1
Analisa Kerentanan Pantai Terhadap Erosi Akibat Kenaikan Muka Air Laut Di Pantai Kuta Dengan Modifikasi Model Bruun Taufan Febry Wicaksana, Suntoyo, dan Kriyo Sambodho Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected] Abstrak—Pantai Kuta dengan segala pesonanya menyimpan potensi kerusakan akibat berhadapan langsung dengan Samudera Hindia. Tugas akhir ini merupakan penelitian terhadap kerentanan pantai terhadap erosi akibat kenaikan muka air laut. Selain untuk mengetahui berapa nilai dari indeks kerentanan pantai Kuta, penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui pola perubahan garis pantai hingga 50 tahun ke depan. Metode Bruun dan modifikasinya oleh Hennecke dkk digunakan dalam perhitungan erosi (D). Selain itu, dalam penilaian indeks kerentanan juga menggunakan kriteria-kriteria seperti elevasi pantai (ME), kenaikan muka air laut (S), tidal range (TL), tinggi gelombang (WH), dan geomorfologi (G). Nilai dari masingmasing kriteria terdiri dari 1 (sangat rendah), 2 (rendah), 3 (sedang), 4 (tinggi), dan 5 (sangat tinggi). Dari perhitungan indeks kerentanan akan didapatkan tingkat kerentanan dengan tingkatan rendah (0-25), sedang (25-50), tinggi (5075), dan sangat tinggi (75-100). Penelitian diawali dengan mencari laju kenaikan muka air laut dengan menggunakan data pasang surut 1988-2004. Selanjutnya dilakukan perhitungan besar kemuduran pantai yang terjadi. Setelah itu dicari nilai-nilai dari kriteria penilaian indeks kerentanan pantai. Dari analisa yang dilakukan didapatkan hasil bahwa metode Hennecke dkk lebih baik dalam prediksi kemunduran pantai Kuta yaitu dengan error 21,6%. Sedangkan error dari metode Bruun ialah 37,7%. Pada tahun 2051, kemunduran pantai rata-rata dengan menggunakan metode Hennecke dkk adalah 22,85 meter. Nilai dari indeks kerentanan pantai Kuta adalah 64 yang artinya pantai Kuta rentan terhadap ancaman dari enam kriteria tersebut.
memiliki gelombang tinggi menyebabkan pantai kuta rawan tergerus. Dalam rentang waktu 10 tahun yaitu tahun 1978 hingga 1988 Pantai Kuta kehilangan sedimen 16.000 m3 per tahun [1]. Belum ada penelitian lebih lanjut yang memprediksi garis pantai Kuta di masa mendatang. Selain itu belum ada penelitian yang menunjukkan seberapa rentan pantai Kuta terhadap ancaman pantai. Dengan demikian perlu ada penelitian ini perlu dilakukan untuk memberi gambaran bagi pemerintah profinsi Bali dalam upaya melindungi pantai Kuta. II. URAIAN PENELITIAN A. Pengumpulan Data Penelitian ini dilakukan di sepanjang pantai Kuta sejauh 2 km. Panjang 2 km dimulai dari depan Discovery mall hingga depan hotel Alam Kul-kul. Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder yang didapatkan dari hasil Proyek Pengamanan Pantai Kuta Tahun 2004 dan Universitas Hawaii. Data yang berasal dari Proyek Pengamanan Pantai Kuta Tahun 2004 adalah peta bathimetri tahun 2003 (gambar 1), data angin tahun 2000 hingga 2010, peta garis pantai tahun 1992 dan 2001 (gambar 2). Sedangkan data yang didapat dari Universitas Hawaii adalah data pasang surut dari tahun 1988 hingga tahun 2004.
