RESTORASI PANTAI SRIWULAN DEMAK DENGAN PEGAR
Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, serta Kementerian Perikanan dan Kelautan Republik Indonesia. Salah satu program dari proyek BwN ini adalah mengembalikan dan menumbuh-kembangkan mangrove. Sebagai bentuk partisipasi dalam Proyek BwN ini, Pusat Litbang Sumber Daya Air merekomendasikan penerapan PEGAR geobag sebagai struktur pelindung dan penangkap sedimen sebelum mangrove tumbuh besar.
Struktur pemecah gelombang ambang rendah (selanjutnya disebut PEGAR), adalah struktur pelindung pantai yang ditempatkan sejajar pantai dengan bagian puncak berada di bawah muka air tertinggi, mendekati atau sedikit muncul di atas permukaan air laut rata-rata (Buccino dan Calabresse, 2007). Selain berfungsi sebagai peredam dan pemecah gelombang, PEGAR berperan sebagai penangkap dan penahan sedimen. Limpasan gelombang yang dipaksa pecah di atas PEGAR mengangkut bermacam sedimen. Setelah gelombang pecah di belakang struktur, terjadi proses fisik yang kompleks antara lain proses turbulensi yang menyebabkan terjadinya pengendapan sedimen. Proses tersebut berlangsung secara kontinyu yang menyebabkan sedimen tersebut menumpuk di pantai dan membentuk garis pantai baru yang disebut salient dan makin maju ke arah laut sampai menyatu dengan struktur PEGAR yang disebut sebagai tombolo. Karena itu untuk kondisi pantai Sriwulan, Demak yang tererosi dan tergenang banjir rob dipilih PEGAR sebagai bangunan pelindung dan perehab pantainya.
PEGAR dapat dirancang untuk mengurangi atau mencegah erosi pantai dan mendorong terakumulasinya sedimen dalam membentuk pantai baru. Struktur pelindung pantai ambang rendah ini mereduksi energi gelombang yang datang dengan cara memicu dan memaksa gelombang pecah di atas dan pada saat kontak dengan struktur, sebagian energinya dipantulkan dan sebagian lagi diteruskan.
Efektivitas PEGAR dalam mengembalikan pantai yang tererosi sangat dipengaruhi selain parameter gelombang, juga oleh geometri dari struktur PEGAR, terutama jarak ambang, jarak dari pantai, dan panjang struktur. Hanson dan Kraus ( 1991) menunjukkan bahwa respon garis pantai terhadap keberadaan pemecah gelombang dikendalikan oleh sedikitnya 14 variabel, delapan diantaranya adalah variabel yang sangat berperan yaitu (1) jarak dari pantai; (2) panjang struktur; (3) tinggi dan lebar mercu; (4) kemiringan dasar pantai; (5) tinggi gelombang;(6) periode gelombang;
(7) orientasi sudut dari struktur; dan (8) arah gelombang dominan.
Praktis untuk menghasilkan PEGAR yang efektif sebagai pengendali erosi dan perehab pantai adalah dengan menempatkan struktur PEGAR pada posisi di atas MSL. Prototip PEGAR pantai Tanjung Kait dan pantai Pisangan (Sulaiman, 2012b), pantai Pekalongan (Bashir Ahmad dkk.,2015) dan pantai Sigandu Batang (Sulaiman dkk., 2015) merupakan prototip lapangan yang memberikan respon pantai yang positif dengan terbentunya salien dan tombolo atau lahan timbul, yang merupakan pantai baru yang terbentuk oleh adanya PEGAR.
METODOLOGI STUDI
Model Numerik Perubahan Pantai Sriwulan
Pemodelan hidrodinamika Sriwulan dilakukan dengan menggunakan Software MIKE21. Syarat batas land boundary lokasi studi dihasilkan dari digitasi Google Earth yang kemudian diproses untuk mendapatkan nilai x, y. Syarat batas pada jejaring komputasi ini didefinisikan untuk setiap batas laut dan daratan. Untuk mendapatkan hasil yang akurat, jejaring komputasi dibuat resolusi lebih tinggi mendekati ke arah land boundary. Jejaring koputasi untuk model Sriwulan terdiri dari 1004 titik simpul dan 1532 element dengan syarat batas hidrodinamika pasang surut di laut. Pada Gambar 1 tampak mesh boundary dari Pantai Sriwulan, sedangkan Gambar 2 memperlihatkan hasil batimetri di Pantai Sriwulan dan sekitarnya.
