TUGAS AKHIR – MO 141326
STUDI LAJU SEDIMENTASI DAN POLA ARUS AKIBAT PENGARUH REKLAMASI DI TELUK JAKARTA
IRVAN EKA PRADITYA NRP. 04311440000032 TELUK JAKARTA
Dosen Pembimbing :
Suntoyo, ST., M.Eng., Ph.D Dr. Ir. Wahyudi, M.Sc.
DEPARTEMEN TEKNIK KELAUTAN Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
2018
2
FINAL PROJECT – MO 1413326
STUDY OF SEDIMENTATION RATE AND CURRENT PATTERN CAUSED BY RECLAMATION EFFECT IN JAKARTA BAY
IRVAN EKA PRADITYA NRP. 04311440000032
Supervisors :
Suntoyo, ST., M.Eng., Ph.D Dr. Ir. Wahyudi, M.Sc.
DEPARTEMENT OF OCEAN ENGINEERING Faculty of Marine Technology
Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya
2018
iii
STUDI LAJU SEDIMENTASI DAN POLA ARUS AKIBAT PENGARUH REKLAMASI DI TELUK JAKARTA
HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Progran Studi S-1 Departemen Teknik Kelautan
Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh:
IRVAN EKA PRADITYA NRP. 0431144000032
Disetujui oleh :
1. Suntoyo, S.T., M.Eng, Ph.D (Pembimbing I)
………
……….
2. Dr. Ir. Wahyudi, M.Sc.
(Pembimbing II)
………
……….
iv
STUDI LAJU SEDIMENTASI DAN POLA ARUS AKIBAT PENGARUH REKLAMASI DI TELUK JAKARTA
Nama : Irvan Eka Praditya
NRP : 04311440000032
Jurusan : Teknik Kelautan FTK - ITS Dosen Pembimbing : Suntoyo ST., M.Eng., PhD
Dr. Ir. Wahyudi, M.Sc.
ABSTRAK
DKI Jakarta merupakan ibu kota negara Indonesia. Berdasarkan data dari Badan Perencanaan dan Pembangunan Daerah, jumlah dari penduduk Jakarta saat ini mencapai 10,37 juta jiwa dengan laju pertumbuhan penduduknya yaitu 1,06 % setiap tahunnya. Dengan hal itu, mengakibatkan permintaan lahan baik untuk pemukiman, sarana dan prasarana publik, industri dan sebagainya turut meningkat. Salah satu upaya penambahan lahan di wilayah Jakarta ini antara lain adalah dengan cara reklamasi dan revitalisasi pantai utara Jakarta. Reklamasi merupakan upaya dari pembentukan suatu kawasan daratan baru baik di wilayah pesisir pantai maupun di tengah lautan. Reklamasi adalah bentuk campur tangan (intervensi) manusia terhadap keseimbangan lingkungan alamiah pantai yang selalu dalam keadaan seimbang dan dinamis, hal ini tentunya akan melahirkan perubahan ekosistem seperti perubahan pola arus, erosi, sedimentasi pantai, serta kerusakan biota laut dan sebagainya. Oleh karena itu pada Tugas Akhir ini akan dibahas proses laju sedimentasi dan pola arus dengan mencakup lokasi reklamasi khusunya pada pulau K, serta pemodelan dilakukan menggunakan software Delft3D. Hasil dari pemodelan tersebut didapatkan Pergerakan pola arus pada saat akan pasang tertinggi mengarah ke daratan, sedangkan saat akan surut akan mengarah ke laut. Pada saat sudah ada Pulau K, arah arus mengalami perubahan arah di sekitar Pulau K. Serta. Laju sedimentasi area 1 mengalami peningkatan sebesar 1,58x10-4 m, sedangkan pada area 2 mengalami peningkatan sebesar 1,35x10-4 m.
Kata Kunci : Sedimentasi, DELFT3D, Reklamasi, Teluk Jakarta
v
STUDY OF SEDIMENTATION RATE AND CURRENT PATTERN CAUSED EFFECT OF RECLAMATION IN
JAKARTA BAY
Nama : Irvan Eka Praditya
NRP : 04311440000032
Departement : Ocean Engineering FTK - ITS Supervisors : Suntoyo ST., M.Eng., PhD
Dr. Ir. Wahyudi, M.Sc.
ABSTRACT
Jakarta is the capital city of Indonesia. Based on data from the national planning and regional development, the number of inhabitants of Jakarta currently reach 10.37 million with the population rate growth, namely 1.06% annually. With it, resulting in the demand for land is good for residential, public facilities and infrastructure, industry and others join in.
One of the efforts the addition of land in the region Jakarta, among others, is by way of reclamation and revitalization of northern coast of Jakarta.
Reclamation is an attempt of the formation of a new land area in the region of the coast as well as in the middle of the ocean. Reclamation is a kind of intervention (intervene) to balance the natural coastal environment is always in a State of balance and dynamic, it is certainly will bear changes of ecosystems such as changes in the pattern of the flow, erosion, sedimentation the beach, as well as damage to sea life and so on. Therefore on this final assignment will be discussed the process of sedimentation rate and patterns of flow by including the reclamation site especially on the island of K, as well as the modelling carried out using Delft3D. The results of modeling the flow pattern of Movement is obtained at the time of the highest tide would lead to the Mainland, while the time will erode will lead to the sea. At the moment there are already Island K, changing the direction of the flow direction around the island k. as well. The rate of sedimentation area 1 undergoes an increase of 1, 58x10-4 m, while in area 2 experienced an increase of 1, 35x10-4 m.
Key Words: Sedimentation, DELFT3D, Reclamation, Jakarta Bay
vi
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Studi Lanju Sedimentasi dan Pola Arus Akibat Pengaruh Reklamasi di Teluk Jakarta” dengan baik dan tepat waktu.
Tugas Akhir ini mereupakan syarat dalam mendapatkan gelar sarjana Strata 1 (S1) di Departmen Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan, Instutiut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Tugas Akhir ini akan membahas tentang laju sedimentasi dan pola arus saat kondisi sebelum dan sesudah reklamasi Teluk Jakarta khususnya pada Pulau K dengan menggunakan software Delft3D.
Penulis sadar apabila dalam Tugas Akhir ini asih banyak ketidaksempurnaan pada penulisan maupun penyusunannya, maka perlu adanaya kritik dan saran agar Tugas Akhir ini dapat menjadi lebik baik. Penulis berharap agar Tugas Akhir ini mampu memberikan manfaat bagi pembaca sekalian.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Surabaya, Juli 2018 Penulis
Irvan Eka Praditya
vii
UCAPAN TERIMA KASIH
Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini tentu tidak mudah, banyak sekali pihak yang membantu baik dalam moral maupun material. Oleh sebab itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihk - pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan laporan Tugas Akhir ini, diantaranya:
1. Allah SWT, karena atas rahmat dan nikmat-Nya sehingga penulisa mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Kedua orang tua penulis, Bapak Agus Yuliono dan Ibu Nanik Puji Fariani yang selalu memberikan doa dan dukungan kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Suntoyo, S.T., M.Eng., Ph.D., selaku dosen wali serta dosen pembimbing pertama Tugas Akhir penulis yang secara sabar telah membimbing dan memberikan masukan kepada penulis dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Dr. Ir. Wahyudi, M.Sc., selaku doesn pembimbing kedua penulis dalam Tugas Akhir yang secara sabar telah membimbing dan memberikan masukan kepada penulis dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
5. Pak Zuhud Ubaidillah selaku staff Laboratorium Komputer dan Pemodelan Numerik, Departemen Teknik Kelautan yang telah memberikan fasilitas berupa komputer dan laboratorium selama pengerjaan Tugas Akhir.
6. Mas Haris, Pak Wayan, dan Bu Weni yang sudah memberikan bantuan kepada penulis dalam pengerjaan Tugas Akhir.
7. Warga Teknik Kelautan ITS, teman – teman mahasiwa Teknik Kelautan 2014 (MAELSTROM), KAUM NOL, HMTP, KETARIK MALAIKAT, dan Arek KG 15 yang sudah memberikan dukungan dan mengisi hari – hari penulis.
8. Serta seluruh orang - orang baik yang tidak bisa disebutkan satu persatu telah memberikan bantuan dukungan dan material kepada penulis selama masa perkuliahan.
