STUDI PENANGGULANGAN SEDIMENTASI DI PELABUHAN DOMESTIK PT. TERMINAL PETI KEMAS SURABAYA

Jurnal Tugas Akhir STUDI PENANGGULANGAN SEDIMENTASI DI PELABUHAN DOMESTIK PT. TERMINAL PETI KEMAS SURABAYA M. Habib M. Al Hakim 1, Haryo D. Armono 2, Suntoyo 3 Mahasiswa Teknik Kelautan, 2,3Staf Pengajar Teknik Kelautan

1

Abstrak Sedimentasi yang terlalu tinggi menyebabkan kesulitan bagi kapal yang akan berlabuh di dermaga domestik, terutama pada saat surut. Pada tahun 2008 laju sedimentasi di dermaga domestik TPS mencapai 150.000 m3 200.000 m3 per tahun. Laju sedimentasi terbesar 19.195 m3 per bulan. Untuk menanggulangi sedimentasi yang terjadi, maka dilakukan rekayasa teknis dengan menggunakan Underwater Sill Model I dan Model U. Laju sedimentasi pada model eksisting setelah dilakukan simulasi selama 15 hari sebesar 76.583 m3. Laju sedimentasi pada skenario Underwater Sill model I setelah dilakukan simulasi selama 15 hari sebesar 75.735 m3,sedangkan laju sedimentasi yang terjadi pada Model U sebesar 96.390 m3. Setelah dilakukan overlay antara skenario eksisting dengan skenario model I didapatkan volume sedimentasi sebesar 8.907 m3 dan volume erosi sebesar 9.756 m3. Hasil overlay antara model struktur U dengan skenario eksisting didapatkan jumlah volume sedimentasi sebesar 20.904 m3 dan volume erosi yang terjadi sebesar 1.097 m3. Dari hasil simulasi dapat diketahui bahwa aplikasi model I lebih baik dibandingkan dengan model U untuk menanggulangi sedimentasi. Kata kunci : sedimen , underwater sill

1. PENDAHULUAN Pelabuhan merupakan titik simpul dari mata rantai sistem transportasi serta merupakan pintu gerbang (gateway) khusunya bagi transportasi laut dalam rangka kegiatan lalu lintas barang, peti kemas, pergerakan penumpang dan hewan. Dengan demikian pelabuhan mempunyai peran dan fungsi yang penting dalam menunjang pertumbuhan ekonomi. Dengan berkembangnya lalu lintas angkutan laut, teknologi bongkar muat, meningkatnya perdagangan antar pulau dan luar negeri, maka kualitas peran dan fungsi pelabuhan sebagi terminal point bagi barang dan kapal sebagaimana diuraikan tersebut diatas perlu ditingkatkan kualitasnya secara konsisten dan berkesinambungan guna mengimbangi laju pertumbuhan kegiatan ekonomi dan perdagangan dari tahun ke tahun (Pelindo,1999). Pelabuhan peti kemas yang dikelola oleh PT Terminal Peti Kemas Surabaya (TPS) berada di kawasan Tanjung Perak. Pelabuhan ini mempunyai 2 tempat pendaratan, yaitu tempat pendaratan domestik dan Internasional. Pada tahun 2004, TPS berhasil menangani 1 juta TEU per tahun dan dengan tersedianya dermaga domestic dan Internasional TPS mampu menangani 2 juta TEU pertahun (TPS, 2007). Letak dermaga domestik TPS berada lebih dekat dengan pantai daripada dermaga internasional. Sedimen yang terlalu banyak mengendap di suatu daerah dapat menyebabkan kerusakan lingkungan dan kerugian ekonomi. Sedimen yang mengendap terlalu banyak di sekitar pelabuhan atau dermaga dapat mengurangi kedalaman dermaga, membatasi kapal yang bersandar pada kondisi pasang saja, membatasi muatan untuk mengurangi draft kapal,

