KONTRIBUSI KONSTANTA PASANG SURUT PERAIRAN DANGKAL
TERHADAP PASANG SURUT DI SEKITAR PULAU JAWA
Abdul Basith
a,Yudhono Prakoso
b aStaf Pengajar Jurusan Teknik Geodesi FT-UGM ()bAlumni Jurusan Teknik Geodesi FT-UGM
Jln. Grafika No. 2 Yogyakarta, Telp. +062274-520226, Email: abd_basith@ugm.ac.id Abstrak
Penelitian ini dimaksudkan untuk menyelidiki kontribusi komponen pasut perairan dangkal dalam
membentuk data pasut. Untuk itu diambil data pasut di perairan Utara Pulau Jawa (Kolinamil, Semarang dan
Surabaya) yang mewakili perairan dangkal dan data pasut di perairan Selatan yang mewakili perairan dalam
(Pangandaran, Cilacap, Prigi, dan Sadeng) selama 1 tahun. Analisis harmonik dilakukan untuk seluruh data
pasut sehingga dihasilkan komponen-komponen pasut. Data prediksi pasut dibentuk dari 3 kelompok data, 1)
prediksi dengan 7 komponen pasut utama saja yaitu M
2, S
2, O
1, K
1, P
1, K
2, N
2, 2) prediksi dengan 7 komponen
pasut utama ditambah selurh komponen perairan dangkal, dan 3) prediksi dengan 7 komponen pasut
ditambah dengan komponen perairan dangkal yang signifikan. Hasil percobaan menunjukkan bahwa jumlah
komponen pasut perairan dangkal di perairan Utara Pulau Jawa lebih banyak dibandingkan di perairan
Selatan Pulau Jawa.
Katakunci: pasut perairan dangkal, analisis harmonik, perairan Utara dan Selata Pulau Jawa
Abstract
This study is aimed to investigate the contribution of shallow water tides in forming tidal data. Therefore, one
year of tidal data taken from tidal stations facing northern waters of Java Island (e.g. Kolinamil, Semarang,
Surabaya) and from tidal station facing sourthern of Java Island (Pangandaran, Cilacap, Sadeng, Prigi) were
processed to produce tidal constituents. Tidal predictions were computed using 3 groups of constitens which
consist of 1) 7 main tidal constituents, 2) combination of 7 main tidal constituents and all shallow water
constituents, 3) combination of 7 main tidal constituents and all significant shallow water constituents.
Predicted tidal data were compared to the original ones. The results showed that the number of shallow water
tides from northern waters of Java Island are higher than those from southern waters of Java Island.
Keywords: tide, shallow water, harmonic analysis, northern and southern waters of Java
I. PENDAHULUAN Latar Belakang
Pasang surut air laut merupakan salah satu pertimbangan vital dan berpengaruh terhadap keberhasilan pekerjaan navigasi, survei, dan konstruksi yang berlokasi di pantai dan atau di laut (Pugh 1987). Indonesia mempunyai banyak selat sempit dan garis pantai yang panjang dengan geometri garis pantai yang tidak beraturan. Dengan adanya hal tersebut maka pola pasang surut akan terdistorsi dalam penjalarannya, sehingga akan membentuk konstanta pasang surut perairan dangkal (Ray 2005). Konstanta pasang surut perairan dangkal merupakan salah satu konstanta pembentuk pasang surut.
Konstanta pasang surut perairan dangkal dapat digunakan untuk meningkatkan ketelitian prediksi, agar prediksi pasang surut yang dihasilkan mendekati pasang surut yang sebenarnya. Dengan demikian hasil prediksi pasang surutnya dapat digunakan untuk
kepentingan pekerjaan navigasi, survei, dan konstruksi yang berlokasi di pantai dan atau di laut (Sudjono 2011). Salah satu konstanta pasang surut perairan dangkal adalah M4, konstanta ini merupakan hasil dari M2 yang
telah terdistorsi sehingga konstanta ini memiliki kecepatan sudut dua kali lipat dibandingkan M2, Contoh
lain adalah M8, konstanta ini merupakan hasil dari M2
yang telah terdistorsi sehingga konstanta ini memiliki
kecepatan sudut empat kali lipat dibandingkan M2
(Andersen 1999). Konstanta pasang surut perairan dangkal ini akan meningkat pengaruhnya secara signifikan pada daerah pesisir yang memiliki perairan dangkal yang luas, sehingga konstanta ini perlu diikutsertakan dalam perhitungan agar dapat merepresentasikan keadaan sebenarnya secara akurat (Westerink 1989).
Penelitian ini berkonsentrasi di perairan sekitar
Pulau Jawa, karena secara fisiografi Laut Jawa (Sisi
Utara Pulau Jawa) merupakan bagian dari Paparan
Sunda yang memiliki rata-rata kedalaman 120
Prosiding Forum Ilmiah Tahunan Ikatan Surveyor Indonesia (FIT ISI), 19-20 November 2015, MalangISSN: 2406 – 9051 Volume 2, Edisi 1, Tahun 2015
meter yang membentuk paparan sedimen tebal
dengan penyebaran yang luas (Salahuddin 2010),
sedangkan untuk perairan Sisi Selatan Pulau Jawa
merupakan bagian dari Lempeng Samudera Hindia
yang merupakan kerak tipis yang ditutupi laut
dengan kedalaman antara 1000-5000 meter (Lubis
2009).
