya dinyatakan dalam Knot. Penyajian data angin berdasarkan arah tiupan dan persentase kecepatan arah angin diplot dalam tabel. Kecepatan angin dan distribusi arah tiupan angin dominan digambarkan pada mawar angin atau wind rose (Triatmodjo,1999:154). Hasil dari persentase arah tiupan angin yang dominan akan digunakan untuk perencanaan gelombang rencana. Berhubung data angin yang diperoleh data angin pengukuran di darat, maka data angin ini harus di ubah menjadi data angin di laut yang selanjutnya akan digunakan sebagai analisa peramalan gelombang. Konversi data angin di laut (UW) menjadi kecepatan seret angin (UA) adalah (Triatmodjo, 1999:154)
UW = RL x UL .................................................................................................................................................... (2.2) UA = 0,71 x UW1,23 ........................................................................................................................................ (2.3)
11
dengan:
UW
= kecepatan angin yang diprediksikan di laut (m/dt);
UL
= kecepatan angin yang di ukur di darat (m/dt);
RL
= nilai perbandingan kecepatan dapat dari Gambar 2.4;
UA
= kecepatan seret angin (m/dt).
Gambar 2.3 : Hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat Sumber
: Triatmodjo, 1999 : 154
Fetch dapat didefinisikan sebagai panjang daerah pembangkitan gelombang pada arah datangnya angin. Untuk peramalan gelombang angin, fetch biasanya dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi daerah pembangkitan gelombang. Apabila bentuk pembangkitan tidak teratur, maka perlu menentukan nilai fetch efektif (Feff) dapat ditentukan dengan persamaan:
Feff =
.........................................................................................(2.4)
dengan:
Feff
= fetch rerata efektif (km) ;
12
Xi
= panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch (km) ;
α
= deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan pertambahan 6 sampai sebesar 42 pada kedua sisi dari arah angin.
2.2.2
Arus
Arus adalah pergerakan suatu massa air dari suatu tempat ke tempat yang lain yang disebabkan oleh tiupan angin atau disebabkan oleh pergerakan pasang surut air laut (Nontji,1993). Menurut Gross (1972) arus merupakan gerakan horizontal atau vertikal dari massa air menuju kestabilan yang terjadi terus menerus. Gerakan yang terjadi merupakan hasil resultan dari berbagai macam gaya yang bekerja
pada
permukaan dan dasar perairan. Pond dan Pickard, 1983 mengklasifikasi gerakan massa air berdasarkan penyebabnya, yaitu :
a. Angin Angin merupakan faktor yang membangkit arus, arus yang ditimbulkan oleh angin mempunyai kecepatan yang berbeda menurut kedalaman. b. Arus pasang surut Arus yang disebabkan oleh gaya tarik menarik antara bumu dan benda di angkasa. Arus pasut ini merupakan arus yang gerakannyan horizontal. c. Turbulensi Suatu gerakan yang terjadi pada lapisan batas air dan terjadi karena ada gaya gsekan antar lapisan.
Menurut letaknya, arus dibedakan menjadi dua yaitu arus atas dan arus bawah. Arus atas adalah arus yang bergerak pada permukaan laut, arus bawah
13
arus yang bergerak pada dasar permukaan laut. Faktor pembangkit arus adalah angin. Tiupan angin memberikan pengaruh terhadap arus permukaandari kecepatan angin tersebut. Kecepatan arus akan berkurang sesuai dengan bertambahnya kedalan pantai (Bernawis, 2000)
2.2.3
Pasang Surut Menurut Triatmodjo (1999:115) pasang surut adalah fenomena alam yang
menyebabkan naik turunnya permukaan air laut yang disebabkan oleh gaya gravitasi dan gaya tarik menarik dengan benda – benda di langit, seperti matahari dan bulan terhadap massa air laut di bumi. Besarnya gaya tarik menarik dengan benda-benda di langit tersebut tergantung pada besarnya massa benda tersebut, walaupun bulan memiliki massa lebih kecil dari matahari, bulan memberikan gaya tarik lebih besar dari matahari karena jarak bulan lebih dekat dari pada matahari. Pasang surut merupakan fenomena perubahan muka air laut dalam masa periode yang pendek secara periodik yang diakibatkan oleh gaya tarik menarik dari benda – benda di langit (Garisson, 2006 dalam Kalay, 2008). Menurut Triatmodjo (2003) bentuk pasang surut disuatu daerah berbeda – beda. Di suatu daerah dalam satu hari bisa terjadi satu sampai dua kali pasang surut. Tipe pasang surut ditentukan oleh frekuensi air pasang surut setiap hari. Secara umum pasang surut dapat dibedakan menjadi empat tipe, yaitu :
a.
Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide). Pasang surut ini dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali surut dengan tinggi yang hamper sama dengan pasang surut rata – rata 12 – 24 menit.
b.
Pasang surut harian tunggal (diurnal tide). Pada pasang surut ini terjadi satu kali pada satu hari . Periode pada pasang surut ini 24 jam – 50 menit.
c.
Pasang surut campuran yang lebih condong ke harian ganda (mixed tide prevailing semi diurnal). Pasang surut ini terjadi satu kali air pasang dan dua kali air surut pada satu hari dengan tinggi dan periode yang berbeda.
14
d.
Pasang surut campuran yang lebih condong ke harian tunggal (mixed tide prevailing diurnal). Pasang surut ini terjadi satu kali pasang dan satu kali surut dengan tinggi dan periode berbeda.
Elevasi muka air laut selalu berubah setiap saat, maka diperlukan suatu elevasi yang ditentukan berdasarkan data pasang surut yang dapat digunakan sebagai pedoman di dalam perencanaan suatu bangunan pantai. Beberapa elevasi tersebut adalah sebagai berikut:
a.
Muka air tinggi (high water level), yaitu muka air tertingi yang dicapai pada saat air pasang dalam satu siklus pasang surut.
b.
Muka air rendah (low water level), yaitu muka air terendah yang dicapai pada saat air surut pada satu siklus pasang surut.
c.
Muka air tinggi rata-rata (mean high water level, MHWL), yaitu rata - rata dari muka air tinggi selama periode 19 tahun.
d.
Muka air rendah rata-rata (mean low water level, MLWL), yaitu rata - rata dari dari muka air rendah selama periode 19 tahun.
e.
Muka air laut rata-rata (mean sea Level, MSL), yaitu muka air rata-rata antara muka air tinggi rata-rata dan muka air rendah rata-rata. Elevasi ini digunakan sebagai referensi untuk elevasi di daratan.
f.
Muka air tinggi tertinggi (highes high water level, HHWL), yaitu muka air tertinggi pada saat pasang surut purnama dan pasang surut perbani.
g.
Muka air rendah terendah (lowes low water level, LLWL), yaitu muka air terendah pada saat pasang surut purnama dan pasang surut perbani.
Menurut Triatmadja (2009 : 89) pasang surut merupakan gelombang teratur yang dibentuk oleh komponen-komponen harmonik yang merupakan komponen utama pada pasang surut, komponen utama tersebut adalah memiliki amplutido,
frekuensi,
perioda,
dan
fase,
komponen-komponen
tersebut
dipengaruhi oleh keadaan geografis pada daerah tersebut. Ada banyak komponen pasang surut, akan tetapi yang memberikan dampak pengaruh yang signifikan
15
hanya beberapa komponen, Tabel 2.2 menunjukkan beberapa komponen pasang surut.
Tabel 2.1 Beberapa Komponen Harmonik Pasang Surut Jenis Semi diurnal (Ganda)
Diurnal (Tunggal)
Long period (Periode panjang)
NO
Simbol
Periode (jam)
Keterangan
1 2 3 4
M2 S2 N2 K2
12.42 12.00 12.66 11.97
Bulan utama Matahari utama Elips bulan besar Bulan matahari
5 6 7
K1 O1 P1
23.93 25.82 24.07
Matahari bulan Bulan utama Matahari utama
8
MO
327.86
Bulan dua mingguan
Sumber : Triatmadja (2009 : 89) 2.3
Angkutan Sedimen di Pantai
Angkutan sedimen di pantai adalah pergerakan sedimen pada daerah pantai yang disebabkan oleh gelombang dan arus. Angkutan sedimen pantai dapat mengakibatkan perubahan garis pantai baik terjadinya akresi maupun erosi. Angkutan sedimen pantai dapat berupa angkutan sedimen sejajar pantai dan transpor sedimen tegak lurus pantai. Pergerakan sedimen pada perairan dikategorikan menjadi 3 macam, yaitu: bed load (sedimen dasar), suspended load (sedimen melayang), dan wash load. Bed load adalah angkutan sedimen yang mengalami kontak terus menerus dengan jenis sedimen yang ditimbulkan selama pergerakannya (sliding, jumping, dan rolling). Suspended load adalah gerakannya tidak mengalami kontak yang terus menerus dengan dasar dan ukuran partikelnya kecil (Murphy dan Aguirre, 1985; Fredsoe dan Rolf, 1993 dalam Widiastuty, 2008). Pergerakan sedimen tersebut akan menyebabkan perubahan morfologi pantai berupa kedalaman dan garis pantai, hal ini dikarenakan material dasar
16
pantai pada umumnya sebagian besar merupakan struktur tanah pasir atau lumpur yang sangat dipengaruhi oleh perilaku gelombang dan arus. Sedimen yang diangkut di pantai dibedakan berdasarkan ukuran butiran menjadi lempung, lumpur, pasir, kerikil, koral (pebble), cobble, dan batu (boulder). Jenis sedimen terbagi 2 macam, yaitu : sedimen kohesif dan sedimen non-kohesif. Sedimen kohesif adalah butiran – butiran partikel lumpur yang berada di dasar. Sedimen non-kohesif adalah sedimen dengan butiran – butiran partikel yang umumnya berasal dari pasar. Klasifikasi ukuran butir dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Klasifikasi ukuran butir dan sedimen Klasifikasi
Diameter (mm)
Boulders Berbatu(cobbles) Kerikil (gravel) Pasir Sangat kasar Kasar Sedang Halus Sangat Halus Lumpur Kasar Sedang Halus Sangat halus Lempung Kasar Sedang Halus Sangat halus
256 – 4096 64 – 256 2 – 64 1–2 0,5 – 1 0,25 – 0,5 0,125 – 0,25 0,062 – 0,125 0,031 – 0,062 0,016 – 0,031 0,008 – 0,016 0,004 – 0,008 0,002 – 0,004 0,001 – 0,002 0,0005 – 0,001 0,00024 – 0,0005
Sumber : Triatmadja (2009 : 89) 2.3.1
Hubungan Tegangan Geser dengan Angkutan Sedimen
Menurut Triatmodjo (1999 : 172) untuk mempelajari proses transport sedimen kecepatan partikel air didekat dasar dinyatakan dalam bentuk tegangan
17
geser dasar
. Kecepatan partikel air didekat dasar atau yang dinyatakan dalam
bentuk tegangan geser tersebut berusaha untuk menarik sedimen dasar. Sedimen dasar memberikan tahanan yang dinyatakan dalam bentuk tegangan kritis kecepatan kritis
atau
. Kedua parameter tersebut tergantung pada sifat sedimen
dasar seperti diameter, bentuk, dan rapat massa sedimen untuk sedimen non kohesif (pasir). Apabila kecepatan yang terjadi akibat pasang surut di dekat dasar kecil maka tegangan geser dasar juga kecil. Partikel sedimen tidak bergerak karena kemampuan tahanan sedimen atau tegangan kritis lebih besar dari tegangan dasar (
). Sebaliknya apabila kecepatan aliran semakin besar maka tegangan
dasar akan semakin besar, sampai pada kecepatan tertentu sedimen akan mengalami keadaan kritis, yaitu keadaan antara diam dan bergerak (
).
