PEMETAAN ARUS DAN PASUT LAUT DENGAN METODE PEMODELAN NUMERIK DAN PEMANFAATANNYA DALAM ANALISIS KERENTANAN WILAYAH PESISIR TERHADAP ABRASI (STUDI KASUS: PESISIR KABUPATEN INDRAMAYU, JAWA BARAT)
TUGAS AKHIR Karya tulis ilmiah yang diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar SARJANA TEKNIK Pada Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika
Oleh Muhammad Legi Prayoga 15108083
PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2012
LEMBAR PENGESAHAN Tugas Akhir Sarjana PEMETAAN ARUS DAN PASUT LAUT DENGAN METODE PEMODELAN NUMERIK DAN PEMANFAATANNYA DALAM ANALISIS KERENTANAN WILAYAH PESISIR TERHADAP ABRASI (Studi Kasus: Pesisir Kabupaten Indramayu) Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya baik sebagian maupun seluruhnya, baik oleh saya maupun oleh orang lain, baik di ITB maupun di institusi pendidikan lainnya. Bandung, Agustus 2012 Penulis,
Muhammad Legi Prayoga NIM. 15108083
Bandung, Agustus 2012 Pembimbing Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. rer. nat. Wiwin Windupranata, ST., M.Si. NIP. 19740504 199903 1 001
Dr. Ir. Samsul Bachri, M.Eng NIP. 195403281980101001
Disahkan oleh: Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung
Dr. Ir. Kosasih Prijatna, M.Sc. NIP. 19600702 198810 1 001
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Pemetaan Arus dan Pasut Laut dengan Metode Pemodelan Numerik dan Pemanfaatannya dalam Analisis Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi di Wilayah Perairan Kabupaten Indramayu”. Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis dan semua orang yang membaca Tugas Akhir ini. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Pihak-pihak tersebut adalah : 1. Dr. Ir. Kosasih Prijatna, M.Sc selaku Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika. 2. Dr.rer.nat. Wiwin Windupranata, ST, M.Si selaku pembimbing I sekaligus dosen wali yang telah banyak memberikan arahan dan motivasi bagi penulis dalam menjalani perkuliahan. 3. Dr. Ir. Samsul Bachri, M.Eng selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan saran dan masukan kepada penulis. 4. Dr. Ir. Dwi Wisayantono, MT dan Intan Hayatiningsih, ST, MT selaku penguji yang telah memberikan banyak saran, kritik, dan masukan kepada penulis. 5. Seliruh sivitas akademika Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika ITB. 6. Kedua orang tua penulis yang telah memberikan bimbingan, arahan, serta motivasi yang tiada henti kepada penulis. Bandung, Agustus 2012 Penulis,
Muhammad Legi Prayoga i
ABSTRAK
Wilayah pesisir merupakan wilayah yang sangat dinamis dan rentan terhadap kerusakan lingkungan. Salah satu penyebab kerusakan lingkungan di wilayah lingkungan pesisir adalah dinamika laut. Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk melakukan pemetaan dinamika laut (pasang surut dan arus) dan pemanfaatannya dalam analisis kerentaran wilayah pesisir terhadap abrasi. Dalam tugas akhir ini, daerah yang dijadikan sebagai wilayah studi adalah wilayah pesisir Kabupaten Indramayu. Pemetaan dinamika laut ini dilakukan dengan menggunakan metode pemodelan numerik. Pemodelan Numerik ini merupakan suatu metode untuk memodelkan dinamika laut dengan menggunakan persamaan matematika. Hasil yang diperoleh dari pemodelan ini adalah peta arus dan tunggang pasut maksimum pada dua musim berbeda. Hasil dari pemodelan ini kemudian digunakan untuk menganalisis tingkat kerentanan dari wilayah pesisir Indramayu. Setelah dilakukan pemodelan, diperoleh kecepatan arus maksimum pada musim angin barat sebesar 0,405 m/s dan pada musim angin timur sebesar 0,398 m/s. Sementara itu nilai tunggang pasut maksimum pada musim angin barat adalah sebesar 0,76 m sedangkan pada musim angin timur nilai tunggang pasut maksimumnya adalah 0,78 m. Berdasarkan hasil dari pemodelan yang dilakukan, dari delapan kecamatan pesisir Indramayu, terdapat empat kecamatan yang berada pada kondisi rentan dan empat kecamatan pada kondisi kurang rentan Kata kunci : wilayah pesisir, pemodelan numerik, arus, pasut, abrasi
ii
ABSTRACT
Coastal area is a very dynamic area that is vulnerable to the environmental damage. One of environmental damage cause in coastal area is ocean dynamics. The purpose of this thesis is to create an ocean dynamics map (tides and currents) and its application in analysis of coastal area vulnerability to abrasion. The study area in this research is in coastal area of Indramayu. The ocean dynamic mapping is done by using the numeric modeling method. This numeric modeling method is method to model the ocean dynamicby using the mathematic equation. The result of this modeling is a tide and current map of two different seasons. The result is then used to analize the vulnerability of Indramayu coastal area. The value of the maximum current velocity in west monsoon is 0,405 m/s, and in east monsoon is 0,398 m/s. Meanwhile the value of the tide in west monsoon is 0,76 m and in east monsoon is 0,78 m. Based on the result of modeling, out of eight coastal regions in Indramayu, there are four regions that are vulnerable and four regions that are less vulnerable. Keyword : coastal area, numeric modeling, tide, current, abrasion
