3. METODOLOGI 18
3.5. Parameter Pemodelan 27
3.5.2. Parameter Spill Analysis 35
Pemodelan pada modul Spill Analysis dibagi menjadi dua bagian, yaitu
Basic parameter dan Oil Spill parameter.
a. Basic Parameter
Pemodelan basic parameter diawali dengan menentukan Starting Condition berupa Oil Spill Analysis. Masing-masing minyak yang diasumsikan tumpah memiliki waktu terjadinya tumpahan yang berbeda-beda. Lapisan diesel dan aspal dimodelkan selama 10 hari, lapisan avtur dimodelkan selama 14 hari dan lapisan minyak mentah dimodelkan selama 21 hari baik pada musim barat maupun pada musim timur. Parameter Hydrodynamic Data diisi dengan menggunakan hasil keluaran modul hidrodinamika bagian kedua. Pada output
tersebut, arus diberikan dengan variasi terhadap ruang dan waktu. Informasi mengenai lokasi tumpahan (dalam grid), jumlah tumpahan, serta waktu keluaran tumpahan minyak dalam parameter Source disajikan pada Tabel 3berikut ini.
Tabel 3. Informasi Spasial, Jumlah dan Waktu Tumpahan Masing-Masing Jenis Minyak yang di Skenariokan Tumpah di Perairan Cilacap
Grid Discharge [m3/detik] Time Release [Time step] X Y Diesel 323 247 0.0003 Konstan 93 450 1.5 60 131 499 0.000027 Konstan 447 518 0.000008 Konstan Avtur 697 201 1.5 150 449 139 0.5 60 269 266 3 60 Crude 697 201 1.5 150 449 139 0.5 60 269 266 3 60 Asphalt 89 748 0.5 120
Koefisien dispersi dalam parameter Dispersion diskenariokan memiliki nilai yang besarnya proporsional terhadap arus. Nilai Longitudinaldirection
memiliki faktor proporsional sebesar satu, begitu juga dengan nilai Transversal direction. Sementara itu, nilai Verticaldirection memiliki faktor proporsional terhadap arus sebesar 0.01. Vertical direction bernilai kecil karena proses dispersi pada lapisan minyak diasumsikan lebih banyak dipengaruhi oleh gerak arus horizontal dibandingkan gerak arus vertikal.
Profil arus secara horizontal dipengaruhi oleh gesekan terhadap permukaan dasar laut yang ditentukan dalam parameter Eddy & Logarithmic Velocity Profile. Tipe Velocity profile yang digunakan dalam pemodelan ini yaitu
logarithmic velocity profile, sementara nilai Bottom roughness ditentukan sebesar 0.1 m. Parabolic eddy profile disertakan karena berpengaruh dalam penyesuaian proses dispersi vertikal berdasarkan pendekatan gradien.
Informasi mengenai suhu dan salinitas air laut di perairan Cilacap pada musim barat dan musim timur ditentukan dalam parameter Water Properties. Suhu dan salinitas air laut tersebut diskenariokan bernilai konstan sepanjang pemodelan. Pada musim barat, salinitas permukaan laut diasumsikan bernilai 33.5 dengan suhu permukaan 290C. Pada musim timur, salinitas permukaan laut diasumsikan bernilai 34 dengan suhu permukaan 250C.
Kondisi angin yang diberikan dalam parameter Wind Condition sama dengan data yang diberikan pada modul hidrodinamika. Kedua data tersebut memiliki nilai yang bervariasi terhadap ruang dan waktu.
Exceeding Concentration merupakan laju perubahan konsentrasi fraksi minyak. Nilai batas tertinggi pengeluaran konsentrasi minyak pada parameter
Exceeding Concentration [%] diskenariokan bernilai 100 mm. Time Exposition
merupakan parameter yang digunakan untuk merekam waktu perjalanan lapisan minyak saat mencapai suatu area. Dalam pemodelan ini, time exposition
disertakan untuk melihat resident time lapisan minyak dalam domain model. Parameter Line Discharge berfungsi untuk menghitung volume materi yang melewati suatu transek. Dalam pemodelan ini, parameter tersebut tidak digunakan.
b. Oil Spill Parameter
Informasi perawanan dan suhu udara di Cilacap pada musim barat dan musim timur disajikan ditentukan dalam parameter Air Properties. Sumber data untuk masukan kedua parameter ini didapat dari BMKG Cilacap. Pada musim barat, nilai Cloudiness diskenariokan konstan sebesar 0.58 dengan temperatur udara 27.565°C. Sementara pada musim timur, nilai Cloudiness diskenariokan sebesar 0.13 dengan temperatur udara 27.527°C
Parameter Heat transport digunakan untuk menghitung pertukaran bahang antara minyak dengan air laut dan minyak dengan udara. Nilai konstanta yang digunakan pada perhitungan proses evaporasi dan transfer bahang dalam
pemodelan (Tabel 4) menggunakan konstanta yang telah tersedia dalam program
Mike 21 (default).
