BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian tugas akhir ini adalah di Kawasan Pantai Cermin, Kabupaten Serdang Bedagai, Sumatera Utara tepatnya di Pantai Pondok Permai yang menghadap ke Selat Malaka pada koordinat 30 39’21” Lintang Utara dan 98o 58’41” Bujur Timur. Kawasan ini merupakan objek wisata yang cukup ramai dikunjungi oleh wisatawan dan memiliki tekstur sedimen beragam. Topografi pantai umumnya landai dengan laut yang dangkal.
Gambar 3.1 Lokasi Pantai Pondok Permai
3.2 Metode Pengumpulan Data
3.2.1 Data primer
Data primer ini data yang diperoleh dengan cara mengadakan peninjauan atau survei langsung di lapangan. Data primer yang diperlukan adalah data sedimen suspensi yang diambil pada kedalaman tertentu pada pantai yang ditinjau, kemudian dilakukan analisa laboratorium.
3.2.2 Data Sekunder
Data sekunder adalah data yang diperoleh dari instansi-instansi terkait yang akan digunakan untuk penelitian ini, antara lain:
a. Peta situasi b. Data gelombang c. Data arus d. Data bathimetri
3.3 Analisa Data
Data yang terkumpul selanjutnya dilakukuan analisa dan pengolahan data 1. Analisa data angin
Data angin yang didapat, diolah dan disajikan dalam bentuk diagram yang disebut dengan mawar angin (wind rose). Langkah-langkah membuat wind rose adalah sebagai berikut:
a. Data angin yang ada di ubah kedalam bentuk Lakes Format.
2. Analisa gelombang
Setelah membuat wind rose, selanjutnya melakukan proses perhitungan karakteristik gelombang yang dibangkitkan oleh angin. Proses perhitunganya adalah sebagai berikut:
a. Kecepatan angin yang didapat dari data perlu dikoreksi untuk mendapatkan wind stress factor.
b. Menghitung panjang fetch berdasarkan arah angin yang berpengaruh pada lokasi penelitiaan.
3. Analisa sedimen
Setelah memperoleh frekuensi kejadian angin, wind rose, fetch, tinggi gelombang, periode gelombang, maka dilakukan perhitungan potensial laju angkutan sedimen sejajar pantai di Pantai Pondok Permai. Metode yang digunakan dalam perhitungan laju angkutan sedimen adalah metode Fluks Energi, dan metode Integral.
4. Kesimpulan dan Saran
Setelah pengolahan data serta analisa data mendapatkan hasil, ditambah dengan uraian, informasi yang diperoleh dilapangan dan juga teori-teori yang digunakan sebagai landasan berpikir, selanjutnya dapat ditarik kesimpulan.
3.4 Hidroosenoggrafi
3.4.1 Angin
Data angin yang tersedia adalah data angin yang didapat dari BMKG Stasiun Meteorologi Sampali Medan. Data angin yang tersedia adalah data angin Harian selama satu tahun dan kemudian diolah menjadi data angin rata-rata bulanan selama satu tahun yaitu data angin pada tahun 2014. Data angin tersebut dapat dilihat pada tabel 3.1
Tabel 3.1 Data Angin Rata-rata Bulanan Tahun 2014
Sumber: BMKG Stasiun Meteorologi Sampali Medan
3.4.1 Gelombang
Gelombang di laut dapat dibedakan atas beberapa macam tergantung faktor pembangkait diantaranya adalah akibat angin. Berdasarkan analisis data kecepatan angin rata-rata secara menyeluruh, angin di daerah Pantai Cermin bertiup dengan kecepatan 3.0 – 3.3 m/dt pada Tahun 2014.
Di daerah pembentukan gelombang, gelombang tidak hanya dibangkitkan
terhadap arah angin. Di dalam tinjauan gelombang di laut, fetch dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut.
Panjang fetch efektif sendiri dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut: Tahapan yang dilakukan untuk mendapatkan fetch efektif adalah menetapkan panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch yang terbesar (Xi) pada sudut deviasi 0o.
Kemudian dengan menambahkan sudut deviasi (α) sebesar 3o sampai 45o pada kedua sisi dari arah angin, maka dapat dihitung nilai perkalian Xi dengan kosinus
sudut deviasi (Xi cos α). Kemudian dengan menjumlahkan nilai (Xi cos α) dan
dibagi dengan jumlah (cos α) maka akan didapat nilai fetch efektif dari setiap arah sudut datangnya angin.
Untuk sudut datang gelombang yang terjadi di kawasan Pantai Cermin dari hasil pengamatan dilapangan didapat sebesar 20o. Data kecepatan angin, fetch dan sudut datang gelombang akan dianalisa untuk mendapatkan nilai parameter Hb
dengan menggunakan persamaan-persamaan yang telah dibahas pada bab sebelumnya.
3.4.3 Arus
3.4.4 Peta Bathimetri
Peta bathimetri diperoleh dengan melakukan pengukuran langsung di lokasi Pantai Pondok Permai, dengan menggunakan 1 set alat Topcon Hiper Pro RTK yang terdiri dari Base dan Rover, FC 200 ,Tripod, stik jalon dan meteran. Peta batimetri ini nantinya dapat peroleh dengan mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:
1. Menentukan titik Base Mark (BM) di suatu tempat di sekitar lokasi pengukuran, dimana nantinya alat Base akan di set.
2. Pasang Tripod dan Base di titik BM tadi, sedangkan Rover dipasang pada stik jalon.
3. Alat base, rover dan Fc 200 di hidupkan. Aplikasi yang digunakan pada Fc 200 adalah Topsurv.
4. Sambungkan Fc 200 ke Base, buka aplikasi topsurv dan lakukan pengaturan pada titik base dahulu, kemudian sambungkan Fc 200 ke Rover dan alat sudah bisa digunakan.
