Studi Karakteristik Fisik Muara Sungai Batang Natal Kabupaten Mandailing Natal

(1)

STUDI KARAKTERISTIK FISIK MUARA SUNGAI BATANG

NATAL KABUPATEN MANDAILING NATAL

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan

memenuhi syarat untuk menempuh Colloqium Doqtum/

Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh :

DIVA Y. U. RANGKUTI

07 0404 107

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberi karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam kepada Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehinggga menjadi panutan dalam menjalankan setiap aktifitas sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan penulisan ini.

Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Strata Satu (S1) Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:

“Studi Karakteristik Fisik Muara Sungai Batang Natal Kab. Mandailing

Natal”

Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :

(3)

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc; Bapak Ivan Indrawan, ST, MT; dan Ibu Emma Patricia Bangun, ST. M.Eng, selaku Dosen Pembanding, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.

5. Bapak Muhammad Faisal, ST, MT, terimakasih atas bantuan dan diskusinya selama pengerjaan Tugas Akhir ini.

6. Ibu Kamsiah Tarigan, ST, Sp selaku Pejabat Pembuat Komitmen Perencanaan dan Program Balai Wilayah Sungai Sumatera II yang telah membantu memberikan data yang diperlukan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

7. Bapak Syakbandi, SST selaku Kepala Urusan Teknik Perencanaan dan Program Balai Wilayah Sungai II yang juga telah memberikan data dan bantuannya dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

8. Ibunda Almh. Hamidah, dan Ayahanda Ir.H. Darwin Yusuf Rangkuti, M.Si, tercinta yang telah banyak berkorban, memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat.

9. Bou Hj. Syafridah Rangkuti dan Kakak Syauqiatul Afnani Rangkuti, ST, MT tercinta yang telah banyak memberikan nasihat, motivasi dan semangat untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(4)

11. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

12. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis.

13. Saudara-saudara “Killing Time”, Saki, Ghufran, Alfry, Akong, Dikin, Diki, Tomo, Bagus, Iqbal, Citez, Alef, Dean, Dina, Putri, Tesa, Vina, Dita. Terimakasih atas seluruh bantuannya untuk selama ini sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan

14. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2007, Arul, Muna, Hafiz, Incen, Arsyad, Sam, Riki, Agung, Zul, Kahfi, Jora, Yance, Arie Afrian, Didi Susanto, Dhani,Juangga,Yusuf, Jay, Alfi, Adit, Andreas cs, Ramot, Dedy Gultom, Dedy Juntak, Endra, Alfin serta teman-teman angkatan 2007 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terimakasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

15. Teman-teman di JCI Medan, Bang Diki, Rey, Beni, Oki, Taufiq, Yoe, Rozi, Afri, terimakasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

16.

Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam

mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

(5)

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, Februari 2013 Penulis,

(6)

ABSTRAK

Muara merupakan bagian pantai tempat bertemunya satu atau lebih sungai yang mengalir ke daerah itu dengan aliran yang bebas menuju ke laut lepas. Muara mempunyai nilai ekonomis yang penting karena dapat berfungsi sebagai alur penghubung antara laut dan daerah yang cukup dalam di daratan. Dengan demikian keberadaan muara akan mempercepat perkembangan daerah yang ada di sekitarnya karena memungkinkan dibukanya pelabuhan-pelabuhan di daerah tersebut. Atas dasar tersebut, pentingnya pengetahuan lebih lanjut tentang muara akan dapat membantu perkembangan bagi muara itu sendiri, salah satunya dengan cara studi karakteristik fisik muara yang mencakup pemodelan matematis pada muara tersebut.

Dalam melakukan studi ini dilakukan pengumpulan data primer dan data sekunder. Data primer mencakup tingkat kadar garam yang ada pada muara Sungai Batang Natal. Data sekunder merupakan data yang diambil dari Balai Wilayah Sungai Sumatera II. Data sekunder mencakup, data bathimetri muara, pasang surut, serta arus pada Muara Sungai Batang Natal. Pemodelan matematis muara dilakukan dengan menggunakan program Microsoft Excel yang meliputi pemodelan bathimetri, pemodelan pasang surut, pemodelan arus dan salinitas.

