(a). Vektor kecepatan arus pada saat pasang, time-step 95

Debit Bulanan Sungai Jenggalu

Tabel 4.4 Year/Month

Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

18.75

1995

30.57

30.92

58.51

25.35

11.83

18.51

35.48

10.78

13.01

6.05

25.40

1996

19.19

25.16

13.42

13.21

7.13

5.00

3.46

3.64

4.13

3.78

4.04

0.16

1997

3.10

17.47

15.84

9.65

19.22

3.97

3.29

2.95

1.81

1.49

0.74

11.05

1998

30.57

30.92

58.51

25.35

11.83

18.51

35.48

10.78

13.01

6.05

25.40

18.75

1999

30.35

21.85

21.47

12.27

23.70

9.94

19.11

17.23

11.78

14.63

16.07

24.97

2000

26.94

22.41

23.18

9.45

7.58

6.62

3.71

5.15

2.58

9.73

5.97

6.00

2001

9.36

19.38

11.97

4.35

9.71

1.55

2.80

3.30

4.28

10.44

26.87

18.82

2002

25.94

6.99

46.01

5.57

5.51

4.59

4.43

8.85

6.69

4.21

5.56

14.89

Average

22.00

21.88

31.11

13.15

12.06

8.59

13.47

7.84

7.16

7.05

13.76

14.17

Max

30.57

30.92

58.51

25.35

23.70

18.51

35.48

17.23

13.01

14.63

26.70

24.97

Min

3.10

6.99

11.97

4.35

5.51

1.55

2.80

2.95

1.81

1.49

0.74

0.16

Sumber: Dokumen Kompilasi Data, Draft Final Report Studi Tinjau Ulang Master Plan Pelabuhan Bengkulu, PT Pelindo II, 2006

Setelah memasukkan kondisi batas dan tahap-tahap persiapan lainnya, program RMA2 siap dijalankan. Hasil pemodelan RMA2 untuk bulan pertama adalah sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 4.29 berikut ini.

(a). Vektor kecepatan arus pada saat pasang, time-step 95.

Simulasi Sedimentasi di Alur Masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan Perangkat Lunak SMS 8.1

4-41

(b). Vektor kecepatan arus di alur masuk pada saat pasang, spring, time-step 95.

(c). Vektor kecepatan arus di alur masuk pada saat surut, neap, time-step 295. Gambar 4.29 Vektor kecepatan arus – model Skenario I. Simulasi Sedimentasi di Alur Masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan Perangkat Lunak SMS 8.1

4-42

Dari gambar diatas terlihat adanya arus masuk ke dalam alur pelabuhan pada saat pasang dan keluar alur pada saat surut. Arus bolak-balik inilah yang akan membawa sedimen masuk kedalam alur dan akhirnya menyebabkan pendangkalan pada alur pelabuhan. Dari hasil yang ditampilkan diatas terlihat juga bahwa arus yang terjadi pada saat spring lebih besar dari pada arus yang terjadi pada saat neap (perbani). Hal ini tentu saja sangat wajar, dikarenakan tunggang pasang pada saat spring lebih besar daripada tunggang pasang yang terjadi pada saat neap. Sebelum dapat melanjutkan tahap pemodelan berikutnya, perlu dilakukan kalibrasi dahulu terhadap hasil simulasi awal untuk memastikan bahwa model dapat mewakili kondisi di lapangan. Kalibrasi yang dilakukan adalah kalibrasi elevasi muka air pasang surut di Pelabuhan Pulau Baai. Kalibrasi arus dalam hal ini tidak dilakukan karena tidak tersedianya data arus untuk lokasi studi. Kalibrasi dilakukan terhadap hasil pemodelan untuk mengetahui tingkat kesesuaian model dengan kondisi lapangan sesungguhnya. Dalam hal ini kalibrasi dilakukan dengan membandingkan elevasi muka air hasil pemodelan dengan data elevasi muka air hasil peramalan DISHIDROS TNI AL. Hal ini dilakukan karena tidak data hasil pengukuran langsung di lapangan tidak tersedia. Selanjutnya, error dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

Error =

⎤ 1 ⎡ N η s − ηi * 100%⎥ ⎢∑ N ⎣⎢ i =1 TP ⎦⎥

Dimana:

N = jumlah data

η = elevasi muka air hasil simulasi/pemodelan

η = data elevsi muka air hasil pengukuran di lapangan TP = Tunggang pasang Dalam hal ini, karena tidak tersedianya data hasil pengukuran di lapangan, maka kalibrasi elevasi muka air dilakukan terhadap data elevasi muka air hasil peramalan DISHIROS, dengan asumsi data peramalan DISHIDROS tersebut kebenarannya cukup akurat. Data hasil simulasi yang digunakan untuk kalibrasi adalah data elevasi muka air di kolam Pelabuhan Pulau Baai, yaitu pada node 1301, seperti nampak pada Gambar 4.30.