5. Pengukuran dilakukan pada titik di sekitar garis pantai dan dilanjutkan dengan mengukur kedalaman laut tegak lurus terhadap garis pantai.
3.4.5 Sedimen
Untuk mengetahui karakteristik sedimen di Pantai Pondok Permai, sedimen yang berada pada pundukan atau daerah sepadan pantai akan diuji di laboratorium dengan pengujian analisa saringan (sieve analisa). Adapun gambaran untuk pengambilan sampel di lokasi penelitian dapat di lihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Titik Pengambilan Sampel di Lokasi Penelitian
Untuk kebutuhan penelitian penulis membutuhkan contoh sedimen yang diambil pada daerah perairan lokasi penelitian, berupa sedimen melayang atau
Suspended load. Untuk pengambilan sedimen sampel sedimen melayang
Gambar 3.2 Alat Depth integral Sediment Sampler Tipe DH-48
Keterangan Gambar 3.2: 1) : Nouzel
2) : Lubang udara 3) : Tongkat pemegang 4) : Botol sampel
5) : Pengunci/pengait botol sampel
6) : Lubang penempatan tongkat pemegang
Sampel sedimen melayang diambil pada beberapa titik berbeda dan kedalaman tertentu disepanjang garis pantai. Pada satu titik sampel yang diambil sebanyak 1 liter. Pengambilan sampel suspensi dilakukan dengan cara berikut:
a. Alat Dept Integrating Sediment Sampler Tipe DH-48 dimasukkan ke dalam laut dengan menggunakan tongkat pemegang. Alat Dept Integrating
Sediment Sampler Tipe DH-48 dimasukkan pada kedalaman 2/3 dari
b. Atur posisi nouzel agar berlawanan dengan arah datangnya gelombang. c. Setelah Alat Dept Integrating Sediment Sampler Tipe DH-48 mencapai
kedalaman 2/3 dari kedalaman seluru pada titik pengamatan maka alat tersebut diangkat secara perlahan-lahan.
d. Sampel air laut yang masuk ke dalam botol penampungan kemudian dikeluarkan dan dimasukkan kedalam botol sampel lain. Setiap botol sampel harus berisikan sampel air laut sebanyak 1 liter. Jadi pengambilan sampelnya harus dilakukan berulang-ulang karena botol penampungan hanya dapat menampung 350 ml sampel air laut dalam sekali pengambilan sampel.
Sampel suspensi yang diambil akan diuji konsentrasi sedimennya dengan menggunakan penyaringan. Saringan yang digunakan adalah saringan Whatman no.1. Contoh saringan ditunjukkan pada gambar 3.4.
Adapun proses pengujian di laboratorium untuk mengetahui parameter konsentrasi sedimen (C) adalah sebagai berikut:
1. Sediakan bahan yang berupa 4 botol sampel sedimen melayang yang terdiri dari 1 liter air laut setiap sampelnya. Dan alat penyaring dengan jenis Whatman no.1.
2. Kemudian saringan ditimbang beratnya dan dicatat.
3. Lalu lakukan penyaringan sampel hingga yang berupa zat padatnya tertinggal diatas saringan. Kemudian sedimen yang tersaring tersebut dikeringkan di dalam oven selama 24 jam pada suhu 80 oC bersama saringannya. Pengeringan ini dilakukan agar berat sedimen kering diketahui.
4. Selanjutnya sedimen kering oven ditimbang serta saringannya dan dicatat.
3.4.6 Angkutan Sedimen
Dalam menghitung angkutan sedimen sejajar pantai, maka akan digunakan dua metode yaitu:
a. Metode Energi Fluks b. Metode Integral
Dalam metode integral parameter kecepatan arus sepanjang pantai (Ux)
Gambar 3.5 Diagram Alir Metodologi Penelitian Analisis dan pengolahan data : Angkutan sedimen yang terjadi
disepanjang pantai
Diperoleh angkutan sedimen sejajar pantai
Kesimpulan
Selesai Data primer :
• Data sedimen suspensi yang diambil pada kedalaman tertentu
Data sekunder : • Peta situasi
• Data gelombang • Data arus
• Data bathimetri Identifikasi Masalah
Studi Pustaka Mulai
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data Angin
Untuk menentukan arah angin dominan serta tinggi gelombang diperlukan
Data angin yang diperoleh dari stasiun pengamatan. Data angin yang digunakan
adalah data arah angin dan kecepatan angin dimana data tersebut didapat dari
Stasiun Klimatologi Sampali Medan seperti yang terdapat pada tabel 3.1.
Data tersebut selanjutnya dikelompokkan berdasarkan arah dan kecepatan.
Hasil pengelompokkan atau pengolahan tersebut dibuat diagram mawar angin
atau wind rose. Dengan mawar angin tersebut maka karakteristik angin dapat
dibaca.
Garis Pantai
Gambar 4.2 Hasil Perhitungan Overlay Windrose Plot ke dalam Peta Runway Google earth
Dari wind rose diatas terlihat bahwa arah angin yang dominan adalah arah
angin dari timur laut. Sementara kecepatan maksimum adalah 5-7 knot yang
paling dominan dari arah timur laut. Dan dapat dilihat juga pada gambar 4.2 arah
angin dominan ke arah laut.
