merupakan diagram Ternary dengan kombinasi pasir-lanau-liat (sand-silt-clay). Kombinasi lain yang sering digunakan adalah kerikil-pasir-liat (gravel-sand-clay). Diagram ini dapat memberikan gambaran tentang perbandingan deskriptif dan juga pembagian sampel berdasarkan daerah jenis sedimen dasar.
Gambar 3 Diagram Ternary untuk campuran pasir-lanau-liat (Dyer 1986)
Parameter Statistik Sedimen
Untuk mengetahui sedimentasi dan transpor sedimen, beberapa parameter statistik yang sering digunakan yaitu: ukuran butir rata-rata (mean grain size), standar deviasi (sortasi), kemencengan (skewness) dan kurtosis (Dyer 1986; Blott dan Pye 2001).
Ukuran Butir Rata-rata (Mean Size)
Dalam sebaran normal nilai modus, mean, dan median merupakan persentil ke-50. Adanya deviasi dari normal dapat membuat perbedaan nilai. Untuk mendapatkan rata-rata yang akurat, perlu menghitung nilai tengah dari area dibawah kurva ukuran butir, atau nilai tengah dari kurva itu sendiri pada distribusi frekuensi. Persamaan untuk menentukan ukuran rata-rata butiran sedimen, adalah:
� = 100� (S-2)
Sortasi (Sorting)
Dalam distribusi ukuran butir dapat diketahui ukuran sebarannya, yaitu standar deviasi yang juga disebut sortasi, dengan persamaan:
�� = � − �
2
100
(S-3)
Dalam kurva sebaran normal, nilai 68,3 persen dari distribusi terletak pada ±��
dari ukuran rata-rata, diantara persentil ke-84 dan 16, nilai 95,4 persen terletak pada ±2�� dan nilai 99,7 persen terletak pada ±3�� (Dyer 1986; Blott dan Pye 2001). Karakteristik sebaran yang bernilai rendah dengan ditandai dengan puncak yang tajam dengan ukuran butir lebih besar atau kecil dari ukuran rata- rata, untuk kasus sebaliknya sampel seragam.
Kemencengan (Skewness)
Persamaan dari kemencengan adalah: � = � − �
3
100��3 (S-4)
Kemencengan mengurangi kesimetrisan dari kurva dari rata-rata (mean). Dalam sebaran normal nilai kemencengan dari modus, mean, dan median adalah nol. Distribusi kemencengan positif, letak median dan modus terletak pada sisi ukuran butir kasar (sebelah kanan), dimana ekor kurva berada pada ukuran butir halus (sebelah kiri). Kebalikannya adalah kemencengan negatif.
Kurtosis
Nilai kurtosis merupakan ukuran penyimpangan dari normal pada distribusi ekstrim. Sangat memungkinkan bahwa sedimen dengan tersortasi dengan baik dengan kemencengan sama dengan nol dengan jumlah butiran yang terbatas. Persamaan Kurtosis:
� = � − �
4
22
Jenis Kurtosis adalah kurva platykurtic dengan puncak cenderung datar jika dibadingkan dengan kurva normal (dengan nilai kurtosis <3), kurva leptokurtic dengan puncak runcing jika dibandingkan dengan kurva normal (dengan nilai kurtosis >3), kurva normal atau mesokurtic dengan nilai kurtosis 3.