4-43

Titik Kalibrasi (Node 1301)

Gambar 4.30 Lokasi kalibrasi EMA model skenario I. Gambar 4.31 berikut memperlihatkan perbandingan elevasi muka air hasil pemodelan dengan peramalan DISHIDROS. Perbandingan EMA Hasil Simulasi dengan Data DISHIDROS 0.8

EMA terhadap MSL (m)

0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 0

100

200

300

400

500

600

700

jam Hasil simulasi

DISHIDROS

Gambar 4.31 Perbandingan EMA hasil simulasi Skenario I dengan data DISHIDROS. Simulasi Sedimentasi di Alur Masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan Perangkat Lunak SMS 8.1

4-44

Hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan diatas memperlihatkan error yang tidak terlalu besar, yaitu sebesar 13,3%. Dengan demikian hasil pemodelan masih dapat diterima. Selanjutnya hasil pemodelan RMA2 akan digunakan sebagai input bagi tahap pemodelan selanjutnya, yaitu pemodelan sedimentasi dengan program SED2D. C. Pemodelan SED2D untuk Skenario I Simulasi sedimentasi dalam studi ini dilakukan dengan asumsi sebagai berikut: 1. Jenis sedimen yang digunakan adalah pasir, dengan ukuran partikel sedimen seragam sebesar 0,2 mm. 2. Kecepatan jatuh sedimen global diatur sangat kecil mendekati nol. Hal ini dilakukan untuk mencegah terjadinya sedimentasi di lokasi-lokasi yang tidak diinginkan selain pada lokasi studi, yaitu perairan sekitar alur masuk dan alur masuk Pelabuhan Pulau Baai. Kecepatan jatuh sedimen di alur masuk pelabuhan diatur berdasarkan ukuran partikel sedimen pada Tabel 4.5. Dari tabel diperoleh dengan cara iterasi kecepatan jatuh yang bersesuaian dengan ukuran partikel sedimen 0,2 mm dan temperatur air 20o C adalah sebesar 0,025 m/s. Untuk mendapatkan distribusi endapan yang mendekati keadaan nyata dilapangan, pada beberapa elemen dilakukan modifikasi terhadap nilai kecepatan jatuh sedimen yaitu hingga 0.001 m/s. Tabel 4.5 Kecepatan Jatuh Sedimen df

ws (10°C)

ws (20°C)

mm

m/s

m/s

0,10

0,005

0,008

0,14

0,01

0,013

0,16

0,013

0,016

0,22

0,023

0,028

0,25

0,028

0,033

0,29

0,033

0,039

0,40

0,05

0,058

0,55

0,077

0,084

0,70

0,1

0,11

1,00

0,15

0,16

1,20

0,17

0,17

Sumber: Fredsoe & Deigaard, Mechanics of Coastal Sediment Transport, 1992


4-45

3. Pada keseluruhan domain model, ketebalan lapisan sedimen pasir di dasar perairan adalah nol, sehingga faktor erosi dalam pemodelan ini diabaikan. Hal ini dilakukan untuk lebih mempertahankan kestabilan model. Langkah-langkah yang dilakukan dalam pemodelan adalah: 1. Run simulasi dengan input data dari hasil simulasi RMA2. Untuk parameter sedimen yang tidak tersedia akan digunakan nilai-nilai asumsi. Parameter-parameter lain yang digunakan dalam model selain yang telah disebutkan diatas adalah sebagaimana ditunjukan dalam Tabel 4.6. Tabel 4.6 Parameter Pemodelan SED2D No.

Parameter

Nilai

1

Koefisien difusi(xx)

12

2

Koefisien difusi (yy)

12

3

Konsentrasi awal (kg/m3)

0,1

4

Percepatan gravitasi (m/s2)

9,81

5

Specific graviy

2,65

6

Faktor bentuk butiran

0,67

7

Characteristic deposition length factor

8

Characteristic erosion length factor

10,0

9

Kekasaran butir

0,75

1,0

Sumber: Pemodelan

2. Mengisi kondisi batas. Kondisi batas untuk model dapat dilihat pada Gambar 4.32.


4-46

Gambar 4.32 Kondisi batas SED2D. Dalam tahap pemodelan selanjutnya, dilakukan beberapa kali penambahan konsentrasi pada kondisi batas. Hal ini ditujukan untuk meningkatkan volume endapan yang terjadi, hingga mendekati kondisi nyata di lapangan. Rincian penambahan konsentrasi yang dilakukan adalah sebagai berikut: •

Pada simulasi bulan ke 7 hingga 10, konsentrasi sedimen pada sumber fiktif sebesar 2 kg/m3 ditingkatkan menjadi 2,4 kg/m3.