Pemodelan dilakukan berdasarkan persamaan-persamaan terdahulu yang mengandung parameter-parameter empiris. Parameter-parameter empiris ini ditentukan dengan menggunakan data-data lapangan. Pemodelan bathimetri dilakukan dengan menggunakan persamaan Wright et al dimana kedalaman dan lebar muara yang akan di modelkan. Untuk pemodelan pasang surut yang dihitung adalah komponen-komponen utama pasang surut dan fluktuasi muka air. Pada pemodelan kecepatan arus yang dihitung adalalah jumlah air yang mengalir, pertambahan kedalaman air tiap titik pengamatan. Sedangkan pada pemodelan salinitas yang digunakan adalah persamaan Gauss sehingga dapat dibandingkan salinitasnya. Pemodelan matematis muara akan lebih terlihat pengaruhnya terhadap muara-muara dengan skala yang besar sehingga pengamatan-pengamatan terhadap karakteristik pada muara dapat lebih terlihat.

Dari hasil pemodelan, pada pemodelan bathimetri, terdapat selisih yang cukup jauh dengan kondisi di lapangan baik dalam lebar muara serta berlawanan yang berasal dari arah hulu.

(7)

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ...i

Abstrak...v

Daftar Isi...vi

Daftar Gambar...ix

Daftar Tabel...xi

Daftar Notasi...xii

Daftar Lampiran...xiv

BAB I ... 1

1.1 LATAR BELAKANG ... 1

1.2 PERUMUSAN MASALAH ... 3

1.3 MASALAH dan PEMBATASANNYA ... 3

1.4 MAKSUD dan TUJUAN... 4

1.5 MANFAAT PENELITIAN ... 4

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN ... 5

BAB II ... 7

2.1 MUARA ... 7

2.2 TIPE MUARA ... 10

2.2.1 Tipe Muara Berdasarkan Bentuk Morfologi...10

2.3 PEMODELAN MUARA BATANG NATAL ... 14

(8)

2.3.1.1 Penentuan Bathimetri ... 14

2.3.1.2 Formula Wright et.al Sebagai Fungsi Lebar dan Kedalaman ... 16

2.3.2 Pemodelan Pasang Surut (Tides) ... 18

2.3.2.1 Pembangkitan Pasang Surut ... 19

2.3.2.2 Teori Pasang Surut... 20

2.3.2.3 Komponen Pasang Surut ... 23

2.3.2.4 Tipe-Tipe Pasang Surut ... 25

2.3.3 Pemodelan Arus... 26

2.3.4 Pemodelan Salinitas ... 30

BAB III ... 37

3.1 TEMPAT dan WAKTU ... 37

3.1.1 Kondisi Lokasi Studi ... 37

3.1.2 Kondisi Muara Batang Natal ... 39

3.2 BAHAN dan ALAT ... 40

3.3 RANCANGAN PENELITIAN ... 41

3.4 PELAKSANAAN PENELITIAN ... 41

3.5 VARIABEL yang DIAMATI ... 46

3.5.1 Pemodelan Bathimetri ... 46

3.5.2 Pemodelan Pasang Surut ... 46

3.5.3 Pemodelan Arus... 47

BAB IV ... 48

4.1 PENYAJIAN DATA ... 48

(9)

4.1.2 Data Sekunder ... 49

4.2 ANALISA MUARA SUNGAI BATANG NATAL ... 51

4.2.1 Pemodelan Bathymetri ... 58

4.2.2 Pemodelan Pasang Surut ... 68

4.2.3 Pemodelan Aliran (currents) ... 79

4.3 HASIL PEMODELAN ANALISA MUARA SUNGAI BATANG NATAL ... 87

BAB V... 105

5.1 Kesimpulan ... 105

5.2 Saran ... 106

(10)

Gambar 2. 1 Penempatan Gpsmap Sounder Dan Perlengkapannya Di Perahu... 14

Gambar 2. 2 Tipe Pasang Surut ... 24

Gambar 2. 3 Pengukuran Arus ... 28

Gambar 3. 1 Lokasi Penelitian... 35 Gambar 3. 2 Sketsa Lokasi Penelitian di Muara Batang Natal, Madina... 37

Gambar 3. 3 Contoh alat salinometer ... 39

Gambar 3. 4 Diagram Alir Penelitian ... 40

Gambar 3. 5. Contoh hasil akhir pemodelan bathimetri pada Sungai Deli menggunakan program Microsoft Excel ... 41