Kriteria parameter statistik sedimen menurut Dyer (1986); Blott dan Pye (2001), dengan sistem logaritmik, dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 Kriteria parameter statistik sedimen
Standar Deviasi (Sortasi) Kemencengan (Skewness) Kurtosis
- Very well sorted - Well sorted - Moderately well
sorted
- Moderately sorted - Poorly sorted - Very poorly sorted - Extremely poorly sorted < 0.35 0.35 – 0.50 0.50 – 0.71 0.71 – 1.00 1.00 – 2.00 2.00 – 4.00 > 4.00 -Very coarse- skewed -Coarse-skewed -Nearsymmetrical -Fine-skewed -Very fine-skewed < -0.3 -0.3 – -0.1 -0.1 – +0.1 0.1 – +0.3 >+0.3 -Very platykurtic (flat) - Platykurtic - Mesokurtic (normal peakedness) - Leptokurtic (peaked) - Very leptokurtic - Extremely leptokurtic < 0.65 0.65 - 0.90 0.90 - 1.11 1.11 - 1.50 1.50 - 3.00 > 3.00 Sedimen Tersuspensi
Sebelum mempelajari persamaan transpor sedimen tersuspensi, maka perlu diulas tentang beberapa definisi yang berkaitan dengan sedimen. Pengetahuan tentang sedimen kohesif dan karakter-karakter pendukung transpor perlu diketahui. Pengetahuan tentang MPT sangat diperlukan karena perannya dalam kualitas perairan, karena mempengaruhi densitas, penetrasi cahaya, dan ketersediaan nutrien. Meningkatnya konsentrasi MPT mengurangi masuknya sinar matahari di kolom air, yang akhirnya berpengaruh pada suhu perairan, faktor biologis dan reaksi kimia. Ketersediaan nutrien berkaitan erat dengan konsentrasi MPT, dimana terjadi hubungan yang kuat dengan mekanisme adsorpsi-desorpsi, yang akhirnya berpengaruh terhadap kecepatan endap MPT ketika terjadi proses flokulasi (agregasi) (Ji 2008).
Sedimen terdiri dari partikel-partikel yang berasal dari materi batuan dan komponen biologis. Sedimen dapat tersuspensi di kolom air atau terendapkan dan terakumulasi di dasar perairan. Sifat-sifat sedimen berupa ukuran partikel distribusi butir sedimen, rapat massa, bentuk, kecepatan endap, dan tahanan terhadap resuspensi merupakan sifat yang sangat penting diketahui dalam mempelajari proses resuspensi dan sedimentasi. Diantara berbagai sifat
tersebut, distribusi butir partikel yang paling penting (Triatmojo 1999; Ji 2008). Sedimen pantai diklasifikasikan berdasarkan ukuran butir menjadi lempung (clay), lanau (silt), pasir (sand), kerikil (gravel), koral (pebble), batu kerikil (cobble), dan batu (boulder). Berdasarkan klasifikasi pada Tabel 3 dan Tabel 5, pasir memiliki diameter antara 0,063 dan 2,0 mm, yang selanjutnya dibagi menjadi lima kelas. Material sangat halus di bawah 0,063 mm merupakan sedimen kohesif, termasuk didalamnya adalah MPT.
Total Suspended Solid (TSS) atau MPT adalah bahan-bahan tersuspensi (diameter lebih dari 1μm) terdiri dari lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik yang tertahan pada saringan milipore dengan diameter pori 0.45 μm. Penyebab MPT yang utama adalah erosi tanah yang terbawa ke badan air. Secara umum masukan (load) sedimen dibagi menjadi dua komponen, yaitu masukan sedimen dasar (bed load) dan sedimen tersuspensi (suspended load). Pembagian tersebut berdasarkan ukuran partikel sedimen, partikel lebih besar dari 150 μm (pasir) masuk kategori sedimen dasar, sedimen tersuspensi lebih kecil dari 63 μm (0,063 mm; silt dan clay ; Tabel 5) (Ji 2008; Sachoemar dan Purwandani 2009). MPT masuk kategori sedimen melayang sedimen tersuspensi.
Tabel 5 Tipe dan ukuran partikel sedimen
Tipe Kisaran Ukuran (mm)
Gravel 2,0–20,0
Pasir 0,063–2,0
Silt 0,0039–0,063
Clay <0,0039
Sumber : Ji (2008)
Perairan jernih kisaran nilainya berada di bawah 10 mg/l dan untuk perairan keruh nilainya di atas 100 mg/l. Proses dinamika MPT sangat dipengaruhi oleh kedalaman perairan dan komposisinya. Pada umumnya sedimen yang berada di daerah pantai (perairan pantai, muara sungai atau estuari, teluk) adalah sedimen kohesif. Sedimen kohesif adalah partikel yang sangat halus dan sifat sedimen lebih tergantung pada gaya-gaya permukaan daripada gaya berat (Ji 2008), dengan ilustrasi dapat dilihat pada Gambar 4. Gaya-gaya permukaan tersebut adalah gaya tarik dan gaya tolak. Apabila resultannya merupakan gaya tarik, partikel akan berkumpul dan membentuk flokon dengan dimensi yang lebih besar daripada dimensi partikel individu, fenomena ini sering disebut dengan flokulasi.