Kata kunci—Indeks kerentanan pantai, Bruun, Hennecke, Erosi, Kenaikan Muka Air Laut
I. PENDAHULUAN ANTAI Kuta merupakan daerah wisata yang terkenal dengan pemandangan matahari terbenam dan tingginya ombak. Sebagai kawasan wisata yang telah dikenal luas, Pantai Kuta telah menjadi sentra perekonomian di Bali. Di sepanjang wilayah Pantai Kuta telah dibangun hotel, restaurant, dan mall sebagai penunjang wisata. Selain itu, terdapat juga kedai dan kios sederhana milik warga lokal yang menjajakan makanan, minuman, cindera mata, tato, bahkan jasa pijat. Namun di balik keindahan dan potensinya, Pantai Kuta menyimpan permasalahan terutama masalah erosi. Berbatasan langsung dengan Samudera Hindia yang
Gambar 1. Peta bathimetri pantai Kuta tahun 2001
2 diberikan oleh Bruun [2] yaitu: h = 2 Hb, dimana Hb adalah tinggi gelombang pecah. D. Validasi Model Validasi digunakan untuk mengetahui metode mana yang cocok untuk memodelkan kemunduran garis pantai Kuta. Proses validasi menggunakan Mean Percentage Error dengan persamaan MPE = (Ʃ
Rpred −Rpeng ∗100 Rpeng
)/n
(4)
Gambar 2. Garis pantai Kuta tahun 1992 dan 2001
B. Kenaikan Muka Air Laut Kenaikan muka air laut merupakan besar kenaikan elevasi muka air laut dala waktu tertentu. Analisa kenaikan muka air laut dilakukan dengan menggunakan least square. Least square merupakan metode dalam regresi linier yang mencari nilai error terkecil. Persamaan dasar yang akan didapatkan adalah ŷ = a + bx
(1)
dengan ŷ adalah elevasi muka air laut, a adalah konstanta, b adalah kemiringan grafik, dan x adalah jumlah bulan. Nilai a dan b didapatkan dari trendline dari grafik pasang surut. Data yang digunakan dalam analisa kenaikan muka air laut adalah data pasang surut. Dari data pasang surut dicari nilai Mean Sea Level (MSL) tiap bulan. Nilai MSL tersebut yang diplot ke dalam grafik dan selanjutnya ditarik garis lurus untuk dicari persamaan liniernya. Persamaan (1) adalah yang digunakan untuk mengetahui kenaikan muka air laut. C. Kemunduran Garis Pantai Kemunduran garis pantai dihitung dengan dua metode, yaitu metode Bruun [2] dan metode Hennecke [3]. Metode Bruun [3] merupakan metode pertama yang digunakan dalam memodelkan kemunduran garis pantai akibat perubahan muka air laut yaitu dengan persamaan 𝑅=
𝐿∗𝑆 𝐵+ℎ
(2)
dimana R adalah kemunduran pantai, L jarak pantai ke depth of closure, S kenaikan muka air laut, h kedalaman depth of closure, dan B tinggi berm. Sedangkan persamaan dalam metode Hennecke [3] ditunjukkan oleh persamaan (3). 𝑅𝐴 =
𝛥𝑉 𝛥𝐿∗𝐵
(3)
Dimana RA merupakan kemunduran pantai, ΔVtot volume sedimen total dalam area studi, ΔL adalah panjang pantai tererosi, dan B adalah tinggi berm. Sebelum menghitung kemunduran garis pantai, perlu diketahui nilai depth of closure. Depth of closure merupakan daerah dimana sediment tidak bergerak. Dalam penelitian ini, persamaan yang digunakan untuk mengetahui closure depth adalah pendekatan yang