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... 1
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRACT ... v
KATA PENGANTAR ... vi
UCAPAN TERIMA KASIH ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xii
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang Permasalahan ... 1
Perumusan Masalah ... 3
Tujuan ... 4
Manfaat ... 4
Batasan Masalah ... 4
Sistematika Laporan ... 5
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI ... 7
Tinjauan Pustaka ... 7
Dasar Teori s ... 8
2.2.1 Reklamasi ... 8
2.2.1.1Tipologi Reklamasi Pantai ... 9
2.2.1.2Sistem Pelaksanaan Reklamasi ... 10
2.2.2 Sedimentasi ... 11
2.2.3 Sifat – Sifat Sedimentasi ... 12
2.2.4 Transport Sediment ... 14
2.2.5 Pasang Surut ... 17
2.2.6 Pola Arus ... 20
2.2.7 Batimetri ... 21
2.2.8 Software Delft3D ... 21
2.2.9 MAPE (Mean Absolute Percentage Error) ... 22
METODOLOGI PENELITIAN... 25
ix
Metode Penelitian ... 25
Prosedur Penelitian ... 26
ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 29
Lokasi Penelitian ... 29
Pengukurang dan Analisis Data ... 29
4.2.1 Data Batimetri ... 29
4.2.2 Data Pasang Surut Muka Air Laut ... 30
4.2.3 Data Sedimentasi ... 31
Tahapan Permodelan ... 33
4.3.1 Digitasi Peta Batimetri ... 33
4.3.2 Tahapan Permodelan di Delft3D ... 34
4.3.2.1 Meshing Grid ... 34
4.3.2.2 Delft3D – FLOW ... 37
4.3.3 Hasil Simulasi Pada Kondisi Existing ... 43
4.3.3.1 Kalibrasi Pasang Surut ... 43
4.3.3.2 Pola Arus Pada Kondisi Existing ... 44
4.3.3.3 Laju Sedimentasi Pada Kondisi Existing ... 47
4.3.4 Hasil Simulasi Pada Kondisi Reklamasi ... 49
4.3.4.1 Pola Arus Pada Kondisi Reklamasi ... 49
4.3.4.2 Laju Sedimentasi Pada Kondisi Reklamasi... 52
KESIMPULAN DAN SARAN ... 55
Kesimpulan ... 55
Saran ... 55
DAFTAR PUSTAKA ... 57 LAMPIRAN
BIODATA PENULIS
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Update Master Plan PTPIN 2016 ... 1
Gambar 1. 2 Lokasi Pulau K, Teluk Jakarta (Google Earth) ... 3
Gambar 2. 1 Pengaruh Waktu Konsolidasi Terhadap Massa Endapan ... 14
Gambar 2. 2 Tipe Pasag Surut Air Laut ... 18
Gambar 2. 3 Tampilan software Delft3D (2014) ... 22
Gambar 3. 1 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir ... 25
Gambar 4. 1 Lokasi Studi Pulau K pada Reklamasi Teluk Jakarta ... 29
Gambar 4. 2 Data Batimetri Teluk Jakarta ... 30
Gambar 4. 3 Grafik Pasang Surut Teluk Jakarta ... 31
Gambar 4. 4 Lokasi Titik Pengambilan Sampling Sedimen ... 32
Gambar 4. 5 Digitasi Peta Batimetri dengan software Arcmap ... 33
Gambar 4. 6 Data Batrimetri Teluk Jakarta dengan Format XYZ ... 34
Gambar 4. 7 Grid Permodelan di Delft3D ... 35
Gambar 4. 8 Hasil Interpolasi Kontur Kedalaman dengan Grid pada Teluk Jakarta Kondisi Eksisting ... 36
Gambar 4. 9 Hasil Interpolasi Kontur Kedalaman dengan Grid pada Teluk Jakarta Kondisi Paska Reklamasi Pulau K... 37
Gambar 4. 10 Parameter Domain pada Delft3D – Flow ... 38
Gambar 4. 11 Parameter Time Frame ... 39
Gambar 4. 12 Process pada Delft3D ... 40
Gambar 4. 13 Boundary pada Wilayah yang Disimulasikan ... 41
Gambar 4. 14 Physical Parameter pada Delft3D-FLOW ... 42
Gambar 4. 15 Hasil Validasi Pasang Surut... 44
Gambar 4. 16 Pola Arus Saat Akan Mengalami Pasang Tertinggi Existing ... 45
Gambar 4. 17 Pola Arus Saat Mengalami Pasang Tertinggi Existing ... 45
Gambar 4. 18 Pola Arus Saat Akan Mengalami Surut Terendah Existing ... 46
Gambar 4. 19 Pola Arus Saat Mengalami Surut Terendah Existing ... 46
Gambar 4. 20 Hasil Komulatif Erosi dan Sedimentasi Existing... 48
Gambar 4. 21 Pola Arus Saat Akan Mengalami Pasang Tertinggi Setelah Reklamasi ... 50
xi Gambar 4. 22 Pola Arus Saat Mengalami Pasang Tertinggi Setelah Reklamasi . 50 Gambar 4. 23 Pola Arus Saat Akan Mengalami Surut Terendah Setelah
Reklamasi ... 51 Gambar 4. 24 Pola Arus Saat Mengalami Surut Terendah Setelah Reklamasi .... 51 Gambar 4. 25 Hasil Komulatif Erosi dan Sedimentasi Reklamasi ... 53
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. 1 Lokasi Pulau K ... 4
Tabel 2. 1Skala Klasifikasi Butir Sedimen ... 12
Tabel 4. 1 Data Pasang Surut Dalam Satuan Meter ... 31
Tabel 4. 2 Hasil Analisa Sedimentasi di Perairan Sunda Kelapa Dekat Lokasi Reklamasi Pulau K ... 32
Tabel 4. 3 Parameter Input pada Delft3D - Flow ... 43
Tabel 4. 4Laju Sedimentasi Pada Kondisi Eksisting ... 48
Tabel 4. 5Laju Sedimentasi Pada Kondisi Reklamasi ... 53
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang Permasalahan
DKI Jakarta merupakan ibu kota negara Indonesia. Berdasarkan data dari Badan Perencanaan dan Pembangunan Daerah, jumlah dari penduduk Jakarta saat ini mencapai 10,37 juta jiwa dengan laju pertumbuhan penduduknya yaitu 1,06 % setiap tahunnya. Dengan hal itu, mengakibatkan permintaan lahan baik untuk pemukiman, sarana dan prasarana publik, industri dan sebagainya turut meningkat.
Salah satu upaya penambahan lahan di wilayah Jakarta ini antara lain adalah dengan cara reklamasi dan revitalisasi pantai utara Jakarta. Reklamasi tersebut akan menghasilkan 17 pulau baru di kawasan Teluk Jakarta (seperti pada Gambar 1.1), proyek tersebut akan ditanggung biayanya oleh pihak swasta.
Gambar 1.1 Update Master Plan PTPIN 2016
Reklamasi merupakan upaya dari pembentukan suatu kawasan daratan baru baik di wilayah pesisir pantai maupun di tengah lautan. Adapun tujuan dari utama reklamasi ini adalah untuk menjadikan kawasan berair yang rusak atau belum termanfaatkan menjadi suatu kawasan baru yang bermanfaat. Adapun alasan mengapa reklamasi khususnya di Teluk Jakarta diperlukan :
2
• Keterbatasan lahan di Jakarta untuk menampung perkembangan kota.
Jakarta luas area 661 km2 sudah tidak mampu lagi menampung aktivitas 10 juta lebih warganya (Konsultasi Publik KLHS Rapperda RTRW Strategis Pantura Jkt, 2017).
• Pengendalian perkembangan ke arah selatan Jakarta yang berfungsi sebagai kawasan resapan air.Pengembangan ke arah hulu akan merusak fungsi kawasan konservasi.
• Rendahnya kualitas fisik lingkungan, sosial budaya, dan ekonomi prasarana kawasan Pantura Jakarta. Hampir semua kecamatan di wilayah pantai utara Jakarta memiliki daerah kumuh. Kel. Kalibaru, Sunter Jaya dan Kebun Bawang merupakan lokasi daerah kumuh paling besar penduduknya.