24
Sebagian besar sedimentasi yang terjadi di daerah pantai merupakan hasil flokulasi sedimen kohesif (Triatmojo 1999).
Gambar 4 Proses pengendapan sedimen non-kohesif dan kohesif
Menurut van Rijn (1993), proses flokulasi menyebabkan ukuran dan kecepatan endap partikel sedimen menjadi lebih besar. Proses ini sangat penting dalam mempelajari mekanisme transpor sedimen kohesif. Kecepatan endap butir sedimen juga penting dalam mempelajari mekanisme transpor sedimen, terutama untuk sedimen tersuspensi. Untuk sedimen kohesif, kecepatan endap (settling) dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya konsentrasi sedimen tersuspensi, salinitas, dan diameter partikel. Konsentrasi tersuspensi merupakan parameter yang paling penting dalam proses flokulasi, yang berarti pada kecepatan endap. Salinitas juga berpengaruh pada kecepatan endap, dimana kecepatan endap meningkat cepat sampai pada salinitas 2 ppt, lalu konstan. Diameter butir partikel berpengaruh terhadap flokulasi, dimana flokulasi berkurang dengan bertambahnya dimensi partikel karena kohesi berkurang (Triatmojo 1999).
Kedalaman perairan dan kecepatan aliran juga berpengaruh pada kecepatan endap. Diperlukan kedalaman minimum 2 m untuk terjadinya flokulasi minimum dan perbedaan kecepatan endap (van Rijn 1993). Kecepatan arus yang besar menyebabkan kecepatan endap dekat lapisan dasar akan menurun karena adanya gaya gesekan (gradien tekanan) pada lapisan dasar (van Rijn 1993).
Penambahan sedimen dalam suspensi karena adanya suplai dari perairan dalam arus turbulen dan transpor advektif, serta resuspensi sedimen karena adanya gesekan arus pada lapisan dasar, juga karena adanya gesekan arus
pada lapisan dasar. Sedangkan penurunan konsentrasi padatan tersuspensi pada lapisan permukaan karena adanya proses penenggelaman (sink) atau digerakkan oleh proses adveksi.
Pergerakan Sedimen
Pergerakan sedimen meliputi pengangkatan (entrainment), transpor dan pengendapan (settling). Ketiga proses ini bekerja pada waktu yang bersamaan dan dapat saling berinteraksi dengan sesama lain. Laju pergerakan sedimen dapat didefinisikan sebagai konsentrasi sedimen per-unit waktu yang melewati sebuah bidang vertikal dengan unit lebar yang tegak lurus dengan arah aliran (van Rijn 1993).
Laju bersih pengendapan atau erosi dari suatu daerah pada dasar laut bergantung pada perbedaan laju masuk dan keluarnya sedimen di daerah tersebut. Jika sedimen yang memasuki suatu daerah lebih banyak daripada yang terbawa keluar, maka di dasar lautnya akan terjadi pengendapan, dan jika sebaliknya maka akan terjadi erosi (van Rijn 1993). Walaupun laju pergerakan sedimen sangat besar, batimetri dasar tidak akan berubah jika pergerakan masuk dan keluar sama untuk seluruh daerah.
Sedangkan efek dari unsur hidrodinamika pada dinamika sedimen terjadi terutama melewati gesekan pada dasar dinyatakan dalam istilah tegangan geser dasar, yang merupakan gaya gesekan yang bekerja akibat aliran per unit luasan dasar. Tegangan geser dasar yang terbentuk tergantung bukan hanya pada kecepatan aliran, tapi juga pada kekasaran dasar. Tegangan geser dasar dapat disebabkan oleh arus, gelombang atau gabungan dari arus dan gelombang.
Tegangan geser dasar kritis pergerakan sedimen adalah tegangan geser yang bekerja pada dasar pada tahap aliran dimana pergerakan sedimen dapat dianggap sudah mulai. Tegangan kritis pergerakan sedimen pada dasar adalah faktor penting dalam perhitungan bersangkutan dengan respon sedimen pada arus. Terutama diperlukan dalam aplikasi menyangkut pergerakan sedimen dasar yaitu untuk sedimen yang lebih kasar dan pengangkatan sedimen halus ke keadaan melayang (van Rijn 1993).