•

Pada simulasi bulan ke 11, konsentrasi sedimen pada sumber fiktif sebesar 2,4 kg/m3 ditingkatkan menjadi 3 kg/m3.

•

Pada simulasi bulan ke 11 dan 12, konsentrasi sedimen pada inflow Sungai Jenggalu ditingkatkan dari 0,3 menjadi 0,6 kg/m3.

3. Menjalankan simulasi dengan time-step yang sama dengan RMA2 sebelumnya. Hasil pemodelan berupa sebaran sedimen dan konsentrasinya serta perubahan kedalaman yang terjadi di sekitar alur pelayaran Pelabuhan Pulau Baai disajikan dalam Gambar sedimentasi untuk bulan pertama diperlihatkan dalam Gambar 4.33 dan Gambar 4.34.


4-47

(a). Pola sebaran sedimen Skenario I (bulan ke-1, time-step 725).

(b). Pola sebaran sedimen Skenario I (bulan ke-1, time-step 725) – zoom1 Simulasi Sedimentasi di Alur Masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan Perangkat Lunak SMS 8.1

4-48

(c). Pola sebaran sedimen Skenario I (bulan ke-1, time-step 725) – zoom II Gambar 4.33 Sebaran konsentras sedimen Skenario I.

Gambar 4.34 Pengendapan sedimen di akhir simulasi bulan ke-1 (time-step 725).


4-49

Dari Gambar 4.33 bagian (a), (b) da (c) terlihat bahwa arus fiktif yang dibangkitkan pada simulasi RMA2 berhasil membawa konsentrasi sedimen yang cukup besar dalam arah longshore, melintasi perairan sekitar Pulau Baai. Konsentrasi sedimen yang terbawa arus sejajar pantai ini selanjutnya terbawa oleh arus bolak-balik yang dibangkitkan fenomena pasang surut ke dalam alur pelabuhan dan mengendap. Pengendapan yang terjadi menimbulkan perubahan geometri dan batimetri dari lokasi yang dimodelkan. Distribusi endapan sedimen pada akhir bulan pertama diperlihatkan pada Gambar 4.34. Dari gambar tersebut nampak bahwa sedimentasi yang paling besar terjadi di luar alur masuk pelabuhan dan di muka alur masuk. Tebal endapan di tengah alur relatif lebih sedikit dibandingkan endapan di muka alur dan bagian paling dalam dekat kolam pelabuhan. Hasil simulasi SED2D berupa data geometri dan batimetri yang baru selanjutnya digunakan sebagai input bagi program GFGEN dan RMA2 untuk simulasi bulan berikutnya. Pola pemodelan dilakukan menerus hingga bulan ke-12. Hasil simulasi sedimentasi Skenario I hingga akhir bulan ke-12 berupa tebal endapan sedimen di sekitar alur masuk Pelabuhan Pulau Baai disajikan dalam gambar potongan melintang dan memanjang seperti nampak dalam Gambar 4.35 – Gambar 4.45 berikut.

(a). Potongan melintang dan memanjang pada alur masuk pelabuhan. Simulasi Sedimentasi di Alur Masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan Perangkat Lunak SMS 8.1

4-50

H

H I

I

J

J

(a). Potongan melintang di luar alur masuk pelabuhan. Gambar 4.35 Layout potongan Skenario I. aw al bulan 1 akhir bulan 12

kedalaman terhadap MSL (m)

Potongan A-A 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

300

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.36 Potongan melintang A-A.


4-51

aw al bulan 1 akhir bulan 12


Potongan B-B 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

300

350

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.37 Potongan melintang B-B. aw al bulan 1 akhir bulan 12


Potongan C-C 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.38 Potongan melintang C-C.


4-52



Potongan D-D 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

300

350

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.39 Potongan melintang D-D. aw al bulan 1 akhir bulan 12


Potongan E-E 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

300

350

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.40 Potongan melintang E-E.


4-53



Potongan F-F 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

300

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.41 Potongan melintang F-F. aw al bulan 1 akhir bulan 12


Potongan G-G 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

200

400

600

800

1000

1200

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.42 Potongan memanjang G-G.


4-54


Potongan H-H


0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 0

100

200

300

400

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.43 Potongan melintang H-H. aw al bulan 1 akhir bulan 12

Potongan I-I


0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 0

100

200

300

400

500

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.44 Potongan melintang I-I.


4-55


Potongan J-J


0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 0

100

200

300

400

500

600

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.45 Potongan melintang J-J. Salah satu kelebihan yang dimiliki oleh SMS 8.1 adalah kemampuannya untuk mengitung volume air yang berada diatas sebuah dasar batimetri pada suatu elemen. Volume dihitung berdasarkan luas elemen tersebut serta kedalamannya terhadap datum yang digunakan, dalam hal ini, MSL. Dengan demikian, volume endapan sedimen dapat dihitung dengan cara membandingkan volume air diatas dasar elemen-elemen (pada lokasi tinjauan) di awal pemodelan dengan volume air diatas dasar elemen-elemen tersebut pada kondisi batimetri akhir pemodelan. Untuk lebih memahami skema perhitungan ini, dapat dilihat Gambar 4.46.