Penting diingat reklamasi adalah bentuk campur tangan (intervensi) manusia terhadap keseimbangan lingkungan alamiah pantai yang selalu dalam keadaan seimbang dan dinamis, hal ini tentunya akan melahirkan perubahan ekosistem seperti perubahan pola arus, erosi, sedimentasi pantai, serta kerusakan biota laut dan sebagainya. Bukan itu saja, sudah mejadi hukum alam, kegiatan mereklamasi pantai akan menyebabkan penaikan masa air dan memicu terjadinya abrasi yang secara perlahan-lahan akan menggeser dan menenggelamkan kawasan sepanjang pantai bukan hanya di kawasan dimana reklamasi itu dilakukan, namun juga dikawasan lain yang dalam satu kesatuan ekosistim alamiahnya, saat ini di beberapa kawasan, air pasang yang naik bahkan telah memasuki kawasan pemukiman (Hamisi,2010)
Proses sedimentasi adalah pengendapan butiran sedimen dari butiran sedimen dari kolam air ke dasar perairan. Pada daerah pantai yang memiliki karakteristik sedimen pasir halus, proses sedimentasi dipengaruhi oleh aktivitas oseanografi berupa arus, gelombang dan pasang surut(Putra,2010). Perpindahan sedimen pantai dapat diakibatkan oleh arus sungai, gelombang, arus pasang surut, angin di sekitar pantai. Sedimen yang berasala dari erosi sungai, tebing pantai dan dasar laut kemungkinan akan diangkut ke lepas pantai oleh rip current. Sedangkan sedimen dari lepas pantai ke garis pantai akan diangkut oleh arus gelombang (mass transport) dan longshore current (Steady dan Fatturahman 2007).
3 Gambar 1. 2 Lokasi Pulau K, Teluk Jakarta (Google Earth)
Lokasi reklamasi ini terletak di Teluk Jakarta dan akan menghasilkan pulau baru. Tentunya dengan adanya kawasan baru khusunya di Teluk Jakarta, maka akan menyebabkan beberapa masalah diantaranya erosi dan sedimentasi. Oleh karena itu perlu adanya studi lebih lanjut tentang laju sedimentasi dan pola arus dengan kondisi sebelum dan sesudah dilakukannya reklamasi dengan bantuan Delft3D. Dalam hal ini, penelitian akan dilakukan terhadap pulau K dengan lokasi seperti pada Gambar 1.2. Nantinya hasil dari studi dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan dalam pengambilan keputusan.
Perumusan Masalah
Adapun perumusan masalah dalam tugas akhir ini adalah:
1. Bagaimana pola arus yang terjadi di kawasan Teluk Jakarta pada kondisi sebelum dan sesudah reklamasi ?
2. Bagaimana laju sedimentasi yang terjadi di kawasan Teluk Jakarta pada kondisi sebelum dan sesudah reklamasi ?
4
Tujuan
Berdasarkan perumusan masalah diatas, tujuan yang akan dicapai dari penilitian ini antara
1. Mengetahui pola arus yang terjadi di kawasan Teluk Jakarta pada kondisi sebelum dan sesudah reklamasi ?
2. Mengetahui laju sedimentasi yang terjadi di kawasan Teluk Jakarta pada kondisi sebelum dan sesudah reklamasi ?
Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah untuk menambah wawasan tentang perubahan pola arus dan laju sedimentasi yang disebabkan adanya reklamasi pada Teluk Jakarta serta dapat menjadi bahan pertimbangan dalam pengambilan keputusan.
Batasan Masalah
Untuk memfokuskan ruang lingkup dari permasalahan yang telah dijabarkan di atas, maka permasalahan akan dibatasi pada hal-hal berikut:
a. Lokasi studi dilakukan pada Pulau K, dengan lokasi ditunjukkan dengan Tabe l .1
Tabel 1. 1 Lokasi Pulau K
b. Data lingkungan yang digunakan dalam penelitian ini sesuai dengan data sekunder ( data batimetri, data pasang surut, data sedimen )
c. Analisa dilakukan dengan mengetahui hasil antara kondisi sebelum dan sesudah reklamasi
d. Permodelan sedimentasi dilakukan dengan menggunakan software Delft3D secara 2D
5 e. Tidak melakukan permodelan dengan input data gelombang
f. Validasi hanya dilakukan terhadap pasang surut Sistematika Laporan
Sistematika penulisa yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini berisi tentang apa saja yang melatar belakangi pengambilan judul Tugas Akhir ini sehingga penelitian ini penting untuk dilakukan, perumusan masalah, tujuan dari dilakukannya penelitian, manfaat yang diperoleh dari pengerjaan tugas akhir, batasan masalah dari penelitian tugas akhir ini, dan sistematika laporan yang digunakan dalam tugas akhir.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
Pada bab ini berisikan tulisan tinjauan pustaka yang merupakan review dari peneliti sebelumnya terkait tujuan pengambilan judul, kemudian perlu juga penulisan dasar teori yang merupakan definisi-definisi, persamaan – persamaan, serta software yang diperlukan selama pengerjaan tugas akhir
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini menjelaskan urutan metodologi yang akan digunakan untuk menyelesaikan permasalahan, serta detail prosedur urutan penyelesaian permasalahan.
BAB IV ANALISIS DAN HASIL PEMBAHASAN
Pad bab ini menjelaskan tentang analisa data dan pembahasan dari hasil percobaan penelitian, berisikan olahan data – data selama peneltian berlangsung.
6
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini merupakan kesimpulan dari tugas akhir dari analisa dan pembahasan yang dilakukan. Serta berisakan saran-saran untuk kelanjutan penelitan serupa
7
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
Tinjauan Pustaka
Reklamasi merupakan salah satu upaya yang dilakukan oleh manusia untuk memperoleh lahan baru sehingga keterbatasan akan lahan dapat terpenuhi.
Kawasan reklamasi tersebut nantiya akan dimanfaatkan menjadi pemukiman, sarana dan prasarana publik, industri dan sebagainya. Reklamasi tersebut tentunya akan mengubah ekosistem lingkungan pantai tersebut seperti perubahan pola arus, sedimentasi, erosi ataupun potensi lainnya. Menurut Undang – undang No. 27 tahun 2007 pasal 34 dijelaskan bahwa Reklamasi Wilayah Pesisir dan Pulau-Pulau Kecil dilakukan dalam rangka meningkatkanmanfaat dan/atau nilai tambah Wilayah Pesisir dan Pulau-Pulau Kecil ditinjau dari aspekteknis, lingkungan, dan sosial ekonomi. Pelaksanaan Reklamasi sebagaimana dimaksud pada ayat (1) wajib menjaga dan memperhatikan: a). keberlanjutan kehidupan dan penghidupan Masyarakat; b). keseimbangan antara kepentingan pemanfaatan dan kepentingan pelestarian fungsi lingkungan Pesisir dan Pulau-Pulau Kecil; serta c). persyaratan teknis pengambilan, pengerukan, dan penimbunan material.
Pada penelitian yang dilakukan oleh (Achmadi, 2013) dengan judul “Studi Dampak Reklamasi di Kawasan Kenjeran dengan Penekanan Pada Pola dan Trasnpor Sedimen” dengan meggunakan software Mike21 . Dari penelitian tersebut dapat diketahui pola arus dan trasnpor sedimen sebelum dan sesudah adanya reklamasi. Dari penelitian tersebut setelah adanya reklamsi terjadi proses erosi akibat adanya perubahan pola arus dan trasnpor sedimen. Sedimentasi bernilai negatif, dengan kata lain telah terjadi erosi setelah adanya reklamasi Dari penelitian diatas mendapatkan informasi tentang perubahan pola arus dan trasnpor sedimen dapat mempengaruhi proses terjadinya erosi dan sedimentasi.
Alwafi Pujiraharjo, dkk (2013) dalam penelitiannya dengan judul “Studi Dampak Reklmasi di Teluk Lamong Jawa Timur Terhadap Perubahan Pola Arus dan Laju Sedimentasi” mengkaji tentang perubahan pola arus laut dan laju sedimentasi menggunakan permodelan numerik. Analisis hasil simulasi dilakukan terhadap 5 skenario model yang dipilih. Berdasarkan hasil simulasi ini diperoleh
8
prediksi perubahan pola arus yang terjadi dan perubahan ketebalan endapan sedimen di Teluk Lamong. Hasil dari simulasi tersebut menunjukkan bahwa perlu adanya perbaikan bentuk, posisi dan luas area reklamasi terhadap rencana reklamasi yang sudah ada. Perbaikan bentuk area reklamasi disarankan mengikuti Model ke 5.
