ANALISIS VARIASI SEDIMEN PADA PANTAI BERLUMPUR (STUDI KASUS LOKASI PANTAI CERMIN DELI SERDANG SUMATERA UTARA)
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Melengkapi Syarat Penyelesaian Pendidikan Sarjana Teknik Sipil
HIDAYAT 090424073
Dosen Pembimbing :
Dr. Ir. AHMAD PERWIRA MULIA, M.Sc. NIP.19660417 199303 1 004
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga Tugas Akhir yang berjudul “ANALISIS VARIASI SEDIMEN PADA PANTAI BERLUMPUR (STUDI KASUS LOKASI PANTAI CERMIN DELI SERDANG SUMATERA UTARA)” dapat penulis selesaikan. Salawat dan salam penulis persembahkan kepada Nabi Muhammad SAW, semoga tuntunan jalan hidupnya menjadi lentera bagi penulis dan semoga mendapat syafaat di yaumil akhir nanti. Banyak pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, dengan selesainya Tugas Akhir ini penulis mengucapkan terimakasih yang setulusnya kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Ir. Zulkarnain A. Muis, M.Eng.Sc, selaku Koordinator Program Pendidikan Sarjana Ekstensi Jurusan Teknik Sipil. 3. Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira MuliaM.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan sumbangan pemikiran serta masukan yang sangat berharga dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Ir. Makmur Ginting, M.Sc dan Bapak Ivan Indrawan, ST, MT, selaku Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberikan masukan yang membangun dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
i
5. Dosen Program Studi dan staf administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Terimakasih yang teristimewa penulis ucapkan kepada kedua orang tua, Alm. Ayahanda Ilyas Hasan dan Ibunda Darmawati yang telah mendidik, membimbing dan membesarkan penulis dengan penuh kesabaran dan keikhlasan serta selalu memberikan dukungan dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 7. Teruntuk kakak/abang dan adik saya, Junida Satria, Erwin Asmara, Nur Hidayati dan Muhammad Aziz Rizwan serta kedua keponakan saya yang selalu membuat saya tersenyum dan semangat, Muhammad Zikri Rashdan dan Muhammad Fardan. 8. Kepada sahabat-sahabat saya di Permata Bank: Fezzy Fakhta Fratama Nasution, Desy Rizka, Desy Putri, Annisa Rainy Pasaribu dan Erna Sitorus yang telah banyak membantu dan selalu memberikan semangat serta dukungan serta rekan kerja dan atasan saya di Collateral Valuation, terima kasih atas dukungan dan pengertiannya. 9. Kepada sahabat-sahabat saya yang tergabung dalam Niggz: Citra Handayani, Ade Riandito, Amanda, Raysa, Ary Harahap dan Indra Pratama yang selalu mengingatkan saya untuk tetap menikmati hidup, terima kasih atas bantuan dan dukungan kalian. 10. Kepada sahabat saya Kathy Natasya Hansen yang selalu mengingatkan saya untuk secepatnya menyelesaikan Tugas Akhir ini.