4-56

aw al bulan 1

0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12

V1

0

50

100

150

200

250

0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12

300

V2

0

50

Jarak antar titik potongan (m)

Vsed = V1 – V2

0

50

100

150

200

250

150

200

250

300

300


Potongan A-A



0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12

100

Jarak antar titik potongan (m) aw al bulan 1 akhir bulan 12

Potongan A-A

akhir bulan 12

Potongan A-A



Potongan A-A

0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12

Vsed

0


50

100

150

200

250

300


Gambar 4.46 Perhitungan volume endapan. Volume endapan Skenario I dalam studi ini dihitung pada dua wilayah, yaitu pada alur masuk pelabuhan seluas 39,7 Ha dan perairan sekitar alur masuk pelabuhan seluas 102,3 Ha. Wilayah tersebut diperlihatkan pada Gambar 4.47.

Luas = 39,7 Ha

Luas = 102,3 Ha

Gambar 4.47 Wilayah perhitungan volume endapan sedimen – Skenario I. Simulasi Sedimentasi di Alur Masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan Perangkat Lunak SMS 8.1

4-57

Hasil perhitungan volume endapan sedimen di alur masuk pelabuhan hingga akhir bulan ke-12 diperoleh sebesar 524.186,85 m3, sedangkan volume endapan di luar alur masuk diperoleh dalam jumlah yang jauh lebih besar, yaitu sebanyak 1.541.335,43 m3. Sejak tahun 1989 telah dilakukan pengerukan alur pelayaran Pelabuhan Pulau Baai secara berkala. Data pengerukan pada alur pelayaran disajikan pada Tabel 4.7. Tabel 4.7 No.

Data Pengerukan Alur Pelayaran Pulau Baai. Tahun

Volume (m3)

Elevasi Dasar

1

1989

1.800.000 *)

-10 m LLWL

2

1994

843653

-10 m LLWL

3

1995

440987

-10 m LLWL

4

1997

778167

-10 m LLWL

5

1998

509656

-10 m LLWL

6

1999 (Mei)

565500

-10 m LLWL

1999 (Oktober)

238128

-10 m LLWL

2001 (Agustus)

811344

-10 m LLWL

2001 (Oktober)

228000

-10 m LLWL

7

Keterangan: *) termasuk volume pengerukan sand-trap Sumber: Laporan Final Pekerjaan Penelitian Masalah Sedimentasi di Pulau Baai Bengkulu, PT (persero) Pelabuhan Indoesia II, 2002.

Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa volume endapan sedimen pada alur pelayaran tiap tahun berkisar kira-kira antara 400.000 m3 hingga 800.000 m3 per tahun. Dengan demikian, volume endapan pada alur pelabuhan hasil pemodelan sebesar 524.186,85 m3 secara kuantitatif dapat dikatakan telah memenuhi keadaan sebenarnya di lapangan. Namun demikian, secara kualitatif distribusi tebal endapan sedimen pada alur pemodelan yang hampir merata, belum mampu memodelkan keadaan sesungguhnya di lapangan, dimana tebal endapan alur pelabuhan disisi breakwater/jetty sebelah selatan jauh lebih besar dari endapan di sebelah kanan, atau utara. Pada bagian berikutnya akan disajikan hasil pemodelan untuk skenario II dan III yaitu skenario penanggulangan sedimentasi yang pernah dilakukan, dan atau diusulkan.

4.2.3 Pemodelan Skenario II A. Pemodelan RMA2 Pemodelan Skenario II dilakukan dengan langkah yang sama dengan pemodelan skenario I. Pada skenario ini, yang diubah hanya geometri dari model, yaitu dengan menambahkan/memperpanjang struktur breakwater sepanjang 415 m di sebelah selatan dan 280 m di sebelah utara, dengan kedalaman alur tetap, -10 m LLWS.


4-58

Mesh yang dibangun untuk skenario II dapat dilihat pada Gambar 4.48.

Gambar 4.48 Mesh dan domain pemodelan Skenario II. Informasi mengenai mesh yang dibangun disajikan dalam Tabel 4.8 berikut ini. Spesifikasi Mesh pada Domain Pemodelan Skenario II

Tabel 4.8

No.

