A. Survei, Investigasi, dan Desain
2. Pengumpulan dan pengolahan data sekunder
Pengumpulan dan pengolahan data sekunder yang diperlukan dalam perencanaan pengaman pantai meliputi data pasang surut, data angin, data gelombang, data perubahan garis pantai, data geologi regional, data regional/peta dasar, data harga satuan bahan dan upah, data iklim, serta data sosial-ekonomi-lingkungan.
a. data pasang surut 1) penggunaan data
Pasang surut merupakan fluktuasi harmonik permukaan air laut akibat gaya tarik–menarik bumi dengan benda–benda langit (terutama bulan dan matahari). Fenomena pasang surut mempengaruhi elevasi permukaan air laut sehingga menjadi salah satu parameter penting dalam perencanaan bangunan pantai. Elevasi muka air tertinggi dan terendah sangat penting untuk merencanakan bangunan tersebut, misalnya dalam menentukan elevasi puncak bangunan. Data primer diutamakan digunakan untuk analisis kegiatan pembangunan pengaman pantai, sedangkan data sekunder digunakan sebagai pembanding atau alternatif jika tidak dapat dilakukan pengukuran di lapangan.
2) sumber data
Informasi data pasang surut dapat diperoleh melalui:
a) tabel peramalan pasang surut yang diterbitkan oleh Pusat Hidrografi dan Oseanografi TNI AL Indonesia (PUSHIDROSAL). Data yang diterbitkan oleh PUSHIDROSAL berupa buku yang berisi data elevasi muka air dengan inteval waktu 1 (satu) jam. Data pasang surut yang tersedia sebanyak 100 (seratus) stasiun pangamatan dengan daftar stasiun pengamatan dan contoh data pasang surut dari Buku yang diterbitkan oleh PUSHIDROSAL sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
b) data pasang surut real time dari stasiun Badan Informasi Geospasial yang selanjutnya disebut BIG.
Data dapat peroleh dengan mengirim surat permintaan data pengamatan ke BIG. Daftar stasiun pengamatan BIG sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
c) data prediksi pasang surut online yang dikeluarkan oleh BIG dapat diakses melalui situs http://srgi.big.go.id/. Data yang diterbitkan berupa data elevasi muka air dengan interval waktu 1 (satu) jam, dengan lokasi pengambilan data ditentukan dengan cara memasukkan koordinat lokasi tersebut.
Cara pengambilan data prediksi pasang surut dari situs BIG sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
3) pengolahan data
Pengolahan data pasang surut dilakukan setelah diperoleh data hasil pengukuran, sebagai pengikatan terhadap fitur data setempat dan validasi untuk data sekunder yang diadopsi.
b. data angin
1) penggunaan data
Data angin digunakan dalam proses peramalan gelombang dengan metode hindcasting untuk mendapatkan data tinggi, arah dan periode gelombang di laut dalam. Untuk
memperoleh data gelombang di dekat pantai perlu dilakukan perhitungan atau pemodelan perambatan gelombang. Untuk data angin tidak ada data primer karena sistem pengukuran dan alat tidak memungkinkan dilakukan pada saat tertentu saja, sehingga diutamakan penggunaan data sekunder untuk analisis perencanaan pembangunan pengaman pantai.
2) sumber data
Informasi data angin dapat diperoleh melalui:
a) Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG), informasi data angin yang diperoleh berupa data rata- rata harian selama kurun waktu yang panjang (apabila memungkinkan, data angin minimal 10 tahun). Contoh data angin dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika sebagaimana tercantum dalam Lampiran II;
b) data angin online diperoleh di European Center for Medium-Range Weather Forecast yang selanjutnya disebut ECMWF. Resolusi spasial paling detail 0,1250 x 0,1250, resolusi temporal paling rapat 6 (enam) jam, ketersediaan data dari tahun 1979 sampai tahun 2018.
Adapun cara pengambilan data angin yang diperoleh di ECMWF sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
Data dari ECMWF berupa file netcdf, sehingga diperlukan perangkat lunak untuk membaca file tersebut. Perangkat lunak yang dapat digunakan untuk membuka file netcdf antara lain Ocean Data View (ODV), Matlab, dan Python.