ii
11. Kepada seluruh rekan Ekstensi 2009, terutama kepada Viola Herta Purba yang telah sama-sama berjuang dan saling memotivasi sehingga saya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Semoga amal baik mereka mendapatkan balasan yang setimpal dari Allah SWT. Penulis menyadari Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan untuk penyempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan,
Februari 2015 Penulis
HIDAYAT 090 424 073
iii
Abstrak Pantai Cermin adalah salah satu objek wisata yang ada di Sumatera Utara. Pantai ini terbentuk dari sedimen kohesif sehingga dapat dikategorikan sebagai pantai berpasir cenderung berlumpur. Pantai berlumpur terjadi di daerah pantai yang terdapat banyak muara sungai yang membawa sedimen suspensi dalam jumlah besar ke laut. Selain itu kondisi gelombang pantai berlumpur relatif tenang sehingga tidak mampu membawa sedimen tersebut ke perairan dalam laut lepas. Untuk mengetahui variasi ukuran butiran sedimen yang tersuspensi di pantai ini dan hubungannya terhadap kerentanan erosi, maka dilakukan penelitian tugas akhir yang berjudul Analisis Variasi Sedimen Pada Pantai Berlumpur (Studi Kasus Lokasi Pantai Cermin Deli Serdang Sumatera Utara). Kajian sedimentasi dilakukan dengan menganalisis karakter sedimen di Pantai Cermin yang didominasi oleh pasir berlumpur. Data yang diperlukan adalah data analisa saringan (Sieve Analysis) dan Data Hydrometer Test yang diujikan di laboratorium. Parameter yang diperlukan untuk menganalisa variasi sedimen ini yaitu ukuran butiran. Metode yang digunakan pada tugas akhir ini adalah Metode Otto-Inman dan metode Folk-Ward. Untuk nilai skewness menurut Duane (1964) nilai negatif mengindikasikan bahwa lingkungan tererosi sementara nilai positif mengindikasikan bahwa lingkungan terdeposisi atau terjadi sedimentasi. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa Pantai Cermin mengalami erosi pantai. Untuk mendapatkan hasil analisa yang lebih baik diperlukan studi lebih lanjut dan didukung oleh data lapangan yang lebih lengkap dalam jangka waktu yang lebih lama sehingga hasil yang diperoleh lebih akurat. Kata kunci: Pantai Cermin, Variasi Sedimen, Ukuran Butiran, Sieve Analysis Test, Hydrometer Test.
iv
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .................................................................................... i ABSTRAK ...................................................................................................... iv DAFTAR ISI ................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii DAFTAR TABEL........................................................................................... ix DAFTAR NOTASI ......................................................................................... x BAB I
PENDAHULUAN 1.1. Umum .................................................................................. 1 1.2. Latar Belakang ..................................................................... 2 1.3. Tujuan .................................................................................. 3 1.4. Pembatasan Masalah ............................................................ 3 1.5. Metodologi Penelitian .......................................................... 3 1.6. SistematikaPenulisan ........................................................... 6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Umum .................................................................................. 8 2.2. Sifat Cairan .......................................................................... 9 2.2.1. Berat Jenis ................................................................ 10 2.2.2. Kekentalan ............................................................... 10 2.2.3. Kerapatan relatif dalam air....................................... 11 2.3. Sifat Sedimen ....................................................................... 11 2.3.1. Ukuran Partikel ........................................................ 11 2.3.2. Bentuk Partikel......................................................... 18 2.3.3. Rapat Massa/Kerapatan (density) ............................ 19
v
2.4. Pengangkutan Sedimen ........................................................ 20 2.4.1. Pergerakan Sedimen Tegak Lurus Pantai ................ 22 2.4.2. Pengangkutan Sedimen Sejajar Pantai ..................... 22 2.4.3. Mekanisme Transpor Sedimen Oleh Gelombang .... 22 2.5. Sedimen Kohesif .................................................................. 25 2.5.1. Profil Vertikal dari Konsentrasi Sedimen ................ 25 2.5.2. Flokulasi ................................................................... 27 2.5.3. Kecepatan Jatuh Partikel .......................................... 28 2.5.4. Deposisi dari Sedimen Kohesif ................................ 30 2.5.5. Resuspensi dari Sedimen Kohesif ............................ 31 BAB III
METODOLOGI PENELITIAN 3.1
Data Umum Penelitian ......................................................... 33
3.2