Pada dasarnya pergerakan sedimen dibagi menjadi pergerakan sedimen dasar dan sedimen melayang (van Rijn 1993; Triatmojo 1999). Pergerakan sedimen dasar terjadi jika kecepatan aliran fluida melebihi tegangan kritis pergerakan sedimen, tetapi tidak cukup kuat untuk mengangkat butiran ke
26
keadaan melayang. Sedangkan pergerakan sedimen tersuspensi terjadi jika arus cukup cepat dan butiran cukup halus, butiran akan diangkat ke keadaan melayang bahkan sampai ketinggian beberapa meter di atas dasar, dan dibawa oleh arus.
Pengendapan sedimen terjadi jika butiran berhenti di dasar pada pergerakan sedimen dasar, atau dengan mengendapnya butiran dari keadaan melayang. Biasanya pengangkatan dari beberapa butiran ke atas ke keadaan melayang dan pengendapan dari butiran lainnya ke bawah akibat berat sendiri terjadi bersamaan. Kadang ada butiran sedimen yang terus menerus melayang, walaupun fluida mengalir pada kecepatan rendah untuk waktu yang cukup lama. Butiran yang tidak pernah mengendap ini disebut wash load.
Persamaan Transpor Sedimen Tersuspensi
Persamaan model transpor dari sebaran konsentrasi sedimen tersuspensi merupakan persamaan transpor (adveksi-difusi) dan ditambah dengan masukan sedimen kohesif dari Laguna Segara Anakan. Dasar persamaan tersebut menurut Xiaohong et al. (2005) dan Donnel (2006):
+
+
=
+
+
1+
2 (S-6)dimana,
= konsentrasi (kg/m3) = waktu (detik)
= kecepatan aliran dalam arah-x = arah aliran utama (m)
= kecepatan aliran dalam arah-y = arah tegak lurus terhadap x (m)
= koefisien difusi efektif dalam arah x (m2/detik) = koefisien difusi efektif dalam arah y (m2/detik)
1 = koefisien untuk suku sumber (erosi – deposisi, 1/detik) 2 = konsentrasi seimbang dari suku sumber (kg/m2/detik)
Perhitungan Tegangan Geser Dasar
Tegangan geser dasar dibutuhkan dalam mengetahui adanya sumber masukan sedimen, dinyatakan dengan persamaan:
� =� ∗ 2 (S-7)
dimana,
� = densitas air ∗ = kecepatan geser
Profil Kecepatan Logaritma Dinding Halus Dinyatakan dengan persamaan:
∗= 5,75 log 3,32 ∗ (S-8) syarat: ∗ > 30 (S-9) dimana, = kedalaman
= kekentalan kinematik air
Persamaan Tegangan Geser Manning
∗=
1 6 (S-10)
dimana,
= kecepatan gravitasi
= koefisien kekasaran Manning
= koefisien, 1 untuk SI, 1.486 untuk unit Inggris Sumber Sedimen Dasar
Sedimen dasar dapat berupa sumber (source) dan perosotan (sink), dinyatakan dalam
=
1+
2dalam persamaan (S-6), sama dengan
deposisi dan erosi untuk pasir ataupun sedimen kohesif (liat). Metode
28
perhitungan koefisien alfa ( ) tergantung tipe sedimen dan ada/tidaknya
erosi ataupun deposisi.
Transpor Sedimen Kohesif
Kecepatan endap sedimen kohesif dihitung dengan persamaan Krone 1962 dalam Donnell (2006), yaitu:
= − 1− � � < ,�<� − 7 3 1− � � > ,�<� (S-11) dimana:
� = tahanan geser dasar
� = tahanan geser kritis deposisi = konsentrasi kritis
Kecepatan erosi dihitung dengan persamaan:
= �
� −1 ,�>� (S-12)
dimana,
= kecepatan erosi
� = tahanan geser kritis erosi
Sumber erosi dinyatakan bahwa:
= � Δ , �>� (S-13) dimana, = ketebalan lapisan � = densitas lapisan Δ = interval waktu
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Dalam bab ini akan dijelaskan tentang: waktu dan lokasi penelitian, alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian, perolehan data, pengolahan data, dan pembuatan model hidrodinamika dan sebaran MPT.