Contoh penggunaan perangkat lunak untuk membaca file netcdf menggunakan perangkat lunak ODV sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
3) pengolahan data
Data angin selanjutnya diolah dan disajikan dalam bentuk diagram yang disebut dengan mawar angin (wind rose) seperti dapat dilihat pada Gambar 3 (laporan Advis Teknis Pemecah Ombak Di Pulo Breuh, Kab. Aceh besar). Pembuatan mawar angina (wind rose) dilakukan untuk mendapatkan arah angin dominan serta kecepatannya. Secara umum langkah-langkah membuat mawar angin (wind rose) yaitu:
a) data angin dikelompokkan berdasarkan arah dan kecepatannya. Arah angin yang digunakan terdiri dari 8 (delapan) arah mata angin yaitu utara, timur laut, timur, tenggara, selatan, barat daya, barat, dan barat laut;
b) dihitung prosentasenya untuk tiap-tiap arah dan kecepatannya, dan disajikan dalam bentuk tabel; dan c) dibuat gambar mawar angin (wind rose) berdasarkan
tabel tersebut.
Sumber: Balai Teknik Pantai, 2021
Gambar 3. Contoh Mawar Angin (Wind Rose)
Pengolahan dan penggambaran data angin menjadi mawar angin (wind rose) dengan langkah di atas dapat dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak WRPLOT sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
c. data gelombang
1) penggunaan data
Gelombang berperan penting dalam pembentukan pantai, penyebab erosi, dan memberikan kontribusi terhadap kerusakan bangunan pantai. Kegagalan untuk memprediksi secara akurat kondisi gelombang di dekat pantai akan berakibat serius pada pengaman pantai yang direncanakan dan bentuk pantai yang dilindungi. Data gelombang dalam
perencanaan pengaman pantai digunakan untuk menentukan kriteria desain bangunan pantai.
2) sumber data
Data gelombang hasil pengukuran di Indonesia tidak tersedia, sehingga digunakan data prediksi dari data angin atau data satelit yang diperoleh dari ECMWF.
a) konversi data angin menjadi data gelombang dengan menggunakan perhitungan sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
b) cara pengambilan data gelombang dari ECMWF mempunyai tahapan yang sama dengan pengambilan data angin sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
3) pengolahan data
Langkah pengolahan data adalah:
pembuatan wave rose dengan menggunakan perangkat lunak WRPLOT menggunakan langkah yang sama dengan pembuatan mawar angin (wind rose).
penentuan tinggi gelombang ekstrim
Pengolahan tinggi gelombang ekstrim data sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
penentuan peramalan gelombang rencana
Contoh pengolahan peramalan tinggi gelombang rencana sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
a) perhitungan konversi data angin menjadi data gelombang Pengolahan data angin menjadi data gelombang dilakukan dengan cara sebagai berikut:
(1) melakukan peramalan gelombang berdasarkan data angin kecepatan rata-rata perhari dan kecepatan maksimum perbulan;
(2) data angin di darat ditransformasikan dalam data angin di laut, kemudian dicari faktor tegangan angin dan harga fetch; dan
(3) berdasarkan nilai tegangan angin dan harga fetch dapat diketahui tinggi dan periode gelombang
dengan menggunakan cara analitis dan cara grafik peramalan gelombang.
Penentuan panjang fetch efektif:
(a) panjang fetch efektif dihitung untuk 8 arah mata angin dan ditentukan berdasarkan persamaan berikut:
N
i
i N
i
i i eff
F F
1 1
cos cos
Keterangan:
Feff adalah panjang fetch efektif.
Fi adalah panjang garis fetch untuk indeks ke i.
i adalah simpangan garis fetch ke I terhadap arah utama.
I adalah indeks garis fetch yang dibuat.
(b) jumlah pengukuran “i” untuk tiap arah mata angin tersebut meliputi pengukuran-pengukuran dalam wilayah pengaruh fetch (22,50 searah jarum jam dan 22,50 berlawanan arah jarum jam dari masing-masing arah mata angin). Contoh perhitungan fetch efektif diberikan pada Gambar 4 di bawah ini.