Selain hal diatas, pemilihan perairan sekitar Pulau Jawa sebagai fokus penelitan ini juga dikarenakan pasang surut Laut Jawa dalam penjalarannya telah mengalami modifikasi dari sisi utara yang merupakan pertemuan Samudera Hindia-Pasifik menuju ke Laut Jawa. Sedangkan pada sisi selatannya berhadapan langsung dengan Samudera Hindia.
Berdasarkan penjelasan di atas maka perlu dilakukan penelitian khusus tentang kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal terhadap pasang surut di perairan sekitar Pulau Jawa.
Tujuan Penelitian
1. Menghitung jumlah konstanta pasang surut perairan dangkal yang sama dan signifikan di perairan sekitar Pulau Jawa.
2. Menghitung persentase kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal di perairan sekitar Pulau Jawa yang diwakili oleh tujuh stasiun pasang surut (tiga stasiun di pantai utara dan empat stasiun di pantai selatan).
3. Menentukan sisi perairan Pulau Jawa yang memiliki persentase kontribusi konstanta perairan dangkal yang terbesar.
II. METODOLOGI
Lokasi penelitian ini berkonsentrasi yaitu perairan sekitar Pulau Jawa yang diwakili oleh tujuh stasiun pasang surut, seperti pada Gambar 1. Pantai Utara Pulau Jawa diwakili oleh stasiun pasang surut Kolinamil, Semarang, dan Surabaya, sedangkan Pantai Selatan Pulau Jawa diwakili oleh stasiun pasang surut Prigi, Sadeng, Cilacap, dan Pangandaran. Data pasang surut yang digunakan adalah data pasang surut yang direkam oleh sensor pressure tide gauge (prs), dan diperoleh dari IOC (International Oceanographic Commission)
http://www.ioc-sealevelmonitoring.org dengan
rentang pengamatan satu tahun, terhitung sejak 1 Agustus 2013 sampai 31 Juli 2014. Aplikasi yang digunakan adalah t_tide versi 1.0. Aplikasi ini menerapkan metode Hitung Kuadrat Terkecil dalam melakukan proses analisis harmonik dan prediksi pasang surut. Pada penelitian ini tidak ada komponen lain yang mempengaruhi pasang surut selain konstanta pasang surut perairan dangkal.
Gambar 1. Lokasi 7 stasiun pasang surut
Tahapan pelaksanaan penelitian disajikan dalam diagram alir Gambar 2.
Persiapan
Kegiatan yang dilakukan antara lain penentuan lokasi penelitian, pengunduhan data penelitian, dan studi pustaka yang terkait dengan penelitian.
Penanganan Data Pasang Surut
Pengecekan data kosong, yaitu mengecek data pasang surut pengamatan yang telah diunduh dari IOC. Kontrol Kualitas Data
Melakukan tes global dengan kepercayaan 95% atau 2σ, dengan menggunakan cara berikut :
1. Melakukan prediksi untuk tahun yang sama menggunakan data pasang surut pengamatan. Data prediksi ini merupakan data pasang surut dengan pola yang dianggap benar.
2. Menghitung selisih antara data ke-i dari data pengamatan pasang surut dengan data ke-i dari data prediksi, selisih nilainya disebut X
3. Menghitung nilai rata-rata kemudian menghitung standar deviasi dari selisih tersebut menggunakan Persamaan (1). 𝜎𝜎 = �∑(𝑋𝑋𝑖𝑖− 𝑋𝑋�)2 (𝑛𝑛−1) (1) Keterangan: σ : elevasi permukaan Xi : kedalaman air 𝑋𝑋� : velositas n : gesekan dasar
4. Menentuakan batas ± 2σ untuk data yang akan dikontrol kualitasnya menggunakan Persamaan (2) dan Persamaan (3).
Batas Atas = (𝑋𝑋�+2σ) (2)
Batas Bawah = (𝑋𝑋�+2σ) (3)
Prosiding Forum Ilmiah Tahunan Ikatan Surveyor Indonesia (FIT ISI), 19-20 November 2015, Malang ISSN: 2406 – 9051 Volume 2, Edisi 1, Tahun 2015
Gambar 2. Diagram alir penelitian
5. Melakukan pengecekan data pasang surut, apabila nilai X terletak antara batas ± 2σ maka data tersebut memiliki kualitas yang baik dan dapat
digunakan untuk proses analisis harmonik. Apabila nilai X terletak diluar batas ± 2σ maka data tersebut di eleminasi dan konversi menjadi Not a Number (NaN).
Analisis Harmonik Pasang Surut
Pasang surut merupakan hasil superposisi (penggabungan) dari gelombang-gelombang harmonik tunggal yang bersifat periodik. Pergerakan pasang surut laut dapat dimodelkan dengan persamaan sinusoidal karena bersifat periodik. Besar amplitudo dan beda fase dari setiap konstanta pasang surut dapat diketahui menggunakan analisis harmonik pasang surut. Aplikasi yang digunakan untuk melakukan analisis harmonik pasang surut dalam penelitian ini adalah t_tide. Aplikasi tersebut menggunakan metode hitung kuadrat terkecil dalam melakukan analisis harmonik pasang surut.
Pasang surut yang diamati dari variasi naik turunnya muka laut merupakan hasil superposisi dari semua konstanta harmonik pasang surut yang terjadi. Dengan demikian elevasi muka laut pada suatu saat (t) dapat ditentukan menggunakan Persamaan (4) (Soeprapto 1993).
