BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Daerah Studi
Kecamatan Muara Gembong merupakan kecamatan di Kabupaten Bekasi yang terletak pada posisi 06000’ – 06005’ lintang selatan dan 106057 - 107002 bujur timur. Secara geografis Kecamatan Muara Gembong berbatasan dengan Jakarta Utara di sebelah barat dan berbatasan dengan Kabupaten Karawang di bagian timurnya. Kecamatan ini mempunyai luas 14.009 km2. Kecamatan Muara Gembong memiliki 6 desa, yaitu Desa Jaya Sakti, Desa Pantai Sederhana, Desa Pantai Mekar, Desa Pantai Bahagia, Desa Pantai Bakti, dan Desa Pantai Harapan Jaya. Wilayah Muara Gembong merupakan daerah pesisir dengan panjang garis pantai mencapai 22 km. Wilayahnya didominasi oleh lahan perairan. Lahan tambak di Wilayah Muara Gembong mencapai 10.741 Ha. Sebanyak 60% dari penduduknya bermata pencaharian dari hasil tambak tersebut. Dari data Dishidros TNI AL tahun 2010 tentang kondisi pasut di kecamatan Muara Gembong, ketinggian pasut harian muara gembong berkisar antara 10-120 cm. Sedangkan berdasarkan data kondisi angin, dari data Dishidros TNI AL tahun 2010, kecepatan angin maksimum sebesar 14,1 km/jam yang terjadi pada bulan Desember 2001 dan kecepatan angin minimum sebesar 2 km/jam terjadi pada bulan Mei tahun 2008. Gambar 2.1 memperlihatkan lokasi daerah studi untuk tugas akhir ini yang ada di dalam ruang lingkup riset dan inovasi 2012 di KK Sains dan Sistem Kerekayasaan Wilayah Pesisir dan Laut yang berjudul Analisis Dinamika Pesisir Kecamatan Muara Gembong, Kabupaten Bekasi, Dalam Perspektif Pengelolaan Wilayah Pesisir Secara Terpadu (Windupranata, 2011a).
5
Gambar 2.1 Lokasi titik pengamatan pasut dan arus 2.2
Definisi Pasut
Pasang surut (pasut) adalah peristiwa naik turunnya permukaan air laut jangka pendek secara periodik. Pasut merupakan gelombang terpanjang dengan panjang gelombang dapat mencapai setengah dari lingkaran bumi. Periode rata-rata dari gelombang pasut sekitar 12,4 jam atau 24,8 jam. Penyebab terjadinya pasut akibat adanya kombinasi dari gaya gravitasi bulan dan matahari terhadap pergerakan bumi. Gaya gravitasi bulan merupakan pembangkit utama pasut meskipun massa bulan jauh lebih kecil dibandingkan dengan massa matahari. Hal ini diakibatkan jarak bulan ke bumi lebih dekat dibandingkan jarak bulan ke matahari. Data tinggi muka air laut pada rentang waktu tertentu diperlukan untuk menentukan tinggi muka air laut rata-rata yang digunakan sebagai referensi kedalaman atau tinggi suatu titik. Selain itu data tersebut juga dapat digunakan untuk peramalan pasut, dan mengetahui karakteristik pasut di suatu daerah.
6
2.3
Teori Dinamika Pasut
Fenomena pasut dijelaskan dengan teori pasut setimbang yang dikemukakan Sir Isaac Newton (1642-1747). Pada sistem dua benda dengan massa m1 dan m2 akan terjadi gaya tarik menarik sebesar F di antara keduanya yang besarnya sebanding dengan perkalian massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya : (1) Dimana G = konstanta gravitasi, m1 = massa benda pertama, m2 = massa benda ke dua, r = jarak titik pusat massa benda pertama ke titik pusat massa benda ke dua. Pada sistem bumi bulan, terdapat gaya pembangkit pasut, yaitu gaya gravitasi bulan (Fb) dan gaya sentrifugal sistem bumi bulan (Fs). Pada titik P yang lokasinya terdekat dengan bulan dan segaris dengan sumbu bumi bulan, gaya gravitasi bulan yang bekerja pada titik P lebih besar dibandingkan dengan gaya sentrifugalnya (Fb > Fs). Akibat dari peristiwa ini, badan air pada titik P menjauhi bumi ke arah bulan. Hal sebaliknya terjadi di titik P’, gaya sentrifugal yang bekerja di titik P’ lebih besar daripada gaya gravitasi bulan sehingga badan air tertarik menjauhi bumi pada arah menjauhi bulan. Gambar 2.2 menunjukkan besarnya gaya gravitasi bulan (Fb) terhadap gaya sentrifugal (Fs) yang bekerja di permukaan bumi.
