1 III HASIL DAN DISKUSI Sistem hidrolika estuari didominasi oleh aliran sungai, pasut dan gelombang (McDowell et al., 1977). Pernyataan tersebut mende...
Sistem hidrolika estuari didominasi oleh aliran sungai, pasut dan gelombang (McDowell et al., 1977). Pernyataan tersebut mendeskripsikan kondisi perairan estuari daerah studi dengan adanya dominasi pasut, gelombang dan muara sungai. Kedua lokasi memiliki jenis sedimen dasar perairan yang relatif serupa dengan morfologi pantai yang berbeda satu sama lainnya. Hal ini diduga akibat pengaruh sistem delta muara sungai sekitar lokasi (Poerbandono & Magetsari, 2007). Uraian kondisi hidrodinamika daerah studi serta pengaruhnya terhadap dinamika konsentrasi sedimen tersuspensi akan dijelaskan pada bab ini.
III.1 Uji Model Estimasi Sedimen Tersuspensi Uji keterandalan antara dua model estimasi konsentrasi sedimen tersuspensi dilakukan pada tesis ini. Gambar III.1 menunjukkan hubungan antara logaritmik konsentrasi sedimen terhadap intensitas gema akustik stasiun IM01 dan pengukuran transek untuk mengestimasi konsentrasi sedimen tersuspensi pada masing-masing lokasi.
EI (dB) 0
20
40
60
80
0
Model Transek
10log10(c)
-20
-40
Model IM01 -60 Data IM01 Data Transek -80
Gambar III.1 Data masukan model estimasi konsentrasi sedimen IM01 dan transek
III-1
Uji perbandingan antara dua model dilakukan pada lokasi “Transek AB”. Penerapan Model IM01 untuk mengestimasi konsentrasi sedimen tersuspensi pada lokasi transek menunjukkan nilai konsentrasi yang jauh lebih rendah terhadap data
in-situ (Gambar III.2). Hal ini dikarenakan selain akibat perbedaan rentang konsentrasi in-situ sedimen tersuspensi dalam membangun model antara lokasi Indramayu (0.001-0.177mg/l) dan pengukuran transek (39-1102mg/l), juga kemungkinan akibat perbedaan distribusi ukuran dan bentuk butir, serta kekuatan pantul (target strength) dari sedimen pemantul pada kedua lokasi.
Konsentrasi In-situ (mg/l)
10000
100
1
Model Transek Model IM01 0.01 0.01
1
100
10000
Konsentrasi Estimasi (mg/l)
Gambar III.2 Estimasi sedimen tersuspensi Transek AB dengan dua model berbeda
Dapat disimpulkan bahwa model estimasi konsentrasi sedimen bersifat sangat spesifik untuk suatu lokasi (site-specific). Sehingga pada tesis ini Model IM01 hanya digunakan untuk mengestimasi konsentrasi sedimen tersuspensi pada perairan Indramayu (IM01, IM02 dan IM03). Pada perairan Muara Gembong (MG01 dan MG02) estimasi konsentrasi sedimen tersuspensi menggunakan Model Transek. Nilai kesalahan absolut rata-rata antara hasil estimasi dan data in-situ pada lokasi transek sebesar 198.36mg/l untuk Model Transek dan 356.13mg/l untuk Model
III-2
IM01. Hasil estimasi Model Transek lebih akurat dibandingkan Model IM01 pada lokasi transek. Perbandingan hasil estimasi konsentrasi sedimen tersuspensi perairan Indramayu terhadap nilai konsentrasi in-situ dapat dilihat pada Gambar III.3. Nilai kesalahan absolut rata-rata antara hasil estimasi dengan menggunakan Model IM01 terhadap data in-situ pada stasiun IM01, IM02 dan IM03 sebesar 0.017mg/l, 0.013mg/l dan 0.017mg/l.
1
Konsentrasi In-situ (mg/l)
Stasiun IM01 Stasiun IM02 Stasiun IM03
0.1
0.01
0.001 0.001
0.01
0.1
1
Konsentrasi Estimasi (mg/l)
Gambar III.3 Perbandingan hasil estimasi konsentrasi sedimen tersuspensi dan data insitu perairan Indramayu
III.2 Karakterisasi Arus, Pasut dan Gelombang III.2.1 Hidrodinamika Pengukuran Stasioner Perairan Bekasi Pengukuran arus dan pasut stasiun MG01 dan MG02 mencakup kondisi pasut purnama (spring tide) dan pasut mati (neap tide). Tunggang pasut saat kondisi pasang mati (14 Desember 2006) dan purnama (22 Desember 2006) sebesar 0.5m dan 1.15m (Gambar III.4 dan III.6). Jenis pasut perairan Muara Gembong adalah pasut diurnal, dimana pada satu hari terjadi satu kali pasang dan satu kali surut. Hasil pengukuran dan generalisasi profil arus stasiun MG01 dapat dilihat pada Gambar III.4. Pada stasiun MG01 terjadi stratifikasi kecepatan dan arah arus pada
III-3
kolom air. Kecepatan arus semakin besar seiring pertambahan kedalaman perairan (spasial) dan bernilai maksimum setiap harinya saat kondisi menuju surut (temporal). Kecepatan arus membesar pada waktu-waktu sekitar pasut purnama dan melemah saat pasut mati. Pada kedalaman 2.5-5m kecepatan arus relatif konstan sekitar 0-0.1m/s. Arah arus berubah secara periodik akibat pengaruh pasut. Pergerakan arus Timur Laut sangat dominan dengan variasi perubahan arah Selatan-Barat Daya. Pada kedalaman 5-7.5m rentang kecepatan arus dominan berkisar 0.1-0.4m/s. Perubahan kecepatan arus bersifat periodik akibat pengaruh pasut. Arah arus dominan adalah Timur Laut. Pengaruh pasut diurnal pada stasiun MG01 sangat dominan terhadap perubahan kecepatan arus. Hal ini berdasarkan munculnya periode dominan 24 jam-an (periode pasut diurnal) dari hasil analisis spektral yang dilakukan terhadap kedua komponen vektor arus (Gambar III.5).