Sumber: Triatmodjo, 2012
Gambar 4. Menentukan panjang fetch efektif
Koreksi dan konversi kecepatan angin:
Data angin yang diperoleh dari lapangan umumnya dalam satuan knot (mil/jam). Sedangkan yang digunakan dalam perhitungan adalah dalam meter/detik, sehingga perlu dilakukan konversi satuan dari knot ke m/s, dimana 1 (satu) mil laut setara dengan 1.853,15 meter atau 1 knot = 0,514 m/s. Koreksi dan konversi yang dilakukan terhadap data angin diuraikan di bawah ini:
(a) koreksi elevasi
Apabila data angin yang diperoleh tidak diukur pada elevasi 10 m (sepuluh meter) di atas permukaan air laut, maka perlu dilakukan koreksi elevasi terhadap data yang akan digunakan tersebut, mengikuti persamaan berikut.
7
1 10
10
U z
U z
Keterangan:
10
U adalah kecepatan angin pada elevasi 10 m di atas permukaan laut.
z
U adalah kecepatan angin menurut pencatatan stasiun pada elevasi z.
(b) koreksi stabilitas
Jika udara tempat angin berhembus dan laut tempat pembentukan gelombang memiliki perbedaan temperatur, maka harus ada koreksi terhadap stabilitas kecepatan angin akibat kondisi ini, yaitu:
a.
10
U R U T Keterangan:
U adalah kecepatan angin setelah dikoreksi dalam m/s.
RT adalah besar koreksi (Gambar 5)
Gambar 5. Grafik untuk menentukan besarnya koreksi stabilitas
(c) pengaruh tempat
Apabila data angin yang diperoleh merupakan data dari pengamatan stasiun di darat, maka perlu dikoreksi dengan suatu faktor reduksi yang disebut RL. Reduksi ini disebabkan karena terbentuknya gelombang adalah akibat dari angin yang berhembus di laut.
L w
L U
R U
Keterangan:
RL adalah rasio antara kecepatan angin di lautan dengan kecepatan angin di daratan.
Uw adalah kecepatan angin di lautan.
UL adalah kecepatan angin di daratan.
Untuk panjang fetch < 10 (sepuluh) mil, Harga RL = 1,2. Untuk panjang fetch > 10 (sepuluh) mil, Harga RL diperoleh dari grafik hubungan antara RL dengan sebagai UL berikut:
Gambar 6. Grafik untuk mentukan rasio kecepatan angin di laut dan di darat
Dengan diketahuinya harga UL(dalam satuan knot) dan didapatnya RL, maka kecepatan angin di lautan dapat dihitung sebagai berikut.
L L
w R U
U
Jadi kecepatan angin di lautan setelah dikoreksi dan dikonversi adalah
15 3600 ,
1853 L L
w
R U V
Keterangan:
Vw adalah kecepatan angin setelah dikoreksi dan dokonversi, dalam m/s.
RL adalah faktor reduksi dari kecepatan angin di daratan menjadi di lautan.
UL adalah kecepatan angin harian dari stasiun pengamatan, dalam knot.
(d) koefisien geser
Angin yang bergerak di atas permukaan air akan mengalami gesekan (drag), sehingga kecepatan angin Vw harus dikoreksi lagi terhadap faktor tegangan-angin (wind-stress factor) dengan menggunakan persamaan
1,23710 ,
0 w
A V
U , dengan Vw dalam m/s.
Setelah dilakukannya beberapa koreksi dan konversi kecepatan angin, selanjutnya data kecepatan angin yang telah dikoreksi (UA) ini akan digunakan untuk menghitung Tinggi Gelombang (H) dan Periode Gelombang (T) yang dibangkitkan oleh hembusan angin (hindcasting). Dalam bentuk diagram alir, metode
peramalan gelombang disajikan pada di bawah ini:
4 3 2
2 7.15 x 10
8 .
68
A UA
gF U t gt
8 . 68
3 2
2
g U U
t gF A
A c
g U U
F gt A
A 2 2 3
min 68.8
No
(Duration Limited)
0016 . 0
2 1 2 2
0
A A
m U
gF g H U
3 1 2857 2 .