Bila kecepatan bertambah sedikit saja, maka hal tersebut akan menyebabkan sedimen bergerak maju-mundur sesuai dengan gerak partikel air. Semakin bertambahnya kecepatan menyebabkan gerak sedimen semakin bertambah. Pada fase (
) maka sedimen yang terjadi disebut transpor sedimen (bed load).
Dengan semakin bertambahnya kecepatan didekat dasar gerak partikel sedimen semakin kuat dan kemudian sedimen akan membentuk ripple, yaitu dasar laut bergelombang kecil dengan puncaknya tegak lurus arah gelombang. Dengan terbentuknya ripple akan meningkatkan turbulensi, dan partikel akan terangkat dalam bentuk suspensi. Transpor sedimen dalam bentuk suspensi diatas dasar disebut transpor sedimen suspensi. Apabila gerak air semakin cepat, ripple akan menghilang dan terjadi transpor massa dimana suatu lapis dengan tebal tertentu terangkut dalam bentuk transpor sedimen dasar dan suspensi.
2.3.2
Penggunaan Delft3D pada Simulasi
Pemodelan morfologi pantai akibat konstruksi jetty ini menggunakan perangkat lunak Delft 3D. Delft 3D ini merupakan model yang berbasis windows
18
yang dipakai untuk pemodelan perubahan morfologi pantai. Bagian – bagian dalam Delft3D dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Overall Delft 3D
FLOW
WAVE
WAQ
PART
ECO
SED
Visualization Gambar 2.4 : Diagram sistempada Delft3D Sumber
: Anonim (2009)
Delft 3D terdiri dari beberapa sistem dan fungsi yaitu:
Delft3D-FLOW
: Simulasi tsunami, pasang surut, aliran sungai dan banjir
Delft3D-WAVE
: Perambatan gelombang
Delft3D-WAQ
: Kualitas air pada daerah far – field
Delft3D-PART
: Kualitas air dan gerakan partikel pada daerah midfield
Delft3D-ECO
Delft3D-SED
: Pemodelan Ekologi : Pengangkutan sedimen untuk partikel kohesif dan non kohesif
2.3.3
Delft 3D-FLOW
Delft3D merupakan software yang berfungsi untuk simulasi pada daerah pantai, sungai dan pada muara. Selain pantai, sungai dan muara, Delft3D juga dapat mensimulasikan gelombang, sedimen, ekologi dan kualitas air pada pantai.
19
Pada pemodelan ini menggunakan Delft3D-Flow dan Delft3D-Wave. Delft3D-Flow adalah sistem pada bagian Delft3D yang digunakan untuk menghitung SWE (Shallow Water Equation) atau persamaan pada kondisi air dangkal dalam variabel kecepatan dan tinggi ke dalam bentuk dua atau tiga dimensi pada sebuah grid atau garis bantu (Arizal, 2011). Simulasi Delft3D ini menggunakan grid atau garis bantu. Grid adalah garis bantu koordinat arah vertikal dan horizontal untuk menentukan luas daerah yang disimulasi atau untuk mengatur batas daerah yang disimulasikan. Grid terdiri dari dua sistem yaitu coordinate cartessian berbentuk persegi dan coordinat spherical. Sistem coordinate cartessian berbentuk persegi, bersifat kaku dan hanya mempunyai parameter arah saja, yaitu arah vertikal ( ) dan arah horizontal (ξ). Sedangkan sistem coordinate spherical mengikuti garis kontur permukaan bumi. Coordinate spherical memiliki dua parameter yaitu arah dan tinggi, dengan latitude (θ) bernilai positif ke arah utara dan longitude (ϕ) yang bernilai positif ke arah timur (Anonim, 2007a).
Gambar 2.5 : (a) Sistem coordinate Spherical dan (b) system coordinate cartessian Sumber
: Rizkiyah, (2009)
Delft3D juga mempunyai faktor percepatan morfologi (MORFAC). Menurut Ranasinghe et al. (2011), pendekatan faktor percepatan morfologi adalah metode yang digunakan sekarang untuk melakukan simulasi morfodinamik pantai. Konsep simulasi dengan menggunakan metode ini mampu mensimulasikan secara
20
numerik perubahan morfologi pantai karena gelombang dan arus dalam skala waktu puluhan tahun dengan waktu simulasi komputer yang singkat.
Delft 3D-Flow terdiri dari 7 bagian yang memiliki fungsi sebagai berikut :
Delft 3D-RGFGRID : Membuat zona segmen dalam bentuk grid pada topografi Delft 3D-QUICKIN
: Masukan output pada grid berupa data bathimetri,kondisi awal untuk water level, salinitas dan lain-lain.
Delft 3D-TRIANA
: Analisis pasang surut dalam interval waktu.
Delft 3D-TIDE
: Analisis pasang surut terhadap water level dan kecepatan.
Delft 3D-NESTHD
: Membuat batasan dari keseluruhan model.
Delft 3D-GPP
: Menampilkan hasil simulasi berupa gambar animasi dan visualisasi.
Delft 3D-QUICKPLOT : sama halnya dengan Delft3D-GPP
2.3.4
Delft 3D-WAVE
Delft 3D-WAVE adalah sistem bagian dari Delft3D yang berfungsi untuk mensimulasikan perambatan gelombang yang dihasilkan di perairan pantai. Delft3D-WAVE juga dapat diterapkan di perairan dalam, menengah dan dangkal (Anonim, 2007b). WAVE-GUI (Graphical User Interface) alat yang digunakan untuk memberikan nilai pada semua parameter yang digunakan untuk mengimpor nama atribut file ke MDW-file. MDW-file adalah input file untuk simulasi gelombang. MDW-file ini berisi semua data yang diperlukan untuk pemodelan gelombang dan menjalankan perhitungan gelombang.
2.4
Jetty
Jetty adalah bangunan tegak lurus pada pantai yang diletakkan pada kedua sisi muara sungai yang berfungsi untuk mengurangi pendangkalan oleh sedimen pantai (Triatmodjo:220). Keberadaan jetty selain dapat memperlancar aktivitas
21
nelayan dalam mencari penghasilan juga dapat mencegah terjadi banjir di daerah hulu sungai. Material dasar untuk jetty adalah batu alam maupun buatan (beton). Adapun jenis jetty yaitu :
a.
Jetty panjang
Jetty ini ujungnya berada di luar gelombang pecah. Jetty ini dipakai untuk stabilisasi muara sungai yang dipergunakan untuk keperluan pelayaran atau untuk pelabuhan. Yang perlu diperhatikan pada jetty ini ialah akan terjadi perubahan garis pantai yang cukup signifikan jika angkutan sedimen menyusur pantai cukup besar. Jika proses sedimentasi dibiarkan, majunya garis pantai akan mencapai ujung jetty dan dapat menyebabkan terjadinya penutupan mulut antara dua jetty. Sementara itu, erosi di hilir akan bertambah parah. Untuk menanggulangi permasalahan tersebut, perlu adanya pemindahan pasir dari hulu ke hilir yang biasa dikenal dengan sand by passing. Tipe jetty panjang efektif untuk menghalangi masuknya sedimen ke arah muara tetapi biaya konstruksinya sangat mahal. Konstruksi jetty panjang dibangun cukup panjang sampai ujungnya berada di luar gelombang pecah. Jetty kanan dan jetty kiri biasanya tidak sama panjang. Pada arah dominan datangnya sedimen dibuat jetty yang lebih panjang agar mulut jetty terlindung.
b.
Jetty sedang
Jetty sedang ujungnya berada di antara muka air surut dan lokasi gelombang pecah dan dapat menahan transpor sedimen sepanjang pantai, sehingga alur di ujung jetty masih memungkinkan terjadi endapan pasir. Bangunan jetty dibuat sampai batas luar daerah breakerzone pada saat muka air surut. Keuntungan jetty ini adalah dapat mengurangi kelemahan pada kedua bangunan jetty panjang dan pendek. Bangunan jetty ini sangat cocok untuk pantai dengan arah datang gelombang yang tegak lurus dengan pantai. Karena angkutan sedimen pantai berada di daerah surfzone, pembangunan jetty ini dapat
22
mengurangi pendangkalan pada muara, tetapi efektivitasnya dalam perlindungan muara tidak sebaik jetty panjang.
c.