Waktu dan Lokasi Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah observasi dan pembuatan model hidrodinamika dan sebaran MPT di PPB. Penelitian dilaksanakan pada Mei 2010-September 2011 berupa perolehan data (Juni 2010), analisis data, dan pemodelan arus dan sebaran sedimen melayang. Kegiatan perolehan data meliputi: survei batimetri, data pasang surut, data arus, data salinitas dan temperatur (dengan CTD), data sedimen dasar, dan pengambilan sampel air untuk MPT. Pengolahan dan analisis data serta pembuatan model dengan bantuan komputer, perangkat lunak yang digunakan antara lain MS Excel, Surfer, Grapher, Global Mapper, dan SMS.
Lokasi penelitian di Perairan Pelawangan Barat, dengan posisi 7,72o- 7,67oLS dan 108,76o-108,81oBT, seperti dapat dilihat pada Gambar 5.
30
Penentuan stasiun berdasarkan pertimbangan daerah yang mewakili bagian dekat dengan Laguna Segara Anakan sebagai sumber debit air dan sedimen melayang, daerah tengah PPB sebagai stasiun validasi model, daerah mulut PPB, dan daerah laut. Posisi tiap stasiun dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6 Posisi stasiun perolehan data
Stasiun Bujur Lintang Keterangan
1 108,7758 BT 7,7052 LS 2 108,7786 BT 7,7026 LS 3 108,7874 BT 7,6973 LS 4 108,7962 BT 7,6926 LS Stasiun menetap 5 108,7968 BT 7,6871 LS 6 108,7925 BT 7,6824 LS Stasiun sumber
Stasiun-stasiun yang ada dikategorikan dalam stasiun sumber, stasiun menetap dan stasiun spasial. Dimana stasiun sumber (stasiun 6) merupakan stasiun dengan pengambilan data dalam satu siklus pasang surut. Stasiun menetap (stasiun 4) merupakan stasiun dengan pangambilan data 24 jam. Data- data yang diambil pada stasiun sumber dan stasiun menetap sama yaitu data arus, CTD, dan sampel air untuk MPT. Data pasang surut diukur di daerah stasiun 4. Stasiun spasial merupakan stasiun pengukuran data dengan pertimbangan sebaran data CTD dan MPT pada saat pasang dan surut. Keterangan lebih lengkap tentang stasiun dapat dilihat pada Tabel 7. Sampel sedimen dasar diambil pada titik-titik yang mewakili bagian dekat hulu, tengah, dan dekat mulut PPB.
Tabel 7 Perolehan data pada tiap kategori stasiun
Stasiun Data Keterangan
Menetap - Arus - Pengukuran arus dekat permukaan dan dekat dasar dengan perekaman data tiap 10 menit (data logger) selama 24 jam - CTD - Pengukuran kedalaman, salinitas, dan suhu dengan
pengambilan data tiap 30 menit selama 24 jam
- MPT - Pengambilan air sampel pada dekat permukaan dan dekat dasar dengan pengambilan data tiap 1 jam selama 24 jam Sumber - Arus - Pengukuran arus dekat permukaan dengan perekaman data
tiap 10 menit (data logger) selama 12 jam
- CTD - Pengukuran kedalaman, salinitas, dan suhu dengan pengambilan data tiap 30 menit selama 12 jam
- MPT - Pengambilan air sampel pada dekat permukaan dengan pengambilan data tiap 1 jam selama 12 jam
Spasial - CTD - MPT
- Pengukuran CTD pada beberapa titik acak pada waktu pasang dan waktu surut.
- Pengambilan data MPT pada tiap stasiun pada waktu pasang dan waktu surut.
Alat dan Bahan
Daftar alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian dapat dilihat pada Tabel 8 berikut :