iii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .................................................................................................. i ABSTRAK ................................................................................................................... ii ABSTRACT ................................................................................................................iii DAFTAR ISI ............................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. vi DAFTAR TABEL .....................................................................................................viii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1 I.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1 I.2 Tujuan ..................................................................................................................... 2 I.3 Ruang Lingkup ....................................................................................................... 2 I.4 Metodologi .............................................................................................................. 3 I.5 Sistematika Penulisan ............................................................................................. 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 6 II.1 Kondisi Fisik Daerah Penelitian ............................................................................ 6 II.1.1 Kondisi Geografi ......................................................................................... 6 II.1.2 Keadaan Meteorologi .................................................................................. 7 II.1.3 Keadaan Oseanografi .................................................................................. 7 II.2 Teori Dinamika Laut ........................................................................................... 10 II.2.1 Pasang Surut Laut ..................................................................................... 10 II.2.2 Arus Laut .................................................................................................. 11 II.3 Pemodelan Numerik Dinamika Laut ................................................................... 12 II.4 Indeks Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi .......................................... 13 II.5 Perangkat Lunak Pemodelan ............................................................................... 16 BAB III METODOLOGI ........................................................................................... 18 III.1 Pengadaan Data .................................................................................................. 18 III.2 Pembangunan Model Numerik .......................................................................... 18 iv
BAB IV HASIL DAN ANALISIS ............................................................................. 22 IV.1 Uji Sensitifitas Model ......................................................................................... 22 IV.1.1 Uji Sensitifitas Berdasarkan Angin (wind) .............................................. 22 IV.1.2 Uji Sensitifitas Berdasarkan Kekasaran Dasar Laut (bottom roughness) 25 IV.1.3 Uji Sensitifitas Berdasarkan Langkah Waktu (time step) ....................... 28 IV.2 Simulasi Dua Musim.......................................................................................... 32 IV.2.1 Simulasi Data Pasut ................................................................................. 32 IV.2.2 Simulasi Data Kecepatan Arus ................................................................ 34 IV.3 Hasil Pemodelan Dinamika Laut ....................................................................... 35 IV.4 Analisis Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi ...................................... 38 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 42 V.I Kesimpulan .......................................................................................................... 42 V.2 Saran .................................................................................................................... 42 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 43 LAMPIRAN ............................................................................................................... 45
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1.
Diagram Alir Metodologi Penelitian .................................................... 4
Gambar 2.1.
Daerah Penelitian ................................................................................. 6
Gambar 3.1.
Grid (grid diperbesar 4x dari ukuran asli) dan Batimetri Daerah Pemodelan .......................................................................................... 19
Gambar 3.2.
Grid dan Batimetri yang Digabung dan Diinterpolasi ....................... 19
Gambar 3.3.
Posisi Titik P1, P2, P3, P4, dan Batas-Batas dari Domain................. 20
Gambar 4.1.
Grafik Pasut Hasil Uji Sensitifitas Angin di Titik T8 ........................ 23
Gambar 4.2.
Grafik Pasut Hasil Uji Sensitifitas Angin di Titik T2 ........................ 23
Gambar 4.3.
Grafik Pasut Hasil Uji Sensitifitas Angin di Titik T16 ...................... 23
Gambar 4.4.
Grafik Kecepatan Arus Hasil Uji Sensitifitas Angin di Titik T8 ....... 24
Gambar 4.5.
Grafik Kecepatan Arus Hasil Uji Sensitifitas Angin di Titik T2 ....... 25
Gambar 4.6.