0
A A
p U
gF g T U Yes
(Fetch Limited)
2433 . 0
2
0 g
Hm UA
g Tp8.134UA
Finish Finish
Fmin
F Koreksi dan Konversi
Kecepatan Angin (UA)
Yes
(Non Fully Developed Seas)
No
(Fully Developed Seas)
Gambar 7. Diagram alir untuk menentukan tinggi (H) dan periode (T) gelombang di laut dalam
b) penentuan tinggi gelombang ekstrim
Dari perhitungan hindcasting akan diperoleh suatu seri data tinggi gelombang dengan periodenya untuk tiap data angin yang memiliki daerah pembentukan gelombang. Selanjutnya untuk menentukan nilai tinggi gelombang ekstrim untuk periode ulang tertentu dilakukan cara sebagai berikut:
(a) dari seri data gelombang hasil hindcasting lakukanlah penyortiran data dan ambil data tinggi gelombang terbesar dengan periodenya untuk tiap arah dan tiap tahun;
(b) selanjutnya dilakukan penyortiran lagi dengan hanya mengambil nilai tinggi gelombang terbesar untuk tiap tahun;
(c) kemudian lakukan analisis frekuensi gelombang rencana dengan metode-metode yang terdiri dari beberapa fungsi distribusi yaitu Log Normal, Log Person III, Person III dan Gumbell; dan
(d) pilih fungsi distribusi yang akan digunakan untuk menentukan tinggi gelombang rencana, yaitu fungsi distribusi yang memiliki nilai kuadarat error terkecil.
Persamaan metode Gumbel untuk analisis kala ulang gelombang ekstrem
̅ ∑
√∑( ̅)
̅ ( )
Nilai , Y dan Yn dapat dilihat pada Tabel 3 s.d Tabel 5.
Tabel 3. Kala ulang versus Y
Sumber: Yuwono, N, (2020). Teknik Perlindungan dan Pengamanan Wilayah Pesisir
Tabel 4. Jumlah data versus Yn
n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 .495 .499 .503 .507 .510 .512 5.15 .518 .520 .522 20 .523 .525 .526 .528 .529 .530 .5.32 .533 .534 .535 30 .536 .537 .538 .538 .539 .540 .541 .541 .542 .543
Sumber: Yuwono, N, (2020). Teknik Perlindungan dan Pengamanan Wilayah Pesisir
No Kala Ulang (Tahun) Y
1 2 0,3665
2 5 1,4999
3 10 2,2502
4 25 3,2985
5 50 3,9019
6 100 4,6001
Tabel 5. Jumlah data versus 𝝈n
n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 0,94 0,96 0,98 0,99 1,00 1,02 1,03 1,04 1,04 1,05 20 1,06 1,06 1,07 1,08 1,08 1,09 1,09 1,10 1,10 1,10 30 1,11 1,11 1,11 1,12 1,12 1,12 1,13 1,13 1,14 1,14
Sumber: Yuwono, N, (2020). Teknik Perlindungan dan Pengamanan Wilayah Pesisir
c) perhitungan gelombang pecah
Tinggi gelombang pecah biasanya dikaitkan dengan kedalaman perairan (ds) dan landai dasar pantai (m). tinggi gelombang pecah ditentukan menggunakan grafik yang dapat dilihat pada Gambar 8. Apabila pantai relatif datar (US Army Corps of Engineering, 1984) maka tinggi gelombang pecah dapat ditentukan dengan persamaan:
Hb = 0,78.ds
Keterangan:
Hb adalah tinggi gelombang pecah (m)
ds adalah kedalaman air di lokasi bangunan (m)
Gambar 8. Grafik hubungan Hb dengan ds
Contoh perhitungan penentuan tinggi gelombang pecah sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
d. data perubahan garis pantai 1) penggunaan data
Perubahan garis pantai pantai adalah suatu proses tanpa henti (terus menerus) melalui berbagai proses alam di pantai
yang meliputi pergerakan sedimen, arus susur pantai (longshore current), karakteristik gelombang dan penggunaan lahan. Perubahan garis pantai ada dua macam, yaitu perubahan maju (akresi) dan perubahan mundur (abrasi).