Tabel 8 Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian
No Alat dan Bahan Satuan Keterangan
Observasi
1. GPS olat-lon Untuk mengetahui posisi (lintang-bujur)
2. Kapal - Mobilisasi saat pengambilan sampel
3. Water Sampler Van Dorn - Pengambilan sampel air
4. Botol sampel - Tempat penyimpanan sampel air.
5. Kotak pendingin (cool box) - Tempat penyimpanan sampel
6. Grab Sampler - Pengambilan sampel sedimen dasar
7. Kantung plastik - Tempat penyimpanan sampel sedimen 8. GPS-Echo-Sounder - Pengukuran kedalaman dan posisi
9. Tongkat berskala cm Pengukuran pasang surut, ditambah data dari prediksi pasang surut NaOTide
10. Valeport Current meter m/dtk Pengukuran kecepatan dan arah arus
11. CTD (salinitas, suhu, kedalaman) o /oo o C m
Pengukuran sebaran salinitas, suhu, dan kedalaman
Laboratorium
1. Pompa vacum dan filter - Menyaring sampel air
2. Oven - Memanaskan sampel untuk menguapkan air
dan bahan organik pada sampel
3. Kertas saring Whatman µm Kertas Whatman tipe 0,45 µm 47 mm fine crystaline (CN Membrane WP)
4. Desikator - Pendingin sampel setelah dari proses
pengovenan, untuk mempertahankan suhu
5. Timbangan mg Menimbang sampel dari desikator
6. Analisa sedimen dasar - Mengetahui fraksi sedimen dasar
Analisa Data
1. Peta lingkungan laut, data dari GoogleEarth, gambar satelit, perangkat lunak pengolah gambar
- Pembuatan peta dasar, mengkonversi sistem koordinat (dari Latitude-Longitude menjadi Northing-Easting, UTM)
2. Perangkat lunak pengolahan peta dan batimetri
- Pembuatan peta batimetri, mencari luas penampang, mengetahui luas area, mengetahui volume, profil melintang dan horisontal
3. Perangkat lunak ODV (Ocean Data View) dan perangkat lunak pengolah data spread-sheet
- Mengolah data-data sebaran secara horisontal dan vertikal (salinitas, suhu, MPT, densitas). Mengolah data yang bersifat data baris-kolom dengan fungsi-fungsi matematis (MS. Excel). Lay-out (tampilan) data secara grafis (diagram Ternary, stick plot)
4. Perangkat lunak pemodelan
- Pembuatan model hidrodinamika dan sebaran sedimen melayang, analisa data model
32
Perolehan Data
Sebelum penelitian, dilakukan survei pendahuluan untuk mengetahui pengukuran awal kedalaman, pengambilan sampel air untuk mengetahui sebaran MPT permukaan, dan pengambilan sampel sedimen dasar. Perolehan data penelitian meliputi data: kedalaman, pasang surut, arus, CTD, sedimen dasar dan sampel air untuk pengukuran konsentrasi MPT. Sedangkan bahan yang disediakan untuk pengolahan data diantaranya peta dasar, peta batimetri, data observasi, data untuk pemodelan. Foto kegiatan penelitian dapat dilihat pada Lampiran 1.
Kedalaman
Data kedalaman (batimetri) merupakan dasar yang sangat dibutuhkan untuk memahami hidrodinamika (Nugrahadi dan Tejakusuma 2007). Untuk membuat peta batimetri dibutuhkan data kedalaman berkoordinat. Pengukuran kedalaman dilakukan dengan menggunakan alat GPS-Echo-Sounder yang dipasang pada badan perahu, sedemikian sehingga bagian penerima (receiver) di bawah permukaan air (20 cm). Jalur perlintasan perahu mengikuti pola zig-zag sehingga didapat sebaran acak kedalaman yang mewakili daerah penelitian.
Data kedalaman yang diperoleh berupa data posisi dan kedalaman dalam format x-y-z (x, y, z adalah berturut-turut bujur, lintang, kedalaman), dikoreksi dengan pasang surut untuk mendapatkan data kedalaman rerata muka air harian (MSL, mean sea level). Lalu data kedalaman dan data garis pantai hasil digitasi dibuat gambar profil dengan bantuan perangkat lunak Surfer dengan metode interpolasi adalah Metode Krigging (Siregar dan Selamat 2009). Sedangkan file interpolasi dalam bentuk grid (jaring) dapat digunakan untuk beberapa kepentingan dalam pengolahan data selanjutnya.