Informasi Mesh

1

Tipe elemen

kuadratik

2

Jumlah elemen segitiga

2969

3

Jumlah elemen segiempat

1083

4

Jumlah elemen total

4052

5

Jumlah node

9564

6

Elevasi Z minimum

-0.73

7

Elevasi Z maksimum

-1527

Sumber: Pemodelan

Kondisi batas dan input lain untuk model Skenario II digunakan sama dengan Skenario I. Hanya saja, untuk model skenario II, jumlah iterasi yang dilakukan adalah 8 kali untuk solusi awal dan 4 kali untuk tiap time-step. Hasil pemodelan RMA2 untuk bulan pertama adalah sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 4.49 berikut ini. Simulasi Sedimentasi di Alur Masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan Perangkat Lunak SMS 8.1

4-59

(a). Vektor kecepatan arus pada saat pasang, time-step 95.

(b). Vektor kecepatan arus di alur masuk pada saat pasang, spring, time-step 95.


4-60

(c). Vektor kecepatan arus di alur masuk pada saat surut, neap, time-step 295. Gambar 4.49 Vektor kecepatan arus – model Skenario II. Dari gambar diatas terlihat pola arus yang mirip dengan pola arus pada model Skenario I. Terlihat adanya arus masuk ke dalam alur pelabuhan pada saat pasang dan keluar alur pada saat surut. Hal yang telihat berbeda adalah kecepatan arus yang timbul pada alur pelayaran menjadi lebih kecil. Sama halnya dengan analisis pada model Skenario I, selanjutnya dilakukan kalibrasi elevasi muka air pasang surut terhadap data DISHIDROS. Data hasil simulasi Skenario II yang digunakan untuk kalibrasi adalah data elevasi muka air di titik atau node 1301 yang terletak di dalam kolam pelabuhan. Lokasi titik kalibrasi untuk model Skenario II ditunjukan pada Gambar 4.51.


4-61

Titik Kalibrasi (Node 1301)

Gambar 4.50 Lokasi kalibrasi EMA model Skenario II. Gambar 4.50 memperlihatkan perbandingan elevasi muka air hasil pemodelan Skenario II dengan peramalan DISHIDROS. Perbandingan EMA Hasil Simulasi Skenario II dengan Data DISHIDROS 0.8

EMA terhadap MSL (m)

0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 0

100

200

300

400

500

600

700

jam Hasil simulasi

DISHIDROS

Gambar 4.51 Perbandingan EMA hasil simulasi skenario II dengan data DISHIDROS.


4-62

Hasil perhitungan error untuk model Skenario II diperoleh sebesar 12,99%. Selanjutnya hasil pemodelan RMA2 akan digunakan sebagai input bagi tahap pemodelan selanjutnya, yaitu pemodelan sedimentasi dengan program SED2D. B. Pemodelan SED2D untuk Skenario II Kondisi batas dan parameter-parameter yang digunakan dalam simulasi sedimentasi untuk Skenario II sama dengan pada Skenario I. Pola penyebaran sedimen dan distribusi endapan sedimen untuk model Skenario II pada akhir bulan pertama adalah sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 4.52 dan Gambar 4.53 berikut ini.

(a). Pola sebaran sedimen Skenario II, time-step 725, bulan ke-1.


4-63

(b). Pola sebaran sedimen Skenario II, time-step 725, bulan ke-1 – Zoom. Gambar 4.52 Sebaran konsentras sedimen Skenario II, time-step 725, bulan ke-1.

Gambar 4.53 Pengendapan sedimen di akhir simulasi bulan ke-1, Skenario II. Simulasi Sedimentasi di Alur Masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan Perangkat Lunak SMS 8.1

4-64

Hasil simulasi SED2D berupa data geometri dan batimetri yang baru selanjutnya digunakan sebagai input bagi program GFGEN dan RMA2 untuk simulasi bulan berikutnya. Pola pemodelan dilakukan menerus hingga bulan ke-12, sama dengan pemodelan Skenario I. Hasil simulasi sedimentasi Skenario II hingga akhir bulan ke-12 berupa tebal endapan sedimen di sekitar alur masuk Pelabuhan Pulau Baai disajikan dalam gambar potongan melintang dan memanjang seperti nampak dalam Gambar 4.54 – Gambar 4.64 berikut.

G

A B

A

C B D C E D F E F

G

(a). Potongan melintang dan memanjang pada alur masuk pelabuhan.


4-65

H

H I

I

J

J

(a). Potongan melintang di luar alur masuk pelabuhan. Gambar 4.54 Layout potongan pada model Skenario II. aw al bulan 1 akhir bulan 12


Potongan A-A 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

300

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.55 Potongan melintang A-A (model Skenario II). Simulasi Sedimentasi di Alur Masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan Perangkat Lunak SMS 8.1

4-66



Potongan B-B 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

300

350

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.56 Potongan melintang B-B (model Skenario II). aw al bulan 1 akhir bulan 12


Potongan C-C 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.57 Potongan melintang C-C (model Skenario II).