4.2 Panjang Fetch Efektif
Panjang fetch dapat dihitung berdasarkan arah angin yang berpengaruh
pada lokasi penelitian yaitu Pantai Pondok Permai. Kawasan Pantai Pondok
Permai ini terletak pada kawasan pantai timur Sumatera Utara. Arah angin yang
Panjang fetch dihitung dengan menggunakan persamaan:
di mana:
Feff = fetch rerata efektif
Xi = panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke
ujung akhir fetch
α
= deviasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan pertambahan 60 sampai sudut sebesar 240 pada kedua sisi dari arah anginPerhitungan di sini menggunakan peta dengan skala 1:100.000. Sesuai
dengan arah dominan angin dan gelombang, maka perhitungan fetch
menggunakan arah Utara, Timur Laut, dan Timur sebagai arah 00. Penggambaran
panjang fetch untuk arah Utara dapat dilihat pada Gambar 4.3, sedangkan
perhitungannya disajikan di Tabel 4.1.
Gambar 4.3 Panjang fetch arah Utara
Perhitungan fetch menggunakan arah Utara dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Perhitungan fetch arah Utara
No. α (….°) cos α Jarak (km) Xi
Xicos α
1 24 0,9135 387,21 353,71
2 18 0,9511 371,94 353,75
3 12 0,9781 361,63 353,71
4 6 0.9945 355,68 353,72
5 0 1 353,73 353,73
6 6 0,9945 335,12 333,28
7 12 0,9781 361,63 353,71
8 18 0,9511 371,94 353,75
9 24 0,9135 387,21 353,71
Jumlah 8,6744 3.163,09
Sehingga, panjang fetch efektif untuk arah Utara sesuai Persamaan 4.1 adalah;
� = ∑ ��co �
∑ co � =
. ,
, = , ��
Penggambaran panjang fetch untuk arah Timur Laut dapat dilihat pada
Gambar 4.4, sedangkan perhitungannya disajikan di Tabel 4.2.
Perhitungan fetch menggunakan arah Timur Laut dapat dilihat pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Perhitungan fetch arah Timur Laut
No. α (….°) cos α Jarak (km) Xi
Xicos α
1 24 0,9135 356,11 325,30
2 18 0,9511 324,31 308,45
3 12 0,9781 249,19 243,73
4 6 0,9945 254,92 253,52
5 0 1 228,42 228,42
6 6 0,9945 230,00 228,73
7 12 0,9781 219,66 214,85
8 18 0,9511 206,54 196,44
9 24 0,9135 187,59 171,36
Jumlah 8,6744 2.170,82
Sehingga, panjang fetch efektif untuk arah Timur Laut sesuai Persamaan 4.1
adalah; � = ∑ ��co �
∑ co � =
. ,
, = , ��
Penggambaran panjang fetch untuk arah Timur dapat dilihat pada Gambar
4.5, sedangkan perhitungannya disajikan di Tabel 4.3.
Perhitungan fetch menggunakan arah Timur dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Perhitungan fetch arah Timur
No. α (….°) cos α Jarak (km)
4.3 Analisa Gelombang
Untuk mengestimasi tinggi gelombang (H) dan periode gelombang (T) di
suatu tempat di laut, maka kita harus menghitung kecepatan angin di laut (Uw).
Besar kecepatan angin di darat (UL) harus ditransformasikan menjadi kecepatan
angin di laut dengan hubungan yang diberikan oleh Persamaan 2.1.
Berdasarkan kecepatan angin rata-rata yang terjadi tiap bulan dalam satu
tahun yaitu tahun 2014, dicari nilai RL = Uw/UL dengan menggunakan Gambar
m/dtk pada bulan Januari 2014. Kecepatan angin rata-rata tersebut diplot pada
Gambar 2.5 dan menghasilkan nilai RL = 1,6.
Gambar 4.6 Grafik Hubungan antara Kecepatan Angin di darat dan di Laut dengan Nilai Kecepatan Angin di darat 3,2 m/dtk
Kecepatan angin di laut (Uw) adalah
UW = RL*UL = 1,6*3,2 = 5,12 m/dtk (4.2)
Selanjutnya, faktor tegangan angin (UA) dihitung dengan menggunakan
Persamaan 2.2:
UA = 0,71*Uw1.23 = 0,71 * (5,12)1.23 = 5,29 m/dtk
Berdasarkan nilai UA dan panjang fetch, tinggi dan periode gelombang dapat
dicari dengan menggunakan grafik peramalan gelombang pada Gambar 4.7.
1,6
Gambar 4.7 Grafik Peramalan Gelombang (Triatmodjo, 1996)
H= 0,8m T= 4,7 dtk
Tabel 4.4. Perhitungan Bangkitan Gelombang Akibat Kecepatan Angin Rata-rata BulananTahun 2014 dari Panjang Fetch Arah Timur
* Menggunakan grafik hubungan antara kecepatan angin di laut dan di darat
Untuk mendapatkan nilai parameter tinggi gelombang (H) dan periode
gelombang (T), nilai UA maksimum = 5,74 m/dtk diplot pada grafik peramalan
gelombang sehingga didapat H= 0,8 m dan T= 4,7 dtk seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 4.7.