Achmadi Bambang (2011) dalam penelitiannya yang berjudul “Studi Dampak Reklamasi Di Kawasan Kenjeran Dengan Penekanan Pada Pola Arus Dan Transpor Sedimentasi” dalam penelitiannya mengkaji perubahan pola arus dan transport sedimentasi. Dengan menggunakan software Mike21. Dari penelitian tersebut didapatkan hasil yaitu perubahan pola arus pada Kenjeran setelah adanya reklamasi, dan mengalami erosi setelah adanya reklamasi.
Surbakti (2011) Melakukan penelitian dengan judul “Pemodelan Pola Arus di Perairan Pesisir Banyuasin, Sumatera Selatan” Model dua dimensi dibangun untuk melihat pola arus di perairan pesisir Banyuasin. Karakteristik pasang surut, angin dan arus diukur untuk memahami dinamika lingkungan estuari. Berdasarkan karakteristik parameter tersebut, model dan simulasi pola arus dibangun.
Berdasarkan hasil simulasi diperoleh gambaran bahwa pola arus menuju laut saat periode pasang dan menuju daratan saat periode surut. Kecepatan arus maksimum diperoleh saat mean sea level menuju pasang tertinggi dengan kecepatan 0.8716 m s-1, dan kecepatan arus minimum diperoleh saat kondisi surut terendah sebesar 0.0661 m s-1. Perbedaan kecepatan arus hasil model dengan hasil pengukuran adalah sebesar 0.04 m s-1.
Dari berbagai pustaka di atas, penulisa akan melakukan penellitian , yakni studi laju sedimentasi dan pola arus akibat reklamasi di Teluk Jakarta. Studi yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui laju sedimentasi dan perubahan pola arus pada daerah tersebut. Dalam studi tersebut penulis menggunakan software Delft3D.
Dasar Teori 2.2.1 Reklamasi
Menurut Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No.40/PRT/M/2007 merupakan kegiatan di tepi pantai yang dilakukan oleh orang dalam rangka meningkatkan manfaat sumber daya lahan ditinjau dari sudut lingkungan dan social
9 ekonomi dengan cara pengurugan, pegeringan (polder), atau drainase. Metode urukan dilakukan dengan cara enguruk tanah timbunan berupa pasir yang diperoleh dari dasar laut dan darat atau berupa tanah lempung, material sisa pembakaran batu bara, limbah padat, dan lainnya.
2.2.1.1 Tipologi Reklamasi Pantai
Berdasarkan Pedoman Perencanaan Tata Ruang Kawasan Pantai tipologi kawasan reklamasi pantai dibagi menjadi 3 yaitu:
1. Kawasan Reklamasi Pantai Berdasarkan Fungsi
➢ Kawasan peruntukan permukiman;
➢ Kawasan perdagangan & jasa;
➢ Kawasan peruntukan industri;
➢ Kawasan peruntukan pariwisata;
➢ Kawasan pendidikan;
➢ Kawasan pelabuhan laut / penyeberangan;
➢ Kawasan bandar udara;
➢ Kawasan mixed-use (campuran); dan
➢ Kawasan ruang terbuka
2. Kawasan Reklamasi Pantai Berdasarkan Luas
➢ Reklamasi Besar, yaitu kawasan reklamasi dengan luasan > 500 Ha
➢ Reklamasi Kecil, yaitu kawasan reklamasi dengan luasan <= 500 Ha
3. Kawasan Reklamasi Pantai Berdasarkan Bentuk Fisik
a. Menyambung dengan daratan yaitu berupa kawasan daratan lama yang berhubungan langsung dengan daratan baru. Penerapan tipologi ini sebaiknya tidak dilakukan pada kawasan dengan karakteristik khusus seperti:
➢ Kawasan permukiman nelayan;
➢ Kawasan hutan bakau;
➢ Kawasan hutan pantai;
10
➢ Kawasan perikanan tangkap;
➢ Kawasan terumbu karang, padang lamun, biota laut yang dilindungi;
➢ Kawasan larangan (rawan bencana); dan
➢ Kawasan taman laut.
b. Terpisah dari daratan yaitu diterapkan pada kawasan-kawasan yang memiliki karakteristik khusus seperti yang telah disebutkan di atas. Tipologi ini memisahkan daratan lama yang memiliki karakteristik khusus dengan kawasan daratan baru dengan tujuan untuk:
➢ Menjaga keseimbangan tata air yang ada;
➢ Menjaga kelestarian kawasan lindung (hutan bakau, pantai, hutan pantai);
➢ Mencegah terjadinya dampak/konflik sosial; menjaga dan menjauhkan kerusakan kawasan potensial (biota laut, perikanan, minyak); dan
➢ Menghindari kawasan rawan bencana.
c. Gabungan 2 bentuk fisik (terpisah dan menyambung dengan daratan) yaitu tipologi reklamasi yang merupakan gabungan dua tipologi reklamasi yaitu gabungan dari tipologi A dan B.
2.2.1.2 Sistem Pelaksanaan Reklamasi
Modul Penerapan Tata Pelaksanaan Reklamasi Pantai dan Pedoman Reklamasi di Wilayah Pesisir (2007) menjelaskan bahwa pelaksanaan reklamasi dilihat berdasarkan dari sistem yang digunakan. Adapun sistem-sistem tersebut berupa :
1. Sistem Urugan
Reklamasi dilakukan dengan cara menimbun perairan pantai sampai muka lahan berada di atas muka air laut tinggi (high water level). Sistem ini berkembang didukung dengan berbagai jenis alat-alat besar seperti alat penggalian tanah, alat pengambilan dan pengeruk tanah, alat-alat
11 transport, perlengkapan penebaran bahan-bahan tanah urug, dan alat perlengkapan pemadatan tanah.
2. Sistem Polder
Sistem ini dilakukan dengan melingkupi suatu lahan basah (genangan) dengan tanggul yang diusahakan kedap air, lalu menurunkan tinggi muka air tanah di dalam areal tersebut, mengendalikan tinggi muka air supaya selalu berada di bawah ambang batas yang dikehendaki, sehingga lahan cukup kering dan siap dimanfaatkan menjadi lahan untuk pertanian, perindustrian dan lain-lainnya. Pembangunan tanggul kedap air mengelilingi daerah yang akan direklamasi
3. Sistem Kombinasi antara Urugan dan Polder
Reklamasi ini merupakan gabungan sistem polder dan sistem urugan yaitu setelah lahan diperoleh dengan metode pemompaan, lalu lahan tersebut ditimbun sampai ketinggian tertentu sehingga perbedaan elevasi antara lahan reklamasi dan muka air laut cukup aman. Penimbunan dimaksudkan untuk perbaikan tanah karena tanah dasar pantai pada umumnya sangat lunak.
4. Sistem Drainase
Reklamasi sistem ini dipakai untuk wilayah pesisir yang datar dan relatif rendah dari wilayah di sekitarnya tetapi elevasi muka tanahnya harus lebih tinggi dari elevasi muka air laut. Wilayah ini bisa berupa daerah rawa pasang surut ataupun daerah rawa yang tidak dipengaruhi pasang surut.
Dengan membuatkan sistem drainase yang baik beserta pintu-pintu pengatur, wilayah pesisir ini dapat dimanfaatkan untuk daerah pemukiman dan pertanian.
2.2.2 Sedimentasi
Sedimentasi dapat didefinisikan sebagai pengangkutan, melayangnya (suspensi) atau mengendapnya material fragmental oleh air. Sedimentasi merupakan akibat dari adanya erosi, dan memberikan dampak yang banyak. Jika ditinjau dari sifatnya tersebut diantaranya adalah ukuran partikel dan distribusi butir sedimen, rapat massa, bentuk dan kecepatan endap. Gelombang yang datang dari laut dalam menuju pantai akan pecah pada kedalaman tertentu. Pada saat gelomang
12
pecah akan terjadi limpasan energi gelombang yang dapat mengerosi partikel sedimen di dasar laut. Apabila gelombang pecah tersebut membentuk sudut terhadap garis pantai, komponen energi gelombang searah garis pantai menyebabkan ddanya arus sepanjang pantai. Arus ini akan membawa partikel sedimen yang telah tererosi dalam arah sejajar garis pantai, sehingga sedimentasi terjadi pada daerah sepanjang garis pantai (Triadmojo, 1999). Sedangkan Menurut Van Rijn (1990), sedimen adalah material pecahan, terutama terbentuk dari proses fisika dan kimia pecahnya material batuan di dasar laut.