4-67



Potongan D-D 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

300

350

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.58 Potongan melintang D-D (model Skenario II). aw al bulan 1 akhir bulan 12


Potongan E-E 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

300

350

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.59 Potongan melintang E-E (model Skenario II).


4-68



Potongan F-F 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

50

100

150

200

250

300

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.60 Potongan melintang F-F (model Skenario II). aw al bulan 1 akhir bulan 12


Potongan G-G 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 0

200

400

600

800

1000

1200

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.61 Potongan memanjang G-G (model Skenario II).


4-69


Potongan H-H


0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 0

100

200

300

400

500

600

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.62 Potongan melintang H-H (model Skenario II). aw al bulan 1 akhir bulan 12

Potongan I-I


0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 0

100

200

300

400

500

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.63 Potongan melintang I-I (model Skenario II).


4-70


Potongan J-J


0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 0

100

200

300

400

500

600

Jarak antar titik potongan (m) Gambar 4.64 Potongan melintang J-J (model Skenario II). Volume endapan Skenario II dalam studi ini dihitung pada dua wilayah, yaitu pada alur masuk pelabuhan seluas 39,7 Ha dan perairan sekitar alur masuk pelabuhan seluas 118,9 Ha. Wilayah tersebut diperlihatkan pada Gambar 4.65.

Luas = 39,7 Ha

Luas = 118,9 Ha

Gambar 4.65 Wilayah perhitungan volume endapan sedimen – Skenario II.


4-71

Hasil perhitungan volume endapan sedimen di alur masuk pelabuhan hingga akhir bulan ke-12 diperoleh sebesar 416.391,87 m3, sedangkan volume endapan di luar alur masuk diperoleh dalam jumlah yang jauh lebih besar, yaitu sebanyak 1.649.841,74 m3. Dari hasil perhitungan tersebut, dapat diketahui bahwa upaya penanganan sedimentasi di alur masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan menambah panjang breakwater/jetty tidak terlalu banyak memberikan dampak terhadap laju sedimentasi yang terjadi. Jumlah sedimen yang tertahan hanya sekitar 100.000 m3 per tahun. Dengan demikian diperlukan upaya penanganan lain yang lebih sesuai untuk permasalahan sedimentasi ini. Upaya lain yang diusulkan adalah dengan menggunakan sistem sand by-passing. Upaya penanganan menggunakan sistem sand-bypassing akan coba di modelkan pada model Skenario III.

4.2.4 Pemodelan Skenario III A. Pemodelan RMA2 untuk Skenario III Pemodelan RMA2 untuk Skenario III, secara garis besar sama dengan model Skenario I, akan tetapi pada kondisi batas ditambahkan satu nodestring untuk memodelkan pompa sand-bypass, yaitu berupa debit sebesar 5 m3/s dengan arah aliran keluar dari mesh. Hal ini ditujukan untuk memperoleh pola arus yang keluar dari mesh yang diharapkan akan mampu menjadi sebuah sink yang akan mengurangi konsentrasi sedimen dan laju pengendapan. Selain debit sebesar 5m3/s, digunakan juga kondisi batas lain pada lokasi dan arah yang sama berupa komponen kecepatan arus sebesar 0,22 m/s. Angka 5 m3/s diambil dengan cara coba-coba, sambil mempertahankan stabilitas model. Gambar 4.66 berikut ini menunjukan kondisi batas tambahan yang digunakan pada model Skenario III. Kondisi batas lainnya sama dengan kondisi batas pada Skenario I.


4-72

Debit 0,5 m3/s

Kecepatan arus 0,22 m/s

Gambar 4.66 Kondisi batas tambahan pada model Skenario III. Hasil simulasi bulan pertama untuk model Skenario III disajikan dalam Gambar 4.67 .

Gambar 4.67 Kondisi batas tambahan pada model Skenario III. Simulasi Sedimentasi di Alur Masuk Pelabuhan Pulau Baai dengan Perangkat Lunak SMS 8.1

4-73

Dari hasil simulasi, diketahui bahwa kondisi batas berupa debit fiktif dan komponen kecepatan arus yang digunakan tidak mampu memodelkan sistem pemompaan sandbypassing yang diinginkan. Arus dengan arah keluar dari model yang diharapkan tidak terjadi. Dengan demikian dapat diperkirakan bahwa pengurangan laju sedimentasi juga tidak akan terjadi sesuai yang diinginkan. Upaya lain yang dilakukan dengan menambah besar debit pada kondisi batas tersebut (10 m3/s, 20 m3/s, 100m3/s) menjadikan model tidak stabil/error. B. Pemodelan SED2D untuk Skenario III Kondisi batas yang digunakan untuk pemodelan SED2D pada Skenario III sama dengan kondisi batas pada Skenario I dan II. Hal ini dilakukan untuk membandingkan hasil yang diperoleh untuk masing-masing skenario. Pola penyebaran sedimen dan distribusi endapan sedimen untuk model Skenario III pada akhir bulan pertama adalah sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 4.68 dan Gambar 4.69 berikut ini.