Gambar 2.2 Arah gaya sentrifugal dan gaya gravitasi bulan yang bekerja di permukaan bumi 7
2.4
Tipe Pasut
Terdapat tiga macam tipe pasut, yaitu tipe pasut diurnal, tipe pasut semi-diurnal dan tipe campuran. Pasut diurnal (harian tunggal) merupakan tipe pasut dimana dalam sehari semalam terjadi satu kali pasang dan satu kali surut. Pasut semi-diurnal (harian ganda) merupakan tipe pasut dimana dalam sehari semalam terjadi dua kali pasang dan dua kali surut. Pasut campuran merupakan tipe pasut gabungan dari pasut diurnal dan semi-diurnal. Dikatakan pasut campuran jika dalam satu siklus pasut antara masing-masing pasang tinggi dan pasang rendahnya secara berturut-turut mempunyai nilai tinggi muka air laut dengan nilai yang jauh berbeda. Gambar 2.3 menunjukkan tipe-tipe pasut.
Gambar 2.3 Tipe-tipe pasut P. Van der Stok (1987) mengelompokkan pasut menurut perbandingan jumlah amplitudo komponen diurnal terhadap jumlah amplitudo komponen semi-diurnal melalui persamaan: f
1
1
(1)
Berdasarkan nilai dari bilangan formzahl (Nf), tipe pasut dikelompokkan seperti pada tabel 2.1 8
Tabel 2. 1 Jenis pasut berdasarkan bilangan formzahl Nilai Bentuk 0 < Nf < 0,25 0,25 < Nf < 1,5 1,5 < Nf < 3 Nf >3 2.5
Jenis pasut Harian ganda Campuran berganda Campuran tunggal Harian tunggal
Komponen-komponen Pasut
Pasut di suatu perairan merupakan penjumlahan dari komponen-komponen pasang akibat gaya gravitasi bulan, matahari dan benda langit lainnya serta komponen yang timbul dari penjalaran pasang itu sendiri. Revolusi bulan, bumi dan benda langit lainnya mempunyai periodenya sendiri, sehingga komponen yang dibentuknya dapat diuraikan dari hasil pencatatan. Tabel 2.2 menunjukkan komponen-komponen pasut utama dan komponen-komponen pasut perairan dangkal. Tabel 2. 2 Komponen-komponen pasut utama dan pasut perairan dangkal Jenis, nama dan simbol komponen pasut Semi-diurnal
Kecepatan sudut (derajat/jam)
Periode (jam)
Principal lunar (M2)
28,9841
12,42
Principal Solar (S2)
30
12
Larger lunar elliptic (N2) Luni Solar (K2) Diurnal Luni Solar (K1) Principal lunar (O1) Principal Solar (P1) Long Period Lunar Fortnightly (Mf) Lunar Monthly (Mm) Solar semi annual (Ssa) Shallow water 2SM2 MNS2 MK3 M4 MS4
28,4397 30,0821
12,66 11,97
15,0411 13,943 14,9589
23,33 25,82 24,07
1,098 0,5444 0,0821
327,82 661,3 2191,43
31,0161 27,424 44,025 57,968 58,084
11,61 13,13 8,18 6,21 6,2 9
Secara garis besar, komponen-komponen pasut utama dapat dibagi dalam 3 kelompok, yaitu komponen-komponen periode panjang, komponen-komponen diurnal, dan komponen-komponen semi-diurnal. Selain itu terdapat juga komponenkomponen perairan dangkal yang timbul akibat pengaruh batimetri perairan. Tabel 2.2 menunjukkan komponen-komponen pasut utama dan komponen-komponen pasut perairan dangkal. 2.6
Definisi Arus
Arus adalah gerakan badan air. Berdasarkan gaya pembangkitnya arus terbagi menjadi dua, yaitu arus pasut dan arus nir pasut. Arus pasut adalah pergerakan badan air akibat peristiwa naik turunnya muka air laut akibat pasut. Sementara arus nir pasut disebabkan gaya-gaya pembangkit arus laut selain pasut. 2.7
Gaya Pembangkit Arus Laut