2.2.3 Sifat – Sifat Sedimentasi
Sifat – sifat dari sedimentasi ialah ukuran partikel, rapat massa, kecepatan endap, bentuk, dan tahanan terhadap erosi (Triadmodjo, 1999). Berikut adalah sedikit penjelasan mengenai sifat sedimen yakni:
a. Ukuran partikel sedimen
Sedimentasi pantai diklassifikasikan berdasar ukuran butir menjadi lempung, lumur, pasir, kerikil, koral (pebble), cobble, dan batu (boulder).
Ukuran partikel juga menunjukan proses pengangkutan dan pengendapan material sedimen. Tabel 2.1 merupakan klasifikasi menurut Wentworth, yang banyak digunakan dalam bidang teknik pantai (CERC, 1984)
Tabel 2. 1Skala Klasifikasi Butir Sedimen
Klarifikasi Diameter
Partikel (mm)
Batu 256
Cobble 128
Koral (Pebble)
Besar 64
Sedang 32
Kecil 16
Sangat Kecil 8
Kerikil 4
Pasir
Sangat Besar 2
Besar 1
Sedang 0.5
13
Halus 0.25
Sangat Halus 0.063
Lumpur
Kasar 0.031
Sedang 0.015
Halus 0.0075
Sangat Halus 0.0037
Lempung
Kasar 0.0018
Sedang 0.0009
Halus 0.0005
Sangat Halus 0.0003 b. Rapat massa
Rapat massa adalah massa tiap satu satuan volume, sedangkan berat jenis adalah berat tiap satuan volume. Hubungan dari persamaan kedua adalah:
γ = ρ.g
dimana persamaan diatas ilah fungsi dari komposisi mineral. Untuk sedimen kohesif rapat massa sedimen tergantung pada konsentrasi endapan dan konsentrasi konsolidasi endapan yang dipengaruhi oleh waktu konsolidasi.
Disampimg itu juga ada rapat relative yang merupakan perbandingan antara rapat massa suatu zat dengan rapat massa air 4𝑜. Rapat massa air pada temperature tersebut yakni 1000 kg/𝑚3 dan Rapat relatif pasir adalah sekitar 2,65
Sedimen kohesif rapat massa sedimen tergantung pada konsentrasi endapan.
Konsentrasi endapan dipengruhi oleh waktu kosolidasi. Gambar 2.1 menunjukan perubahan rapat massa rerata endapan dasar sebagai fungsi waktu selama konsolidasi. Terlihat bahwa rapat massa adalah konstan selama periode pengendapan. Mulai suatu waktu tertentu rapat massa naik dengan cepat dan kemudian berangsur-angsur sampai dicapai nilai maksimal (Nicholson dan Cornor 1986).
14
Gambar 2. 1 Pengaruh Waktu Konsolidasi Terhadap Massa Endapan c. Kecepatan Endap
Kecepatan endap yaitu kecepatan yang diperlukan oleh partikel sedimen untuk dapat terdeposisi di dasar sungai. Konsentrasi sangat mempengaruhi kecepatan endap, semakin yinggi konsentrasi semakin tinggi kecepatan endapnya. Untuk sedimen non kohesif, kecepatan endap dihitung dengan rumus stokes yang tergantung pada rapat masssa sedimen, viskositas air, dimensi dan bentuk partikel sedimen. Untuk sedimen jenis ini kecepatan endap dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti salinitas, konsentrasi sedimen suspense, dan diameter partikel.
2.2.4 Transport Sediment
Transport sedimen pantai adalah gerakan sedimen didaerah pantai yang dikarenakan oleh gelombang dan arus yang dibangkitkannya (Triatmodjo, 1999).
Daerah tempat terjadinya transport sedimen biasanya terjadi di daerah antara gelombang pecah dan garis pantai. Transpor Sedimen dibagi menjadi 2, menurut Triadmodjo (1999):
a) Onshore-off-shore transport
Transpor sedimen menuju dan meninggalkan pantai. Posisi aliran cenderung tegak lurus dengan garis pantai.
15 b) Longshore transport
Transpor sedimen sepanjang pantai. Posisi aliran cenderung mengikuti kontur garis pantai.
Sedimen dapat berada di berbagai lokasi dalam aliran, tergantung pada keseimbangan antara kecepatan ke alas pada partikel (gaya tarik dan gaya angkat) dan kecepatan pengendapan partikel. Ada 3 (tiga) macam pergerakan angkut sedimen yaitu (Fredsoe,dkk, 1992) yaitu Bed Load, Suspend Load dan Wash Load.
Berikut penjelasan dari ketiganya (Ronggodigdo, 2011):
a. Bed Load / Sedimen Dasar
Partikel kasar yang bergerak di sepanjang dasar sungai secara keseluruhan disebut dengan bed load. Adanya bed load ditunjukkan oleh gerakan partikel di dasar sungai yang ukurannya besar, gerakan itu dapat bergeser, menggelinding atau meloncat-loncat, akan tetapi tidak pernah lepas dari dasar sungai. Pada kondisi ini pengangkutan material terjadi pada aliran yang mempunyai kecepatan aliran yang relatif lambat, sehingga material yang terbawa arus sifatnya hanya menggelinding sepanjang saluran.
• Meyer Peter Muller (1948)
Dalam Meyer Peter Muller digunakan untuk ukuran diameter sedimen lebih dari 3 mm, di dalamnya terdapat tegangan geser kritis
S = 8 α D50 (∆gD50)0.5 (µθ − ξθcr)3/2
Dimana:
α = koefisien kalibrasi
∆ = relative density dengan rumus (ρs − ρw)/ρw µ = ripple factor or efficiency factor
θcr= critical mobility parameter = 0.047
ξ = hiding and exposure factor for the sediment fraction
16
ε
• Engelund Hansen (1967)
Rumus ini digunakan untuk daerah sungai dan estuary S = Sb + Ss, eq = 0.05αq
5
√𝑔𝐶3∆2D50 Dimana:
q : nilai besaran flow velocity (m/s)
∆ : Relativ density
C : koefisien Chezy friction α : Koefisien kalibrasi
• Van Rijn (1993)
Van Rijn secara khusus membedakan transport sedimen sesuai dengan titik referensinya. Berikut merupakan rumus untuk bead load transport sediment menurut Van Rijn:
|Sb| = 0.006 ρs ws D50 M0.5Mε 0.7
Dimana:
Sb : beadload transport (kg/ms)
M : sediment mobility number yang disebabkan arus dan gelombang
Mε : excees sediment mobility number
b. Suspended Load / Sedimen Layang (Suspensi)
Suspended load adalah material dasar sungai (bed material) yang melayang di dalam aliran dan terutama terdiri dari butir pasir halus yang senantiasa mengambang di atas dasar sungai, karena selalu didorong ke atas oleh turbulensi aliran. Jika kecepatan aliran semakin cepat, gerakan loncatan material akan semakin sering terjadi sehingga apabila butiran tersebut tergerus oleh aliran utama atau aliran turbulen ke arah permukaan, maka material tersebut tetap bergerak (melayang) di dalam aliran dalam selang waktu tertentu.
17 a. Wash load
Wash load adalah angkutan partikel halus yang dapat berupa lempung (silk) dan debu (dust), yang terbawa oleh aliran sungai. Partikel ini akan terbawa aliran sampai ke laut, atau dapat juga mengendap pada aliran yang tenang atau pada air yang tergenang. Sumber utama dari wash load adalah hasil pelapukan lapisan atas batuan atau tanah di dalam daerah aliran sungai. Pada kondisi ini pengangkutan material terjadi pada aliran yang mempunyai kecepatan aliran yang relatif cepat, sehingga material yang terbawa arus membuat loncatan-loncatan akibat dari gaya dorong pada material tersebut.
2.2.5 Pasang Surut
Permukaan air laut selalu mengalami perubahan, khususnya dalam hal ketinggian. Perubahan tersebut bias terjadi setiap tahunnya, ataupun setiap harinya, hal ini disebut pasang surut. Poerbandono (2005) menjelaskan bahwa pasang surut adalah fenomena naik dan turunnya perukaan air laut secara periodic yang disebabkan oleh pengaruh gravitasi benda – benda langit terutama bulan dan matahari. Menurut Triadmodjo (1999), pasang surut adalah fluktuasi muka air laut karena gaya tarik benda-benda di langit, terutama matahari dan bulan terhadap massa air laut di bumi. Ketika bulan bergerak mengitari bumi, kekuatan gravitasinya menarik air yang paling dekat dari posisinya. Gaya tarik bulan yang mempengaruhi pasang surut adalah 2,2 kali lebih besar daripada gaya tarik matahari (Triadmodjo, 1999).