Untuk perhitungan selanjutnya, maka diperlukan nilai tinggi gelombang
root mean square (H m ) dan tinggi gelombang signifikan (H ) yang dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini:
H m = , ∗ H = , ∗ , = , � (4.3)
sehingga:
HS = , ∗ H m = , ∗ , = , � (4.4)
Sedangkan untuk mengetahui tinggi gelombang pecah (Hb), parameter
nilai 20o dan indeks gelombang pecah (γb) adalah 0,78. Maka tinggi gelombang
pecah (Hb) yang terjadi dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 2.5.
gelombang pecah (m). Maka nilai hb dapat dicari dengan memasukkan Hb=0,85 m
ke dalam Persamaan 2.4.
ℎ� =���
� = ,
, = , �
di mana, hb = kedalaman gelombang pecah (m)
4.4 Analisa Bathimetri
Peta bathimetri pantai Pondok Permai berguna untuk meramalkan arah
dari gelombang laut yang menuju ke garis pantai berdasarkan sudut datang
gelombang (θ), kecepatan angin (C) dan koefisien refraksi (Kr). Peta batimetri ini
diperoleh dari pengolahan data Tabel 4.5 hasil pengukuran alat RTK Topcon
dengan menggunakan aplikasi Google Earth, Global Mapper, Map Info dan
AutoCad.
Tabel 4.5 Pengukuran Profil Pantai di lokasi penelitian
Sumbu x Sumbu y Kedalaman
(h) Kode
497561,932 404115,048 1,687 Utara (N)
497561,000 404108,000 2,000 Titik BM1
497529,493 404134,474 1,538 GROIN
497529,839 404135,088 1,499 GROIN
497530,620 404134,457 1,524 GROIN
497536,263 404143,682 1,350 GROIN
497536,618 404143,479 1,350 GROIN
497531,195 404134,255 1,487 GROIN
497564,966 404113,811 1.697 GROIN
497570,807 404122,906 1.483 GROIN
497565,493 404113,561 1.688 GROIN
497600,698 404093,642 1.914 GROIN
497605,669 404101,048 1.820 GROIN
497605,884 404100,816 1.821 GROIN
497601,236 404093,398 1.928 GROIN
497628,842 404078,143 1.835 GROIN
497628,521 404077,591 1.848 GROIN
497564,886 404113,200 1.731 GROIN
497501,572 404141,013 2.017 PROFIL
497502,124 404141,877 2.009 PROFIL
497503,533 404144,316 1.541 PROFIL
497508,713 404150,9150 0.338 PROFIL
497510,616 404153,603 0.042 PROFIL
497512,232 404155,641 -0.240 PROFIL
497514,066 404158,353 -0.483 PROFIL
497516,020 404160,982 -0.571 PROFIL
497518,636 404164,199 -0.585 PROFIL
497521,399 404167,684 -0.604 PROFIL
497544,702 404117,091 2.087 PROFIL
497546,273 404120,089 1.609 PROFIL
497548,040 404123,191 1.400 PROFIL
497548,426 404124,496 -0.344 PROFIL
497550,583 404127,893 -0.687 PROFIL
497552,983 404131,285 -0.768 PROFIL
497555,379 404133,790 -0.849 PROFIL
497557,504 404136,893 -0.782 PROFIL
497559,921 404139,668 -0.805 PROFIL
497562,005 404142,913 -0.863 PROFIL
497581,334 404096,917 2.248 PROFIL
Data berupa koordinat titik X,Y dan kedalaman yang disimpan dalam
format notepad di pindahkan ke Excel 2007, dirapikan dan disimpan
kembali dalam format notepad.
1. Buka aplikasi Global Mapper, klik file > open data tadi dan akan tampil
tab pilihan dibawah ini, lalu ok.
497584,141 404102,070 1.352 PROFIL
497585,106 404103,209 0.039 PROFIL
497586,725 404106,031 -0.530 PROFIL
497588,434 404108,652 -0.613 PROFIL
497590,220 404110,887 -0.669 PROFIL
497592,345 404114,273 -0.723 PROFIL
497594,518 404117,265 -0.795 PROFIL
497597,799 404120,810 -0.819 PROFIL
497624,284 404088,053 1.753 PROFIL
497623,740 404082,676 1.619 PROFIL
497631,012 404086,974 1.475 PROFIL
497640,403 404085,632 -0.233 PROFIL
497641,138 404084,306 -0.524 PROFIL
497644,147 404085,469 -0.674 PROFIL
497646,924 404088,107 -0.752 PROFIL
497649,260 404081,411 -0.842 PROFIL
497656,610 404092,129 -0.716 PROFIL
Gambar 4.8 Membuka data (Global Mapper 10)
2. Klik file > open data tadi lagi, tapi pada pilihan import type, ganti jadi
pilihan kedua. Ulangi lagi untuk pilihan ketiga.
3. Setelah datanya muncul, klik file > Generate contours option, akan muncul
tab pilihan dibawah, pilih kontur interval 0,5 meter, klik ok.
4. Setelah selesai, export data dalam format map info dengan cara klik file >
export vektor data ke format Map Info TAB/MAP.
5. Buka apikasi Map Info, open file tadi, kemudian export ke format Cad
agar data bisa diolah dalam aplikasi Autocad sehingga dapat diperoleh
peta bathimetri Pantai Pondok Permai seperti gambar dibawah ini.
Gambar 4.10 Peta Bathimetri Pantai Pondok Permai
Dibawah ini merupakan bentuk profil pantai Pondok Permai yang
Gambar 4.11 Grafik Profil Pantai Pondok Permai
Dari hasil pengamatan, bentuk profil di dalam groin lebih landai dibandingkan
dengan bentuk profil tanpa groin.