ℎ(𝑡𝑡) = ℎ𝑚𝑚 + ∑ 𝐴𝐴𝑘𝑘𝑖𝑖=1 𝑖𝑖 cos (ω𝑖𝑖𝑡𝑡 − 𝑔𝑔𝑖𝑖) (4)
Keterangan:
h(t) : elevasi muka air fungsi dari waktu Ai : amplitudo konstanta ke-i
ωi : kecepatan sudut konstanta ke-i
gi : fase konstanta ke-i
hm : elevasi muka air rerata
t : waktu
k : jumlah konstanta pasang surut
Konstanta Harmonik Signifikan
Konstanta harmonik pasang surut signifikan merupakan konstanta harmonik pasang surut yang memiliki perbandingan nilai amplitudo yang lebih besar dari pada amplitudo errornya. Perbandingan antara amplitudo dan amplitudo error ini dinyatakan dalam SNR (Signal to Noise Ratio) (Pawlowicz, dkk 2002). Pada penelitian ini SNR yang digunakan merupakan SNR
default dari t_tide yaitu SNR > 1, sehingga bila ada
konstanta harmonik yang mempunyai SNR > 1 akan dinyatakan sebagai konstanta harmonik yang signifikan. Nilai SNR dapat ditentukan menggunakan Persamaan (5) (Leffler 2008). 𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺𝑺 = � 𝑨𝑨𝒊𝒊 𝑨𝑨 𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒆𝒊𝒊� 𝟐𝟐 (5) Keterangan: SNR : elevasi permukaan
Ai : amplitudo konstanta ke-i
A errori : amplitudo error konstanta ke-i
Mulai
1. Perencanaan penelitian dan persiapan alat dan bahan
2. Pengunduhan data pasang surut dari 7 stasiun pasang surut Pulau Jawa dari tahun 2013 sampai 2014 dari IOC
Data pasang surut dari 7 stasiun pasang surut Pulau Jawa dari tahun 2013 sampai 2014
Pengecekan data pasang surut
Hasil data pasang surut terkoreksi
Pengambilan data pasang surut dengan interval 1 jam
Data pasang surut dengan interval 1 jam
Kontrol kualitas data pasut dengan kepercayaan 2σ
Ya
Tidak
Analisis harmonik data pasang surut dengan metode leastsquare menggunakan aplikasi t_tide
Konversi data menjadi NaN
Nilai Amplitudo, MSL, & Fase
Hasil 3 kelompok
prediksi
Menghitung persentase kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal di setiap stasiun pasang surut di sekitar Pulau Jawa
Menentukan sisi di perairan sekitar Pulau Jawa yang memiliki kontribusi konstanta
perairan dangkal terbesar
Kesimpulan
Selesai Penulisan skripsi Melakukan prediksi pasang surut dengan menggunakan aplikasi t_tide :
7 konst utama
7 konst utama + seluruh konst perairan dangkal 7 konst utama + konst perairan dangkal yang signifikan
Melakukan penjumlahan nilai amplitudo dari : 7 konst utama
7 konst utama + seluruh konst perairan dangkal 7 konst utama + konst perairan dangkal yang signifikan
Hasil 3 kelompok amplitudo
Menghitung banyaknya konstanta pasang surut perairan dangkal yang sama dan signifikan di setiap stasiun pasang surut Banyak konstanta perairan dangkal signifikan
Prosiding Forum Ilmiah Tahunan Ikatan Surveyor Indonesia (FIT ISI), 19-20 November 2015, Malang ISSN: 2406 – 9051 Volume 2, Edisi 1, Tahun 2015
Konstanta Pasang Surut Perairan Dangkal
Konstanta pasang surut perairan dangkal adalah konstanta pasang surut yang terbentuk karena adanya distorsi non-linear dari osilasi konstanta pasang surut utama (contohnya M2, S2, dan K1) pada saat berinteraksi
dan merambat di perairan dangkal. Ada dua penyebab utama terbentuknya konstanta ini, pertama akibat gesekan dasar serta proses fisis yang bergantung pada nilai kuadrat amplitudonya, kedua akibat proses hidrodinamika, kedua penyebab tersebut merupakan komponen non-linear. Selain kedua hal diatas, penyebab lainnya adalah efek resonansi lokal dan pembentukan gelombang stasioner.
Bentuk asli dari gelombang sinusoidal akan termodifikasi akibat distorsi non-linear yang terjadi di perairan dangkal, hal inilah yang memicu terbentuknya konstanta harmonik perairan dangkal (Andersen 1999). Menurut Andersen (1999) persamaan rata-rata kedalaman perairan dangkal non-linear dapat ditentukan menggunakan Persamaan (6) dan Persamaan (7). 𝝏𝝏𝒕𝒕𝒖𝒖 = −(𝒖𝒖 ∙ 𝛁𝛁)𝒖𝒖 − 𝒈𝒈𝛁𝛁𝒉𝒉 − 𝒇𝒇 × 𝒖𝒖 −𝑫𝑫𝑯𝑯𝒖𝒖|𝒖𝒖| (6) 𝝏𝝏𝒕𝒕𝒉𝒉 = −𝛁𝛁 ∙ (𝑯𝑯𝒖𝒖) (7) Keterangan: h : elevasi permukaan H : kedalaman air u = (u,v,0) : velositas D : gesekan dasar f : parameter Coriolis t : waktu 𝛁𝛁 : (𝝏𝝏𝝏𝝏, 𝝏𝝏𝝏𝝏, 𝟎𝟎)
Daftar konstanta pasang surut yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Paket data standar konstanta pasang surut perairan dangkal
Shallow water constituent
SO1 SK3 SK4 2MK6 2N2 MN4 2MK5 2SM6 MKS2 M4 2SK5 MSK6 MSN2 SN4 2MN6 3MK7 MO3 MS4 M6 M8 SO3 MK4 2MS6 M10 MK3 S4 Sumber: Foreman 1977 Perbandingan Amplitudo
Perbandingan nilai amplitudo dilakukan dengan cara membandingkan nilai amplitudo dari konstanta
harmonik pasang surut yang telah didapat dari hasil analisis harmonik pasang surut data pengamatan. Konstanta pasang surut yang nilai amplitudonya digunakan sebagai perbandingan dalam penelitian ini dibagi menjadi tiga kelompok yaitu:
1. Kelompok pertama (Amplitudo 7 konstanta pasang
surut utama) M2, S2, O1, K1, P1, K2,dan N2.