Jetty pendek
Jetty pendek ujungnya berada pada muka air surut. Fungsinya untuk menahan berbeloknya muara sungai dan mengkonsentrasikan aliran pada alur yang telah ditetapkan untuk bisa mengerosi endapan. Keuntungan utama jetty ini ialah perubahan garis pantai akibat konstruksi ini sangat minim dan biayanya murah. Bangunan jetty pendek dibuat sama panjang.
Gambar 2.6 : Jenis – jenis Jetty Sumber
2.5
: Triatmodjo, (1999)
Penelitian Terdahulu Penelitian tentang perubahan morfologi pantai sebelumnya telah dilakukan
dengan menggunakan Delft3D pada penelitian – penelitian terdahulu. Penelitian terdahulu relatif sama dengan peneletian ini dengan menggunakan Delft3DFLOW dan Delft3D-WAVE. Hal yang membedakan antara penelitian terdahulu dengan penelitian ini, penelitian terdahulu masih menggunakan satu grid dan
23
hanya menggunakan satu arah angin saja. Pada penelitian ini sudah menggunakan multi grid yang bertujuan melihat lebih detail suatu area simulasi dan menggunakan dua arah angin berdasarkan arah angin dominan. Peneliti – peneliti terdahulu yang menggunakan Delft3D dapat dilihat pada Tabel 2.3
Tabel 2.3 Studi Terdahulu No
Nama Peneliti
Judul Penelitian
1
Teuku M. Rasyif (2012)
2
Arizal (2011)
3
Shinta Dewi (2011)
Simulasi Numerik Pengaruh Arus Pasang Surut Terhadap Potensi Sedimentasi dan Erosi Di Sektar Muara Studi Perubahan Morfologi Dasar Pantai Singkil Menggunakan Model Numerik Delft3D Perubahan Garis Pantai Menggunakan Model Numerik Delft3D Di Kawasan Pantai Banda Aceh
Lokasi Penelitian Muara Krueng Aceh
Hasil
Pantai Singkil
Sedimentasi dan Erosi
Pantai Banda Aceh
Sedimentasi dan Erosi
Sedimentasi dan erosi yang diakibatkan arus pasang surut
BAB III METODOLOGI
Pada bab ini menjelaskan langkah – langkah simulasi yang dilakukan dalam tugas akhir ini. Delft3D yang digunakan pada pemodelan ini adalah Delft3D-FLOW dan Delft3D-WAVE. Alur penelitian untuk Tugas Akhir dan algoritma Delft3D dapat dilihat pada Lampiran A Gambar A.3.1 dan Gambar 3.2 pada hal 59.
3.1
Persiapan Data Sebelum melakukan simulasi di butuhkan data. Data yang diperlukan
untuk melakukan simulasi ini adalah peta bathimetri, peta topografi, data pasang surut dan data sedimentasi. Sumber peta dan data berasal serta penggunaannya pada simulasi ini dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Sumber data dan penggunaannya pada simulasi ini No
Data
1
Peta Bathimetri
2
Peta Topografi
Penggunaan data
Sumber data
Spesifikasi Data
Kedalaman area simulasi
TDMRC (Anonim, 2012)
Elevasi kontur per 1m
Kontur
TDMRC (Anonim, 2012)
Elevasi kontur per 1m
TDMRC (Anonim, 2012)
Ukuran median sedimen D50
3
Data Sedimentasi
Angkutan sedimen
4
Data Pasang Surut
Batasan untuk simulasi arus
24
Shinta Dewi, 2011
Di ukur selama 15 hari
25
a. Peta Bathimetri Peta bathimetri merupakan peta kedalaman air dan konfigurasi topografi bawah laut. Peta ini pada umumnya mempunyai sistem koordinat yang bereferensi pada system koordinat peta topografi. Cakupan wilayah pengukuran bathimetri ini meliputi jarak dari muara ke lepas pantai sepanjang 2.9 km, panjang garis pantai ke kanan 1.6 km, garis pantai ke kiri 1.3 km. Data bathimetri untuk simulasi Tugas Akhir ini diperoleh dari TDMRC. Peta Bathimetri dapat dilihat pada Lampiran A gambar 3.3.
b. Peta Topografi Peta Topografi merupakan peta yang menyajikan posisi horizontal serta vertikal dari unsur alam dan unsur buatan manusia dalam bentuk tertentu dengan memperhatikan sistem proyeksi peta yang digunakan serta skala peta. Daerah daratan digunakan sebagai land boundary yaitu batasan darat pada daerah simulasi. Cakupan wilayah pengukuran topografi sepanjang 2 km sejajar garis pantai dengan luasan 1 km ke kiri garis pantai dan 1 km ke kanan dengan lebar 50 m sepanjang garis pantai. Peta Topografi diperoleh dari TDMRC. Peta Topografi dapat dilihat pada Lampiran A gambar 3.3.
c. Data Sedimentasi Data sedimen digunakan untuk melakukan simulasi angkutan sedimen dasar dan menjadi data input pada Delft3D-FLOW. Dalam hal ini data sedimen yang digunakan pada pemodelan ini hanya sedimen dasar (bed load). Ukuran sedimen yang digunakan adalah D50. d.
Data pasang surut Untuk mengetahui batas – batas muka air laut pada saat pasang tertinggi dan pada saat surut terendah maka perlu dilakukan pengukuran pasang surut. Pasang surut terjadi karena pengaruh posisi bumi terhadap
26
bulan dan matahari. Pergerakan muka air akibat pasang dan surut ini menimbulkan arus pasang surut. Data pasang surut akan digunakan sebagai nilai batas (boundary condition) pada saat pemodelan arus. Komponen – komponen pasang surut yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.2 berikut.
Tabel 3.2 Komponen Pasang Surut NO. Komponen Pasang Surut
Amplitudo (m)
Fase (deg)
1.
M2
0,337
279,28
2.
S2
0,202
311,27
3.
K1
0,077
350,34
4.
O1
0,044
135,59
Sumber : Dewi, 2011
3.2
Simulasi Pasang Surut dengan Delft3D-FLOW Simulasi dapat berjalan pada Delft3D-FLOW diperlukan daerah simulasi
(domain) yang menunjukkan daerah yang dihitung dan batasan daerah hitungan. Daerah simulasi terdiri dari pembuatan grid dengan menggunakan Delft3DRGFGRID dan pemasukan data kedalaman dengan menggunakan Delft3DQUICKIN. Selain itu memerlukan data input lain yang diperlukan untuk proses simulasi dapat berjalan. Tampilan Delft3D-FLOW dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.4.
3.2.1
Digitasi Land Boundary
Land boundary merupakan batas yang menunjukkan wilayah darat dan lautan. Melakukan simulasi memerlukan data digitasi yang dilakukan dengan menggunakan ArcGIS untuk mendapatkan nilai koordinat pada daratan. Daerah yg didigitasi sepanjang 2.9 km sejajar garis pantai dengan menggunakan ArcGIS.
27
ArcGIS berfungsi untuk mendigitasi daerah yang digunakan untuk simulasi. Peta yang digunakan untuk medigitasi wilayah yang disimulasi bersumber dari Google Earth. Output yang telah didigitasi dalam bentuk koordinat X dan Y kemudian dipindahkan ke texpad yang sudah diformat agar dapat dijadikan sebagai input land boundary dengan format *ldb. Setelah tersimpan file tersebut dapat dibuka dengan menggunakan Delft3D-RGFGRID sehingga terbentuk garis pantai dan wilayah daratan dan laut. Hasil proses digitasi land boundary dapat di lihat pada Lampiran A Gambar 3.5.
3.2.2
Pembuatan Grid
Grid yang digunakan pada simulasi dalam bentuk coordinate cartessian berbentuk persegi. Pembuatan grid ini menggunakan program Delft3DRGFGRID, tujuan dari Delft3D-RGFGRID ini adalah untuk membuat grid, memodifikasi, dan memvisualisasikan orthogonal untuk
Delft3D-FLOW.
Pembuatan grid menggunakan Delft3D-RGFGRID, grid pada pemodelan menggunakan ukuran 40 x 40 dengan menggunakan koordinat cartessian. Grid yang dibuat dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.6. Pada simulasi ini juga menggunakan DD Boundaries. DD Boundaries merupakan multi grid yang berfungsi untuk melihat lebih detail pada suatu luasan wilayah yang disimulasi. Simulasi ini multi grid yang digunakan 10 x 10 dengan koordinat cartessian. Parameter grid yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.3. Untuk membuat DD Boundaries perlu menentukan batasan wilayah yang ingin dilihat lebih detail pada kawasan area simulasi, lalu gunakan poligon untuk menghapus grid bagian luar batasan yang telah ditentukan. Setelah grid luar dihapus maka gunakan swipe passive grid untuk melihat grid yang aktif dan yang pasif. Untuk menggabungkan grid awal dengan multi grid dengan cara klik edit lalu pilih DD boundaries dan klik setiap sudut grid lalu klik compile untuk menggabungkan kedua grid. DD boundaries yang telah dibuat dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.7.
28
Tabel 3.3 Parameter Grid No
Latitude
Longitude
1
622431,991 – 624470,431
761912,9399 – 763896,1463 40 x 40
2
622075,805 – 623553,387
762950,7988 – 764345,8281 10 x 10
3.2.3
Ukuran Grid
Pemasukan data kedalaman
Delft3D-QUICKIN merupakan program yang berfungsi untuk membuat, dan memvisualisasikan model bathimetri. Delft3D-QUICKIN digunakan untuk memasukkan data kedalaman pada daerah simulasi. Data kedalaman digunakan sebagai data input bathimetri pada system Delft3D-FLOW. Untuk input data kedalaman dengan tanda positif (+) digunakan sebagai informasi kedalaman di laut, sedangkan untuk tanda negatif (-) digunakan sebagai informasi elevasi di darat. Dari hasil pengukuran dilapangan akan didapat data dalam bentuk *.xyz kemudian diekspor ke texpad dan disimpan dalam bentuk *.xyz. Data format *.xyz tersebut menjadi data input Delft3D-QUICKIN. Hasil input kedalaman yang telah dilakukan dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.8.