Gambar 1. Mesh Boundary Sriwulan
Gambar 2. Batimetri Sriwulan
Model Prototip Lapangan
Struktur PEGAR geobag yang telah dipasang di pantai Sriwulan merupakan prototip lapangan yang diharapkan menjadi percontohan dan struktur alternatif dalam melindungi dan menumbuh-kembangkan mangrove sebelum kuat menahan hempasan gelombang. Geobag adalah karung pasir yang terbuat dari geotekstil non- woven polypropylene superior dengan kuat tarik tinggi yang dirancang agar tahan terhadap abrasi, sinar UV, dan juga coblos (puncture). Penggunaan PEGAR geobag dengan tiang bambu sebagai sangkar diperkirakan mampu bertahan selama tiga tahun sampai mangrove tumbuh kuat.
Struktur pemecah gelombang ambang rendah (selanjutnya disebut PEGAR) diusulkan untuk diterapkan pada Program Building with Nature ini. Melalui struktur PEGAR ini diharapkan mampu berfungsi sebagai peredam gelombang sekaligus sebagai pelindung sementara pertumbuhan mangrove muda sebelum kuat menahan gempuran gelombang. Struktur PEGAR ini berupa kombinasi tiang tiang bambu dengan bagian tengah struktur diisi karung pasir (geobag) ukuran 0,3 x 0,6 x 0,9 m dengan tinggi puncak struktur di atas muka air rata rata (MSL) dan di bawah muka air tertinggi (HWL). Puncak struktur PEGAR ini muncul ke permukaan saat air laut surut, namun puncaknya tenggelam saat air laut pasang. Dimensi struktur memiliki panjang 75 meter, lebar 1,6 meter dan tinggi dari dasar perairan 0,9 meter dengan panjang tiang bambu yang menancap sekitar 2,0 – 2,3 meter dari dasar perairan.
Gambar 3, Desain PEGAR geobag tiang bambu
HASIL STUDI DAN PEMBAHASAN
Interaksi Gelombang dengan Struktur PEGAR
Perambatan gelombang mengalami transformasi oleh adanya struktur PEGAR.
Fenomena yang terjadi di area struktur sebagai berikut: (1) terjadinya gelombang pecah; 2) terjadinya turbulensi di belakang struktur; (3) adanya pusaran dibelakang struktur; dan (4) terjadinya refleksi dan difraksi gelombang. Fenomena yang terjadi di area struktur PEGAR adalah adanya kehilanggan energi gelombang yang disebabkan oleh struktur tersebut. Berdasarkan skematisasi model Sriwulan, besar gelombang signifikan pada kondisi menuju surut, saat surut, menuju pasang, dan saat pasang.
Besaran tinggi gelombang yang sampai ke PEGAR tiang bambu sangat kecil (berkisar 0.1 meter). Hal ini dikarenakan profil bathimetri sriwulan yang dangkal sehingga daerah gelombang pecah sangat jauh dari posisi struktur. Pada Gambar 4 dan Gambar 5 dapat dilihat perbedaan dari empat kondisi tinggi muka air yang terjadi, jika saat kondisi surut, struktur akan nampak ke permukaan dan saat kondisi pasang, struktur terendam dibawah muka air laut
Gambar 4. Gelombang kondisi menuju surut
Gambar 5. Gelombang kondisi menuju pasang
Analisis Perubahan Morfologi Pantai
Struktur PEGAR geobag tiang bambu yang telah terpasang di pantai Sriwulan, Demak ditunjukkan pada Gambar 6. Pengaruh pemasangan struktur terhadap perubahan morfologi di Pantai Sriwulan ditunjukkan pada Gambar 7. Jika dibandingkan dengan skema eksisting, skema PEGAR tiang bambu dengan panjang 75 meter menghasilkan sedimentasi dibelakang struktur sebesar 0.26 meter.