2. Kelompok kedua (Amplitudo 7 konstanta pasang
surut utama beserta seluruh konstanta pasang surut perairan dangkal) M2, S2, O1, K1, P1, K2, N2, SO1,
SK3, SK4, 2MK6, 2N2, MN4, 2MK5, 2SM6, MKS2, M4,
2SK5, MSK6, MSN2, SN4, 2MN6, 3MK7, MO3, MS4, M6,
M8, SO3, MK4, 2MS6, M10, MK3, dan S4
3. Kelompok ketiga (Amplitudo 7 konstanta pasang
surut utama beserta konstanta pasang surut perairan dangkal yang signifikan), dimana jumlah konstanta pasang surut perairan dangkal yang signifikan bervariasi disetiap stasiun
Setelah didapat nilai amplitudo dari ketiga kelompok tersebut kemudian dilakukan perhitungan persentase untuk mengetahui besarnya kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal disetiap stasiun pasang surut.
Prediksi Pasang Surut
Prediksi pasang surut adalah memperkirakan elevasi muka air laut di masa mendatang pada rentang waktu tertentu. Prediksi pasang surut dapat dilakukan setelah mendapatkan amplitudo dan fase konstanta pasang surut dari satu rangkaian data pasang surut di suatu stasiun pasang surut. Selain untuk memprediksi elevasi muka air laut, prediksi pasang surut juga digunakan untuk mengetahui sifat pasang surut.
Hasil dari prediksi pasang surut dapat disajikan dalam bentuk tabel yang berisi rentang waktu prediksi beserta elevasi muka air laut prediksi, atau dapat pula disajikan dalam bentuk co-tidal chart yang merupakan interpolasi kelambatan fase pasang surut (Poerbandono 2005). Prediksi pasang surut dapat dilakukan menggunakan persamaan (8) (Ali, dkk 1994).
ℎ(𝑡𝑡) = ℎ𝑚𝑚 + ℎ𝑚𝑚𝑜𝑜+ ∑ 𝐴𝐴𝑘𝑘𝑖𝑖=1 𝑖𝑖 cos (𝜔𝜔𝑖𝑖𝑡𝑡 − 𝑔𝑔𝑖𝑖) (8)
Keterangan:
h(t) : elevasi muka air fungsi dari waktu Ai : amplitudo konstanta ke-i
ωi : kecepatan sudut konstanta ke-i
gi : fase konstanta ke-i
hm : elevasi muka air rerata
t : waktu
k : jumlah konstanta pasang surut hmo : perubahan duduk tengah akibat faktor
meteorologis
fi : faktor koreksi amplitudo konstanta pasut ke-i
xi : argumen astronomi konstanta pasut ke-i
Prosiding Forum Ilmiah Tahunan Ikatan Surveyor Indonesia (FIT ISI), 19-20 November 2015, Malang ISSN: 2406 – 9051 Volume 2, Edisi 1, Tahun 2015
Pada penelitian ini tidak semua konstanta harmonik yang dihasilkan dari proses analisis harmonik pasang surut yang digunakan sebagai masukan dalam melakukan prediksi pasang surut. Konstanta pasang surut yang digunakan sebagai masukan dalam melakukan prediksi pada penelitian ini dibagi menjadi tiga kelompok yaitu:
1. Kelompok pertama (7 konstanta pasang surut
utama)
2. Kelompok kedua (7 konstanta pasang surut utama
beserta seluruh konstanta pasang surut perairan dangkal)
3. Kelompok ketiga (7 konstanta pasang surut utama
beserta konstanta pasang surut perairan dangkal yang signifikan)
Perhitungan Nilai RMS
Perhitungan nilai RMS dilakukan pada ketiga kelompok data prediksi pasang surut terhadap data pengamatan pasang surut. Nilai RMS dapat dicari dengan menggunakan Persamaan (9).
𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 = �∑𝑖𝑖=0𝑛𝑛 (ℎ𝑚𝑚− ℎ𝑚𝑚′)2
(𝑛𝑛−1) (9)
Keterangan :
RMS : nilai RMS (meter) hm : amplitudo konstanta ke-i
hm’ : kecepatan sudut konstanta ke-i
n : kecepatan sudut konstanta ke-i
Nilai RMS digunakan untuk mengetahui besar kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal. Besar kontribusi pasang surut perairan dangkal dapat diketahui setelah didapat nilai RMS dari ketiga kelompok data tersebut dengan cara mencari selisih antara RMS data prediksi kelompok pertama dengan RMS data prediksi kelompok kedua, dan selisih antara RMS data prediksi kelompok pertama dengan RMS data prediksi kelompok ketiga. Setelah selisih RMS diketahui, kemudian dilakukan perhitungan persentase kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal. Setelah diketahui persentasenya kemudian melakukan perbandingan besar persentase kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal yang berada di stasiun pasang surut di Pantai Utara Pulau Jawa (Kolinamil, Semarang, dan Surabaya), dengan stasiun pasang surut di Pantai Selatan Pulau Jawa (Prigi, Sadeng, Cilacap, dan Pangandaran).