4.5 Analisa Sedimen
Untuk menganalisa sedimen dilakukan pengujian laboratorium berupa
pengujian analisa saringan. Hasil pengujian di laboratorium adalah sebagai
berikut:
Tabel 4.6 Hasil Uji Analisa Saringan Sampel 1
Clay and Silt
Jarak dari garis pantai (m)
Tabel 4.7 Hasil Uji Analisa Saringan Sampel 2
Tabel 4.8 Hasil Uji Analisa Saringan Sampel 3
Tabel 4.9 Hasil Uji Analisa Saringan Sampel 4
Tabel 4.10 Hasil Uji Analisa Saringan Sampel 5
Tabel 4.11 Hasil Uji Analisa Saringan Sampel 6
Gambar 4.12 Grafik Analisa Ayakan 1 HIDROMETER
Lempung Lanau Kerikil
(Clay) (Silt) Pasir (sand) (Gravel)
Gambar 4.13 Grafik Analisa Ayakan 2 HIDROMETER
Lempung Lanau Kerikil
(Clay) (Silt) Pasir (sand) (Gravel)
Gambar 4.14 Grafik Analisa Ayakan 3 HIDROMETER
Lempung Lanau Kerikil
(Clay) (Silt) Pasir (sand) (Gravel)
Gambar 4.15 Grafik Analisa Ayakan 4 HIDROMETER
Lempung Lanau Kerikil
(Clay) (Silt) Pasir (sand) (Gravel)
Gambar 4.16 Grafik Analisa Ayakan 5 HIDROMETER
Lempung Lanau Kerikil
(Clay) (Silt) Pasir (sand) (Gravel)
Dari hasil uji laboratorium terhadap analisa sedimen menunjukkan bahwa
sampel yang di uji memiliki besaran butiran yang berbeda ditinjau dari persentase
(%) gravel, sand, clay dan silt. Hal ini menunjukkan bahwa di Pantai Pondok
Permai memiliki sedimen yang beragam.
Selanjutnya sedimen yang akan dibahas adalah sedimen yang melayang
(suspended load). Dilihat dari segi fisik dan cara pengambilannya, sedimen yang
terdapat di Pantai Pondok Permai adalah jenis pasir berlumpur (clay dan silt).
Parameter yang diinginkan dari hasil pengujian di laboratorium terhadap
suspended load adalah konsentrasi sedimennya (C). Hasil pengujian di
laboratorium ditampilkan pada Tabel 4.13.
Tabel 4.13 Hasil Uji Konsentrasi Sedimen
No. Air Saringan Saringan+Sedimen kondisi kering oven
Konsentrasi
Sumber : Hasil uji konsentrasi sedimen laboratorium
Didapat nilai Crata-rata adalah 0.63 gr/l atau 0.63 kg/m3. Nilai Crata-rata
tersebut merupakan nilai konsentrasi di daerah surfzone (Cb). Sedangkan nilai
konsentrasi rata-rata untuk daerah offshore dapat dihitung dengan menggunakan
Persamaan 2.22. Hasil yang didapat untuk konsentrasi rata-rata pada daerah
offshore akan digunakan untuk mengetahui jumlah angkutan sedimen sepanjang
4.6 Analisa Angkutan Sedimen
Dalam tugas akhir ini angkutan sedimen akan dianalisa dengan
menggunakan dua metode yaitu metode Energi Fluks untuk daerah surfzone dan
metode Integral untuk daerah pecah gelombang hingga offshore.
1. Metode Energi Fluks
Dengan hb = 1.089 m maka nilai yb dapat ditentukan berdasarkan profil
melintang pantai sebesar 0.78 m. Sehingga:
Qm =
Qm = jumlah angkutan sedimen sepanjang pantai di pantai berlumpur (kg/dtk)
Sedangkan perhitungan angkutan sedimen sepanjang garis pantai dengan energi
fluks pada lokasi pantai yang berpasir adalah sebagai berikut:
Qs = � [ � √
Jadi jumlah angkutan sedimen yang terjadi pada daerah surfzone di Pantai
Pondok Permai dengan metode Energi Fluks untuk pantai berlumpur adalah Qm =
0.043 kg/dtk. Sedangkan metode Energi Fluks untuk pantai berpasir adalah Qs =
Sebagai bahan perbandingan lainnya maka ditinjau angkutan sedimen
dengan sudut datang gelombang yang berbeda, yaitu 50, 100, 150, 250, 300, dan
350. dengan parameter yang lainnya dianggap sama. Hasil perhitungan angkutan
sedimennya ditampilkan pada Tabel 4.14.
Tabel 4.14 Angkutan Sedimen dengan Nilai sudut Datang Gelombang Berbeda
Sudut datang
besar terhadap garis pantai normal, maka jumlah angkutan sedimen yang terjadi
pada lokasi tersebut akan semakin besar terhadap waktunya dan proses terjadinya
perubahan garis pantai akan semakin cepat terjadi.
Sebagai tambahan, sudut datang gelombang biasanya dapat berubah-ubah
karena faktor perubahan arah angin. Untuk penyebab banyaknya jumlah angkutan
sedimen sepanjang garis pantai yang dipengaruhi oleh arah angin yang
berbeda-beda tidak ditinjau lebih jauh.