3.2.4
Description
Description adalah kotak teks yang digunakan untuk menginformasikan simulasi yang dilakukan atau untuk menerangkan tujuan dari simulasi yang akan dilakukan. Data grup ini mampu menampung 10 baris kalimat. Tampilan toolbar description dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.9.
3.2.5
Domain
Domain merupakan area permodelan yang ditinjau untuk simulasi. Cakupan wilayah domain pada daerah simulasi adalah 2,9 km sejajar garis pantai dengan luasan 1,3 km ke kiri dan 1,6 km ke kanan. Pada simulasi ini akan menggunakan 2 skenario yaitu dengan dibangunnya jetty dan tanpa ada jetty.
29
Skenario dengan dibangunnya jetty akan menggunakan jetty panjang dengan panjang 623 m pada sebelah kiri dan 506 m sebelah kiri (Fahmi, 2013). Parameter data grup Domain berisikan beberapa sub-data yaitu Grid parameters, Bathymetry.
Grid paramteres adalah sub-data untuk menginput data grid yang telah dibangun pada Delft3D-RGFGRID dan menetukan tipe koordinat yang akan digunakan. Tipe koordinat yang digunakan adalah coordinat cartessian. Tampilan toolbar Grid parameters dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.10.
Bathymetry adalah sub-data yang berguna untuk menginput data kedalaman yang telah dimasukkan sebelumnya pada Delft3D-QUICKIN. Tampilan toolbar Bathymetri dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.11.
3.2.6 Time Frame
Time frame merupakan toolbar yang berfungsi untuk menginformasikan awal mulai simulasi yang merekam setiap bangkitan yang terjadi dalam interval menit. Sub-data time frame terdiri dari:
References date adalah sub-data yang berisikan tanggal simulasi.
Simulation start time adalah sub-data berisikan tanggal dan waktu mulainya simulasi.
Simulation stop time adalah sub-data berisikan tanggal dan waktu berhentinya simulasi.
Time step adalah sub-data berisikan interval waktu yang diminta untuk menghasilkan output data hasil perhitungan.
Tampilan toolbar Time frame dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.12.
30
3.2.7 Processes
Processes digunakan sebagai input tambahan yang akan digunakan untuk simulasi. Parameter Processes terdiri dari dua data grup yaitu constituents dan physical. Sub-data constituents terdiri dari salinity, temperature, pollutants and tracers, dan sediments. Sedangkan sub-data physical terdiri dari wind, waves, secondary flow, dan tidal forces. Untuk simulasi ini pada data grup Constituents menggunakan
sub-data
sediments,
selanjutnya
memilih
sediment
non-
cohesive.Pada data grup physical menggunakan sub-data wave dan Online Delft3D-WAVE. Tampilan toolbar Processes dapat lihat pada Lampiran A Gambar 3.13.
3.2.8 Boundaries Boundaries merupakan grup yang memberi informasi batasan – batasan dalam pemodelan, penempatan, jenis, dan semua yang diperlukan untuk pemodelan. Pada bagian ini akan diisi nilai – nilai batas untuk pasang surut dalam bentuk komponen hidrodinamika pasang surut dan nilai konsentrasi batas pada sedimen di bagian open boundaries. Komponen yang digunakan adalah astronomic dengan tipe pasang surut diurnal dan semidiurnal. Komponen utama diurnal K1 dan O1, sedangkan komponen semidiurnal M2 dan S2. Tampilan area boundaries dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.14.
3.2.9 Physical parameters
Physical parameters merupakan parameter fisik yang berhubungan dengan kondisi area permodelan. Parameter tersebut meliputi constant, roughness, viscosity, sediment, dan morphology. Pada morphology akan diisi morphology scale factor. Tujuan mengisi morphology scale factor adalah untuk melihat dampak perubahan morfologi pantai dengan rentang waktu lebih lama dari
31
pemodelan. Data – data yang diinput pada Physical Parameters dapat dilihat pada Tabel 3.4. Tabel 3.4 Nilai – nilai Parameter Fisik Pemodelan Morfologi No. 1 2 1 1 2 1 2 3 4 5 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Jenis Data Konstanta: Percepatan Berat jenis air Kekasaran: Koef. Manning (seragam) Viskositas: Viskositas horizontal eddy Diffusifitas horizontal eddy Sedimen: Reference density for hindered settling Berat jenis Berat kering Diameter median sedimen (D50) Ketebalan lapisan sedimen awal pada dasar Morfologi: Morfologi skala faktor - Barat - Timur Laut - Barat Laut - Utara
Nilai
Interval perputaran sebelum perubahan morfologi Kedalaman minimal untuk perhitungan sedimen Faktor ketinggian referensi Van Rijn Ketebalan kritis sedimen Factor for erosion of adjacent dry cells Faktor konsentrasi sedimen pengaruh arus Faktor transpor magnitude pengaruh arus Faktor angkutan sedimen melayang pengaruh gelombang Faktor angkutan sedimen dasar pengaruh gelombang
720 min 0,35 m 1 0,050 m 0 1 1 1
9,81 m/s2 1024 kg/m3 0,02 1 m2/s 10 m2/s 1600 kg/m3 2650 kg/m3 1300 kg/m3 348µm 5m
39 19 10 4
1
32
3.2.10 Monitoring
Pada data grup monitoring terdiri dari observation, drogues, dan crosssection. Dalam pemodelan ini hanya menggunakan sub-data observation. Subdata observation meninjau setiap waktu perhitungan ketika pemodelan pada suatu titik tertentu yang telah dipilih. Lokasi titik observasi dapat lihat pada Lampiran A Gambar 3.15.
3.2.11 Output
Output digunakan untuk mengatur hasil simulasi. Data grup output terdiri dari storage, print, dan details. Sub-data yang digunakan adalah storage. Storage merupakan bagian sub-data yang berisikan semua data output hasil simulasi yang tersimpan. Tampilan toolbar Output dapat lihat pada Lampiran A Gambar 3.16.
3.3
Simulasi gelombang dengan Master definition wave (Mdw-file)
Mdw-file merupakan file masukan pada Delft3D-WAVE yang berisi informasi untuk menjalankan suatu simulasi gelombang. Sama halnya dengan Mdw-file, Mdw-file juga terdiri dari beberapa kelompok data input. Pada pemodelan ini data grup yang digunakan antara lain: description, hydrodinamics, grid, time frame, boundaries, obstacles, physical parameters, output parameters. Toolbar Delft3D-WAVE dapat dilihat pada lampiran A Gambar 3.17. Berikut langkah pemodelan Delft3D-WAVE:
3.3.1
Hydrodinamics
Data Hydrodinamics adalah data yang digunakan untuk menghubungkan hasil perhitungan arus pada Mdf-file ke perhitungan gelombang di Mdw-file. Penelitian ini menggunakan hasil hydrodinamics dari modul Delft3D-FLOW antara lain bathymetry, water level, dan current. Pengaktifan hubungan hasil pada
33
hitungan arus ke hitungan gelombang akan dilakukan dengan mengaktifkan select FLOW file yang akan otomatis menghubungkan Mdw-file dan Mdf-file. Tampilan toolbar Hydrodinamics dapat lihat pada Lampiran A Gambar 3.18.
3.3.2
Grid
Data grup grid terdiri computational grid, bathymetry, spectral resolution, dan nesting. Pada simulasi ini data grup grid yang digunakan pada simulasi ini hanya bathymetry dengan cara klik select bathymetry data untuk mengimpor file atribut kedalaman (*.dep) yang telah diselesaikan dengan menggunakan Delft3DQUICKIN. Tampilan toolbar Grid dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.19.
3.3.3
Time frame
Time frame adalah waktu simulasi yang merekam setiap propagation yang terjadi dalam interval waktu. Sub-data dari time frame yang digunakan adalah FLOW time points. Pada simulasi ini, lama simulasi 15 hari dengan memilih waktu yang berisikan tanggal dan waktu awalnya simulasi. Tampilan toolbar Time frame dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.20.
3.3.4
Boundaries
Data grup boundaries adalah batasan yang ditetapkan untuk suatu wilayah simulasi. Boundaries mempunyai parameter-parameter yang berhubungan dengan simulasi. Parameter-parameter tersebut adalah terdiri dari data for selected dan boundary conditions. Data yang di input adalah boundary orientation dan edit conditions. Tampilan toolbar Boundaries dapat dilihat pada lampiran A Gambar 3.21 dan batasan wilayah pemodelan dapat dilihat pada Gambar 3.22. Pada boundaries ini perlu di input data tinggi gelombang signifikan (Hs), periode gelombang signifikan (Ts), dan sudut gelombang (nautical) dengan cara mengklik edit condition. Data – data yang di input dapat di lihat pada tabel 3.5.
34
Timur Laut Barat Laut F E D C
Barat Daya B A
Gambar 3.22 Titik observasi area simulasi
Tabel 3.5 Nilai Pada Bidang Batas (Boundaries) Kondisi Batas Tinggi gelombang signifikan (m) Periode gelombang signifikan (det) Sudut gelombang ( o ) Directional Spreading ( o ) Sumber : Fahmi, 2013
3.3.5
Barat 2,49 5,1 270 4
Timur Laut 2,87 6,07 45 4
Barat Laut 2,13 4,8 315 4
Utara 2,77 5,72 0 4
Physical parameters
Pada data grup physical parameters berisikan data input fisik yang digunakan untuk simulasi gelombang pada DELFT3D-WAVE. Pada Physical parameters terdapat beberapa parameter yang digunakan yaitu constants, wind, processes dan various. Parameter - parameter ini merupakan data input fisik yang mempengaruhi kondisi area simulasi. Jenis data dan nilai yang digunakan pada physical parameters dapat dilihat pada Tabel 3.6.