Perubahan morfologi yang kecil ini disebabkan oleh gelombang yang mencapai struktur yang kecil. Namun untuk skema PEGAR dengan panjang 500 dan 1000 meter pembentukan sedimentasi dominan terjadi di belakang PEGAR.
Gambar 6. Prototip PEGAR geobag tiang bambu di pantai Sriwulan, Demak
Gambar 7. Perubahan morfologi Skema PEGAR 75 m Transmisi Gelombang dan Efektifitas Struktur PEGAR
Transmisi gelombang merupakan fenomena dimana energi gelombang melimpas dan melewati pemecah gelombang. Transmisi gelombang ditakar berdasar koefisien transmisi (Kt), yang menunjukkan perbandingan antara tinggi gelombang di belakang struktur setelah melewatinya (Ht) dan tinggi gelombang datang (Hi) sebelum melewati pemecah gelombang. Secara umum, transmisi gelombang merupakan fungsi dari karakteristik struktur pemecah gelombang (jarak ambang, lebar mercu, sudut kemiringan, kekasaran permukaan, dan permeabilitas) dan parameter gelombang (tinggi, periode, dan sudut datang gelombang). Selain itu, transmisi gelombang bervariasi terhadap skala waktu yang dikendalikan oleh variasi pasang surut yang menyebabkan struktur tenggelam dan terekspose secara bergantian.
Koefisien transmisi merupakan parameter utama yang mengendalikan respon pantai terhadap pemecah gelombang lepas pantai. Diantara parameter geometri yang mengendalikan transmisi gelombang dan respon garis pantai di belakang struktur, parameter jarak amabang dan lebar mercu merupakan parameter paling berpengaruh terhadap koefisien transmisi. Untuk pemecah gelombang ambang rendah, makin rendah Rc makin tinggi limpasan gelombang dan makin besar pula transmisi gelombangnya.
Karung Geotekstil Sebagai Material Alternatif
Penggunaan karung geotekstil pada struktur PEGAR telah diterapkan di beberapa lokasi pantai, yaitu di pantai Anyer, Provinsi Banten, pantai Lombang, Indramayu, pantai Tanjung Kait, Tangerang,, pantai Pekalongan, pantai Pisangan, Karawang, dan pantai Sigandu, Batang, Jawa Tengah. Penerapan PEGAR dari karung geotekstil tersebut berhasil diterapkan dan bermanfaat dalam merehabilitasi dan menstabilkan pantai. Penggunaan karung geotekstil memberikan beberapa keuntungan yaitu (1) jenis material geotekstil seperti geobag dan geotube tersedia di pasaran dengan berbagai ukuran; (2) material geotekstil relatif ringan yang memungkinkan ongkos angkut ke lokasi relatif murah; (3) material pengisi seperti pasir diperoleh di lokasi proyek; (4) respon terhadap gelombang fleksibel; dan (5) dapat dipasang dengan menggunakan tenaga lokal tanpa memerlukan alat berat dan keahlian khusus.
KESIMPULAN DAN REKOMENDASI Kesimpulan
1) Struktur PEGAR geobag yang telah dipasang di pantai Sriwulan merupakan prototip lapangan yang diharapkan menjadi percontohan dan struktur alternative dalam melindungi dan menumbuh-kembangkan mangrove sebelum kuat menahan hempasan gelombang.
2) Bangunan dengan konsep PEGAR berfungsi sebagai penangkap dan penahan sedimen. Sumber sedimen berasal dari gelombang yang melimpas (overtopping) dan pecah di atas PEGAR. Sedimen tersebut (baik pasir maupun sedimen melayang) kemudian mengendap di belakang PEGAR dan seiring berjalan waktu membentuk endapan baru di pantai yang disebut salient (garis pantai baru) dan tombolo (timbunan sedimen yang sudah menyatu dengan struktur PEGAR di belakanngnya).