2. Metode Integral
Qo = ��∫ �̅��
� ℎ dy
= ��∫ ��
dimana: Qo = jumlah angkutan sedimen sepanjang pantai (kg/s)
αq = konstanta proporsional = 1
�̅ = konsentrasi sedimen rata-rata (kg/s)
Ux = kecepatan arus sepanjang pantai (m/s)
h = kedalaman air (m)
yb = jarak dari garis pantai menuju titik gelombang pecah (m)
yo = jarak dari garis pantai menuju daerah offshore terminus (m)
dy = interval kordinat y
Dalam menyelesaikan metode ini dianggap bentuk profil melintang pantai
adalah sama sepanjang garis pantai lokasi yang ditinjau dengan y adalah jarak
tegak lurus terhadap garis pantai dan h adalah kedalaman air laut.
Untuk mencari nilai Ux akan dihitung dengan menggunakan persamaan –
persamaan yang telah dijelaskan pada Bab II dalam sub bab metode Longuet
Higgins.
Adapun tahapan-tahapan dalam menghitung nilai Ux adalah sebagai berikut:
1. Dengan nilai Hb = 0,85 m, hb = 1,089 m, g = 9,8 m/dtk2 dan T = 4,7 dtk
maka dihitung nilai N dengan menggunakan Persamaan 2.20.
N = ��√ .ℎ�
�
=
, ∗√ . ∗ ,di mana N merupakan konstanta dalam perhitungan viscositas perhitungan
(eddy viscosity).
2. Mencari nilai Γ dengan menggunakan Persamaan 2.19, dengan m = 0.02,
α = 0.4.
Γ = �
���
Dengan m adalah kemiringan dasar pantai, α adalah konstanta yang
ditetapkan, cf adalah factor gesekan dasar laut.
4. Hitung nilai Uxb dengan menggunakan persamaan 2.13, dengan αb = 20o
Uxb =
�
�
√�ℎ
�sin �
�=
. ∗ .. √ . ∗ , sin= 1.032 m/dtk
Dengan Uxb adalah kecepatan arus pada daerah beaking (pecah).
5. Untuk mencari nilai Ux digunakan Persamaan 2.17
Ux = �̃ ∗ � �
di mana nilai Ũx dipengaruhi oleh nilai ỹ yang dipengaruhi batasan tertentu
seperti yang ditunjukkan pada Persamaan 2.15 dan 2.16. Dengan nilai y
adalah dari 0 m hingga 100 m. Nilai Ux akan ditampilkan dalam Tabel
Tabel 4.15 Hasil Perhitungan Ux
0.0000000 0.0000000
0.78 0.78
1.00
1.032
0.2420000 0.2497440
1 0.78
1.28
1.032
0.1580758 0.1631343
2 0.78
2.56
1.032
0.0481837 0.0497256
3 0.78
3.85
1.032
0.0240480 0.0248176
4 0.78
5.13
1.032
0.0146871 0.0151570
5 0.78
6.41
1.032
0.0100192 0.0103398
6 0.78
7.69
1.032
0.0073302 0.0075647
7 0.78
8.97
1.032
0.0056282 0.0058083
8 0.78
10.26
1.032
0.0044768 0.0046201
9 0.78
11.54
1.032
0.0036584 0.0037755
10 0.78
12.82
1.032
0.0030540 0.0031517
11 0.78
14.10
1.032
0.0025937 0.0026767
12 0.78
15.38
1.032
0.0022343 0.0023058
13 0.78
16.67
1.032
0.0019479 0.0020102
14 0.78
17.95
1.032
0.0017155 0.0017704
15 0.78
19.23
1.032
0.0015242 0.0015730
16 0.78
20.51
1.032
0.0013646 0.0014083
17 0.78
21.79
1.032
0.0012299 0.0012693
18 0.78
23.08
1.032
0.0011151 0.0011508
19 0.78
24.36
1.032
0.0010164 0.0010490
20 0.78
25.64
1.032
0.0009309 0.0009607
21 0.78
26.92
1.032
0.0008562 0.0008836
22 0.78
28.21
1.032
0.0007906 0.0008159
23 0.78
29.49
1.032
0.0007326 0.0007560
24 0.78
30.77
1.032
0.0006811 0.0007029
25 0.78
32.05
1.032
0.0006350 0.0006554
26 0.78
33.33
1.032
27 0.78
34.62
1.032
0.0005566 0.0005744
28 0.78
35.90
1.032
0.0005229 0.0005397
29 0.78
37.18
1.032
0.0004924 0.0005082
30 0.78
38.46
1.032
0.0004646 0.0004795
31 0.78
39.74
1.032
0.0004392 0.0004533
32 0.78
41.03
1.032
0.0004159 0.0004293
33 0.78
42.31
1.032
0.0003946 0.0004072
34 0.78
43.59
1.032
0.0003749 0.0003869
35 0.78
44.87
1.032
0.0003567 0.0003681
36 0.78
46.15
1.032
0.0003399 0.0003508
37 0.78
47.44
1.032
0.0003243 0.0003347
38 0.78
48.72
1.032
0.0003098 0.0003197
39 0.78
50.00
1.032
0.0002963 0.0003058
40 0.78
51.28
1.032
0.0002837 0.0002928
41 0.78
52.56
1.032
0.0002720 0.0002807
42 0.78
53.85
1.032
0.0002610 0.0002693
43 0.78
55.13
1.032
0.0002507 0.0002587
44 0.78
56.41
1.032
0.0002410 0.0002487