Secara umum pasang surut di berbagai daerah dibedakan mejadi empat tipe yaitu:
a. Pasang surut harian ganda (semi diurnal tide)
Dalam satu hari terjadi dua kali pasang dan dua kali air surut dengan tinggi yang hamper sama dan pasang surut terjadi secara berurutan secara teratur.
Periode pasang surut adalah 24 jam 50 menit. Pada jenis harian ganda misalnya terdapat di perairan Selat Malaka sampai ke Laut Andaman.
b. Pasang surut harian tunggal (diurnal tide)
Dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut. Periode pasang surut rata-rata adalah 12 jam 24 menit. Jenis harian tunggal
18
misalnya terdapat di perairan sekitar selat Karimata, antara Sumatra dan Kalimantan.
c. Pasang surut campuran condong ke harian ganda (mixed tide prevailing semidiurnal)
Dalam satu hari terjadi dua kali air pasang dan dua kali air surut, tetapi tinggi dan periodenya berbeda. Pada pasang-surut campuran condong ke harian ganda (mixed tide, prevailing semidiurnal) misalnya terjadi di sebagian besar perairan Indonesia bagian timur.
d. Pasang surut campuran condong ke harian tunggal (mixed tide prevailing diurnal)
Pada tipe ini dalam satu hari terjadi satu kali air pasang dan satu kali air surut, tetapi kadang-kadang untuk sementara waktu terjadi dua kali pasang dan dua kali surut dengan tinggi dan periode yang sangat berbeda.
Sedangkan jenis campuran condong ke harian tunggal (mixed tide, prevailing diurnal) contohnya terdapat di pantai selatan Kalimantan dan pantai utara Jawa Barat.
Gambar 2. 2 Tipe Pasag Surut Air Laut
Triatmodjo (1999) dalam bukunya menjelaskan apabila elevasi ketinggian muka air ketika terjadi pasang surut selalu berubah setiap saat, maka diperlukan suatu elevasi yang ditetapkan berdasarkan data pasang surut, sehingga dapat digunakan sebagai pedoman dalam perencanaan bangunan pantai. Beberapa elevasi ketinggian muka air ketika pasang surut antara lain:
19 a) Muka air tinggi (high water level, HWL), yaitu muka air tertingi yang
dicapai pada saat air pasang dalam satu siklus pasang surut.
b) Muka air rendah (low water level, LWL), yaitu muka air terendah yang dicapai pada saat air surut pada satu siklus pasang surut.
c) Muka air tinggi rata-rata (mean high water level, MHWL), yaitu rata - rata dari muka air tinggi selama periode 19 tahun.
d) Muka air rendah rata-rata (mean low water level, MLWL), yaitu rata - rata dari dari muka air rendah selama periode 19 tahun.
e) Muka air laut rata-rata (mean sea level, MSL), yaitu muka air rata-rata antara muka air tinggi rata-rata dan muka air rendah rata-rata. Elevasi ini digunakan sebagai referensi untuk elevasi di daratan.
f) Muka air tinggi tertinggi (highest high water level, HHWL), yaitu muka air tertinggi pada saat pasang surut purnama dan pasang surut perbani.
g) Muka air rendah terendah (lowest low water level, LLWL), yaitu muka air terendah pada saat pasang surut purnama dan pasang surut perbani.
Tipe pasang surut suatu perairan dapat diketahui dengan mencari nilai dari bilangan Formzahl dengan formula sebagai berikut ini (Pariwono, 1998):
𝐹 =𝐾1 + 𝑂1 𝑀2 + 𝑆2 Dimana:
F : Bilangan Formzahl
K1 : Amplitudo komponen pasang surut tunggal utama yang disebabkan dengan adanya gaya tarik bulan dan matahari
O1 : Amplitudo komponen pasang surut tunggal utama yang disebabkan dengan adanya gaya tarik bulan
M2 : Amplitudo komponen pasang surut ganda utama yang disebabkan dengan adanya gaya tarik bulan
S2 : Amplitudo komponen pasang surut ganda utama yang disebabkan dengan adanya gaya tarik bulan dan matahari
20
Sehingga didapatkan tipe pasang surut berdasarkan bilangan Formzahl sebagai berikut (Pariwono, 1998):
< 0,25 : Pasang surut tipe ganda (semi diurnal)
0,25 – 1,25 : Pasang surut bertipe campuran dengan tipe ganda yang dominan
1,25 – 3,00 : Pasang surut bertipe campuran dengan tipe tunggal yang dominan
>3,00 : Pasang surut bertipe tunggal
2.2.6 Pola Arus
Arus laut adalah gerakan massa air dari suatu tempat (posisi) ke tempat yang lain. Arus laut terjadi dimana saja di laut. Pada hakekatnya, energi yang menggerakkan massa air laut tersebut berasal dari matahari. Adanya perbedaan pemanasan matahari terhadap permukaan bumi menimbulkan pula perbedaan energi yang diterima permukaan bumi. Perbedaan ini menimbulkan fenomena arus laut dan angin yang menjadi mekanisme untuk menye-imbangkan energi di seluruh muka bumi. Kedua fenomena ini juga saling berkaitan erat satu dengan yang lain.
Angin merupakan salah satu gaya utama yang menyebabkan timbulnya arus laut selain gaya yang timbul akibat dari tidak samanya pemanasan dan pendinginan air laut (Azis,2006). Selain itu, pada kondisi saat yang sebenarnya, arus tidak selalu bergerak kearah horizontal karena bisa juga arus yang bergerak secara vertikal seperti angin yang berhembus di atas permukaan air. Arus ini jika dilihat dari pergerakannya dapat ke arah horizontal maupun vertikal, arus yang bergerak secara vertical ada 2 macam antara lain adalah proses upwelling (pergerkan massa air ke atas) hal ini terjadi karena adanya kekosongan massa di lapisan permukaan dan harus diganti oleh massa air di lapisan dalam dan downwelling (pergerakan massa air ke bawah) terjadi karena adanya penumpukan massa di lapisan permukaan yang harus dialirkan ke lapisan dalam.
Menurut Pond dan Pickard (1983), arus dapat terjadi dengan 3 sebab diantaranya sebagai berikut:
21 1. Angin
Angin merupakan suatu factor yang membangkitkan arus, arus yang ditimbulkan oleh angin mempunyai kecepatan yang berbeda berdasarkan kedalaman.
2. Arus Pasang Surut
Arus ini disebabkan oleh adanya gaya Tarik menarik antara bumi dengan benda yang ada di angkasa. Arus ini adalah arus yang pergerakannya secara horizontal.
3. Turbulensi
Suatu gerakan yang terjadi pada lapisan batas air dan terjadi karena ada gaya esekan antar lapisan
Gaya yang dapat mempengaruhi gerakan arus dapat dibedakan menjadi 2, yaitu: gaya primer dan gaya sekunder. Gaya primer yang menjadi penggerak utama.
Gaya primer yang memperngaruhi gerakan arus adalah gaya gravitasi, angin, tekanan udara, gempa di dasar lautan. Sedangkan gaya sekunder antara lain gaya Coriolis dan gaya friksi. Gerakan arus permukaan di Indonesia sangat dipengaruhi oleh gerakan angin muson yang terjadi dalam setahun yang mempengaruhi sirkulasi air laut di Indonesia.
2.2.7 Batimetri
Peta batimetri sangat berguna pada saat melakukan pekerjaan di laut, seperti perencanaan bangunan pelindung pantai, studi tentang proses morfologi pantai, pembangunan pelabuhan dan sebagainya (Wahyuni, 2014). Batimetri merupakan ilmu yang mempelajari kedalaman di bawah air dan studi tentang tiga dimensi lantai samudera atau danau. Sebuah peta batimetri umumnya menampilkan relief lantai atau dataran dengan garis-garis kontur (contour lines) yang disebut kontur kedalaman (depth contours atau isobath), dan dapat memiliki informasi tambahan berupa informasi navigasi permukaan.
2.2.8 Software Delft3D
Delft3D adalah software permodelan hidrodinamika multidimensi (2D atau 3D) yang berfungsi untuk perhitungan daerah pesisir, sungai, dan muara. Software
22
Delft3D ini dapat memodelkan gelombang arus, angkut sedimen, kualitas air, dan analisa ekologi pada daerah pantai. Software Delft3D mempunyai modul utama yaitu FLOW-module yang berfungsi untuk menghitung kondisi hidrodinamika.