(a) Profil kecepatan arus MG01
III-4
(b) Profil arah arus MG01
Gambar III.4 Perekaman profil arus dan pasut stasiun MG01
periode dominan
periode dominan
periode dominan
periode dominan periode dominan
periode dominan
Gambar III.5 Spektrum daya komponen vektor arus stasiun MG01
Pada stasiun MG02 terjadi pelemahan profil kecepatan arus yang tidak terlalu signifikan dengan bertambahnya kedalaman perairan (Gambar III.6). Kecepatan
III-5
arus maksimum harian terjadi saat kondisi menuju pasang dan menuju surut, dan minimum saat puncak pasang dan surut. Tunggang pasut yang besar saat pasut purnama menyebabkan kecepatan arus membesar, dan arus melemah saat pasut mati akibat nilai tunggang pasut kecil. Profil arah pergerakan arus terhadap kedalaman relatif homogen, dominan ke arah Utara-Selatan dengan variasi pergerakan Barat Laut-Tenggara. Pola arus harian berubah secara periodik bersamaan dengan siklus pasut harian. Arus bergerak ke Selatan saat pasang dan ke Utara saat surut. Kondisi tersebut menggambarkan bahwa arus pasut sangat dominan pada stasiun MG02. Hasil analisis spektral komponen vektor arus arah-v (Utara-Selatan) juga menunjukkan bahwa periode 24 jam-an (periode pasut diurnal) sangat dominan (Gambar III.7). Hal ini mengindikasikan kuatnya sinyal arus pasut dengan arah pergerakan Utara-Selatan.
(a) Profil kecepatan arus MG02
III-6
(b) Profil arah arus MG02
Gambar III.6 Perekaman profil arus dan pasut stasiun MG02
periode dominan periode dominan periode dominan
periode dominan
periode dominan
periode dominan
Gambar III.7 Spektrum daya komponen vektor arus stasiun MG02
Pada stasiun MG01 juga dilakukan perekaman data gelombang sekitar 2 hari (911 Desember 2006). Interval perekaman dilakukan setiap satu setengah jam
III-7
dengan akuisisi data per detik selama sekitar 17 menit (1024 data/interval). Analisis metode zero crossing dilakukan untuk mendapatkan parameter tinggi gelombang signifikan (Hs), tinggi gelombang maksimum (Hmax) dan tinggi gelombang rata-rata (Havg). Hasil analisis gelombang dapat dilihat pada Gambar III.8. 0.3 Hs Hmax
Tinggi Gelombang (m)
0.25
Havg 0.2 0.15 0.1 0.05
11-Dec-06
10-Dec-06
09-Dec-06
0
Gambar III.8 Hasil analisis perekaman data gelombang stasiun MG01
Pada tanggal 10 Desember 2006 gelombang bernilai maksimum, dengan tinggi gelombang signifikan sebesar 0.15m dan tinggi gelombang maksimum mencapai 0.25m.
III.2.2 Hidrodinamika Pengukuran Transek Muara Gembong Pengukuran arus transek memotong mulut sungai (Gambar II.5 dan III.9) dilakukan selama 1 siklus pasut tanggal 25-26 Agustus 2007 menggunakan Aquadopp 1000kHz.
III-8
9342850 9342950 9343050 9343150 9343250 9343350
B Jalur Transek A
720350
720450
720550
720650
720750
720850
Gambar III.9 Lokasi pengukuran arus transek Muara Gembong
Profil kedalaman mulut sungai lokasi pengukuran arus “Transek AB” dan pengambilan sampel sedimen tersuspensi dapat dilihat pada Gambar III.10. Sampel diambil pada bagian tengah (titik b) dan sisi-sisi sungai (titik a dan c). Pengukuran arus transek dilakukan saat kondisi pasut purnama. Waktu-waktu pengukuran transek dapat dilihat pada Gambar III.11. Analisis pada tesis ini dilakukan pada kondisi pasang (T3), menuju surut (T6), surut (T8) dan menuju pasang (T11).
0
Jalur Transek
A c
B
b
a
K ed alam an (m )
-1
Titik pengambilan sampel sedimen
-2
N -3 0
15
30
45
60 Jarak (m)
75
90
105
Gambar III.10 Profil kedalaman mulut sungai pengukuran transek
III-9
1.4 T4
Data yang dianalisis
T3
1.2 Tinggi Muka Air (m)
T2 T1
1
T15 T5
0.8
T11
T13
T9
T6
0.6
T14
T12
T10 T8 T7
0.4 0.2 Pasut
Waktu Pengukutan Transek
25 Agustus 2007
Jam 26 Agustus 2007
Gambar III.11 Waktu pengukuran arus transek Muara Gembong
Gambar III.12 menunjukkan hasil pengukuran arus transek saat kondisi pasang. Saat pasang arus bergerak ke arah sungai dengan kecepatan sekitar 1-1.5m/s. Profil kecepatan arus terhadap kedalaman relatif seragam. Arah arus dominan Timur-Timur Laut hampir ditemui pada seluruh kedalaman.
Gambar III.12 Pengukuran arus transek pada kondisi pasang