Gambar 3. 6 Contoh penggambaran kondisi eksisting Sungai Deli menggunakan Microsoft Excel ... 42

Gambar 3. 7 Contoh hasil akhir pemodelan Sungai Deli menggunakan Microsoft Excel ... 42

Gambar 3. 8 Contoh pemodelan aliran pada Sungai Deli ... 43

Gambar 3. 9 Contoh grafik hasil pemodelan salinitas dengan menggunakan persamaan Gauss pada Microsoft Excel ... 44

Gambar 4. 1 Tahapan Awal Pekerjaan Perhitungan Pemodelan ... 57

Gambar 4. 2 Hasil Keseluruhan Pemodelan Kondisi Eksisting Muara Sungai Batang Natal ... 58

Gambar 4. 3 Pemodelan Lebar Muara Sungai Batang Natal dengan Rumus Wright et.al. ... 60

Gambar 4. 4 Pemodelan Kedalaman Muara dengan Rumus Wright et.al ... 61

Gambar 4. 5 Hasil Akhir Pemodelan Bathymetri Muara Sungai Batang Natal ... 62

Gambar 4. 6 Grafik Hasil Pemodelan Bathymetri Muara Sungai Batang Natal ... 63

Gambar 4. 7 Grafik Perbandingan Bathymetri antara Pemodelan dengan Keadaan Eksisting pada Kawasan Muara Sungai Batang Natal ... 64

Gambar 4. 8 Komponen Pasut Pada Kawasan Muara Sungai Batang Natal... 67

(11)

Gambar 4. 10 Hasil perhitungan perubahan kedalaman air akibat spring-neaps

yang telah di plot ke dalam grafik ... 73

Gambar 4. 11 Hasil perhitungan perubahan kedalaman air pada pemodelan muara yang telah diplot kedalam grafik ... 74

Gambar 4. 12 Hasil dari pemodelan perubahan volume air dari hulu muara... 77

Gambar 4. 13 Perhitungan Arus Pada Kondisi Eksisting ... 80

Gambar 4. 14 Perhitungan Arus Pada Kondisi Yang Telah Dimodelkan ... 80

Gambar 4. 15 Gambar Grafik dan Tabel Bathimetri Muara Sungai Batang Natal ... 83

Gambar 4. 16 Grafik dan Tabel Pemodelan Bathimetri Muara Sungai Batang Natal beserta Perbandingannya ... 84

Gambar 4. 17 Gambar Grafik Pasang Surut beserta Komponen-Komponen Pasang Surut Muara Sungai Batang Natal ... 85

Gambar 4. 18 Gambar Grafik Pemodelan Pasang Surut beserta Komponen-Komponen Pasang Surut Muara Sungai Batang Natal ... 86

Gambar 4. 19 Gambar Grafik dan Tabel Kecepatan Arus Muara Sungai Batang Natal ... 87

Gambar 4. 20 Gambar Grafik dan Tabel Pemodelan Kecepatan Arus Muara Sungai Batang Natal ... 88

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Delapan Komponen Utama Pasang Surut ... 22

Tabel 2. 2 Salinitas Air Berdasarkan Garam Terlarut ... 29

Tabel 4. 1 Data Salinitas Muara Sungai Batang Natal ... 46

Tabel 4. 2 Data Topografi Muara Batang Natal ... 47

Tabel 4. 3 Data Pasang Surut Muara Sungai Batang Natal ... 48

Tabel 4. 4. Hasil Perhitungan Lebar Muara dengan Metode Trial and Error Untuk Mencari Nilai Koefisien Lebar (a) ... 50

Tabel 4. 5 Hasil Perhitungan Kedalaman Muara dengan Metode Trial and Error Untuk Mencari Nilai Koefisien Kedalaman Muara (b) ... 53

Tabel 4. 6 Perhitungan Lebar Muara Sungai Batang Natal ... 64

Tabel 4. 7 Perhitungan Kedalaman Muara Sungai Batang Natal ... 65

Tabel 4. 8 Perhitungan Komponen Pasut Pada Muara Sungai Batang Natal ... 68

Tabel 4. 9 Hasil Perhitungan Salinitas dengan Menggunakan Persamaan Gauss ... 81

Tabel 4. 10 Perhitungan spring-neaps selama 14 hari ... 89

(13)

1. Peta Topografi Muara Sungai Batang Natal

2. Dokumentasi