Arus laut terjadi akibat adanya dua gaya. Gaya pembangkit pertama membuat air mulai bergerak dalam kecepatan tertentu. Gaya yang kedua menentukan arah dari pergerakan arus tersebut. Gaya pembangkit pertama diakibatkan tekanan dari angin yang bertiup di atas air, radiasi matahari, dan perbedaan densitas antar lapisan air. Gaya pembangkit ke dua diakibatkan adanya efek coriolis, gravitasi, gaya gesekan antar partikel air, dan bentuk permukaan lautan itu sendiri. Radiasi matahari merupakan penyebab terjadinya arus. Intensitas yang berbeda antara permukaan laut menyebabkan terjadinya perbedaan tekanan di permukaan bumi. Perbedaan tekanan inilah yang menyebabkan terjadinya angin. Angin bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Ketika angin bergerak di atas permukaan air, maka air di bawahnya akan ikut terseret oleh angin sehingga menimbulkan arus laut. Pergerakan arah arus laut yang dihasilkan tidak sejajar dengan pergerakan arah angin. Hal ini diakibatkan karena adanya efek coriolis. Efek coriolis menyebabkan timbulnya perubahan arah arus sesuai dengan bertambahnya kedalaman. Pembelokan arah arus ini dikenal dengan spiral Ekman. Pada peristiwa spiral Ekman, lapisan permukaan laut digerakkan oleh angin. Lapisan-lapisan di bawahnya digerakkan akibat adanya gesekan molekul air dari 10
lapisan di atasnya. Semakin bawah lapisan permukaan air, kecepatan arus yang dihasilkan akan semakin lambat dibandingkan kecepatan arus di atasnya. Arah arusnya pun semakin dibelokkan. Pada belahan bumi bagian utara arah arus akan dibelokkan ke kanan terhadap arah angin sementara pada belahan bumi bagian selatan arah arus akan dibelokkan ke kiri terhadap arah angin. Peristiwa ini terus terjadi sampai kedalaman tertentu di mana gaya gesekan antar molekul air tidak berpengaruh lagi. Gambar 2.4 menunjukkan ilustrasi dari fenomena spiral Ekman.
Gambar 2.4 Fenomena spiral Ekman (Sumber: http://oceanmotion.org/html/background/ocean-in-motion.htm)
2.8
Arus Pasut
Arus yang timbul akibat peristiwa pasang surut dinamakan arus pasut. Pada peristiwa ini terjadi interaksi antara naik turunnya permukaan air laut akibat pasut dengan batas-batas perairan tempat pasut tersebut, sehingga terjadi gerak badan air ke arah horizontal. Pergerakan horizontal badan air akibat arus pasut menuju dan menjauhi pantai seiring dengan naik turunnya muka laut akibat peristiwa pasut. Arus pasut ini sangat terasa pada perairan tertutup (teluk), perairan dangkal, kanal-kanal pasut, dan muara sungai (delta dan estuari). Secara umum, arus pasut menjadi lebih kuat ketika mendekati pantai. Arus pasut merupakan pemegang peranan penting dalam sirkulasi di laut. Arus pasut lebih kuat 11
sepuluh kali dari arus nonpasut. Di lain sisi, arus pasut di perairan terbuka dipercaya memiliki kecepatan antara 2-5 cm/s. Ini menjadi bukti bahwa pergerakan gelombang air dari periode pasut membangkitkan arus beberapa kali lebih besar. Arus pasut mempunyai sifat bergerak dengan arah saling bertolak belakang atau bidirectional. Arah arus saat air meninggi biasanya berlawanan dengan arah arus pada saat air merendah. Kecepatan arus minimum terjadi ketika air mencapai tinggi maksimum dan tinggi minimum. Hal ini akibat terjadinya perubahan arah arus pasut. Kecepatan maksimum terjadi saat-saat antara air tinggi dan air rendah. Dengan demikian periode kecepatan arus pasut akan mengikuti periode pasut yang membangkitkannya. Kecepatan arus pasut maksimum dapat diperkirakan dari persaamaan : u a√g h
(2)
u adalah nilai kecepatan arus maksimum. A adalah amplitudo pasut. G adalah akselerasi karena gravitasi bumi. H adalah kedalaman perairan. Dari persamaan (2), jika amplitudo pasut (a) nilainya konstan, kecepatan arus pasut akan bertambah seiring dengan kedalaman air yang berkurang.
12