dimana Rpred adalah kemunduran pantai prediksi dan Rpeng adalah kemunduran pantai hasil pengukuran. Dari hasil validasi akan diketahui metode mana yang lebih baik dalam memodelkan perubahan garis panai Kuta. Metode yang lebih cocok akan digunakan dalam prediksi perubahan garis pantai 50 tahun ke depan. E. Indeks Kerentanan Pantai Indeks kerentanan pantai menunjukkan tingkat sebarapa rentan suatu daerah terhadap anacaman pantai. Gornitz dkk [4] menentukan 6 kriteria yang termasuk dalam penilaian indeks kerentanan pantai (tabel 1). Tabel 1. Kriteria-kriteria kerenatan very low
low
moderate
high
very high
1
2
3
4
5
Mean elevation (m) Shoreline displacement (m/yr)
>30
>20 & ≤30
>10 & ≤20
>5 & ≤10
≥0 & ≤5
>2
>1 & ≤2
>-1 & ≤1
>-2 & ≤-1
≤-2
Local subsidence (mm/year)
<-1
≥-1 & ≤1
>1 & ≤2
>2 & ≤4
>4
<1
≥1 & <2
≥2 & ≤4
>4 & ≤6
>6
≥0 & <3 Cliffed coast
≥3 & <5 Medium cliff
≥5 & <6
≥6 & <6.9
≥6.9
low cliff
lagoon
sand beach
Variable
Tidal range (m) Significant wave height (m) Geomorphology
Mean elevation adalah jarak pantai terhadap muka air laut. Shoreline displacement adalah kemunduran garis pantai. Dalam penelitian ini kemunduran garis pantai yang digunakan adalah kemunduran pantai hasil dari metode yang paling kecil errornya. Local subsidence merupakan kenaikan muka air laut per tahun. Tidal range adalah jarak HWL dengan LWL. Geomorfologi merupakan jenis pantai. Maximum significant wave height adalah tinggi gelombang significant yang diperoleh dari persamaan (5) dan (6) 𝐻𝑠 = 1.416 𝐻𝑟𝑚𝑠
(5)
dengan, 𝐻𝑟𝑚𝑠 = 5.112 ∗ 10−4 ∗ 𝑈𝐴 ∗ 𝐹𝑒𝑓𝑓
(6)
dimana UA adalah faktor tegangan angin yang didapatkan dari data angin dan Feff adalah fetch effektif. Enam kriteria di atas dimasukkan dalam persamaan yang diberikan oleh Doukakis [5] yaitu
3 IKP=
ME ∗3S ∗3D ∗3G ∗3WH ∗3TR 6
dimana, ME S D G WH TR
(7)
= Mean Elevation = Local Subsidence = Shoreline Displacement = Geomorfologi = Wave Height = Tidal Range
Dengan persamaan (7) didapat suatu nilai yang kemudian dicocokkan dengan tingkat kerentanan (tabel 2) yang diberikan oleh Doukakis [5]. Tabel 2. Level Kerentanan Berdasarkan IKP IKP
Kerentanan
<25
rendah
25-50
sedang
50-75
tinggi
>75
sangat tinggi
B. Kemunduran Garis Pantai Pada persamaan (2) dan (3) terdapat variabel yang berhubungan dengan depth of closure. Nilai depth of closure sendiri adalah 2 kali tinggi gelombang pecah. Hasil perhitungan tinggi gelombang pecah yang dilakukan oleh penulis adalah sedalam 5 meter. Jarak depth of closure dari garis pantai tentu saja bervariasi sesuai dengan kontur perairan. Selain mencari jarak depth of closure ke garis pantai, penarikan pias seperti gambar 4 dilakukan juga untuk mencari luas di antara pias. Luasan tersebut digunakan dalam persamaan (3) untuk mencari kemunduran garis pantai metode Hennecke [3]. Hasil dari perhitungan kedua metode dapat dilihat pada tabel 4 dan tabel 5. Pada kedua tabel tersebut ditampilkan besar kemunduran garis pantai sebanyak 20 dari 50 pias yang digunakan.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kenaikan Muka Air Laut Kenaikan muka air laut ΔS merupakan salah satu variabel dalam menghitung kemunduran garis pantai R. Dalam analisa dengan menggunakan metode least square, didapatkan grafik MSL perbulan sebagai berikut: 2,00 y = 0,000299x + 1,433
1,00 0,00 0
50
100
150
200
Gambar 3. Grafik msl per bulan 1988-2004