Tabel 4. Informasi Nilai Konstanta Transfer Bahang Minyak
Heat Balance Evaporation
Albedo 0.14 Evaporation 0.029 Emissivity of Oil 0.82
Emissivity of Water 0.95 Emissivity of Air 0.82
Proses emulsifikasi pada lapisan minyak ditentukan oleh kehadiran
surfactant yaitu kandungan aspal dan wax. Informasi nilai konstanta yang digunakan dalam proses emulsifikasi masing-masing minyak disajikan dalam Tabel 5. Nilai K1 dan K2 berasal dari nilai default yang telah tersedia dalam program Mike 21.
Tabel 5. Informasi Nilai Konstanta Emulsifikasi Masing-Masing Minyak Dalam Skenario Model Tumpahan Minyak
Max Water Content Asphaltens Content [wt%] Wax Content [wt%] K1 due to water uptake [kg/m3] K2 due to water release [kg/s2] Diesel 0.85 1 2 5 x 10-7 1.2 x 10-5 Avtur 0.85 1 2 5 x 10-7 1.2 x 10-5 Crude 0.85 0.05 7.04 5 x 10-7 1.2 x 10-5 Asphalt 0.85 50 10 5 x 10-7 1.2 x 10-5
Parameter Dissolution & Entrainment disertakan untuk menghitung volume lapisan minyak yang meninggalkan lapisan tersebut karena proses disolusi. Untuk itu, perlu ditentukan nilai Mass transfer coefficient yaitu sebesar 2.36 x 10-6 ks dan nilai Oil in water interfacial tension sebesar47.2 dyne/cm. Kedua nilai tersebut merupakan nilai default dan telah tersedia dalam program
Mike 21.
Proses pelapukan pada lapisan minyak ditentukan oleh komponen kimia dari masing-masing minyak. Nilai volume fraksi masing-masing minyak yang diasumsikan tumpah di perairan Cilacap dan digunakan dalam input parameter Oil Properties disajikan dalam Tabel 6 sedangkan laporan hasil pemodelan pada modul Spill Analysis disertakan pada Lampiran 2.
Tabel 6. Volume Fraksi Masing-Masing Minyak yang Diasumsikan Tumpah di Perairan Cilacap
Diesel Avtur Crude Oil Asphalt Oil Properties [% v/v] [% v/v] [% v/v] [% v/v] C6-C12 (Paraffin) 14.7 - 5.1 - C13-C25 (Paraffin) - 32.7 3.78 5 C6-C12 (Cycloparaffin) 34.2 - - - C13-C23 (Cycloparaffin) - 43.2 16.2 5 C6-C11 (Aromatic) 9.1 - 1.8 - C12-C18 (Aromatic) - 24.1 - 10 C9-C25 (Naphtean) 42.4 - 4.1 - Residual - - 69.02 80 Temperatur Reference Temperature 20 20 40 23.5 Viscositas at Reference Temperature [cs] 6.94 8 4.05 800 Oil Temperature Constant [deg C] 25 25 25 25
Selanjutnya, hasil pemodelan modul Spill Analysis dengan menggunakan DHI Software Mike 21 yaitu antara lain:
a) Instantaneous oil slick thickness [mm]: Ketebalan total lapisan minyak setelah mengalami proses pelapukan.
b) Instantaneous emulsification rate [mm]: Ketebalan lapisan minyak yang mengalami proses emulsifikasi.
c) Instant oil evaporation [mm]: Ketebalan lapisan minyak yang mengalami proses evaporasi.
d) Instant oil dissolution [mm]: Ketebalan lapisan minyak yang mengalami proses disolusi.
e) Instant vertical dispersion [mm]: Ketebalan lapisan minyak yang mengalami proses dispersi vertikal.
g) Time exposition [second]: Waktu yang dibutuhkan oleh lapisan minyak untuk berada dalam suatu grid.