35
Tabel 3.6 Physical parameters No.
Jenis Data
Nilai
Konstanta: 1
Percepatan
9,81 m/s2
2
Berat jenis air
1025 kg/m3
3
Utara w.r.t x-axis
90 deg
4
Kedalaman minimal
0,05 m
Angin
Tidak digunakan
Processes: 1
Depht-induced breaking (alpha)
1
(B&J model) (Gamma)
0,73
2
Koef. Geser dasar
0,067
3
Difraksi (Koef. Halus)
0,2
(Langkah penghalus)
5
Variasi
Tidak digunakan
3.3.6
Output parameter
Pada output parameter ini terdiri dari 3 sub-data yaitu write and use hotstart file, only verify input files, dan output for FLOW grid. Sub-data yang digunakan pada pemodelan ini adalah Write and use hotstart file dan output FLOW grid. Selanjutnya output for computional grids diaktifkan agar terhubung dengan Delft3D-FLOW. Tampilan toolbar output parameters dapat dilihat pada Lampiran A Gambar 3.23.
3.4
Perubahan Morfologi Pantai
Setelah Mdf-file dan Mdw-file dijalankan selama rentang waktu yang telah ditetapkan pada master definition flow file yaitu data grup pada physical parameters, maka akan diperoleh bentuk morfologi pantai. Apakah mengalami erosi/abrasi atau sedimentasi, dapat dilihat dengan cara bathimetri baru akan
36
dikurangi dengan bathimetri awal. Nilai negatif (-) menandakan erosi, nilai positif (+) sedimentasi.Pada penelitian ini morfologi skala faktor yang digunakan selama 3. Untuk dapat menjalankan simulasi selama 3 tahun maka diperlukan morfologi skala faktor. Morfologi skala faktor merupakan simulasi secara numerik dengan skala waktu puluhan tahun. Pada simulasi ini diisi morfologi skala faktor yang berbeda berdasarkan persentase kemunculan angin dengan lama simulasi selama 15 hari.
3.5
Skenario Simulasi
Pada pemodelan ini digunakan dua skenario. Pada skenario 1 dampak perubahan morfologi pantai yang dilihat berdasarkan pengaruh dibangunnya jetty sedangkan pada skenario 2 dampak perubahan morfologi pantai yang dilihat tanpa adanya bangunan jetty. Skenario dengan bangunan jetty memiliki panjang jetty sebelah kanan sepanjang 623 m, jetty sebelah kiri sepanjang 506 m dengan puncak jetty seluas 3 m dan lebar muara 150 m. Pada kedua skenario ini akan menggunakan seluruh arah angin yaitu, barat, timur laut, barat laut dan utara. Tabel skenario dapat dilihat pada Tabel 3.7
Tabel 3.7 Skenario Simulasi No. 1 2 3 4
Skenario 1 (ada jetty) Arah Barat Arah Timur Laut Arah Barat Laut Arah Utara
Skenario 2 (tanpa jetty) Arah Barat Arah Timur Laut Arah Barat Laut Arah Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab IV akan menyajikan hasil simulasi dan tinggi gelombang rencana, kondisi arus, kondisi gelombang, perubahan morfologi pantai akibat arus dan gelombang.
4.1
Analisa Pasang Surut
Berdasarkan nilai koefesien pasang surut diketahui komponen pasang surut yang digunakan untuk menentukan tipe pasang surut diantaranya M2 (0,33), S2 (0,20), K1 (0,07), dan O1 (0,04). Dari nilai – nilai tersebut diperoleh hasil perhitungan untuk nilai Formzal (F) adalah 0,21, (Dewi 2011). Berdasarkan nilai tersebut maka wilayah sekitar Lambada Lhok ini diklarifikasikan sebagai semidiurnal.
4.2
Pengolahan data angin
Data angin maksimum digunakan untuk menghitung dan gelombang rencana, dimana gelombang rencana yang besar diperoleh dari data angin maksimum. Data angin maksimum diplot dalam sebuah tabel persentase dan kecepatan angin dibagi dalam lima kelompok angin yang besarnya berkisar antara 0 sampai 31 knot. Pada simulasi ini menggunakan dua arah angin. Arah angin yang digunakan pada simulasi ini adalah arah Barat dan arah Timur Laut. Pemilihan arah angin yang digunakan pada simulasi ini berdasarkan arah angin dominan yang datang dari laut yang dapat membangkitkan gelombang. Data kecepatan angin telah dianalisa dalam bentuk persentase kemudian diplot dalam bentuk mawar angin (wind rose). Gambar 4.1. Distribusi kejadian angin maksimum terlihat pada Tabel 4.1 berikut.
37
38
Tabel 4.1. Kejadian angin maksimum di stasiun Meteorologi dan Geofisika Blang Bintang Aceh Besar tahun 2000 – 2012
Arah/Kec (Knot) Timur Tenggara Selatan Barat Daya Barat Barat Laut Utara Timur Laut Total
0-10
11 - 14
15 - 18
19 - 22
23 - 31
Total
2.78 6.87 1.35 1.29 7.46 2.04 1.33 4.55 27.67
2.51 6.09 0.84 0.84 4.30 1.20 0.32 2.51 18.61
0.93 2.55 0.51 0.51 2.61 0.44 0.08 0.61 8.24
0.23 0.63 0.27 0.70 1.71 0.23 0.08 0.11 3.96
6.45 16.14 2.97 3.33 16.08 3.92 1.81 7.78 100.00
41.52
41.52
Sumber : Fahmi (2013)
U
BL 10
%
TL
%
41,52 %
6,45 %
T
Keterangan: 0 - 10 11 - 14 15 - 18
2,97 %
%
%
BD
4 ,1 16
3, 33
B
20
%
16,08 %
%
%
78 7,
92 3,
1,81 %
30
19 - 22 > 23 TG
S
Gambar 4.1 : Mawar angin untuk angin maksimum Sumber
: Fahmi (2013)
Arah angin dominan menjadi acuan dalam penentuan panjang fetch, sehingga dari wind rose di atas diperoleh dua arah angin dominan yaitu Barat dan Timur Laut.
39
Data
angin
juga
digunakan
untuk
mendapatkan
nilai
Morfac
(Morphological scale factor). Untuk mendapatkan nilai morfac selama 3 tahun dengan lama 15 hari simulasi. Perhitungan untuk mendapatkan nilai morfac dapat dilihat pada Lampiran C 4.1 Perhitungan Morfac.
4.3
Hasil Simulasi Berdasarkan hasil simulasi yang dilakukan sesuai teori - teori yang ada.
Hasil yang diperoleh diantaranya kondisi arus, kondisi gelombang, kondisi kombinasi arus dan gelombang, dan perubahan garis pantai akibat dibangunnya konstruksi jetty.
4.3.1
Kondisi arus Pada simulasi ini menggunakan 2 skenario. Skenario 1 dampak perubahan
morfologi pantai dengan di bangun jetty dan pada skenario 2 dampak perubahan morfologi pantai tanpa ada bangunan jetty. Berdasarkan hasil simulasi yang telah dilakukan maka didapatkan kondisi arus pada tiap – tiap observasi sebagai berikut: a. Skenario 1 (ada bangunan jetty)
Gambar 4.2 Grafik pasang surut pada titik observasi A - C
40
Pada Gambar 4.2 menampilkan grafik pasang surut pada tiap – tiap titik observasi yang telah ditentukan pada domain daerah simulasi. Gambar 4.2 menampilkan grafik pasang surut yang terjadi pada kawasan Lambada Lhok. Pada Grafik A dan B menunjukkan fluktuasi pasang surut yang terjadi mendekati darat yang terlihat pada garis lurus menunjukkan tidak adanya terjadi fluktuasi air laut. Pada grafik C menunjukkan dalam sehari terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan tinggi yang hampir sama. Tinggi elevasi puncak air pasang dari siklus pasang surut adalah berada pada 0,6 m yang terjadi pada yang terjadi pada tanggal 14 Juli 2014 pada jam 21.00 WIB dan elevasi surut terendah dari siklus pasang surut berada pada -0,6 m yang terjadi pada tanggal 15 Juli 2014 pada jam 17.00.
Gambar 4.3 Vektor kecepatan arus pada skenario 1 tiap titik observasi Pada Gambar 4.3 menampilkan vektor kecepatan arus pada skenario 1 (ada bangunan jetty) untuk keseluruhan pada setiap titik observasi pada area simulasi. Dari hasil simulasi yang telah dilakukan maka didapatkan kondisi pasang yang terjadi pada tanggal 10 juli 2014 pada jam 01.00 WIB dengan kecepatan maksimum 0,2 m/det. Pada kondisi air surut terendah terjadi pada tanggal 10 juli 2014 pada jam 12.30 dengan kecepatan maksimum 0,1 m/det.
41
Kondisi Pasang
Gambar 4.4 Vektor kecepatan pada kondisi pasang arah Barat
Kondisi Surut
Gambar 4.5 Vektor kecepatan pada kondisi surut arah Barat
Pada Gambar 4.4 dan Gambar 4.5 menampilkan pergerakan arus pada arah Barat, yaitu kondisi pasang bergerak dari Barat menuju Timur Laut dan ada sebagian arus bergerak dari arah Barat Daya menuju Timur Laut. Sebagian arus bergerak dari arah Barat menuju Tenggara dan masuk dalam jetty. Pada kondisi surut hampir sama pada kondisi pasang, tetapi ada sebagian arus yang bergerak ke
42
luar jetty yaitu dari arah Tenggara menuju Barat Laut. Untuk kondisi pasang, kecepatan maksimum sebesar 0,18 m/det dan pada kondisi surut sebesar 0,17 m/det. Kondisi Pasang
Gambar 4.6 Vektor kecepatan pada Kondisi pasang arah Timur Laut
Kondisi Surut
Gambar 4.7 Vektor kecepatan pada kondisi pasang arah Timur Laut Gambar 4.6 dan Gambar 4.7 menampilkan pergerakan arus pada arah Timur Laut, yaitu kondisi pasang bergerak dari Timur Laut menuju Barat dan ada sebagian arus bergerak dari arah Barat menuju Timur Laut. Sebagian arus keluar
43
secara tidak beraturan pada dalam jetty. Pada kondisi surut hampir sama pada kondisi pasang disebabkan oleh gaya gelombang dari arah ini lebih dominan sehingga arah vektor arus mengikuti arah angin dominan yaitu dari arah Timur Laut ke Barat. Untuk kondisi pasang, kecepatan maksimum sebesar 0.15 m/det dan pada kondisi surut sebesar 0.11 m/det. b.
