JURNAL TEKNIK SIPIL USU KAJIAN KANDUNGAN EX-DISPOSAL DI MUARA SUNGAI BELAWAN Andy Kurniawan1, Terunajaya2 Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 1
ABSTRAK Pelabuhan Belawan biasanya memiliki masalah yang sering dialami seperti sedimentasi dan pencemaran laut. Proses sedimentasi meliputi proses erosi, angkutan (transportasi), pengedapan (deposition) dan pemadatan (compaction). Sedangkan untuk sumber pencemaran laut berasal dari: pembuangan limbah dan kegiatan dumping di laut. Untuk mengetahui jumlah erosi yang terjadi digunakan metode USLE, untuk menghitung muatan sedimen digunakan metode Engelund and Hansen, dan untuk analisa distribusi butiran sedimen dilakukan penelitian ke laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara sedangkan untuk sifat sedimen dan nilai pengendapan digunakan rumus standar deviasi, nilai sedimen tidak simetris (skewness) dan rumus kecepatan jatuh. Dan untuk mengetahui pencemaran dilakukan penelitian ke Laboratorium Sucofindo. Dalam penggunaan metode dan rumus yang dijelaskan di atas diperlukan data curah hujan, tata guna lahan, panjang lereng, dan kemiringan lereng untuk metode USLE dan metode Engelund and Hansen, sifat sedimen dan kecepatan jatuh diperlukan data ukuran butiran, viskositas, berat jenis air dan berat jenis sedimen. Dari hasil perhitungan yang dilakukan dengan menggunakan metode USLE didapat hasil 0,02 ton/m2. Metode Engelund and Hansen didapat hasil 3,77 ton/m2 sedangkan volume pengerukan yang dilakukan PT. Pelabuhan Indonesia I didapat hasil 1,58 ton/m2. Dan hasil penelitian kandungan didapat: timbal (Pb): 4,79 mg/l, cadmium (Cd): 0,28 mg/l, seng (Zn): 16,96 mg/l, merkuri (Hg): 0,002 mg/l, arsen (As): 0,056 mg/l. Dan dari hasil perhitungan analisa distribusi butiran sedimen di Muara Sungai Belawan didapat nilai standar deviasi geometri 2,4 mm, diameter rerata geometri 0,12 mm dan koefisien gradasi 2.5 mm. Dan dengan cara Skewness didapat hasil nilainya negatif. Jadi dari hasil diatas dapat disimpulkan bahwa sifat kohesif lebih besar pada sedimen Muara Sungai Belawan dibandingkan sedimen Pantai Cermin. Dan Muara Sungai Belawan termasuk lingkungan yang mudah longsor. Sedangkan kecepatan jatuh, Pantai Cermin lebih cepat kecepatan jatuhnya dibandingkan Muara Sungai Belawan, sehingga lebih besar terjadi pengendapan. Dan dari hasil analisa yang dilakukan dilaboratorium, Muara Sungai Belawan banyak mengandung zat-zat berbahaya yang melebihi standar baku mutu Kementerian Lingkungan Hidup.
Kata Kunci: Kohesif, standar baku mutu, sedimen
ABSTRACT Belawan port usually has a problem that is often experienced as sedimentation and sea pollution. Sedimentation processes include processes of erosion, transport (transport), pengedapan (deposition) and compaction (compaction). As for the sources of sea pollution comes from waste disposal and dumping activities in the sea. To determine the amount of erosion that occurs used USLE method, used to calculate the sediment load Engelund and Hansen's method, and to analyze the distribution of sediment grain research to Soil Mechanics Laboratory Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of North Sumatra, while for sediment properties and deposition values used standard deviation formula, the value of the sediment is not symmetrical (skewness) and fall velocity formula. And to do research to determine pollution Sucofindo Laboratory. In the use of methods and formulas described above needed rainfall variabels, land use, slope length, and slope for USLE method and method of Engelund and Hansen, sediment properties, precipitation and fall velocity of variabels required grain size, viscosity, specific gravity of water and sediment density. From the results of calculations performed with the results obtained using the USLE method 0.02 ton/m2. Engelund and Hansen's method obtained results 3.77 ton/m2 while the volume of dredging done PT. Pelabuhan Indonesia 1.58 ton/m2 I got the result. And research results obtained content: lead (Pb): 4.79 mg / l, cadmium (Cd): 0.28 mg / l, zinc (Zn): 16.96 