dank pal yang akan berlabuh harus bergantian untuk keluar masuk pelabuhan. Hasil studi sebelumya menunjukkan volume sedimentasi di dermaga domestik TPS mencapai 150.000 m3 sampai 200.000 m3 (Armono, 2008), dengan kecepatan sedimentasi tertinggi 19.195,1 m3 per bulan yang terjadi pada rentang waktu Februari 2005 sampai Desember 2005 (Maulana, 2008). Solusi tradisional yang biasa dilakukan untuk mengurangi sedimen yang berlebih adalah dilakukan maintenance dredging rutin dan membuang sedimen ke tempat yang lain. Dalam kurun waktu tahun 2001 sampai tahun 2008 telah dilakukan pengerukan sebanyak 3 kali di Dermaga Domestik TPS, yaitu pada bulan Februari 2003 sampai bulan Agustus 2003, kemudian pada bulan Februari 2004 sampai bulan Februari 2005, serta pada bulan Februari 2008 sampai bulan Agustus 2008 (Maulana,2008).

KONSEP PENANGGULANGAN SEDIMENTASI

2.

Analisa dinamika Penanggulangan sedimentasi di area pelabuhan terlebih dahulu harus diperkirakan dari mana datangnya sedimen. Menurut Van Rijn (1993) Prediksi sedimentasi untuk area pelabuhan melibatkan 2 hal yang mendasar , yaitu : -

-

Aliran transpor sedimen yang mendekati kolam labuh, tergantung pada aliran, gelombang dan property sedimen Efisiensi perangkap sedimen yang bergantung pada ukuran, orientasi dan karakteristik sedimen

1

Jurnal Tugas Akhir Beberapa rekayasa yang digunakan untuk penanggulangan masalah sedimentasi disesuaikan dengan kondisi lingkungan, layout pelabuhan, konfigurasi jalur pelayaran, kondisi arus, dan tipe sedimen. Metode penanggulangan sedimentasi menurut Mc. Anally (2004) dapat dibagi menjadi 3 kategori yaitu : 1. metode dengan menahan aliran sedimen 2. metode yang mmenjaga sedimen tetap mengalir 3. metode pembersihan sedimen yang mengendap.

Prinsip dari metode ini adalah dengan menjaga sedimen tetap bergerak didalam aliran air ketika melewati pelabuhan atau dermaga. Metode ini dapat di aplikasikan dengan cara : -

a.

Metode menahan aliran sedimen

Pembuatan struktur yang dapat menjaga kecepatan aliran arus. Pembuatan struktur yang dapat meningkatkan tractive force (gaya geser atau drag force) aliran air untuk menggerakkan material yang lebih kasar yang berada di permukaan dasar air. Desain peralatan yang dapat menjaga pergerakan sedimen.

Adalah metode yang digunakan untuk mencegah agar sedimen tidak mengalir kedalam pelabuhan. Metode ini dilakukan dengan cara : -

Menstabilkan sumber sedimen Membelokkan arah aliran sedimentasi Pemasangan perangkap sedimen (sediment trapper)

Sedimen trapper, adalah perangkap sedimen yang didesain unuk memperlambat kecepatan aliran air, sehingga sedimen yang terbawa oleh aliran air akan mengendap di tempat tersebut. Penempatannya berada di luar area pelabuhan, hal ini dipandang lebih menguntungkan jika ditinjau pada saat dilakukan maintenance dredging. Pada pelabuhan yang mempunyai sediment trapper, maintenance dredging hanya dilakukan pada lokasi sediment trapper saja, tidak menyeluruh di lokasi dermaga atau pelabuhan.

Gambar 2.2 desain current deflection wall di mulut kolam labuh Tranverse dikes efektif digunakan pada aliran air yang cepat (high flow events).

Gambar 2.3 desain tranverse dikes di sungai Pembuatanya dari susunan batu atau geotube dan dipasang pada jarak antara 3 – 5 kali panjang tranverse dike itu sendiri. c. Gambar 2.1 desain Sedimen Trapper dilihat dari atas dan dari samping Aplikasi penggunaan sediment trapper telah dipakai di Savannah Port, dimana dengan adanya sediment trapper ini volume pengerukan di area pelabuhan berkurang 50 %. b.