Skenario 2 (tanpa bangunan jetty)
Gambar 4.8 Grafik Pasang Surut Skenario 2 pada titik A Pada Gambar 4.8 grafik menunjukkan grafik pasang surut pada tiap – tiap titik observasi yang telah ditentukan pada domain daerah simulasi. Grafik diatas menampilkan pasang surut yang terjadi pada kawasan Lambada Lhok. Pada titik A dan B menunjukkan fluktuasi pasang surut relatif terhenti. Pada titik C menunjukkan dalam sehari terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan tinggi yang hampir sama. Tinggi elevasi puncak air pasang dari siklus pasang surut adalah berada pada 0,7 m yang terjadi pada yang terjadi pada tanggal 14 juli 2014 pada jam 09.00 WIB dan elevasi surut terendah dari siklus pasang surut berada pada -0,6 m yang terjadi pada tanggal 14 juli 2014 pada jam 17.00.
44
Gambar 4.9 Vektor kecepatan arus pada skenario 2 tiap titik observasi
Gambar 4.9 di atas menampilkan vektor kecepatan arus keseluruhan pada setiap titik observasi pada area simulasi. Dari hasil simulasi yang telah dilakukan maka didapatkan kondisi pasang yang terjadi pada tanggal 14 Juli 2014 pada jam 10.39 WIB dengan kecepatan maksimum 0,6 m/det. Pada kondisi air surut terendah terjadi pada tanggal 14 Juli 2014 pada jam 16.55 dengan kecepatan maksimum – 0,6 m/det. Kondisi Pasang
Gambar 4.10 Vektor kecepatan pada kondisi pasang arah Barat
45
Kondisi Surut
Gambar 4.11 Vektor kecepatan pada kondisi surut arah Barat Gambar 4.10 dan Gambar 4.11 menampilkan pergerakan arus pada arah Barat, yaitu kondisi pasang bergerak dari Barat menuju Timur Laut dan ada sebagian arus bergerak dari arah Barat laut menuju Timur Laut. Sebagian arus masuk tidak beraturan pada mulut muara. Pada kondisi surut hampir sama dengan kondisi pasang disebabkan oleh gaya gelombang dari arah ini lebih dominan. Untuk kondisi pasang, kecepatan maksimum sebesar 0,29 m/det dan pada kondisi surut sebesar 0,22 m/det. Kondisi Pasang
Gambar 4.11 Vektor kecepatan pada kondisi pasang arah Timur Laut
46
Kondisi Surut
Gambar 4.12 Vektor kecepatan pada kondisi surut arah Timur Laut
Gambar 4.11 dan Gambar 4.12 menampilkan pergerakan arus pada arah Timur laut, yaitu kondisi pasang bergerak dari Timur Laut menuju Barat. Sebagian arus masuk tidak beraturan pada mulut muara. Pada kondisi surut hampir sama dengan kondisi pasang disebabkan oleh gaya gelombang dari arah Timur Laut. Untuk kondisi pasang, kecepatan maksimum sebesar 0,3 m/det dan pada kondisi surut sebesar 0,2 m/det.
4.3.2
Perubahan garis pantai akibat gelombang
Setelah Delft3D-WAVE dijalankan maka diperoleh hasil perubahan morfologi pantai yang terjadi di Lambada Lhok. Perubahan morfologi pantai yang terjadi dapat dilihat pada skala warna. Peta kondisi awal dan akhir skenario 1 (jetty) dapat dilihat pada Gambar 4.13 dan Gambar 4.14. Pada sisi Barat Daya sebelum simulasi dilakukan kondisi bathimetri di sekitar daerah simulasi sejajar garis pantai memiliki kondisi relatif dangkal. Setelah dilakukan simulasi dengan dua skenario didapatkan perubahan garis pantai pada area tersebut.
47
Simulasi awal dilakukan berdasarkan arah angin dominan yaitu dari arah Barat. Setelah simulasi dihasilkan perubahan morfologi pantai yang relatif besar. Perubahan yang terjadi pada sisi kiri jetty merupakan hasil sedimentasi yang menyebabkan garis pantai bergerak maju sepanjang 334 m sepanjang jetty selama 1,7 tahun. Tetapi perubahan yang terjadi pada garis pantai tidak seluruhnya sebesar 334 m. Pada sisi Timur Laut perubahan juga terjadi pada sisi kanan jetty tetapi perubahan yang terjadi relatif kecil. Pada sisi kanan jetty terjadi erosi berkisar sejauh 90 m selama 9,5 bulan. Pengaruh arah angin Timur Laut juga relatif besar dalam mempengaruhi perubahan morfologi pantai terutama pada muara. Pada mulut muara terjadi sedimentasi yang relatif besar tapi tidak menutup keseluruhan mulut muara. Ruang yang terlewatkan dari sedimentasi bisa digunakan sebagai alur pelayaran bagi nelayan sekitar.
Kondisi Awal
Gambar 4.13 Kedalaman pada domain pemodelan pada skenario 1
48
Kondisi Akhir
Gambar 4.14 Kedalaman pada domain pemodelan pada skenario 1
Gambar 4.15 dan Gambar 4.16 merupakan peta kondisi awal dan akhir skenario 2 (non jetty). Pada sisi Barat Daya sebelum simulasi dilakukan kondisi bathimetri di sekitar daerah simulasi sejajar garis pantai memiliki kondisi relatif dangkal. Setelah dilakukan simulasi dengan dua skenario didapatkan perubahan garis pantai pada area tersebut. Simulasi awal dilakukan berdasarkan arah angin dominan yaitu dari arah Barat. Setelah simulasi dilakukan maka dapat dilihat perubahan morfologi pantai yang relatif besar. Perubahan yang terjadi pada sisi kiri garis pantai merupakan hasil sedimentasi yang menyebabkan garis pantai bergerak maju sepanjang 165 m selama 1,7 tahun. Pada arah Timur Laut perubahan juga terjadi pada sisi kanan garis pantai tetapi perubahan yang terjadi relatif kecil. Pada sisi kanan garis pantai terjadi erosi berkisar sejauh 90 m selama 9,5 bulan. Pada skenario 2 dengan kondisi tanpa jetty mulut muara terjadi sedimentasi yang relatif besar sehingga menutup keseluruhan mulut muara dan dapat menghambat pelayaran para nelayan disekitar Lambada Lhok.
49
Kondisi Awal
Gambar 4.15 Kedalaman awal pada domain pemodelan pada skenario 2
Kondisi Akhir
Gambar 4.16 Kedalaman akhir pada domain pemodelan pada skenario 2
50
4.3.3
Perubahan garis pantai akibat gelombang dan arus
Gambar 4.17 Grafik perubahan garis pantai pada titik observasi A
Setelah Delft3D-FLOW dan Delft3D-WAVE dijalankan secara kombinasi maka didapat perubahan morfologi pantai pada arah Barat dan arah Timur Laut. Pada titik observasi A untuk arah Barat terjadi sedimentasi pada kedua skenario. Sedimentasi yang terjadi pada kedua skenario mencapai angka maksimum 1,8 m. Pada arah Timur Laut kedua skenario telah menjadi daratan akibat sedimentasi yang terjadi pada arah Barat. Berdasarkan Gambar 4.17 sedimentasi terjadi pada titik A. Hal ini disebabkan oleh arus yang bergerak dari arah Barat ke arah Timur Laut yang membawa butiran sedimen tertahan oleh konstruksi jetty. Butiran sedimen yang tertahan menghasilkan sedimentasi yang relative besar pada area tersebut. Pada arus yang bergerak dari Timur Laut ke arah Barat tidak ada penambahan sedimentasi yang berarti. Hal ini di akibatkan butiran sedimen yang terbawa dari arah Timur Laut ke arah Barat tertahan oleh konstruksi jetty sebelah kanan. Sedangkan pada kondisi non jetty, arus yang terjadi dari arah Barat membawa butiran sedimen ke arah Timur Laut tanpa ada penghalang. Hal ini menyebabkan sedimentasi yang terjadi relatif besar sehingga menyebabkan tertutupnya mulut muara.
51
Gambar 4.18 Grafik perubahan garis pantai pada titik observasi B
Titik observasi B untuk arah Barat hampir relatif sama pada titik observasi A dimana pada titik observasi B terjadi sedimentasi pada kedua skenario. Sedimen yang terjadi pada skenario 1 mencapai angka maksimum 1,8 m dan 1,7 m pada skenario 2. Pada arah Timur Laut kedua skenario telah menjadi daratan akibat sedimentasi yang terjadi pada arah Barat. Pada titik observasi B relatif hampir sama pada titik observasi A. sedimentasi terjadi pada kedua arah dan skenario. Pada arah Barat menghasilkan sedimentasi dengan kondisi yang relatif sama besar. Hal berbeda terjadi pada arah Timur Laut yang tidak memberikan pengaruh yang berarti.