(a). Pola sebaran sedimen Skenario III (bulan ke-1, time-step 725)


4-74

(b). Pola sebaran sedimen Skenario III (bulan ke-1, time-step 725) – zoom Gambar 4.68 Sebaran konsentras sedimen – model Skenario III.

Gambar 4.69 Pengendapan sedimen Skenario III (bulan 1, time-step 725).


4-75

Untuk menguji tingkat keberhasilan model skenario III, volume endapan akhir bulan pertama simulasi dibandingkan dengan volume endapan hasil simulasi skenario I pada bulan yang sama seperti ditunjukan pada Tabel 4.9 dibawah ini. Tabel 4.9 Selisih Volume endapan hasil simulasi Skenario I dan III pada akhir bulan ke-1 Skenario I Volume endapan (m3) Selisih (m3)

28.754,15

Skenario III 30.286,34 1.532,19

Sumber: Hasil pemodelan

Dari hasil perbandingan diatas diketahui volume endapan yang terjadi di alur masuk pelauhan Pulau Baai lebih besar pada Skenario III dibandingkan dengan volume endapan yang dihasilkan Skenario I. Hal ini tidak sesuai dengan yang diharapkan semula yaitu model sand-bypassing pada Skenari III akan mengurangi laju sedimentasi di alur masuk pelabuhan. Dengan demikian validitas model Skenario III tidak dapat dicapai. Dari pemodelan Skenario III diketahui bahwa pemodelan sand-bypassing dengan SMS 8.1 tidak dapat dilakukan dengan menggunakan kondisi batas RMA2 berupa debit outflow ataupun dengan menggunakan komponen kecepatan arus yang diatur mengarah ke luar domain pemodelan.


4-76

4

Pemodelan .................................................... 1 4.1

Model Transport Sedimen Sejajar Pantai - GENESIS ....................................... 1

4.1.1

Input Data GENESIS ....................................................................................... 2

4.1.2

Hasil Pemodelan Transport Sedimen dengan GENESIS.............................. 11

4.2

Pemodelan Sedimentasi dengan SMS 8.1........................................................ 17

4.2.1

Pengenalan SMS 8.1 .................................................................................... 17

4.2.2

Pemodelan Skenario I ................................................................................... 33

4.2.3

Pemodelan Skenario II .................................................................................. 58

4.2.4

Pemodelan Skenario III ................................................................................. 72


4-77

Gambar 4.1

Ilustrasi transpor sedimen sejajar pantai ..................................................... 2

Gambar 4.2

Arah datang gelombang dalam GENESIS. ................................................. 3

Gambar 4.3

Diskritisasi garis pantai Pulau Baai. ............................................................ 4

Gambar 4.4

Orientasi model garis pantai Pulau Baai. .................................................... 4

Gambar 4.5

Data gelombang hasil hincasting dan kaitannya dengan posisi baseline.... 6

Gambar 4.6 Grid Pemodelan GENESIS Pulau Baai, Selatan Bengkulu. ........................ 7 Gambar 4.7 Grid Pemodelan Pantai Selatan Bengkulu. .................................................. 8 Gambar 4.8 Input gelombang GENESIS. ......................................................................... 9 Gambar 4.9 Transport Sedimen 1996-1997................................................................... 12 Gambar 4.10 Transport Sedimen 1997-1998................................................................. 12 Gambar 4.11 Transport Sedimen 1998-1999................................................................. 13 Gambar 4.12 Transport Sedimen 1999-2000................................................................. 13 Gambar 4.13 Transport Sedimen 2000-2001................................................................. 14 Gambar 4.14 Transport Sedimen 2001-2002................................................................. 14 Gambar 4.15 Transport Sedimen 2002-2003................................................................. 15 Gambar 4.16 Transport Sedimen 2003-2004................................................................. 15 Gambar 4.17 Transport Sedimen 2004-2005................................................................. 16 Gambar 4.18 Transport Sedimen 2005 (Januari-Desember). ........................................ 16 Gambar 4.19

Diagram Alir Pemodelan SMS. .............................................................. 18

Gambar 4.20

Elemen 1D............................................................................................. 21

Gambar 4.21

Elemen 2D sisi lurus............................................................................. 21

Gambar 4.22

Elemen-elemen yang berpotensi menimbulkan error. .......................... 23

Gambar 4.23

Skema Newton-Rhapson...................................................................... 27

Gambar 4.24

Diagram alir proses pemodelan............................................................. 29

Gambar 4.25

Mesh dan domain pemodelan Skenario I. ............................................. 35

Gambar 4.26

Batimetri lokasi kajian............................................................................ 37