Analisis Hasil
Analisis hasil perhitungan dilakukan terhadap ketiga kelompok data, yaitu :
1. Kelompok pertama (Amplitudo 7 konstanta pasang
surut utama)
2. Kelompok kedua (Amplitudo 7 konstanta pasang
surut utama beserta seluruh konstanta pasang surut perairan dangkal)
3. Kelompok ketiga (Amplitudo 7 konstanta pasang
surut utama beserta konstanta pasang surut perairan dangkal yang signifikan)
Kemudian dilakukan perbandingan terhadap ketiga data tersebut, agara kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal dapat diketahui berdasarkan Amplitudo dan RMS.
HASIL DAN PEMBAHASAN Identifikasi Data Kosong
Hasil identifikaisi data kosong pada data pasang surut pengamatan setiap stasiun dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Rekapitulasi dan persentase data kosong
Stasiun
pasang surut Data ideal Data pasu t Data kosong Data pasut (%) Data koson g (%) Kolinamil 8760 7354 1406 83,95 16,05 Semarang 8760 6582 2178 75,14 24,86 Surabaya 8760 7662 1098 87,47 12,53 Prigi 8760 8509 251 97,13 2,87 Sadeng 8760 8677 83 99,05 0,95 Cilacap 8760 7877 883 89,92 10,08 Pangandaran 8760 8709 51 99,42 0,58
Tabel 2 merupakan tabel yang menyajikan jumlah data kosong di setiap stasiun. Kolom data ideal berisi jumlah data sebanyak 8760, yang merupakan konversi dari satu tahun kedalam satu jam. Berdasarkan Tabel 2 Stasiun pasang surut Pangandaran memiliki jumlah data pasang surut pengamatan paling banyak yaitu 8709 data, dengan persentase data kosong paling kecil yaitu sebesar 0,58%, sedangkan stasiun pasang surut Semarang memiliki jumlah data pasang surut pengamatan paling sedikit yaitu 6582 data, dengan persentase data kosong paling besar yaitu sebesar 24,86%.
Kontrol Kualitas Data Pasang Surut
Hasil kontrol kualitas data pasang surut pengamatan setiap stasiun dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3 menampilkan data pasang surut pengamatan yang ditolak pada saat proses kontrol kualitas. Proses kontrol kualitas data pasang surut pengamatan dilakukan menggunakan standar deviasi 2σ atau dengan rentang kepercayaan 95% dengan menggunakan Persamaan (1), (2), dan (3). Data pasang surut pengamatan yang ditolak pada Tabel 3 merupakan penjumlahan antara data kosong yang terdapat pada Tabel 2 dengan data
Prosiding Forum Ilmiah Tahunan Ikatan Surveyor Indonesia (FIT ISI), 19-20 November 2015, Malang ISSN: 2406 – 9051 Volume 2, Edisi 1, Tahun 2015
pasang surut yang ditolak. Jumlah data pengamatan pasang surut yang paling banyak ditolak adalah data pengamatan pada stasiun pasang surut di Semarang dengan persentase sebesar 24,86%, sedangkan jumlah data pengamatan pasang surut yang paling sedikit ditolak adalah data pengamatan pada stasiun pasang surut di Sadeng dengan persentase 0,95%.
Tabel 3. Kontrol kualitas data pengamatan pasut
Stasiun pasang Surut Data pasu t Data ditolak Data pasut (%) Data kosong (%) Kolinamil 7352 1408 83,93 16,07 Semarang 6582 2178 75,14 24,86 Surabaya 7662 1098 87,47 12,53 Prigi 8508 252 97,12 2,88 Sadeng 8677 83 99,05 0,95 Cilacap 7877 883 89,92 10,08 Pangandaran 8709 51 98,63 1,37
Jumlah Konstanta Harmonik di Tujuh Stasiun Jumlah konstanta harmonik di setiap stasiun pasang surut dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Rekapitulasi jumlah konstanta harmonik pasang surut Stasiun pasang surut Jumlah konstant a Konstant a signifikan Non signifikan Konst. peraira n dangka l Kolinamil 60 38 22 26 Semarang 60 40 20 26 Surabaya 60 49 11 26 Prigi 60 40 20 26 Sadeng 60 42 18 26 Cilacap 60 45 15 26 Pangandaran 60 34 26 26
Tabel 4 merupakan rekapitulasi jumlah konstanta harmonik yang dihasilkan dari proses analisis harmonik di setiap stasiun pasang surut. Berdasarkan Tabel 4 setiap stasiun pasang surut memiliki 60 konstanta harmonik, yang 26 diantaranya merupakan konstanta pasang surut perairan dangkal. Sebenarnya masih banyak konstanta pasang surut perairan dangkal yang dapat diidentifikasi, akan tetapi default dari aplikasi
t_tide hanya dapat mengeluarkan konstanta perairan
dangkal yang memiliki pengaruh cukup besar terhadap pembentukan pasang surut, sedangkan konstanta-konstanta perairan dangkal lain yang mempunyai pengaruh kecil dalam pembentukan pasang surut tidak dikeluarkan oleh aplikasi t_tide.
Konstanta harmonik yang signifikan disetiap stasiun pasang surut memiliki jumlah yang bervariasi, jumlah konstanta pasang surut signifikan yang paling banyak terdapat pada stasiun pasang surut Surabaya dengan jumlah 49 konstanta signifikan, sedangkan jumlah konstanta pasang surut signifikan yang paling sedikit terdapat pada stasiun pasang surut Pangandaran dengan jumlah 34 konstanta signifikan.