45 0.78
57.69
1.032
0.0002319 0.0002393
46 0.78
58.97
1.032
0.0002233 0.0002305
47 0.78
60.26
1.032
0.0002152 0.0002221
48 0.78
61.54
1.032
0.0002076 0.0002142
49 0.78
62.82
1.032
0.0002004 0.0002068
50 0.78
64.10
1.032
0.0001936 0.0001998
51 0.78
65.38
1.032
0.0001871 0.0001931
52 0.78
66.67
1.032
0.0001810 0.0001868
53 0.78
67.95
1.032
0.0001752 0.0001808
54 0.78
69.23
1.032
0.0001696 0.0001751
55 0.78
70.51
1.032
0.0001644 0.0001697
57 0.78
73.08
1.032
0.0001546 0.0001596
58 0.78
74.36
1.032
0.0001501 0.0001549
59 0.78
75.64
1.032
0.0001458 0.0001504
60 0.78
76.92
1.032
0.0001416 0.0001461
61 0.78
78.21
1.032
0.0001377 0.0001421
62 0.78
79.49
1.032
0.0001339 0.0001382
63 0.78
80.77
1.032
0.0001303 0.0001344
64 0.78
82.05
1.032
0.0001268 0.0001308
65 0.78
83.33
1.032
0.0001235 0.0001274
66 0.78
84.62
1.032
0.0001203 0.0001241
67 0.78
85.90
1.032
0.0001172 0.0001210
68 0.78
87.18
1.032
0.0001143 0.0001179
69 0.78
88.46
1.032
0.0001114 0.0001150
70 0.78
89.74
1.032
0.0001087 0.0001122
71 0.78
91.03
1.032
0.0001061 0.0001095
72 0.78
92.31
1.032
0.0001036 0.0001069
73 0.78
93.59
1.032
0.0001012 0.0001044
74 0.78
94.87
1.032
0.0000989 0.0001020
75 0.78
96.15
1.032
0.0000966 0.0000997
76 0.78
97.44
1.032
0.0000944 0.0000975
77 0.78
98.72
1.032
0.0000923 0.0000953
78 0.78
100.00
1.032
0.0000903 0.0000932
79 0.78
101.28
1.032
0.0000884 0.0000912
80 0.78
102.56
1.032
0.0000865 0.0000893
81 0.78
103.85
1.032
0.0000847 0.0000874
82 0.78
105.13
1.032
0.0000829 0.0000856
83 0.78
106.41
1.032
0.0000812 0.0000838
84 0.78
107.69
1.032
0.0000796 0.0000821
85 0.78
108.97
1.032
0.0000780 0.0000804
86 0.78
110.26
1.032
87 0.78
111.54
1.032
0.0000749 0.0000773
88 0.78
112.82
1.032
0.0000735 0.0000758
89 0.78
114.10
1.032
0.0000720 0.0000744
90 0.78
115.38
1.032
0.0000707 0.0000729
91 0.78
116.67
1.032
0.0000694 0.0000716
92 0.78
117.95
1.032
0.0000681 0.0000702
93 0.78
119.23
1.032
0.0000668 0.0000690
94 0.78
120.51
1.032
0.0000656 0.0000677
95 0.78
121.79
1.032
0.0000644 0.0000665
96 0.78
123.08
1.032
0.0000633 0.0000653
97 0.78
124.36
1.032
0.0000622 0.0000642
98 0.78
125.64
1.032
0.0000611 0.0000630
99 0.78
126.92
1.032
0.0000600 0.0000619
100 0.78
128.21
1.032
0.0000590 0.0000609
Sumber:Hasil Perhitungan
Setelah mengetahui nilai Ux dengan jarak-jarak yang telah
ditentukan pada Tabel 4.15 maka akan dihitung nilai Z yang dibatasi dari
yb hingga yo yang akan ditampilkan dalam Tabel 4.16. Nilai Z dipengaruhi
oleh parameter �̅, h, dan Ux yang merupakan fungsi dari y (jarak dari garis
pantai). Parameter �̅diselesaikan dengan Persamaan 2.22. nilai h
ditentukan dengan Persamaan Bruun (1954)
h = A * yn (4.4)
81 0.559 3.22 0.000087 0.000158
Sumber : Hasil Perhitungan
Untuk mempermudah perhitungan nilai Z yang dibatasi oleh yb
hingga yo akan disajikan dalam bentuk grafik, seperti yang ditampilkan
Dengan menggunakan grafik tersebut untuk mengetahui nilai Z yang
dibatasi oleh nilai yb hingga yo adalah sama dengan luasan yang berada di bawah
kurva fungsi Z. Maka untuk mengetahui luasan di bawah kurva tersebut
digunakan Persamaan 4.5, yang menganggap luasan tiap 1 m dari nilai yb hingga
yo adalah berbentuk trapezium.
Ltotal = t/2 [( Z1 + 2(Z2+Z3+Z4+…Zn-1 ) + Zn )] (4.5)
Dimana t adalah jarak yang digunakan untuk batasan nilai pada setiap
titiknya, t diambil tiap 1 m, n adalah titik yang ditinjau luasnya.
Sehingga,
Ltotal = ½ [(0.022929+ 2(0.081451) + 0.000123)]
= 0,093 kg/dtk
Jadi:
Qo = ��∫ �̅��
� ℎ dy
= ��∫ ��
� dy
= 1*0,093
= 0,093 kg/dtk
Maka nilai angkutan sedimen yang didapat dengan menggunakan metode
integral adalah 0,093 kg/dtk.