3) Berdasarkan hasil pendekatan dengan pemodelan, dengan panjang 75 meter menghasilkan sedimentasi dibelakang struktur sebesar 0.26 meter. Perubahan morfologi yang kecil ini disebabkan oleh gelombang yang mencapai struktur yang kecil.
Rekomendasi
1) Penerapan Struktur PEGAR idealnya ditempatkan pada lokasi pantai yang bersentuhan dengan gelombang secara langsung, karena proses sedimentasi terjadi apabila terjadi limpasan gelombang di atas struktur yang mengakibatkan gelombang pecah.
2) Konsep PEGAR dalam merehabilitasi pantai yang tererosi tidak terbatas dengan material geotekstil, tetapi bisa dilakukan dengan batu alam. Karena itu, perlu dibuatkan prototip PEGAR dari tumpukan batu dengan tiang bambu sebagai sangkar atau casingnya, sehingga dihasilkan inovasi bangunan yang murah dan efekti dengan menggunakan material setempat.
3) Sosialisasi tentang konsep PEGAR dalam merehabilitasi dan melindungi pertumbuhan mangrove sebagai bagian dari Proyek Building with Nature perlu dilakukan dengan menyebarluaskan Pedoman Perencanaan dan Pelaksanaan PEGAR.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis berterima kasih baik kepada perorangan maupun instansi atas data, informasi, dan bahan-bahan sehingga tulisan ini bisa tersusun. Terima kasih juga disampaikan kepada Kepala Pusat Litbang Sumber Daya Air, Kepala Balai Pantai- PUSAIR, BwN, Pemerintah Daerah, dan Masyarakat Sriwulan Kecamatan Sayung, Kabupaten Demak atas bantuan dan kerjasamanya, sehingga pelaksanaan prototip bangunan PEGAR geobag tiang bambu ini dapat terlaksana dengan baik.
REFERENSI
Basyir Ahmad., M. Ismanto, S.Miftahudin, Dede M. Sulaiman, 2015. Rehabilitasi Erosi Pantai dan Banjir Rob di Kota Pekalongan, Prosiding PIT HATHI XXXII, Malang, 6-8 November.
Buccino, M. dan Calabrese, M., 2007. Conceptual Approach for Prediction of Wave Transmission at Low Crested Breakwaters. Journal of Waterways, Port, Coastal, and Ocean Engineering. ASCE, 133(3), May, pp 213-224.
Burcharth, H.F., Hawkins, S.J., Zanuttigh, B. and Lamberti, A., 2007.
Environmental design guidelines for low crested structures. Elsevier, 400 pp.
Hanson, H. and Kraus, N.C., 1991. Shoreline Response to a Single Transmissive Detached Breakwater, Proc. 22nd Coastal Engineering Conf. ASCE. The Hague.
Kularatne, S.R., Kamphuis, J.W., dan Dabees, M.A., 2008. Morphodynamics around Low Crested BreakwatersTransmission of Wave Through Breakwaters A Numerical Study. Proc. of the 7th Coastal and Port Engineering Conference in Developing Countries.Dubai, UAE, pp. 1-19.
Oumeraci, H. dan Recio, J., 2010. Geotextile Sand Containers for Shore Protection, Handbook of Coastal and Ocean Engineering, ed. Y.C.Kim (World Scientific Publishing), Chapter 21, hal. 553-600.
Sulaiman, Dede M., 2012. Rehabilitasi Pantai Dengan PEGAR Geotube, Studi Kasus Pantai Tanjung Kait, Tangerang, Banten, Jurnal Keairan Vol. 2. No.
2, Bandung.
Sulaiman, Dede M., Huda Bachtiar, and Ahmad Taufiq, 2015. Beach profile changes due to low crested breakwaters at Sigandu Beach North Coast of Central Java, Proceedings of 8th International Conference on Asian and Pacific Coasts 2015, IIT Madras, India