Konstanta Perairan Dangkal Signifikan
Jumlah konstanta perairan dangkal signifikan di setiap stasiun pasang surut dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Konstanta pasut perairan dangkal signifikan tiap stasiun
Stasiun
pasang surut Konstanta perairan dangkal signifikan
Kolinamil 18 Semarang 19 Lanjutan Tabel 5. Surabaya 23 Prigi 17 Sadeng 15 Cilacap 19 Pangandaran 9
Berdasarkan Tabel 5 diketahui bahwa Pantai Utara Pulau Jawa memiliki konstanta pasang surut perairan dangkal signifikan yang relatif lebih banyak dibandingkan Pantai Selatan Pulau Jawa, pantai utara yang diwakili oleh Kolinamil, Semarang, dan Surabaya memiliki konstanta pasang surut perairan dangkal signifikan sebanyak 18, 19, dan 23, sedangkan pantai selatan yang diwakili oleh Prigi, Sadeng, Cilacap, dan Pangandaran memiliki konstanta pasang surut perairan dangkal sebanyak 17, 15, 19, dan 9. Hal ini disebabkan Pantai Utara Pulau Jawa berhadapan langsung dengan Laut Jawa yang merupakan perairan dangkal yang luas sehingga pola pasang surutnya lebih banyak terdistorsi dan menghasilkan konstanta pasang surut perairan dangkal signifikan yang relatif lebih banyak dibandingkan Pantai Selatan Pulau Jawa yang berhadapan langsung dengan Samudera Hindia.
Perbandingan Nilai Amplitudo
Jumlah amplitudo tiap kelompok data di setiap stasiun pasang surut dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6 menampilkan jumlah amplitudo tiap kelompok data yaitu, 7 konstanta pasang surut utama pada kolom B, seluruh konstanta pasang surut perairan dangkal pada kolom C, dan konstanta pasang surut perairan dangkal yang signifikan pada kolom D.
Prosiding Forum Ilmiah Tahunan Ikatan Surveyor Indonesia (FIT ISI), 19-20 November 2015, Malang ISSN: 2406 – 9051 Volume 2, Edisi 1, Tahun 2015
Pengelompokan jumlah amplitudo tiap kelompok data digunakan untuk menghitung kontribusi dari seluruh konstanta pasang surut perairan dangkal pada kolom C terhadap semua konstanta pasang surut pada kolom A, dan konstanta pasang surut perairan dangkal signifikan pada kolom D terhadap semua konstanta pasang surut pada kolom A.
Tabel 6. Jumlah amplitudo tiap kelompok data
Stasiun Pasang Surut Semua Konst. (meter) (A) 7 Konst. Utama (meter ) (B) Semua Konst. Peraira n Dangka l (meter) (C) Konst. Perairan Dangkal Signifika n (meter) (D) Kolinamil 2,206 1,628 0,225 0,218 Semarang 0,955 0,641 0,081 0,075 Surabaya 0,928 0,614 0,075 0,071 Prigi 1,634 1,227 0,063 0,041 Sadeng 1,651 1,238 0,063 0,060 Cilacap 1,833 1,424 0,050 0,042 Pangandara n 1,940 1,506 0,047 0,039
Berdasarkan Tabel 6 didapatkan hasil bahwa jumlah amplitudo pada setiap kelompok data mempunyai nilai yang bervariasi. Stasiun pasang surut Surabaya memiliki nilai amplitudo terbesar disetiap kelompok data, nilai amplitudo pada kelompok A adalah 2,206 meter, pada kelompok B adalah 1,628 meter, pada kelompok C adalah 0,225 meter, dan pada kelompok D adalah 0,218 meter. Stasiun pasang surut Prigi memiliki nilai amplitudo terkecil disetiap kelompok data, nilai amplitudo pada kelompok A adalah 1,940 meter, pada kelompok B adalah 1,506 meter, pada kelompok C adalah 0,047 meter, dan pada kelompok D adalah 0,039 meter. Perbandingan persentase kontribusi nilai amplitudo konstanta pasang surut perairan dangkal di setiap stasiun pasang surut dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Perbandingan persentase kontribusi nilai amplitudo Stasiun Pasang Surut Kontribusi Semua Konst. Perairan Dangkal (%) (C) Konst. Perairan Dangkal Signifikan (%) (D) Kolinamil 10,23 9,89 Semarang 8,54 7,90 Surabaya 8,08 7,72 Prigi 3,87 2,52 Sadeng 3,85 3,63 Cilacap 2,75 2,32 Pangandaran 2,46 2,05
Tabel 7 menampilkan perbandingan persentase kontribusi nilai amplitudo seluruh konstanta pasang surut perairan dangkal terhadap semua konstanta pasang surut pada kolom C, dan persentase kontribusi nilai amplitudo konstanta pasang surut perairan dangkal signifikan terhadap semua konstanta pasang surut pada kolom D.
Berdasarkan Tabel 7 didapatkan hasil bahwa persentase kontribusi nilai amplitudo pada setiap kelompok bervariasi. Stasiun pasang surut Surabaya memiliki persentase kontribusi nilai amplitudo terbesar disetiap kelompok data, persentase kontribusi nilai amplitudo pada kelompok C adalah 10,23%, dan persentase kontribusi nilai amplitudo pada kelompok D adalah 9,89%. Stasiun pasang surut Prigi memiliki persentase kontribusi nilai amplitudo terkecil disetiap kelompok data, persentase kontribusi nilai amplitudo pada kelompok C adalah 2,46%, dan persentase kontribusi nilai amplitudo pada kelompok D adalah 2,05%.