mg / l, mercury (Hg): 0.002 mg / l, arsenic (As): 0.056 mg / l. And analysis of the results of the calculation of the distribution of sediment grains in Belawan River Estuary obtained geometric standard deviation values of 2.4 mm, geometric mean size of 0.12 mm and gradation coefficient of 2.5 mm. And in a way Skewness values obtained negative results. So from the above it can be concluded that the cohesive character of the sediment greater than Belawan River estuary sediments Cermin Beach. And Belawan River Estuary including erosive environments. While the fall velocity , Cermin Beach faster than the fall velocity of Belawan River Estuary, so that greater sedimentation. And from the results of laboratory analysis conducted, Belawan River Estuary contains many harmful substances that exceed quality standards Ministry of Environment. Keywords: Cohesive, quality standards, sediment
1. PENDAHULUAN Latar Belakang Negara Indonesia adalah negara kepulauan yang dikelilingi oleh perairan. Oleh karena itu transportasi laut merupakan salah satu bagian yang penting di Indonesia. Sehingga dibutuhkan sarana dan prasarana untuk menunjang sumber daya di setiap daerah yang ada di Indonesia, seperti pelabuhan. Secara umum Pelabuhan adalah tempat yang terdiri dari daratan dan perairan di sekitarnya dengan batas batas tertentu dan dilindungi dari pengaruh badai, arus, dan gelombang sehingga kapal - kapal dapat dengan mudah dan aman untuk bersandar, berputar (turning basin), dan berlabuh sehingga kegiatan bongkar muat dan pengangkutan penumpang mudah dilakukan. Pelabuhan Belawan terletak 03º 47’ Lintang Utara dan 98º 42’ Bujur Timur pada semenanjung yang dibatasi sungai Belawan di bagian Utara dan sungai Deli di Selatan. Pelabuhan Belawan merupakan pelabuhan utama yang berada di bawah pengelolaan manajemen PT. Pelabuhan Indonesia I. Lokasi Pelabuhan Belawan sangat strategis, di karenakan berdekatannya dengan Selat Malaka yang merupakan jalur pelayaran internasional. Akses ke Selat Malaka dihubungkan oleh alur pelayaran sepanjang ± 13.5 km dengan lebar ± 100 m dan kedalaman 8.5 mwls sampai 10.00 mwls, sedangkan kedalaman kolam pelabuhan adalah 6.0 sampai 11.5 mlws. Dengan perannya dan fungsinya sebagai pintu gerbang perekonomian daerah Sumatera Utara, Pelabuhan Belawan harus selalu siap dalam mengantisipasi tuntutan kebutuhan operasional baik berupa fasilitas maupun peralatan guna peningkatan kelancaran pelayanan jasa kepelabuhan. Salah satu pengembangan dari Pelabuhan Belawan adalah
peningkatan kapasitas alur pelayaran, yang dapat dilakukan dengan beberapa unsur pengembangan seperti penambahan lebar alur maupun kedalamannya, atau dengan menentukan lokasi alur baru. Namun demikian, mengingat kondisi alam Pelabuhan Belawan berada di muara dua sungai dan perairan terbuka, sehingga mempunyai masalah secara alami terhadap lingkungan dan hidraulik yang mana berpotensi terhadap terjadinya sedimentasi. Sedimentasi ini perlu dikenali dengan baik agar pengembangan pelabuhan bisa berjalan dengan lancar atau optimal. Untuk itu diperlukan kajian terhadap sedimentasi di pelabuhan belawan untuk memudahkan keluar masuknya kapal. Oleh karena itu perlu diketahui karekteristik sedimentasi, volume pengerukan, debit banjir sungai Belawan dan kandungan dari sedimentasi tersebut agar perairan Belawan dapat terhindar dari pencemaran lingkungan. Pelabuhan Belawan secara geografis berada pada dua muara sungai yaitu Sungai Belawan dan Sungai Deli, maka secara fisik proses sedimentasi tidak hanya dipengaruhi oleh pasang surut dan arus laut saja tapi dipengaruhi pula debit air sungai. Sehubung dengan hal tersebut, untuk mengurangi pendangkalan yang diakibatkan oleh sedimentasi adalah dengan cara melakukan pengerukan alur pelayaran dan kolam Pelabuhan. Dengan demikian pembahasan tentang masalah angkutan sedimen dan pengendaliannya merupakan hal yang perlu dilakukan sehingga Pelabuhan dapat berfungsi dengan maksimal. Perumusan Masalah 1. Bagaimana karekteristik sedimentasi di muara Sungai Belawan 2. Kandungan yang terdapat pada sedimen (lumpur) di muara Sungai Belawan Pembatasan Masalah Kajian kandungan ex-disposal di muara Sungai Belawan ini mempunyai lingkup pembahasan yaitu: menganalisa dan mengevaluasi data teknis existing yang terkait pada perilaku sedimentasi di muara Sungai Belawan dan mengevaluasi data teknis existing yang terkait lingkungan air di muara Sungai Belawan Data yang digunakan dalam studi ini adalah data primer dan data sekunder. Data primer yaitu sampel sedimen, sedangkan data sekunder antara lain curah hujan, tata guna lahan, diameter sedimen dan analisa kandungan sedimen. Tujuan Tujuan dari penulisan ini untuk mengetahui perilaku sedimentasi di muara Sungai Belawan dan mengantisipasi pencemaran yang terjadi di muara Sungai Belawan. Manfaat Penulisan Dengan adanya penelitian ini diharapkan menambah pengetahuan tentang sedimentasi di muara Sungai Belawan dan melakukan tindakan yang bisa mencegah terjadi pencemaran di Pelabuhan Belawan, sehingga nantinya dapat menjadi masukan bagi PT. Pelabuhan Indonesia I, PT. Rukindo (Pengerukan Indonesia) dan masyarakat. 2. Metodologi Penelitian Lokasi Wilayah Studi Lokasi penelitian tugas akhir ini adalah di Muara Sungai Belawan tepatnya di kecamatan Medan Belawan, Kotamadya Medan yang terletak pada posisi 03o47’ Lintang Utara dan 98o42’Bujur Timur dengan luas wilayah ± 265,10 km2 dengan batas wilayah sebagai berikut sebelah utara dengan Selat Malaka, sebelah Selatan dengan Medan Marelan dan Medan Labuhan, sebelah timur dengan Kabupaten Deli Serdang, serta sebelah barat dengan kabupaten Deli Serdang.
Muara Sungai Belawan terletak di Timur Laut Pantai Sumatera ± 27 km dari kota Medan, ibukota Provinsi Sumatera Utara dan berbatasan langsung dengan Selat Malaka. Pengumpulan Data Pengumpulan data adalah hal yang paling penting yang harus dilakukan dalam sebuah penelitian, jadi data-data yang bersangkutan dengan studi ini sangat mendukung penyelesaian studi ini. Maka perlu penulisan dan pencari informasi untuk mengetahui sumber data, serta pengumpulan data yang dibutuhkan. Adapun data yang dibutuhkan sebagai berikut: a. Data Primer Data Primer adalah data yang dikumpulkan peneliti secara langsung melalui obyek penelitian dan datanya dalam keadaan belum diolah. Adapun data primer yang di maksud adalah sedimen yang dianalisa di Laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil USU, yang mana sedimen tersebut adalah hasil pengerukan PT. Rukindo yang secara langsung dilihat oleh peneliti pada saat PT. Rukindo melakukan pengerukan di kolam pelayaran di Pelabuhan Belawan. Adapun jenis kapal yang digunakan oleh PT.Rukindo bertipe TSHD (Trailing Suction Hopper Dredger) dengan nama kapal Halmahera. Dan kapal Halmahera melakukan pengerukan dengan menggunakan cara dihisap oleh pompa melalui pipa pengisap dan material hasil hisap di tampung di kolam kapal. Ketika kolam kapal yang berisi hasil pengerukan sudah penuh, kapal tersebut akan berlayar ke lokasi pembuangan dan proses pembuangan material tersebut melaui pintu yang ada di bawah kapal. Dan data primer yang dijadikan sebagai perbanding adalah sedimen yang diambil dari pantai cermin yang proses pengambilannya dilakukan dengan cara manual. b. Data Sekunder Data sekunder merupakan data pendukung dalam penelitian dan biasanya dalam keadaan sudah diolah. Adapun sumber data dan data yang didapatkan oleh peneliti yaitu dari PT.Pelabuhan Indonesia I di dapat data volume pengerukan, dari BMKG Stasiun Sampali di dapat data curah hujan, dari BPDAS Sungai Wampu Sei Ular didapat data penutup lahan, dari Badan pengelolaan Hutan Mangrove Wilayah II didapat data peta hutan Mangrove,dari Sucopindo di dapat data analisa kandungan logam berat. Dan dari google earth dapat dilihat topografi sekitar Pelabuhan Belawan. Pengolahan Data Setelah semua data didapat, langkah berikutnya adalah pengolahan data. Data-data yang didapat dari instansi terkait dan survei lapangan akan dihitung guna untuk mengevaluasi penyebaran sedimentasi di Muara sungai Belawan, menghitung kecepatan jatuh sedimen dan pencemaran yang terjadi di Muara Sungai Belawan.