Dari gambar 3 terdapat persamaan yang digunakan dalam prediksi muka air laut selama 50 tahun ke depan. Dari hasil prediksi didapatkan persamaan linier y=0,00029x+1,433. Dengan mencari nilai selisih elevasi msl tiap tahun, maka didapat laju kenaikan muka air laut 0,0036 m/tahun. Untuk kebutuhan prediksi validasi model dan prediksi perubahan garis pantai, dihitung pula laju kenaikan muka air laut kumulatif dari tahun 1992-2001 dan 1992-2051. Didapatkan kenaikan muka air laut kumulatif seperti pada tabel 3 Tabel 3. Besar kenaikan muka air laut
Tahun
MSL (m)
ΔS (m)
Keterangan
1992
1,440
-
patokan
2001
1,472
0,03
untuk validasi
2051
1,652
0,21
prediksi
Gambar 4. Penarikan pias dari garis pantai hingga depth of closure
Tabel 4. Hasil perhitungan kemunduran pantai metode Bruun [2]
Pias 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
R1997(m) 4,72 4,64 4,57 4,76 4,84 4,64 4,40 4,43 4,60 4,55 4,54 4,46 3,64 3,55 3,62 3,59 1,50 1,36 1,34 1,50
R2001(m) 6,60 6,50 6,40 6,66 6,78 6,50 6,17 6,20 6,45 6,37 6,35 6,24 5,10 4,98 5,07 5,03 2,10 1,91 1,87 2,11
R2051(m) 30,18 29,71 29,24 30,45 30,98 29,72 28,19 28,33 29,47 29,12 29,04 28,53 23,31 22,74 23,19 22,99 9,58 8,73 8,55 9,63
4 Tabel 5. Hasil perhitungan kemunduran pantai metode Hennecke [3]
Daerah 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
R1997(m) 2,83 4,68 4,60 4,66 4,74 4,52 4,42 4,52 4,58 4,54 4,54 4,01 3,60 3,59 3,61 2,54 1,43 1,35 1,42 1,56
R2001(m) 5,09 8,42 8,29 8,39 8,54 8,14 7,95 8,13 8,24 8,18 8,18 7,23 6,48 6,46 6,49 4,58 2,58 2,43 2,56 2,81
R2051(m) 33,35 55,21 54,34 55,02 55,96 53,38 52,10 53,29 54,01 53,61 53,61 47,36 42,45 42,34 42,57 30,03 16,88 15,93 16,76 18,45
Berdasarkan analisa yang dilakukan, kemunduran garis pantai rata-rata per tahun dari metode Bruun [2] adalah sebesar 0,20 meter/tahun. Sedangkan kemunduran garis pantai rata-rata per tahun dari metode Hennecke dkk [3] adalah sebesar 0,39 meter/tahun. Perbedaan besar kemunduran garis pantai tersebut diakibatkan adanya faktor volume sediment pada model Hennecke dkk [3]. C. Validasi Model Validasi model dihitung dengan MPE. Nilai MPE untuk metode Bruun [2] adalah 37,7 %. Sedangkan nilai MPE untuk metode Hennecke dkk [3] adalah 21,6 %. Garis pantai hasil pada tahun 2051 dari hasil prediksi metode Bruun [2] dan Hennecke dkk [3] ditunjukkan gambar 6 dengan kemunduran rata-rata sebesar 12,91 meter dan 22,85 meter. D. Indeks Kerentanan Pantai Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, indeks kerentanan pantai dinilai dengan meninjau enam kriteria yaitu elevasi pantai, kenaikan muka air laut, kemunduran garis pantai, geomorfologi, tidal range, dan tinggi gelombang signifikan. Elevasi pantai yang digunakan adalah jarak dari LWS menuju jalan raya di depan pantai Kuta dengan elevasi +5 meter. Geomorfologi dari pantai kuta adalah pantai berpasir yang terbuka (gambar 5). Tidal range di pantai Kuta adalah 1,06 meter. Nilai tidal range didapat dari pengurangan elevasi HWL dengan LWL pada bulan Januari 1989. Tinggi gelombang signifikan didapat dari persamaan (5) dan (6) yaitu sebesar 2,44 meter. Elevasi pantai didapat dari cross section Pantai Kuta