Perhitungan RMS
Hasil perhitungan RMS tiap kelompok data prediksi terhadap data pengamatan di setiap stasiun pasang surut dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. RMS dari tiap kelompok prediksi
Stasiun Pasang Surut 7 Konst. Utama (meter) (A) 7 Konst. Utama + Semua Konst. Perairan Dangkal (meter) (B) 7 Konst. Utama + Konst. Perairan Dangkal Signifikan (meter) (C) Kolinamil 0,058 0,054 0,054 Semarang 0,051 0,050 0,050 Surabaya 0,059 0,059 0,059 Prigi 0,085 0,085 0,085 Sadeng 0,074 0,074 0,074 Cilacap 0,078 0,078 0,078 Pangandaran 0,104 0,103 0,103
Tabel 8 menampilkan nilai RMS tiap kelompok data terhadap data pasang surut pengamatan, yaitu 7 konstanta pasang surut utama pada kolom A, 7 konstanta pasang surut utama beserta seluruh konstanta pasang surut perairan dangkal pada kolom B, dan 7 konstanta pasang surut utama beserta konstanta pasang surut perairan dangkal yang signifikan pada kolom C.
Pengelompokan nilai RMS tiap kelompok data digunakan untuk menghitung kontribusi dengan cara menyelisihkan 7 konstanta pasang surut utama beserta seluruh konstanta pasang surut perairan dangkal pada
Prosiding Forum Ilmiah Tahunan Ikatan Surveyor Indonesia (FIT ISI), 19-20 November 2015, Malang ISSN: 2406 – 9051 Volume 2, Edisi 1, Tahun 2015
kolom B terhadap 7 konstanta pasang surut utama pada kolom A, dan 7 konstanta pasang surut perairan dangkal signifikan pada kolom C terhadap 7 konstanta pasang surut utama pada kolom A.
Berdasarkan Tabel 8 didapatkan hasil bahwa nilai RMS pada setiap kelompok data bervariasi. Stasiun pasang surut Prigi memiliki nilai RMS terbesar disetiap kelompok data, nilai RMS pada kelompok A adalah 0,104 meter, pada kelompok B adalah 0,103 meter, dan pada kelompok C adalah 0,103 meter. Stasiun pasang surut Semarang memiliki nilai RMS terkecil disetiap kelompok data, nilai RMS pada kelompok A adalah 0,051 meter, pada kelompok B adalah 0,050 meter, dan pada kelompok C adalah 0,050 meter.
Perbandingan persentase kontribusi nilai RMS konstanta pasang surut perairan dangkal di setiap stasiun pasang surut dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Perbandingan persentase kontribusi RMS
Stasiun Pasang Surut Selisih A dan B (meter) Selisih A dan C (meter) Kontri- busi (B) Kontri- busi (C) Kolinamil 0,0037 0,0036 6,35 6,26 Semarang 0,0008 0,0008 1,65 1,64 Surabaya 0,0005 0,0004 0,88 0,79 Prigi 0,0005 0,0004 0,63 0,57 Sadeng 0,0004 0,0004 0,57 0,56 Cilacap 0,0003 0,0002 0,39 0,37 Pangandaran 0,0002 0,0003 0,27 0,29 Tabel 9 menampilkan perbandingan persentase kontribusi nilai RMS seluruh konstanta pasang surut perairan dangkal pada kolom B yang didapat dengan cara menyelisihkan kolom A dan kolom B pada Tabel 8 dengan konstanta pasang surut perairan dangkal signifikan pada kolom C yang didapat dengan cara menyelisihkan kolom A dan kolom C pada Tabel 8.
Berdasarkan Tabel 9 didapatkan hasil bahwa persentase kontribusi nilai RMS pada setiap kelompok bervariasi. Stasiun pasang surut Surabaya memiliki persentase kontribusi nilai RMS terbesar disetiap kelompok data, persentase kontribusi nilai RMS pada kelompok B adalah 6,35%, dan persentase kontribusi nilai RMS pada kelompok C adalah 6,26%. Stasiun pasang surut Prigi memiliki persentase kontribusi nilai RMS terkecil disetiap kelompok data, persentase kontribusi nilai RMS pada kelompok B adalah 6,35%, dan persentase kontribusi nilai RMS pada kelompok C adalah 6,26%.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Berdasarkan uraian analisa hasil dan pembahasan, maka dari penelitian ini dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Jumlah konstanta pasang surut perairan dangkal
signifikan di setiap stasiun bervariasi. Sisi Utara Pulau Jawa memiliki jumlah konstanta pasang surut perairan dangkal signifikan yang lebih banyak dari pada sisi selatan.
2. Persentase kontribusi konstanta pasang surut
perairan dangkal di perairan sekitar Pulau Jawa (yang diwakili tujuh stasiun pasang surut) bervariasi. Berdasarkan nilai RMS, persentase kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal berturut-turut dari yang terbesar adalah Surabaya, Semarang, Kolinamil, Cilacap, Sadeng, Pangandaran, dan Prigi. Berdasarkan nilai amplitudo, persentase kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal berturut-turut dari yang terbesar adalah Surabaya, Kolinamil, Semarang, Pangandaran, Cilacap, Sadeng, dan Prigi.
3. Sisi Utara Pulau Jawa memiliki persentase
kontribusi konstanta pasang surut perairan dangkal terbesar. Hal ini terjadi karena perairan Sisi Utara Pulau Jawa merupakan perairan dangkal yang sangat luas. Pasang surut di perairan sisi utara lebih banyak terdistorsi sehingga menghasilkan konstanta pasang surut perairan dangkal signifikan lebih banyak dan kontribusi yang lebih besar terhadap pembentukan pasang surutnya.