Gambar 4.19 Grafik perubahan garis pantai pada titik observasi C
52
Titik observasi C pada skenario 1 (jetty) untuk arah Barat terjadi sedimentasi dengan mencapai angka maksimum 2,2 m dan pada arah Timur Laut telah menjadi daratan yang diakibatkan sedimentasi pada arah Barat. Pada skenario 2 (non jetty) untuk arah Barat terjadi erosi dengan mencapai angka maksimum – 4,8 m dan pada arah Timur Laut terjadi sedimentasi dengan mencapai angka maksimum -2 m. Titik observasi C terletak pada mulut muara. Hasil dari simulasi arus arah Barat ke Timur Laut menunjukkan sedimentasi terjadi pada scenario dengan konstruksi jetty. Hal ini disebabkan butiran sedimen yang terbawa dari arah Barat ke Timur Laut masuk ke dalam jetty sehingga mengakibatkan sedimentasi pada sisi dalam sebelah kiri jetty. Pada kondisi tanpa ada konstruksi jetty sedimentasi dan erosi keduanya terjadi. Tetapi erosi lebih mendominasi, dikarenakan arus yang membawa sedimen menggerus butiran pada mulut muara. Selanjutnya arus yang bergerak dari Timur Laut ke arah Barat tidak menghasilkan sedimentasi ataupun erosi. Kondisi ini terjadi dikarenakan pada arah Barat sebelumnya pada titik C telah terjadi sedimentasi sehingga menjadi darat. Sedangkan pada kondisi non jetty, hasil akhir menunjukkan terjadinya sedimentasi yang diakibatkan bentuk garis pantai yang menahan sedimen yang datang arah Timur Laut dari kedua skenario.
Gambar 4.20 Grafik perubahan garis pantai pada titik observasi D
53
Titik observasi D pada skenario 1 (jetty) untuk arah Barat terjadi erosi mencapai angka maksimum -3 m, pada arah Timur Laut terjadi sedimentasi dengan angka mencapai -1 m. Pada skenario 2 (non jetty) relatif hampir sama seperti pada skenario 1 dimana pada arah Barat terjadi erosi mencapai angka maksimum -3 m dan pada arah Timur Laut tejadi sedimentasi dengan mencapai angka maksimum -0,6 m. Bedasarkan Gambar 4.20, titik D pada kedua skenario mengalami erosi dan sedimentasi. Pada kondisi dengan konstruksi jetty yang dominan terjadi adalah erosi. Hal ini disebabkan oleh arus dari arah Barat melaju sepanjang garis pantai dan berbelok pada ujung jetty. Selanjutnya arus menggerus butiran sedimen pada titik D. sedangkan pada pada kondisi tanpa konstruksi jetty arus arah Barat lebih mudah menggerus pada titik C setelah pada awal terjadi sedikit sedimentasi. Hal yang sedikit berbeda terjadi pada arah Timur Laut, erosi yang didahului oleh sedimentasi terjadi pada kedua skenario baik ada konstruksi jetty maupun tanpa konstruksi jetty. Hal ini disebabkan arus yang datang membawa sedimen dari arah Timur Laut lebih kuat menggerus pada titik observasi D setelah sebelumnya menyebabkan sedimentasi pada titik tersebut.
Gambar 4.21 Grafik perubahan garis pantai pada titik observasi E
54
Titik observasi E relatif sama dengan titik observasi D dikarenakan pengamatan pada titik C tidak begitu jauh dengan titik D. Dimana pada arah Barat pada skenario 1 (jetty) terjadi erosi mencapai angka maksimum - 3 m, pada arah Timur Laut terjadi sedimentasi dengan angka mencapai -1 m. Pada skenario 2 relatif hampir sama seperti pada skenario 1 dimana pada arah Barat terjadi erosi mencapai angka maksimum - 3 m dan pada arah Timur Laut tejadi sedimentasi dengan mencapai angka maksimum -0,6 m.
Gambar 4.22 Grafik perubahan garis pantai pada titik observasi F
Titik observasi F pada skenario 1 (jetty) untuk arah Barat mengalami erosi tetapi sedikit perubahannya dengan mencapai angka maksimum -0,9 m, pada arah Timur Laut mengalami sedimentasi mencapai angka maksimum 4 m. Pada skenario 2 (non jetty) untuk arah Barat mengalami erosi mencapai -5 m dan pada arah Timur Laut mengalami sedimentasi mencapai -3 m. Berdasarkan Gambar 4.22 pada skenario 1 dengan konstruksi jetty mengalami sedimentasi, hal ini disebabkan arus arah setelah Timur Laut pada awalnya mengalami erosi akibat arus dari arah Barat. Sedangkan pada skenario 2 dengan kondisi tanpa konstruksi jetty erosi yang terjadi akibat dari arus dari arah Barat menggerus butiran sedimen di titik F. Hal ini disebabkan bentuk garis pantai yang menjadikan arus berbelok dan menggerus butiran sedimen di titik F.
55
4.4
Pembahasan
Berdasarkan analisis hasil simulasi yang telah dilakukan didapat beberapa hal yang dibahas. Pembahasan yang dilakukan meliputi kondisi pasang surut, kondisi arus, kondisi gelombang, dan kondisi dampak jetty terhadap perubahan garis pantai.
4.4.1
Kondisi Pasang Surut
Hasil simulasi yang telah dilakukan dengan lama 15 hari simulasi didapatkan kondisi pasang surut pada muara Lambada Lhok untuk kedua skenario. Pada skenario 1 kondisi ada konstruksi jetty didapat dalam sehari terjadi 2 kali pasang 2 kali surut. Hal yang sama juga terjadi pada skenario 2 dengan kondisi tanpa ada konstruksi jetty dalam sehari terjadi 2 kali pasang dan 2 kali surut. Tinggi elevasi puncak air pasang dan surut pada kedua skenario relatif sama. Tinggi elevasi puncak pada saat pasang pada kedua skenario mencapai 0,6 m dan elevasi surut terendah mencapai -0,6 m.
4.4.2
Kondisi Arus
Pengaruh perubahan morfologi pantai akibat pengaruh arus dari arah Barat dan dari Timur Laut tidak terlalu besar. Hal ini disebabkan arus yang yang bekerja dari arah Barat dan dari arah Timur Laut tidak mampu menggerakkan butiran sedimen yang ada berada disekitar garis pantai. Arus yang terjadi pada semua titik observasi dari hasil simulasi yang telah dilakukan didapat pada saat pasang mencapai 0,2 m/det dan pada saat surut mencapai 0,1 m/det untuk skenario 1 dengan kondisi ada konstruksi jetty. Pada skenario 2 tanpa ada konstruksi jetty arus yang terjadi pada saat pasang mencapai 0,6 m/det dan surut -0,6 m/det. Dalam hal ini pengaruh jetty sangat signifikan terhadap dalam meredam arus, sehingga arus pada skenario 1 dengan kondisi ada jetty lebih kecil dibandingkan dengan skenario 2 tanpa ada konstruksi jetty.
56
4.4.3
Kondisi Gelombang
Hasil simulasi yang dilakukan dengan menggunakan Delft3D adalah pengaruh gelombang terhadap perubahan morfologi pantai relatif besar. hal ini ditunjukkan dari gelombang yang dibangkitkan oleh angin arah Barat dan Timur Laut pada kedua skenario. Pada skenario 1 gelombang yang datang dari arah Barat menuju Timur Laut menghasilkan sedimentasi yang relatif besar tetapi tidak menutup mulut muara sepenuhnya. Hal yang relatif serupa terjadi pada skenario 2, tetapi pengaruhnya relatif besar. Gelombang yang datang dari arah Barat menuju Timur Laut menyebabkan sedimentasi sehingga mulut muara tertutup. Pada gelombang yang datang dari arah Timur Laut ikut memberi pengaruh terhadap perubahan morfologi pantai pada muara Lambada Lhok. hal ini dapat dilihat melalui perubahan yang terjadi diakibatkan oleh gelombang yang dibangkitkan oleh angin arah Timur Laut pada kedua skenario. Pada skenario 1 hasil simulasi yang telah dilakukan menghasilkan erosi pada sisi kanan jetty dan mengalami sedimentasi pada sisi kiri dalam jetty dan sedikit pada sisi luar kanan jetty. Hal ini disebabkan gelombang yang bergerak dari arah Timur Laut menuju Barat tertahan oleh sisi luar jetty dan sedimentasi yang terjadi pada sisi dalam kiri jetty disebabkan gelombang masuk kedalam jetty dan tertahan pada sisi kiri jetty. Hal yang sama juga terjadi pada skenario 2 dari hasil yang diperoleh adalah sedimentasi. Hal ini disebabkan oleh gelombang yang bergerak dari Timur Laut menuju Barat tidak ada konstruksi jetty sehingga menyebabkan sedimentasi dan dapat menutup mulut muara.
4.4.4
Dampak Jetty Terhadap Perubahan Morfologi Pantai
Setelah simulasi yang dilakukan dengan menggunakan Delft3D, pengaruh morfologi pantai akibat dengan ada konstruksi jetty cukup signifikan. Dalam hal ini hasil simulasi yang telah dilakukan diperoleh sedimentasi. Sedimentasi yang terjadi pada kondisi ada konstruksi jetty sebelah kiri bergerak maju hampir setengah dari panjang jetty. hal ini terjadi gelombang yang bergerak membawa
57
butiran sedimen tertahan oleh konstruksi jetty. Hal yang serupa terjadi pada sisi kanan jetty, namun pada sisi kanan jetty sedimentasi yang terjadi tidak terlalu besar. pada sisi alur pelayaran terjadi sedimentasi pada sisi kiri dalam jetty namun tidak menutup sepenuhnya alur pelayaran sehingga masih dapat digunakan sebagai alur pelayaran bagi para nelayan. Dampak konstruksi jetty terhadap perubahan morfologi pantai cukup mempengaruhi terhadap alur pelayaran, dikarenakan apabila konstruksi jetty tidak dibangun maka sedimentasi yang terjadi akan menutup mulut muara sehingga alur pelayaran nelayan terganggu. Perubahan yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 4.23 dan Gambar 4.24 Lampiran A.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan dan saran didapat berdasarkan hasil simulasi yang telah dilakukan. Perubahan morfologi pantai terjadi baik ada jetty maupun tanpa jetty dengan menggunakan Delft3D. Maka didaptkan kesimpulan dan saran berdasarkan hasil simulasi pada Muara Lambada Lhok adalah.