Garis pantai dikatakan maju apabila ada petunjuk adanya pengendapan dan atau pengangkatan daratan (emerge).
Sedangkan garis pantai dikatan mundur apabila ada proses abrasi dan atau penenggelaman daratan (sub merge).
Perubahan garis pantai suatu wilayah diperoleh dengan cara mengintegrasikan dua hasil digitasi citra garis pantai dari waktu yang berbeda. Data perubahan garis pantai dapat memberikan kontribusi kepada pemerintah daerah dan pemerintah pusat sebagai data dasar (data base) dalam pengambilan keputusan untuk penanganan kawasan pantai.
2) sumber data
Data penginderaan jauh (Citra Landsat) sebagai salah satu sumber data perubahan garis pantai dapat diperoleh antara lain melalui:
a) Pustekdata LAPAN yang menyediakan data penginderaan jauh berlisensi Pemerintah Indonesia bagi seluruh Kementerian/Lembaga, TNI, POLRI, dan Pemerintah Daerah. Untuk memenuhi kebutuhan akan data penginderaan jauh nasional, Pustekdata menyediakan katalog Inderaja yang telah terintegrasi dengan data penginderaan jauh berbagai resolusi yaitu resolusi rendah, menengah, tinggi, dan sangat tinggi. Pengguna dapat mengakses dan memeriksa ketersediaan data penginderaan jauh di Pustekdata melalui katalog Inderaja dengan mengunjungi https://inderaja- catalog.lapan.go.id/. Cara mendapatkan data penginderaan jauh dapat dilihat pada Tutorial yang sudah disediakan oleh LAPAN, sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 9 di bawah.
Data citra satelit resolusi rendah dan menengah dapat diperoleh oleh pengguna secara bebas dengan mengajukan permintaan resmi ke Pustekdata. Sementara untuk data citra satelit resolusi tinggi dan sangat tinggi
pengguna harus melengkapi persyaratan yang sudah ditentukan.
Gambar 9.Menu tutorial website LAPAN
b) citra landsat dari google earth yang tidak berbayar, layanan yang menyajikan citra satelit dilengkapi data historis mengenai perubahan permukaan bumi. Saat ini citra google earth telah didukung oleh digital globe, digital globe merupakan penyedia satelit multispektral yang menyajikan data spasial dengan resolusi tinggi diantaranya adalah: citra IKONOS, QuickBird, GeoEye-1, WorldView-2 dan WorldView-3.
3) pengelohan data
Pengolahan data perubahan garis pantai suatu wilayah diperoleh dengan cara menumpang susunkan (overlay) hasil digitasi citra garis pantai dari waktu yang berbeda, dapat disesuaikan dengan kebutuhan kajian/ identifikasi, contoh perubahan garis pantai yang meliputi musim barat, peralihan dan musim timur, atau pada rentang periode waktu tertentu.
Pengolahan data citra dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Sistem Informasi Geografi yang berbayar atau dapat menggunakan perangkat lunak yang tidak berbayar seperti google earth pro. Contoh pengolahan data perubahan garis pantai dengan menggunakan google earth pro sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
e. data geologi regional
Data ini diperlukan untuk mengetahui formasi batuan yang dapat berpengaruh pada pondasi bangunan pengaman pantai. Sumber data geologi regional dapat diperoleh dari Badan Geologi, Kementerian Energi Dan Sumber Daya Mineral berupa kondisi geologi lokasi kajian dan digunakan untuk mengetahui formasi batuan. Peta geologi regional yang digunakan skala 1:100.000.
Contoh peta geologi regional sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
f. data regional/peta dasar 1) penggunaan data
Peta regional/peta dasar digunakan untuk mengetahui kondisi di sekitar kawasan pengembangan atau pembangunan pengaman pantai karena peta kerja tidak
cukup hanya terbatas untuk kawasan
pengembangan/pembangunan, tetapi harus mencakup kawasan di sebelah hulu yang kemungkinan akan mempengaruhi dan kawasan di sebelah hilir yang kemungkinan akan dipengaruhi.