Gambar 4.27

Pembagian jenis material dalam domain............................................... 39


4-78

Gambar 4.28

Kondisi batas pemodelan. ..................................................................... 40

Gambar 4.29

Vektor kecepatan arus – model Skenario I............................................ 42

Gambar 4.30

Lokasi kalibrasi EMA model skenario I. ................................................. 44

Gambar 4.31

Perbandingan EMA hasil simulasi Skenario I dengan data DISHIDROS. 44

Gambar 4.32

Kondisi batas SED2D. ........................................................................... 47

Gambar 4.33

Sebaran konsentras sedimen Skenario I............................................... 49

Gambar 4.34

Pengendapan sedimen di akhir simulasi bulan ke-1 (time-step 725). ... 49

Gambar 4.35

Layout potongan Skenario I................................................................... 51

Gambar 4.36

Potongan melintang A-A........................................................................ 51

Gambar 4.37

Potongan melintang B-B........................................................................ 52

Gambar 4.38

Potongan melintang C-C. ...................................................................... 52

Gambar 4.39

Potongan melintang D-D. ...................................................................... 53

Gambar 4.40

Potongan melintang E-E........................................................................ 53

Gambar 4.41

Potongan melintang F-F. ....................................................................... 54

Gambar 4.42

Potongan memanjang G-G.................................................................... 54

Gambar 4.43

Potongan melintang H-H. ...................................................................... 55

Gambar 4.44

Potongan melintang I-I. ......................................................................... 55

Gambar 4.45

Potongan melintang J-J. ........................................................................ 56

Gambar 4.46

Perhitungan volume endapan................................................................ 57

Gambar 4.47

Wilayah perhitungan volume endapan sedimen – Skenario I................ 57

Gambar 4.48

Mesh dan domain pemodelan Skenario II. ............................................ 59

Gambar 4.49

Vektor kecepatan arus – model Skenario II........................................... 61

Gambar 4.50

Lokasi kalibrasi EMA model Skenario II. ............................................... 62

Gambar 4.51

Perbandingan EMA hasil simulasi skenario II dengan data DISHIDROS. 62

Gambar 4.52

Sebaran konsentras sedimen Skenario II, time-step 725, bulan ke-1. .. 64

Gambar 4.53

Pengendapan sedimen di akhir simulasi bulan ke-1, Skenario II. ......... 64


4-79

Gambar 4.54

Layout potongan pada model Skenario II. ............................................. 66

Gambar 4.55

Potongan melintang A-A (model Skenario II). ....................................... 66

Gambar 4.56

Potongan melintang B-B (model Skenario II). ....................................... 67

Gambar 4.57

Potongan melintang C-C (model Skenario II). ....................................... 67

Gambar 4.58

Potongan melintang D-D (model Skenario II). ....................................... 68

Gambar 4.59

Potongan melintang E-E (model Skenario II). ....................................... 68

Gambar 4.60

Potongan melintang F-F (model Skenario II)......................................... 69

Gambar 4.61

Potongan memanjang G-G (model Skenario II). ................................... 69

Gambar 4.62

Potongan melintang H-H (model Skenario II). ....................................... 70

Gambar 4.63

Potongan melintang I-I (model Skenario II). .......................................... 70

Gambar 4.64

Potongan melintang J-J (model Skenario II).......................................... 71

Gambar 4.65

Wilayah perhitungan volume endapan sedimen – Skenario II............... 71

Gambar 4.66

Kondisi batas tambahan pada model Skenario III. ................................ 73

Gambar 4.67

Kondisi batas tambahan pada model Skenario III. ................................ 73

Gambar 4.68

Sebaran konsentras sedimen – model Skenario III. .............................. 75

Gambar 4.69

Pengendapan sedimen Skenario III (bulan 1, time-step 725)................ 75


4-80

Tabel 4.1 Hasil Penyesuaian Arah Datang Gelombang ................................................... 6 Tabel 4.2

Spesifikasi Mesh pada Domain Pemodelan Skenario I................................. 35

Tabel 4.3

Jenis Material pada Mesh Skenario I ............................................................ 39

Tabel 4.4

Debit Bulanan Sungai Jenggalu .................................................................... 41

Tabel 4.5 Debit Bulanan Sungai Jenggalu ..................................................................... 45 Tabel 4.6 Parameter Pemodelan SED2D....................................................................... 46 Tabel 4.7

Data Pengerukan Alur Pelayaran Pulau Baai................................................ 58

Tabel 4.8

Spesifikasi Mesh pada Domain Pemodelan Skenario II................................ 59

Tabel 4.9 Selisih Volume endapan hasil simulasi Skenario I dan III pada akhir bulan ke-1 .......................................................................................................................................... 76


4-81

(a). Vektor kecepatan arus pada saat pasang, time-step 95

Recommend Documents