5.1
Kesimpulan.
Dari hasil simulasi yang dilakukan dapat disimpulkan
1. Pada kondisi muara dengan konstruksi jetty, arus pasang yang masuk ke dalam laguna melalui jetty berkecepatan 0,1 m/det. Sementara pada saat pasang, arus di sisi luar jetty dapat mencapai 0,25 m.det. Vorteks arus diestimasi terjadi pada sisi kanan atau kiri jetty.
2. Pada kondisi ada jetty maupun tanpa jetty mengalami 2 kali pasang dan 2 kali surut. Pasang tertinggi mencapai 0,6 m dan surut terendah -0,6 m.
3. Pada kondisi muara tanpa jetty, mulut muara terjadi sedimentasi sehingga mulut muara tertutup setelah sekitar 2 bulan. Sedimentasi yang terjadi bergerak maju mencapai 165 m dan erosi yang tergerus mencapai 90 m. Ketika ada jetty mulut muara tidak tertutup sepenuhnya dan sedimentasi terjadi di sebelah kiri dalam jetty dikarenakan gelombang arah timur laut masuk kedalam muara. Sedimentasi yang tertahan pada jetty sebelah kiri mencapai 334 m.
4. Penggunaan jetty panjang di muara Lambada Lhok efektif digunakan untuk mencegah sedimentasi dari arah angin Barat. Dengan simulasi yang dilakukan selama 2 tahun 5 bulan, mulut muara tidak tertutup sepenuhnya 58
59
sehingga dapat digunakan sebagai alur pelayaran oleh nelayan. Sedangkan dari arah timur laut tejadi sedimentasi tetapi tidak menyebabkan mulut muara tertutup.
5.2
Saran
1. Diharapkan untuk simulasi selanjutnya agar dapat mengimput data debit sungai agar lebih detail meninjau kemampuan debit sungai mendorong sedimen masuk ke dalam muara.
2. Berdasarkan hasil simulasi maka di sarankan untuk membangun jetty pada muara Lambada Lhok dikarenakan sedimentasi yang terjadi dapat menutupi mulut muara sehingga menghambat nelayan untuk berlayar.
60
DAFTAR PUSTAKA 1.
Anonim 1, 1984, Shore Protection Manual (SPM, 1984), US Army Coastal EngineeringResearch Center, Washington.
2.
Anonim, 2007a, User Manual Deflt3D-RGFGRID: Generation and manipulation of curvilinear grids for FLOW and WAVE, Deltares, Delft, Belanda.
3.
Anonim, 2007b, User Manual Deflt3D-WAVE: Simulation of short-crested waves with SWAN, Deltares, Delft, Belanda.
4.
Anonim, 2009, User Manual Deflt3D-Flow: Simulation of MultiDimensional Hydrodynamic Flows and Transport Phenomena, Including Sediments, Deltares, Delft, Belanda.
5.
Anonim, 2011a, User Manual Deflt3D-FLOW, Deltares, Delft, Belanda.
6.
Anonim, 2011b, User Manual Deflt3D-WAVE, Deltares, Delft, Belanda.
7.
Anonim, 2012, Survey Pantai, Tsunami and Disaster Mitigation Research Center (TDMRC), Banda Aceh.
8.
Arizal, 2011, Pemodelan Numerik Perubahan Morfologi Dasar Pantai Singkil dengan Menggunakan Delft3D, TGA, Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala, Darussalam-Banda Aceh.
9.
Bernawis, Lamona I,. 2000, Temperature and Pressure Response on El-Nino 1997 and La-Nina 1998 in Lombok Strait. Proc. The JSPS-DGHE International Symposium on Fisheries Science in Tropical Area
10.
Boogs, S.Jr., 2006, Principles of Sedimentology and Stratigraphy,4th edition, Prentice-hall inc., New Jersey.
11.
Cahyana, C. 2011, Model Sebaran Panas Air Kanal Pendingin Instalasi Pembangkit Listrik ke Badan Air Laut, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Program Ilmu Kelautan Universitas Indonesia, Jakarta.
12.
Dewi, S., 2011, Studi Perubahan Garis Pantai Menggunakan Model Numerik Delft3D di Kawasan Pantai Banda Aceh, (Tugas Akhir), Fakultas Teknik Unsyiah, Banda Aceh
61
13.
Fahmi, M., 2013, Perencanaan Jetty Muara Lambada Lhok Kecamatan Baitusalam Aceh Besar, (Tugas Akhir), Fakultas Teknik Unsyiah, Banda Aceh.
14.
Gross, M.G,. 1990, Oceanography : A View of Earth, Prentice Hall, Inc. Englewood Cliff. New Jersey.
15.
Mani, J. S., 1988, Mathematical Models in Coastal Engineering, Pentech Press, London.
16.
Nontji, A.,1993, Laut Nusantara, Djambatan, Jakarta
17.
Nur Yuwono., 1994, Perancangan Bangunan Jetty, Laboratorium Hidraulika dan Hidrologi. PAU-IT-UGM, Yogyakarta.
18.
Oertel, F., 2005, Coastal Lakes and Lagoons, Encyclopedia of Coastal Science. Springer, USA.pp 263.
19.
Pond, S dan G.L Pickard., 1983, Introducy Dynamical Oceanography. 2nd Edition, New York.
20.
Rizkiyah, T., 2009, Analisis Keefektifan Hutan Mangrove dan Pemecah Gelombang Terhadap Gelombang Tsunami dengan Software Delft3D di Pantai Banda Aceh dan Aceh Besar, (Tugas Akhir), Fakultas Teknik Unsyiah, Banda Aceh.
21.
Triatmadja, R., 2009, Model Matematik Teknik Pantai, Cetakan Pertama, Penerbit
22.
Beta Offset, Yogyakarta.
Triatmodjo, B., 1999, Teknik Pantai, Edisi Kedua, Penerbit Beta Offset, Yogyakarta.
23.
Triatmodjo, B., 2003, Pelabuhan, Edisi Ketiga, Penerbit Beta Offset, Yogyakarta.
24.
Widiastuty, M.,2008, Pemodelan Erosi-Sedimentasi di Perairan Sekitar Lokasi PLTU dan PLTGU Gresik, (Tesis), ITB, Bandung.
62
Lampiran A (Gambar)
Gambar 1.1 Lokasi area simulasi
63
Lampiran A MULAI PERMASALAHAN STUDI LITERATUR DATA MASUKAN :
a. b. c. d. e.
Bathimetri Topografi Data sedimentasi Data pasang surut Digitasi land boundary
PERSIAPAN MODEL
a. Pembuatan grid (Delft3D-RGFGRID) b. Pemasukan data kedalaman (Delft3D-QUICKIN) Skenario 1 = ada konstruksi jetty Skenario 2 = tanpa konstruksi jetty SIMULASI GELOMBANG (Delft3D-WAVE)
SIMULASI ARUS ( Delft3D-FLOW)
t = 1… n SIMULASI NUMERIK MORFOLOGI PANTAI Output : Update Bathimetri untuk t = 1…n ANALISIS PERUBAHAN MORFOLOGI PANTAI HASIL DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN SELESAI Gambar A.3.1 : Bagan Alir Penelitian
Iterasi
64
Lampiran A
MULAI INPUT Delft3D-RGFGRID -
Cartesian DD boundary (Multi Grid)
Delft3D-QUICKIN = Input data bathimetri
SETUP CONFIGURATION Delft3D-FLOW -
Pasut
Delft3D-WAVE -
Gelombang
SIMULASI OUTPUT SELESAI
Gambar 3.2 : Algoritma Delft3D
65
Lampiran A
Gambar 3.3 Peta Bathimetri
66
Lampiran A
Gambar 3.4 Delft3D-FLOW
Gambar 3.5 Land Boundary
67
Lampiran A
Gambar 3.6 Grid daerah yang disimulasi
Gambar 3.7 DD Boundaries
68
Lampiran A
Gambar 3.8 Kedalaman daerah simulasi
Gambar 3.9 Toolbar Description
69
Lampiran A
Gambar 3.10 Toolbar Grid Parameters
Gambar 3.11 toolbar Bathymetry
70
Lampiran A
Gambar 3.12 Toolbar Time Frame
Gambar 3.13 Toolbar Processes
71
Lampiran A
Timur Laut Barat Laut
Barat Daya
Gambar 3.14 Area Boundaries
F E D C B A
Gambar 3.15 Lokasi Titik Observasi
72
Lampiran A
Gambar 3.16 Toolbar Output
Gambar 3.17 Toolbar Delft3D-WAVE
73
Lampiran A
Gambar 3.18 Toolbar Hydrodinamics
Gambar 3.19 Toolbar Grids
74
Lampiran A
Gambar 3.20 Toolbar Time Frame
Gambar 3.21 Toolbar Boundaries
75
Lampiran A
Gambar 3.23 Toolbar Output Parameters
78
Lampiran C (Perhitungan)
4.1 Perhitungan Morfac
Simulasi 30 hari = 1 bulan Simulasi 15 hari = 0,5 bulan Persentasi kemunculan angin keseluruhan = 16.08 + 3.92 + 1.82 + 7.78 = 29.59 Untuk simulasi selama 3 tahun = 0,5 x 72 = 3 tahun Untuk arah Barat = 16.08/29.59 = 0,54 Morfac = 0,54 x 72 = 39,1
Arah Angin Barat Barat Laut Utara Timur laut
Persentase Kemunculan Angin (%) 16.08 3.92 1.81 7.78 29.59
Persentase kemunculan Angin selama 3 tahun Morfac 0.54 39.1 0.14 9.5 0.06 4.4 0.26 18.9 72.0