Saran
1. Diperlukan analisis harmonik pasang surut
menggunakan aplikasi lain yang dapat menghitung secara teliti dan mengidentifikasi konstanta pasang surut perairan dangkal secara lengkap tanpa adanya pembatasan konstanta pasang surut perairan dangkal seperti aplikasi t_tide. Identifikasi konstanta pasang surut perairan dangkal secara lengkap dapat memperjelas kontribusi dari konstanta pasang surut perairan dangkal dalam pembentukan pasang surut.
2. Diperlukan data pasang surut dengan periode
pengamatan yang lebih panjang dengan kualitas yang baik agar dalam analisis pasang surutnya dapat diketahui lebih banyak konstanta pasang surut perairan dangkal yang berkontribusi dalam pembentukan pasang surutnya.
3. Diperlukan data pengamatan pasang surut dari
berbagai stasiun yang tersebar di Pulau Jawa untuk dapat mengetahui dengan lebih detil perbandingan kontribusi pasang surut perairan dangkal di perairan sekitar Pulau Jawa.
Prosiding Forum Ilmiah Tahunan Ikatan Surveyor Indonesia (FIT ISI), 19-20 November 2015, Malang ISSN: 2406 – 9051 Volume 2, Edisi 1, Tahun 2015
UCAPAN TERIMAKASIH
Dalam kesempatan kali ini penulis mengucapkan terimakasih kepada pihak-pihak yang telah berkontribusi hingga penelitian ini selesai.
BIOGRAFI SINGKAT
Abdul Basith, S.T., M.Si., Ph.D.
Penulis mendapatkan Sarjana S1 Teknik Geodesi UGM pada Tahun 1996, kemudian mendapatkan gelar Magister S2 Oseanografi dan Sains Atmosfer ITB pada tahun 2000, terakhir mendapatkan gelar Doktor S3 Teknik Sipil UTP pada tahun 2011. Penulis tercatat aktif sebagai Kepala Laboratorium Hidrografi dan Oseanografi, Jurusan Teknik Geodesi dan Geomatika UGM, Penulis juga merupakan pengajar dan peneliti yang terkait dengan oseanografi fisis,pasang surut, survei hidrografi, survei rekayasa laut, dan penginderaan jauh dibidang kelautan.
Yudhono Prakoso, S.T.
Alumni Teknik Geodesi UGM angkatan 2011 yang sedang menempuh pendidikan S2 Teknik Geomatika UGM fasttrack program.
DAFTAR PUSTAKA
Ali, M., Mihardja D.K., dan Hadi, S., 1994, Pasang Surut
Laut, Institut Teknologi Bandung, Bandung.
Andersen, O. B., 1999, “Shallow water tides in the northwest European shelf region from TOPEX/POSEIDON altimetry”, Geophysical
Research, Vol. 104, No. Ca, Hal. 7729-7741.
Foreman, M. G. G., 1977, Manual for Tidal Heights Analysis and Prediction, Unpublished manuscript, Pacific Marine Science Report 77-10, Institute of Ocean Sciences, Patricia Bay, Victoria.
Google, Inc. Google Earth software. http://earth.google.com/. 17 Januari 2015.
Leffler , Keith E., Jay, David A., 2008, “ Enhancing tidal harmonic analysis: Robust (hybrid L1=L2) solutions”, Continental Shelf Research.
Lubis, S., 2009, “Bentuk Geomorfologi Dasar Laut Pada Tepian Lempeng Aktif Di Lepas Pantai Barat Sumatera Dan Selatan Jawa”,
http://www.mgi.esdm.go.id/content/bentuk- geomorfologi-dasar-laut-pada-tepian-lempeng-aktif-di-lepas-pantai-barat-sumatera-dan- (akses tgl. 7 Desember 2014).
Poerbandono, 2005, Survei Hidrografi, PT. Refika Aditama, Bandung.
Pawlowicz, R., Beardsley, B., & Lentz, S., 2002, “Classical tidal harmonic analysis including error estimates
in MATLAB using T_TIDE”, Computers & Geosciences, Vol. 28(8), Hal. 929-937.
Pugh, D., 1996, Tides, Surges and Mean Sea Level, John Wiley & Sons, Singapore.
Ray, R., 2005, “A Brief Overview of Tides in The Indonesian Seas”, Oceanography, Vol . 18 (4), hal 74-79.
Sudjono, Evie H., 2011, “Studi Konstanta Pasang Surut Perairan Dangkal (Over And Compound Tides) Model Kanal 1 Dimensi dengan Menggunakan Metoda Asimilasi Data Variasional”, Ilmu dan
Teknologi Kelautan Tropis, Vol. 3 (1), Hal. 1-12.
Salahuddin, M., 2010, “Morfologi Dasar Laut Indonesia”, http://www.mgi.esdm.go.id/content/morfologi-dasar-laut-indonesia, (akses tgl. 7 Desember 2014).
Soeprapto, 1993, Pasang Surut Laut dan Chart Datum,
Diktat Kuliah, Jurusan Teknik Geodesi Fakultas
Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Westerink, J.J., 1989, “General Spectral Computatuins of
The Nonlinear Shallow Water Tidal Interactions within the Bight of Abaco”, Physical
Oceanography, Vol.19, Hal 1348 – 1371.
Prosiding Forum Ilmiah Tahunan Ikatan Surveyor Indonesia (FIT ISI), 19-20 November 2015, Malang ISSN: 2406 – 9051 Volume 2, Edisi 1, Tahun 2015