Parameter Penelitian Dari hasil pengolahan, akan dilakukan analisa data sehingga dapat diperoleh kesimpulan akhir yang berarti. Adapun parameter penelitian yaitu:
Data curah hujan dan Penutup Lahan Data ini digunakan untuk mengetahui erosivitas hujan dan mengetahui tata guna lahan yang mana nantinya akan berlanjut ke perhitungan metode USLE
Sedimentasi Data ini berguna untuk mengetahui perbandingan tekstur material dasar laut di Muara Sungai Belawan dan Pantai Cermin, kemudian digunakan untuk perhitungan muatan sedimen yang ada disekitar Muara dan akan dibandingkan dengan hasil pengerukan yang dilakukan oleh PT.Pelindo I.
Kadar Logam Berat Data ini berguna untuk mengetahui kadar logam berat yang ada pada sedimen yang mana nantinya hasil analisa dibandingkan dengan hasil lampiran dari Kementerian Lingkungan Hidup.
3. Hasil dan Pembahasan Berdasarkan hasil perhitungan analisa erosi dengan menggunakan metode USLE maka didapat nilai erosi (A) = 82.315,87 ton/ha. Nilai erosi ini didapat dari parameter seperti erosivitas hujan yang menggunakan persamaan Lenvain, erodibilitas tanah (K) mempunyai hasil kelas permeabilitas tanah yaitu sedang dan berdasarkan klasifikasi tanah menurut USDA sedimennya digolongkan kepada sandy clay (lempung berpasir), panjang dan kemiringan lereng mempunyai hasil 1,4, sedangkan nilai tata guna lahan (CP) didapat berdasarkan pengolahan data dari BPDAS yaitu nilai C = 0,368 ha dan nilai P = 0,75. Analisa sedimentasi di uji di laboratorium Mekanika Tanah Departemen Teknik Sipil USU. Hasil yang didapat diolah lagi kurva distribusi kumulatif seperti sebagai berikut: 120
F (Xi)
100
80 60 40 20 0 0,001
0,01
0,1
1
Xi (mm) Gambar 2.1 Kurva Distribusi Kumulatif Sedimen Dari kurva distribusi kumulatif ini bisa dicari distribusi frekuensi ukuran sedimen dan mendapatkan kurva sebagai berikut:
3,5 3
f (Xi)
2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,35
0,65
0,95
1,25
1,55
1,85
2,15
Xi (mm) Gambar 2.2 Kurva Distribusi Frekuensi Sedimen Dari kedua kurva ini bisa mencari diameter rata-rata dan standar deviasi beserta diameter rerata geometri, standar deviasi geometri dan koefisien gradasi. Sedimen bukan hanya berbentuk simetri namun ada juga sedimen yang tidak simetri dan bisa di hitung dengan cara skewness. Dari hasil perhitungan antara sedimen di Muara Sungai Belawan dan Pantai Cermin menunjukkan nilai di Muara Sungai Belawan lebih dominan tanda negatif dibandingkan Pantai Cermin. Kecepatan Jatuh (fall Velocity) yang terjadi di Pantai Cermin jauh lebih cepat dibandingkan di Muara Sungai Belawan. Hasil kecepatan jatuh yang terjadi di Pantai Cermin yaitu: 5,2 x 10-1 m/s. Penampang Sungai dianggap persegi panjang seperti berikut:
D W Gambar 2.3 Penampang Sungai Mempunyai Luas penampang sebesar 1560 m2. Keliling basah: 272 m dan jari-jari hidrolik sebesar 5,735 m. Dari hasil diatas kecepatan aliran didapat sebesar 0,59 m/detik. Hasil nilai muatan sedimen (Qs) sebesar 1,469 kg/detik/m. setelah diolah didapat hasil perbandingan sedimen per m2 sebagai berikut:
No.
Metode
1 2
USLE Engelund and Hansen PT.Pelindo I
3
Muatan sedimen (ton) 82.315,87
Luas (m2) 3.150.505
Jumlah (ton/m2) 0.02
11.879.861,76
3.150.505
3,77
171.896,35
108.604
1,58
Jadi dari hasil perbandingan perhitungan sedimen di atas, menjelaskan bahwa volume sedimen berdasarkan hasil analisa itu lebih besar dibandingkan volume keruk yang dilakukan oleh PT. Pelabuhan Indonesia I.