Jadi, nilai angkutan sedimen sejajar pantai di Pantai Pondok Permai adalah
0,043 + 0,093 = 0,136 kg/dtk. Nilai jumlah angkutan sedimen di kawasan Pantai
angkutan sedimen di Pantai Punggur Malaysia yang hanya 1/1000 dari jumlah
angkutan sedimen di Pantai Pondok Permai. Padahal kedua pantai tersebut
mempunyai karakteristik yang hampir sama yaitu dari segi jenis sedimen
pantainya yang berlumpur, kemiringan dasar pantai yang sama, dan juga sudut
datang gelombang yang sama (Tarigan, 2002).
Namun, walaupun demikian terdapat juga perbedaan yang dapat dijadikan
alasan yang menyebabkan jumlah sedimen pada kedua pantai tersebut berbeda,
yaitu nilai tinggi gelombang pecah (Hb). Dimana tinggi gelombang pecah Pantai
Pondok Permai mencapai 0,85 m sedangkan di Pantai Punggur hanya mencapai
0,04 m pada jarak terjadinya gelombang pecah adalah sama pada kedua pantai
yaitu yb = 0,78 m dari garis pantai. Hal ini bisa terjadi karena banyak faktor
misalnya karena perbedaan panjang fetch yang disebabkan oleh kecepatan angin
di sekitar pantai.
Maka untuk mengurangi jumlah angkutan sedimen sepanjang garis pantai
tersebut perlu dilakukan penanggulangan dengan membangun struktur pelindung
pantai di seluruh bagian garis pantai yang ada. Struktur pelindung pantai yang
efektif dalam menanggulangi masalah longshore sediment transport adalah sistem
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Adapun beberapa kesimpulan yang bisa diperoleh dari hasil tugas akhir ini adalah:
1. Dari data angin rata-rata bulanan tahun 2014 dengan daerah pengamatan Bandara Internasional Kuala Namu maka diketahui arah angin lebih dominan ke arah Timur Laut.
2. Berdasarkan arah angin dominan maka panjang fetch efektif di pantai pondok permai adalah 364,65 km panjang fetch efektif untuk arah Utara, 250,26 km panjang fetch efektif untuk arah Timur Laut, dan 212,72 km panjang fetch efektif untuk arah Timur.
3. Dengan kecepatan angin di laut (Uw) sebesar 5,12 m/dtk mampu membangkitkan gelombang dengan ketinggian (H) = 0,8 m, periode gelombang (T) = 4,7 detik, dan gelombang pecah (γb) terjadi pada jarak 0,78
m dari garis pantai dengan kedalaman (hb) = 1,089 m diperoleh dari Gambar
4.7 Grafik Peramalan Gelombang(Triadmodjo, 1996). 4. Dari analisa sedimen yang dilakukan maka:
b. Sampel 2 (di belakang alat) di dominasi oleh medium sand (44,88%) dan coarse sand (34,12%)..
c. Sampel 3 di dominasi oleh medium sand (47,21%) dan coarse sand (36,18%).
d. Sampel 4 di dominasi oleh medium sand (46,33%) dan coarse sand (35,87%).
e. Sampel 5 di dominasi oleh medium sand (49,74%) dan coarse sand (28,16%).
f. Sampel 6 (100 m dari depan alat) di dominasi oleh fine sand (42,96%) serta terdapat clay and silt (35,2%).
5. Rata-rata konsentrasi sedimen yang tersuspensi pada daerah surfzone 0,63 kg/m3. Sedangkan di daerah offshore bervariasi karena mempunyai hubungan terhadap fungsi y (jarak dari garis pantai).
6. Angkutan sedimen sejajar pantai yang terjadi di Pantai Pondok Permai dengan menggunakan Metode Energi Fluks adalah :
a. Metode Energi Fluks untuk pantai berlumpur (dalam Tarigan, 2002) sebesar (Qm) = 0,043 kg/dtk.
b. Metode Energi Fluks untuk pantai berpasir (Dean dan Dalrymple,1995) sebesar (Qs) = 0,024 kg/dtk.
7. Angkutan sedimen sepanjang pantai yang terjadi di Pantai Pondok Permai dengan menggunakan metode Integral sebesar (Qo) = 0,093 kg/dtk. Maka
8. Apabila sudut datang gelombang semakin besar terhadap garis pantai normal, maka jumlah angkutan sedimen yang terjadi pada lokasi tersebut akan semakin besar terhadap waktunya.
9. Perubahan garis pantai dapat terjadi karena disebabkan oleh angkutan sedimen yang terbawa oleh gelombang dan arus menuju atau meninggalkan garis pantai.
5.2 Saran
1. Untuk menganalisa gelombang yang dibangkitkan oleh angin sebaiknya menggunakan data angin minimal 5 tahun agar di dapatkan hasil peramalan gelombang yang lebih signifikan.
2. Struktur bangunan pelindung pantai dengan sistem groin dan seawall seperti yang ada di Pantai Pondok Permai tersebut sudah sangat membantu dalam menjaga perubahan garis pantai, namun sebaiknya dilakukan perbaikan pada bagian yang telah rusak .
3. Kepada pemerintah dan masyarakat di kawasan Pantai Pondok Permai agar lebih mengembangkan lagi potensi kawasan wisata yang telah ada serta mengutamakan kebersihan dan menjaga bangunan yang ada terutama struktur bangunan pelindung pantai.