Tahap Penelitian .................................................................. 34 3.2.1
Persiapan .................................................................. 34
3.2.2
Pengumpulan Data ................................................... 34
3.2.3
Analisa Data............................................................. 35 3.2.3.1 Data Analisa Saringan ............................... 35 3.2.3.2 Data Hydrometer Test ................................ 36
3.3
Pengolahan Data .................................................................. 38 3.3.1
Pengukuran Gelombang di Lapangan ...................... 38
3.3.2
Data Sedimen ........................................................... 40
BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN 4.1
Analisa Data Saringan ......................................................... 42 4.1.1 Perhitungan sampel BH-1 ......................................... 42
vi
4.1.2
Perhitungan sampel BH-2 ........................................ 46
4.1.2
Perhitungan sampel BH-3 ........................................ 50
4.1.2
Perhitungan sampel BH-4 ........................................ 53
4.1.2
Perhitungan sampel BH-5 ........................................ 57
4.1.2
Perhitungan sampel BH-6 ........................................ 60
4.2
Nilai Viskositas .................................................................... 63
4.3
Kerapatan Relatif dalam Air ............................................... 64
4.4
Koefisien Hambatan ........................................................... 64
4.5
Kecepatan Jatuh Sedimen.................................................... 65
4.6
Fall Time Model .................................................................. 65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan............................................................................ 67 5.2 Saran ...................................................................................... 67 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 68 LAMPIRAN .................................................................................................... 70
vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Bagan Alir Penelitian ................................................................... 5 Gambar 2.1 Variasi Ukuran Pasir Pada Suatu Profil Pantai ............................ 16 Gambar 2.2 Proses Littoral Transport di Area Nearshore................................ 21 Gambar 2.3 Abrasi dan Sedimentasi Akibat Arus Longshore Current ............ 23 Gambar 2.4 Pengaruh Tegangan Geser Terhadap Gerak Sedimen Dasar ....... 24 Gambar 2.5 Profil Vertikal dari Sedimen Kohesif dan Kecepatan Jatuh......... 27 Gambar 3.1 Peta Lokasi Pantai Cermin ........................................................... 33 Gambar 3.2 Diagram Alir Tugas Akhir ........................................................... 37 Gambar 3.3 Hubungan α dan β dengan H/gT2 ................................................ 39 Gambar 3.4 Hubungan antara Hb/H’0 dan H’0/gT2 ........................................ 40 Gambar 3.5 Skema Posisi Pengambilan Sampel.............................................. 41 Gambar 4.1 Grafik Analisa Ayakan 1 .............................................................. 42 Gambar 4.2 Grafik Analisa Ayakan 2 .............................................................. 46 Gambar 4.3 Grafik Analisa Ayakan 3 .............................................................. 50 Gambar 4.4 Grafik Analisa Ayakan 4 .............................................................. 53 Gambar 4.5 Grafik Analisa Ayakan 5 .............................................................. 57 Gambar 4.6 Grafik Analisa Ayakan 6 .............................................................. 60
viii
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Time Schedule.................................................................................. 7 Tabel 2.1 Parameter yang Berpengaruh Pada Pengangkutan Sedimen............ 10 Tabel 2.2 Skala Wenworth Dari Klasifikasi Ukuran Sedimen ......................... 12 Tabel 2.3 Standar Ukuran Saringan ................................................................. 17 Tabel 2.4 Batasan-batasan Ukuran Butiran Tanah........................................... 17 Tabel 3.1 Tinggi Gelombang ........................................................................... 38 Tabel 3.2 Periode Gelombang .......................................................................... 39
ix
DAFTAR NOTASI c
= Konsentrasi sedimen
Cd
= Koefisien hambatan (drag coeffisien)
D
= Diameter butiran sedimen
f
= Faktor gesekan
g
= Kecepatan gravitasi
Re
= Bilangan reynold
SF
= Faktor bentuk
T
= Temperatur
u*
= Kecepatan geser
ws
= Kecepatan jatuh sedimen
Δ
= Kerapatan relatif
ρ
= Rapat masa
ρa
= Rapat masa air laut
ρs
= Rapat masa sedimen
η
= Viskositas kinematik
τb
= Tegangan geser dasar
Ø
= Phi sedimen
M dφ
= Median diameter rata-rata
σφ
= Standar deviasi
αφ
= Skewness (nilai asimetris butiran)
Hb
= Gelombang pecah
x