Dalam perhitungaan di Delft3D kondisi hidrodinamika, Delft3D menggunakan penyelesaian persamaan Navier-Stokes yang menggunakan asumsi Boussineq.Tampilan awal dari software DELFT3D ditunjukkan pada Gambar 2.3.
Gambar 2. 3 Tampilan software Delft3D (2014)
Selain itu masih ada fungsi lain pada Delft 3D diantaranya sebagai berikut:
1. Delft3D-FLOW : Simulasi tsunami, pasang surut, aliran sungai dan banjir
2. Delft3D-WAVE : Perambatan gelombang
3. Delft3D-WAQ : Kualitas air pada daerah far-field
4. Delft3D-PART : Kualitas air dan gerakan partikel pada daerah midfield
5. Delft3D-ECO : Pemodelan Ekologi
6. Delft3D-SED : Pengangkutan sedimen untuk partikel kohesif dan non kohesif
2.2.9 MAPE (Mean Absolute Percentage Error)
Agar data yang dihasilkan saat simulasi sesuai dengan keadaan aslinya maka perlu adanya validasi. Validasi dalam penelitian ini dilakukan
23 dengan membandingkan data asli dengan data hasil simulasi yang nantinya akan diketahui seberapa besar errornya. Dalam studi ini, digunakan metode perhitungan error yaitu Mean Absolute Percentage Error (MAPE) untuk menghitung kesalahan nilai pemodelan yang dinyatakan dalam bentuk rata- rata persentase absolut residual. Secara sistematis, persamaan MAPE dapat dituliskan sebagai berikut:
Dimana:
At : Data sesungguhnya hasil pengukuran Ft : Data hasil pemodelan
n : Jumlah data
24
Halaman ini sengaja dikosongkan
25
METODOLOGI PENELITIAN
Metode Penelitian
Dalam tugas akhir ini akan membahas tentang laju sedimentasi dan pola arus yang disebabkan oleh reklamasi di Teluk Jakarta khususnya pada Pulau K.
Pengerjaan menggunakan bantuan software DELFT3D, serta ditunjang dengan literatur dan data yang ada. Agar mempermudah dalam pengerjaan, maka peneliti menyusun flowchart tahapan dari pengerjaan seperti pada Gambar 3.1:
Gambar 3. 1 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir
STUDI LITERATUR :
Pengumpulan buku, jurnal, amupun sumber ilmiah terkit dengan tugas akhir
PENGUMPULAN DATA : Data Batimetri, Data Pasang Surut, Data
Sedimentasi, Data Debit Sungai
PERMODELAN HIDRODINAMIKA : Permodelan dilakukan menggunakan
DELFT3D
VALIDASI :
Validasi hanya dilakukan pada pasang surut
PERMODELAN LAJU SEDIMENTASI DAN POLA ARUS
Menggunakan software DELFT3D MULAI
HASIL PERMODELAN LAJU SEDIMENTASI DAN POLA ARUS
Menggunakan software DELFT3D
KESIMPULAN DAN SARAN
PENYUSUNAN LAPORAN
SELESAI
26
Prosedur Penelitian
Untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini diberikan penjelasan terperinci mengenai flowchart pengerjaan (Gambar 3.1) yang akan dijabarkan sebagai berikut ini:
1. Studi Literatur
Studi literatur digunakan sebagai acuan bahan referensi dan berbagai sumber teori, yang diperlukan dalam penyelesaian tugas akhir kali ini. Literatur yang dimaksud dapat berupa buku, jurnal, ataupun laporan tugas akhir terdahulu yang membahas permasalahan yang sama dengan tugas akhir ini. Selain itu juga mempelajari cara memproses data dan memodelkannya dengan menggunakan software DELFT3D yang dapat dipelajari dari manual yang terdapat pada software DELFT3D.
2. Pengumpulan Data
Sebelum mengerjakan tugas akhir perlu dilakukan adanya pengumpulan data.
Data yang diperlukan berupa data batimetri, data pasang surut, dan data sedimen. Data batimetri dan data pasang surut diperoleh dari DISHIDROS, sedangkan untuk data sedimentasinya iperoleh dari data amdal Pulau K yang sudah diolah oleh LAPI-ITB.
3. Permodelan Hidrodinamika dengan Delft3D
Setelah data yang diperlukan sudah diperoleh, maka data batimetri kemudian dimodelkan pada software Delft3D khususnya pada menu DELFT3D- FLOW. Dalam hal ini nantinya akan menggunakan beberapa menu yang ada pada DEFLT3D, diantaranya adalah RFGRID, QUICKIN, dan FLOW.
Dalam permodelan hidrodinamika ini nantinya akan dimasukkan parameter pasang surut secara time series. Dari model ini akan didapatkan hasil berupa data pasang surut dari permodelan yang sudah dilakukan, jadi bias diketahui elevasi muka air saat dimodelkan.
4. Validasi
Untuk tahapan validasi ini bertujuan agar kita dapat menemukan valid atau tidaknya hasil meshing dari model batimetri karena biasanya hasilnya tidak sesuai dengan keadaan sebenarnya. Selain itu juga dilakukan validasi untuk pasang surut, sehingga bisa diketahui sesuai dengan data yang dimiliki atau
27 tidak. Dalam validasi pasang surut ini menggunakan metode perhitungan error yakni MAPE.
5. Pemodelan Laju Sedimentasi dan Pola Arus Menggunakan Software Delft3D Setelah tahap validasi selesai, maka dilanjutkan pemodelan lebih rinci meliputi laju sedimentasi dan pola arus dengan parameter yang sudah ditentukan dalam penelitian ini. Pemodelan sedimentasi dilakukan dengan menggunakan DELFT3D-FLOW dengan melakukan input beberapa parameter. Dari pemodelan ini, maka didapatkan hasil dari laju sedimentasi (merupakan persebaran dari Total Suspended Solid) dan pola arus.
6. Hasil Permodelan Laju Sedimentasi dan Pola Arus
Dalam langkah ini, nantinya akan dibandingkan hasil laju sedimentasi dan pola arus baik di kondisi eksisting, maupun pada saat kondisi paska reklamasi Pulau K
7. Kesimpulan dan Saran
Setelah dilakukan analisa dan pembahasan, maka selanjutnya adalah menarik kesimpulan. Kesimpulan disusun berdasarkan rumusan masalah yang telah ditentukan sbelumnya. Selain itu juga memberikan saran-saran untuk penelitian berikutnya.
8. Penyusunan Laporan
Penyusunan laporan meliputi penulisan mulai dari awal (latar belakang, tujuan, dan sebagainya) sampai saran dan kesimpulan dari hasil analisa yang telah dilakukan.
28
Halaman ini sengaja dikosongkan
29
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Lokasi Penelitian
Lokasi studi dari Tugas Akhir (Gambar 4.1) ini berada di Kawasan Teluk Jakarta khususnya pada reklamasi yang dilakukan pada Pulau K, Kelurahan Ancol, Kecamatan Pademangan Kota Jakarta Utara, Provinsi DKI Jakarta. Jika ditinjau dari letak geografisnya, Teluk Jakarta terletak pada koordinat 106o 43’ 10” BT-6o 22’ 55” LS dan 106o 57’ 40” BT dan 5o47’ 00” LS, sedangkan untuk koordinat dari Pulau K sendiri yaitu 106o 49’55,09” BT - 6o 7’3,52” LS.
Gambar 4. 1 Lokasi Studi Pulau K pada Reklamasi Teluk Jakarta
Pengukurang dan Analisis Data
Pada tugas akhir ini penulis memodelkan laju sedimentasi dan pola arus menggunakan software Delft3D. Adapaun parameter yang digunakan dalam simulasi permodelan pada tugas akhir ini, diantaranya adalah sebagai berikut : 4.2.1 Data Batimetri
Data batimetri yang digunakan merupakan data sekunder yang didapatkan darai DISHIDROS dengan tahun cetak 2017 ditunjukkan pada Gambar 4.2, batimetri yang digunakan mengacu pada kondisi low water spring ( LWS ). Dari
U
30
data batimetri ini, nantinya akan dilakukan penyesuaian dengan daerah reklamasi Pulau K.