Dari hasil laboratorium Sucofindo, sedimen Muara Sungai Belawan memiliki logam berat yang berbahaya, bisa dilihat di Tabel 2.1 sebagai berikut: Tabel 2.1 Perbandingan Kandungan Logam Berat Hasil Laboratorium dengan Standar Baku Mutu Hasil Parameter
Satuan
Timbal (Pb)
Standar Baku Mutu
Laboratorium (penelitian)
Mg/l
0,008
4,79
Kadmium (Cd)
Mg/l
0,001
0,28
Seng (Zn)
Mg/l
0,05
16,96
Merkuri (Hg)
Mg/l
0,001
0,002
Arsen (As)
Mg/l
0,012
0,056
Berdasarkan data diatas menyatakan bahwa di Muara Sungai Belawan tercemar logam berat yang melebihi ambang batas Peraturan Kementerian Lingkungan Hidup. 3. KESIMPULAN Hasil kesimpulan yang diperoleh sebagai berikut: 1. Hasil analisa butiran sedimen Muara Sungai Belawan dan sedimen Pantai Cermin menunjukkan bahwa terdapat dua fraksi sedimen yaitu pasir halus dan lumpur halus dan menunjukkan sifat kohesif lebih besar pada sedimen Muara Sungai Belawan dibandingkan sedimen di Pantai Cermin. 2. Dari hasil perhitungan distribusi sedimen dengan cara skewness pada setiap sampel menunjukkan bahwa di Muara Sungai Belawan nilai skewness (sedimen tidak simetris) dominan negatif dan itu mengindikasikan bahwa distribusi condong kepada ukuran phi yang kecil (ukuran butiran yang besar). Dan dapat dinyatakan bahwa indikator akan suatu lingkungan yang mudah longsor dibandingkan sedimen Pantai Cermin. 3. Dari hasil perhitungan pengendapan terbesar terjadi di Pantai Cermin dikarenakan nilai kecepatan jatuh di Pantai Cermin lebih besar dibandingkan di Muara Sungai Belawan. 4. Dari hasil perhitungan yang dilakukan dengan metode Engelund and Hansen hasil yang didapat lebih besar sedimennya dibandingkan dengan hasil perhitungan erosi dengan metode USLE dan perhitungan yang dilakukan PT.Pelabuhan Indonesia I. 5. Dari hasil analisa yang dilakukan melalui penelitian sedimen, Muara Sungai Belawan banyak mengandung zat-zat logam berbahaya yang melebihi ambang batas seperti: Timbal (Pb): 4,79 Mg/l, Kadmium (Cd): 0,28 Mg/l, Seng (Zn): 16,96 Mg/l, Merkuri (Hg): 0,002 Mg/l dan Arsen (As): 0,056 Mg/l, sedangkan hasil penelitian yang dilakukan Hasan Sitorus dalam jurnal yang berjudul “Analisa Beberapa Karekteristik Lingkungan Perairan yang Mempengaruhi Akumulasi Logam Berat Timbal dalam Tubuh Kerang Darah di Perairan Pesisir Timur Sumatera Utara” juga menyatakan bahwa perairan pesisir timur Sumatera Utara mengalami pencemaran logam berat timbal, khususnya pada tubuh kerang darah. 6. Dari peta kekritisan lahan kawasan potensi Mangrove yang berada di Muara Sungai Belawan menunjukkan lebih banyak mangrove dalam kondisi rusak dibandingankan dalam kondisi tidak rusak.
4. DAFTAR PUSTAKA Asdak, Chay. 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Penerbit Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. [BPDAS] Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Wampu-Sei Ular. (2013). Peta Tata Guna Lahan. BPDAS Wampu-SeiUlar. Medan.
Dean, Robert G, Dalrymple, Robert A, 2002, Coastal Processes with Engineering Applications. Penerbit Cambridge University Press. PT (Persero) Pelabuhan Indonesia I, 2003, Studi Perilaku Sedimentasi / Siltasi dan Coastal Morphology dalam rangka pengembangan Pelabuhan Belawan, LaporanAkhir PT (Persero) Superintending Company of Indonesia, (2013). Hasil Analisa Logam Berat. PT (Persero) Superintending Company of Indonesia. Medan Sitorus, Hasan, 2004, Analisis Beberapa Karekteristik Lingkungan Perairan yang Mempengaruhi Akumulasi Logam Berat Timbal dalam Tubuh Kerang Darah di Perairan Pesisir Timur Sumatera Utara, Institut Pertanian Bogor, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Suripin, 2003. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. PenerbitAndi. Yogyakarta Triatmodjo, Bambang. 1999. Teknik Pantai. Penerbit Beta Offset. Yogyakarta. Wardhana, Wisnu Arya. 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan. PenerbitAndi. Yogyakarta. Yang, Ted Chih. 2003. Sediment Transport “Theory and Practice”. Kieger Publishing Company, Malabar, Florida.