yaitu setinggi 5 meter. Dengan demikian nilai dari masingmasing kriteria adalah sebagai berikut:
Tabel 6. Bobot Dari Variabel Kerentanan Variable Mean elevation (m)
Nilai
Bobot
5 meter
5
Shoreline displacement (m/yr)
0,39 m/yr
3
Local subsidence (mm/yr)
3,6 mm/yr
4
1,06 m
2
2,44 m
1
sandy coast
5
Mean tidal range (m) Significant wave height (m) Geomorphology
Nilai 5 pada mean elevation menunjukkan bahwa elevasi Pantai Kuta rentan terhadap ancaman pantai khususnya gelombang dan kenaikan muka air laut. Nilai 3 pada shore siplacement menunjukkan bahwa kemunduran garis pantai di Pantai Kuta masih dalam batas normal. Nilai 4 pada local subsidence menunjukkan bahwa kenaikan muka air laut menjadi ancaman serius bagi Pantai Kuta. Mean tidal range bernilai 2 menunjukkan bahwa pasang surut yang tejadi bukan menjadi ancaman. Tinggi gelombang signifikan bernilai 1 menunjukkan bahwa tinggi gelombang sangat tidak mengancam. Namun bobot dari tinggi gelombang signifikan tidak cocok dengan perairan Indonesia yang rata-rata tinggi gelombang antara 0,5 meter hingga 1,5 meter. Kriteria yang digunakan dalam tabel 6 berdasarkan data lingkungan di Amerika. Namun karena penelitian ini mengacu pada kriteria dan pembobotan variabel kerentanan oleh Gornitz dkk [6]. Dengan demikian, nilai dari indeks kerentanan berdasarkan hasil pada tabel 6 dengan menggunakan persamaan (7) adalah 64 atau dengan artian pantai Kuta rentan terhadap ancaman.
Gambar 5. Bagian Pantai Kuta Yang Berpasir
5
Gambar 6. Garis pantai tahun 1992, 2001, dan 2051
IV. KESIMPULAN Sesuai dengan tujuan penelitian yaitu mengetahui perubahan garis pantai dan mengetahui nilai indeks kerentanan pantai, maka didapatkan bahwa pada tahun 2051, dengan menggunakan metode Bruun [2] dan Hennecke [3], pantai Kuta mengalami kemunduran garis pantai rata-rata sebesar 12,91 meter dan 22,85 meter dengan pola perubahan garis pantai seperti yang ditunjukkan pada gambar 6. Perubahan tersebut diukur dari garis pantai patokan pada tahun 1992. Nilai indeks kerentanan pantai Kuta adalah 64. Hal tersebut menunjukkan bahwa pantai Kuta rentan terhadap ancaman. Dengan demikian pantai Kuta perlu mendapat upaya perlindungan mengingat bahwa pantai Kuta merupakan objek wisata unggulan di Bali.
DAFTAR PUSTAKA [1] Tanimoto, U. 1990. Investigation of Wave, Current, And Topography Change In Bali Coral Beach. Technical Design Bali Beach Conservation Project, Chapter 2, pp1. [2] Bruun, P. 1988. The bruun Rule of Erosion By Sea-level Rise: A Discussion of Large-Scale two and three dimensional usages. Journal of Coastal Research 4, 627648. [3] Hennecke, W. G., Greeve, C. A., Colwell, P. J. 2004. GISBased Behaviour Coastal Modelling and Simulation of Potensial Land Property Loss: Implication of Sea-Level Rise at Collaroy, Sidney, Australia. Coastal Management, 32, 449-480. [4] Gornitz, V. M., Beaty, T. W., Daniels, R. C. 1997. A Coastal Hazards Data Base For The U.S. West Coast. Environmental Sciences Division Publication. Tennessee. [5] Doukakis, E. 2005. Coastal Vulnerability adn Risk Parameter. European Water, Vol 11, no. 6, 3-7.