2) sumber data
a) peta rupa bumi skala 1:25.000 atau 1:50.000 yang diterbitkan oleh BIG dapat melalui situs http://tanahair.indonesia.go.id. Cara mengunduh peta tersebut sebagaimana tercantum dalam Lampiran II;
b) peta laut menggunakan peta navigasi (skala bervariasi tergantung detail yang tersedia) yang diterbitkan oleh PUSHIDROSAL TNI AL. Contoh peta laut sebagaimana dapat dilihat di bawah ini.
Sumber: Peta Bakosurtanal No. 108.
Gambar 10. Contoh peta laut yang diterbitkan oleh PUSHIDROSAL TNI AL
c) data batimetri tidak berbayar dapat diperoleh dari BIG melalui http://tides.big.go.id/DEMNAS/index.html (Cara mengunduh sebagaimana tercantum pada Lampiran II).
Sedangkan data batimetri berbayar salah satunya dapat diperoleh melalui https://www.navionics.com/aus/.
Pengambilan data batimetri dari BIG lebih mudah (user friendly) tetapi pada beberapa lokasi resolusi dari Navionics lebih baik.
3) pengolahan data
Informasi peta topografi, batimetri, dan peta-peta tematik yang diperoleh dari sumber yang berbeda harus digabungkan ke dalam satu atau satu seri peta. Perangkat lunak CAD atau GIS dapat digunakan untuk mengolah peta-peta dasar tersebut menjadi peta yang dikehendaki. Keuntungan penggunaan CAD atau GIS adalah jenis-jenis informasi yang berbeda dapat disusun pada tingkat-tingkat yang berbeda pula, yang memungkinkan pengguna untuk mengakses berbagai layer untuk presentasi dan ilustrasi 2-D/3-D.
Perhitungan perubahan memanjang, luasan, dan volume di antara elevasi dan jarak (profil) yang berbeda juga dapat dilakukan.
g. data harga satuan bahan dan upah
Dalam perhitungan rencana anggaran biaya untuk perencanaan pelaksanaan kegiatan dibutuhkan data upah dan bahan. Data tersebut dapat diperoleh dari masing-masing daerah yang dikeluarkan berupa Keputusan Gubernur/Bupati. Contoh data upah dan bahan yang dikeluarkan oleh Keputusan Gubernur sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
h. data iklim
Data iklim yang diperlukan adalah data curah hujan. Data ini dibutuhkan terutama pada perencanaan penanganan muara, dimana data ini dipergunakan untuk memperhitungkan debit rencana banjir dan debit andalan.
Data iklim yang dikeluarkan oleh Badan Metereologi, Klimatologi, dan Geofisika dapat diakses melalui http://dataonline.bmkg.go.id.
Alur pengunjungan portal data online dan contoh data iklim sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
i. data sosial, ekonomi, dan lingkungan
Informasi tentang sosial ekonomi lingkungan (sosekling) dimaksudkan untuk mengkaji sejauh mana dampak pengembangan suatu wilayah pantai dan sekitarnya terhadap lingkungan, sosial dan budaya masyarakat setempat sehingga dapat diketahui dampak positif dan negatif yang akan ditimbulkan.
Sumber data untuk mendapatkan data jumlah penduduk, data potensi wilayah daerah atau karakteristik lingkungan terutama masalah kependudukan, budaya, sosial, agama dan realita kegiatan masyarakat di sekitar kawasan pekerjaan didapat dari Badan Pusat Statistik dengan situs http://www.bps.go.id. Adapun ketersediaan data di Badan Pusat Statistik (BPS) dimulai tahun 2002 sampai sekarang. Contoh data sosekling sebagaimana tercantum dalam Lampiran II.
Selain data dari Badan Pusat Statistik pengumpulan data sekunder dapat dilakukan dengan cara studi literatur yaitu mengumpulkan berbagai data sekunder dari berbagai sumber
(buku, jurnal, majalah, peta, surat kabar, dokumen, laporan penelitian, sumber data dari internet, dan sebagainya).