Grafik Kecepatan Arus Hasil Uji Sensitifitas Angin di Titik T16 ..... 25
Gambar 4.7.
Grafik Pasang Surut Hasil Uji Sensitifitas Kekasaran Dasar Laut di Titik T8 .......................................................................................... 26
Gambar 4.8.
Grafik Pasang Surut Hasil Uji Sensitifitas Kekasaran Dasar Laut di Titik T2 .......................................................................................... 26
Gambar 4.9.
Grafik Pasang Surut Hasil Uji Sensitifitas Kekasaran Dasar Laut di Titik T16 ........................................................................................ 27
Gambar 4.10. Grafik Nilai Kecepatan Arus Hasil Uji Sensitifitas Kekasaran Dasar Laut di Titik T8 ........................................................................ 27 Gambar 4.11. Grafik Nilai Kecepatan Arus Hasil Uji Sensitifitas Kekasaran Dasar Laut di Titik T2 ........................................................................ 28 Gambar 4.12. Grafik Nilai Kecepatan Arus Hasil Uji Sensitifitas Kekasaran Dasar Laut di Titik T16 ...................................................................... 28 Gambar 4.13. Grafik Nilai Pasang Surut Hasil Uji Sensitifitas Langkah Waktu di Titik T8 .......................................................................................... 29
vi
Gambar 4.14. Grafik Nilai Pasang Surut Hasil Uji Sensitifitas Langkah Waktu di Titik T2 .......................................................................................... 29 Gambar 4.15. Grafik Nilai Pasang Surut Hasil Uji Sensitifitas Langkah Waktu di Titik T16 ........................................................................................ 30 Gambar 4.16. Grafik Kecepatan Arus Hasil Uji Sensitifitas Langkah Waktu di Titik T8............................................................................................... 30 Gambar 4.17. Grafik Kecepatan Arus Hasil Uji Sensitifitas Langkah Waktu di Titik T2............................................................................................... 31 Gambar 4.18. Grafik Kecepatan Arus Hasil Uji Sensitifitas Langkah Waktu di Titik T16............................................................................................. 31 Gambar 4.19. Grafik Pasang Surut Musim Angin Timur (Juli 2011) ...................... 33 Gambar 4.20. Grafik Pasang Surut Musim Angin Barat (Januari 2012) .................. 33 Gambar 4.21. Grafik Kecepatan Arus Musim Angin Timur (Juli 2011) .................. 34 Gambar 4.22. Grafik Kecepatan Arus Musim Angin Barat (Januari 2012) ............. 35 Gambar 4.23. Pola Arus pada saat Surut (28 Juli 2011) ........................................... 36 Gambar 4.24. Pola Arus pada saat Pasang (28 Juli 2011) ........................................ 36 Gambar 4.25. Pola Arus pada saat Surut (24 Januari 2012) ..................................... 37 Gambar 4.26. Pola Arus pada saat Pasang (24 Januari 2012)................................... 37 Gambar 4.27. Peta Kerentanan Wilayah Pesisir Indramayu terhadap Abrasi .......... 41
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Harga Komponen Pasut Berdasarkan Hasil Pengolahan Data dengan Metode Kuadrat Terkecil .......................................................... 8
Tabel 2.2
Komponen Harmonik Pasut Utama ..................................................... 11
Tabel 2.3.
Indeks Kerentanan Pantai .................................................................... 14
Tabel 2.4.
Nilai Bobot Variabel Fisik yang Mempengaruhi Kerentanan Wilayah Pesisir .................................................................................... 15
Tabel 2.5.
Nilai IKPA ........................................................................................... 16
Tabel 3.1.
Pengadaan Data ................................................................................... 18
Tabel 3.2.
Nilai Parameter Masukan untuk Uji Sensitifitas ................................. 21
Tabel 4.1.
Nilai Parameter Masukan yang Digunakan untuk Proses Simulasi Dua Musim .......................................................................................... 32
Tabel 4.2.
Indeks Kerentanan Pantai .................................................................... 38
Tabel 4.3.
Kecamatan Pesisir dan Titik Pengamatan Terdekat ............................ 39
Tabel 4.4.
Indeks Kerentanan Seluruh Titik Pengamatan .................................... 39
Tabel 4.5.
Indeks Kerentanan dari Seluruh Titik Pengamatan setelah Dilakukan Pembobotan........................................................................ 40
Tabel 4.6.
Tabel Kerentanan Kecamatan Pesisir Indramayu terhadap Abrasi ..... 41
viii