Gambar 4. 2 Data Batimetri Teluk Jakarta
4.2.2 Data Pasang Surut Muka Air Laut
Data pasang surut muka air laut yang digunakan merupakan data sekunder dari DISHIROS (2015) dengan data pengukuran yang diambil mulai tanggal 1 Mei 2015 – 29 Mei 2015 dengan pengukuran setiap 60 menit. Sehingga total waktu pengukuran adalah selama 696 jam, dari data dijelaskan bahwa tipe pasang surutnya yaitu pasang surut harian tunggal (diurnal) dengan setiap harinya hanya terjadi 1 kali pasang dan 1 kali surut. Dapat dilihat pada Tabel 4.1 data elevasi pasang surut yang akan dipergunakan dalam simulasi.
31 Tabel 4. 1 Data Pasang Surut Dalam Satuan Meter
Gambar 4. 3 Grafik Pasang Surut Teluk Jakarta
4.2.3 Data Sedimentasi
Data sedimen dan sedimen teruspensi merupakan data sekunder yang diperoleh pengukuran yang dilakukan di sekitar Pulau K. Hasil analisa ayakan
Day Date hour @
# 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
1 1-May-15 0.8 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.9 0.9 0.8
2 2-May-15 0.8 0.7 0.6 0.6 0.5 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.7 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9
3 3-May-15 0.9 0.7 0.7 0.6 0.5 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1 0.9
4 4-May-15 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 0.7 0.7 0.8 0.9 1 1 1
5 5-May-15 1 0.8 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.8 0.9 1 1 1
6 6-May-15 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.3 0.2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.8 0.9 0.9 1 1
7 7-May-15 1 0.9 0.8 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 0.9 1 1
8 8-May-15 0.9 0.9 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9
9 9-May-15 0.9 0.9 0.9 0.8 0.7 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9
10 10-May-15 0.8 0.9 0.8 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 0.5 0.4 0.3 0.3 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
11 11-May-15 0.8 0.8 0.8 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
12 12-May-15 0.8 0.7 0.7 0.7 0.7 0.6 0.6 0.6 0.6 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8 0.9 0.8 0.8
13 13-May-15 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.5 0.5 0.5 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.9 0.9 0.8
14 14-May-15 0.8 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.9 0.9 0.8
15 15-May-15 0.8 0.7 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9
16 16-May-15 0.9 0.7 0.6 0.5 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.9 1 1 0.9
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Muka Air (m)
Jam Ke
Grafik Pasang Surut
Teluk Jakarta Tanggal 1 Mei sampai dengan 29 Mei 2015
32
(Grain Size Analysis) dan tes sedimentasi (Consentration) dari sampel sedimen dasar serta sedimen layang yang berasal dari perairan Sunda Kelapa dekat lokasi reklamasi Pulau K oleh LAPI-ITB sesuai dengan titik ssampling pada Gambar 4.4.
Gambar 4. 4 Lokasi Titik Pengambilan Sampling Sedimen
Dari beberapa titik tersebut diambilah beberapa sampling dan dilakukan analisa sedimen di perairan tersebut dengan melakukan pengujian analisa ayakan ( grain size analysis ) . Hasil dari analisa sedimentasi di perairan Sunda Kelapa ditunjukkan pada Tabel 4.2.
Tabel 4. 2 Hasil Analisa Sedimentasi di Perairan Sunda Kelapa Dekat Lokasi Reklamasi Pulau K
33 Tahapan Permodelan
4.3.1 Digitasi Peta Batimetri
Batimetri merupakan data yang penting untuk dimasukkan dalam melakukan simulasi, agar batimetri yang ada dapat digunakan untuk simulasi pada DELFT3D, maka langkah pertama yaitu melakukan digitasi batimetri. Digitasi adalah proses mengkonversi obyek geografis dari data peta raster ke vektor, disini data raster yang dimaksud adalah peta dengan format jpg,nantinya dari hasil digitasi bisa diperoleh nilai x,y,z dari setiap kontur, baik kedalaman laut maupun garis pantai.
Dalam digitasi batimetri ini menggunakan bantuan software Arcmap, kemudian didapatkan nilai x,y,z. Langkah awal dari digitasi ini adalah melakukan import gambar perta batimetri (Gambar 4.2) ke software Arcmap sehingga akan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.5.
Gambar 4. 5 Digitasi Peta Batimetri dengan software Arcmap
Setelah semua proses digitasi untuk batimetri dilakukan, maka langkah terakhir adalah melakukan export pada hasil digitasi tersebut. Nantinya hasil export tadi akan berupa data x,y,z yang merupakan nilai dari kontur kedalaman dan garis pantai dari batimetri tersebut ditunjukkan oleh Gambar 4.6.
34
Gambar 4. 6 Data Batrimetri Teluk Jakarta dengan Format XYZ 4.3.2 Tahapan Permodelan di Delft3D
4.3.2.1 Meshing Grid
Untuk mentukan wilayah yang akan ditinjau menggunakan software Delft3D, maka langkah awal ialah membuat grid sesuai dengan kontur peta Teluk Jakarta di dalam menu RFGRID. Masukan terlebih dahulu sample batimetri yang sudah dalam format xyz. Kemudian membuat grid dibuat dengan ukuran 150 x 402 petak pada sample yang sudah ada. Pada daerah yang ditinjau secara detail lebih baiknya grid dibuat lebih kecil dibandingakan daerah lainnya. Hasil dari pembuatan grid tersebut ditunjukkan oleh Gambar 4.7. File grid kemudian di export agar bisa dipergunakan dalam langkah selanjutnya. Format dari export tersebut berupa file enc dan grd.
35 Gambar 4. 7 Grid Permodelan di Delft3D
Setelah pembuatan grid selesai, maka selanjutnya adalah memasukan file sample kedalaman dan grid ke dalam menu QUICKIN. Pada menu ini akan dilakukan penggabungan antara kontur kedalaman dengan grid yang ada.
Penggabungan dilakukan dengan cara menginterpolasikan data dengan perintah yang ada pada menu DELFT3D, diantaranya adalah triangular interpolation, internal diffusion dan smoothing. Hasil dari proses yang dilakukan pada menu QUICKIN berupa hasil meshing yang merupakan gabungan antara data kedalaan dan grid yang disatukan ditunjukkan pada Gambar 4.8 pada kondisi eksisting dan Gambar 4.9 pada kondisi paska reklamasi. Perbedaan pada Gambar 4.8 dan 4.9 adalah hanya pada Pulau K yang merupakan daerah reklamasi. Kontur warna pada Gambar 4.8 dan 4.9 menandakan perbedaan dari suatu kedalaman perairan semakin berwarna biru maka semakin dangkan, sedangkan semakin merah semakin menuju ke perairan dalam.
36
Gambar 4. 8 Hasil Interpolasi Kontur Kedalaman dengan Grid pada Teluk Jakarta Kondisi Eksisting
37 Gambar 4. 9 Hasil Interpolasi Kontur Kedalaman dengan Grid pada Teluk
Jakarta Kondisi Paska Reklamasi Pulau K 4.3.2.2 Delft3D – FLOW
Dalam menu Delft3D – flow ini akan dimasukan bebarapa parameter yang akan dgunakan dalam simulasi. Parameter tersebut diantaranya sebagai berikut :
a. Domain
Pada domain ini dimasukkan wilayah yang akan ditinjau. Parameter domain ditunjukkan pada Gambar 4.10.
1. Grid parameter merupakan sub menu yang di dalamnya diharuskan memasukan data yang sudah dihasilkan dari RFGRID berupa file grid.
Selain itu juga memasukkan data latitude dari wilayah yang akan ditinjau.
38
2. Bathymetry merupakan sub menu yang di dalamnya dihauskan memasukkan data yang sudah dihasilkan dari QUICKIN berupa interpolasi kedalaman.
Gambar 4. 10 Parameter Domain pada Delft3D – Flow b. Time Frame
Time frame merupakan sub menu yang bertujuan untuk menentukan waktu yang kita gunakan untuk melakukan simulasi permodelan. Data yang harus dimasukkan pada time frame adalah sebagai berikut :
1. Reference date merupakan tanggal dan waktu awal dari data yang kita miliki
2. Simulation start time dan simulation stop time adalah akan menentukan lama waktu simulasi mulai dari awal hingga berakhir. Dalam simulasi ini memiliki rentang waktu antara 1 Mei 2015 jam 00.00 sampai dengan 15 Mei 2015 jam 23.00.