Pasang Surut
Data pasang surut diambil dengan menggunakan tongkat duga berskala dengan tabung transparan berpelampung (untuk mengurangi pengaruh dari luar) yang dipasang di lokasi penelitian, dengan pengamatan tiap 30 menit, dengan titik ikat mengikuti data dari DISHIDROS untuk wilayah Cilacap. Data pasang surut yang didapat merupakan pegamatan jangka waktu pendek, sehingga penentuan rerata muka air dugaan menurut Metode Doodson (Ongkosongo dan
Suyarso 1986), dengan minimal pengukuran selama 39 jam. Perhitungan MSL dugaan dapat dilihat pada Lampiran 2. Rerata muka air dugaan tersebut dijadikan dasar analisa data selanjutnya. Tipe pasang surut berdasarkan penelitian tentang pasang surut yang pernah dilakukan sebelumnya di Laguna Segara Anakan dan PPB (Ongkosongo et al. 1986; Purba dan Sujastani 1989; Holtermann et al. 2008). Tipe lokal pasang surut di daerah penelitian adalah campuran cenderung semidiurnal, dua kali pasang dan dua kali surut (Ongkosongo et al. 1986; Purba dan Sujastani 1989; Nugrahadi dan Tejakusuma 2007; Holtermann et al. 2008). Data pasang surut diambil sebagai data dasar pengolahan data selanjutnya. Untuk data pasang surut sebagai input model diperoleh dari data pasang surut dari model NaOTide yang divalidasi dengan data observasi.
Pengukuran Arus
Data kecepatan dan arah arus diperoleh dengan metode Eularian, yaitu arus diukur pada titik tetap pada interval waktu tertentu. Data arus diperoleh dengan valeport current-meter (akurasi 0,001 m/detik) dengan penyimpanan automatis (data logger) tiap 10 menit selama 24 jam. Pengukuran dilakukan pada dua level kedalaman yaitu yang mewakili permukaan dan dekat dasar. Arus maksimum umumnya terjadi pada jarak 0,05 sampai 0,25 dari kedalaman air dihitung dari permukaan (Kodoatie 2002). Pada stasiun menetap dan stasiun sumber, kedalamannya kurang lebih 6 m, maka diambil kedalaman 1 m terhitung dari permukaan dalam pengambilan data arus. Pada saluran terbuka yang lebar, dengan kedalaman dangkal, kecepatan maksimum terjadi pada permukaan air. Untuk data arus dekat dasar diambil kurang lebih 1 m dari dasar.
Kriteria perolehan data arus dapat dilihat pada Tabel 7. Data arus pada stasiun sumber dan stasiun menetap merupakan data arus yang berubah terhadap waktu pada siklus pasang surut. Data arus ( ) pada stasiun sumber dengan luas penampang (�) merupakan data debit ( ) yang berubah menurut waktu dalam siklus pasang surut (seperti pada rumus H-14). Data debit digunakan sebagai input kondisi batas flow dalam model. Data arus pada stasiun menetap merupakan data arus yang digunakan dalam validasi model.
34
Data CTD
Kriteria perolehan data CTD (salinitas, suhu, dan kedalaman) dapat dilihat pada Tabel 7. Prosedur pemakaian alat CTD adalah setting (penyesuaian parameter alat) dengan komputer, menghidupkan alat, memasukkan alat pada lokasi, ditunggu beberapa saat, ditarik ke arah permukaan. Data CTD digunakan untuk mengetahui proses percampuran (mixing) densitas di PPB dan profil menegak densitas untuk penentuan pemakaian model 2-dimensi. perolehan data CTD dilakukan pada stasiun sumber, stasiun menetap, dan stasiun spasial (pada saat pasang dan surut).
Data MPT
Sampel air diperoleh dengan Van Dorn Water Sampler dengan kriteria perolehan data dapat dilihat pada Tabel 7. Prosedur pengambilan sampel dengan mempersiapkan penutup automatis Van Dorn Water Sampler lalu dimasukkan pada kedalaman yang telah ditentukan, lalu lepaskan messenger yang akan menutup botol sampler, lalu diangkat dan sampel air dimasukkan pada botol sampel dan dimasukkan ke kotak pendingin. Sampel air selanjutnya digunakan untuk mengetahui konsentrasi MPT. Data konsentrasi MPT diperoleh dengan menganalisa sampel air di laboratorium dengan metode gravimetri (APHA 2005), dilakukan di Laboratorium kualitas air LIPI, Jakarta. Prosedur pengukuran konsentrasi MPT dapat dilihat pada Lampiran 3.
Data Sedimen Dasar
Sampel sedimen dasar diperoleh dengan alat Sediment Grab pada titik-titik tertentu yang mewakili bagian dekat hulu, tengah, dan dekat mulut PPB.