Metode Pembersihan Endapan Sedimen

Metode ini dilakukan dengan cara mengeruk daerah yang mengalami sedimentasi (dredging), atau dengan melakukan pengadukan sedimen (agitation) sehingga sedimen yang telah mengendap dapat tercampur kembali dan terbawa oleh aliran air.

Metode Yang Menjaga Sedimen Tetap Mengalir

2

Jurnal Tugas Akhir

(mm)

Gambar 2.4 dredging yang dilakukan untuk menjaga kedalaman dermaga Metode pengerukan lebih efektif dalam membersihkan sedimen daripada pengadukan. Pengadukan lumpur hanya dapat dilakukan pada kondisi daerah yang mempunyai aliran air cepat dan butiran sedimen yang halus. Selain itu efek dari pengadukan dapat mempengaruhi kualitas air karena dapat menyebabkan kekeruhan (turbidity).

2.1. Sedimen dan sifatnya Sedimen, yang tersusun dari batuan, mineral, dan material organik, secara alamiah selalu ada dalam sungai, danau, estuary, dan air laut. Sedimen ini terbawa oleh aliran air dari satu tempat ke tempat yang lain sampai mengendap pada lokasi tertentu. Sedimen yang bercampur air dalam jumlah sedikit tidak membuat warna air berubah, sedangkan pada air yang mengandung banyak sedimen dapat berwarna coklat keruh. Sedimen yang terendap pada suatu daerah mempunyai beberapa manfaat bagi kehidupan, antara lain dapat digunakan sebagai bahan konstruksi,bahan coastal restoration dan sebagai tempat berkembang biak beberapa spesies air. Sedimen yang terlalu sedikit dapat menyebabkan kerusakan lingkungan, hal ini terjadi di pantai Lousiana yang setiap tahun tergerus karena transpor sedimen yang berasal dari sungai Missisipi terlalu sedikit. Terlalu banyaknya sedimen juga dapat mengakibatkan kerusakan lingkungan dan kerugian ekonomis, hal ini dapat dicontohkan pada pelabuhan yang mengalami sedimentasi dapat mengakibatkan pendangkalan, kapal kesulitan keluar masuk kolam labuh, dan kapal harus mengurangi muatan agar tidak kandas (Mc.Anally, 2004) Sedimen dapat diklasifikasikan berdasarkan ukuran butirannya menjadi lempung, lumpur, pasir, kerikil, koral, cobble, dan batu (boulder). Tabel berikut menunjukkan klasifikasi butiran sedimen menurut Wenthworth yang banyak digunakan sebagai referensi (Triadmodjo, 1999) Tabel 2.1 Klasifikasi ukuran butir dan sedimen Klasifikasi

Diameter partikel

Batu Cobble Besar Sedang Koral Kecil Sangat Kecil Kerikil Sangat Kasar Kasar Pasir Sedang Halus Sangat Halus Kasar Sedang Lumpur Halus Sangat Halus Kasar Sedang Lempung Halus Sangat Halus

256 128 64 32 16 8 4 2 1 0.5 0.25 0.063 0.031 0.015 0.0075 0.0037 0.0018 0.0009 0.0005 0.0003

2.2. Transpor Sedimen Sedimentasi dapat diartikan sebagai proses terangkutnya/ terbawanya sedimen oleh suatu limpasan/aliran air yang diendapkan pada suatu tempat yang kecepatan airnya melambat atau terhenti seperti pada saluran sungai, waduk, danau maupun kawasan tepi teluk/laut (Arsyad, 1989). Menurut Van Rijn (1993) transport sedimen di lingkungan pantai dipengaruhi oleh kombinasi factor – factor hidrodinamik seperti angin, gelombang dan arus. Sedangkan menurut Triadmodjo (1999) Transport sediment secara fisik dipengaruhi oleh interaksi antara pasang surut, angin, arus, gelombang, jenis dan ukuran sediment, serta adanya bangunan didaerah pantai (litoral zone) Secara umum tahapan proses sediment transport dapat dijabarkan sebagai berikut : a. Teraduknya material kohesiv dari dasar hingga tersuspensi, atau lepasnya material non kohesiv dari dasar laut. b. Perpindahan material secara horizontal. c. Pengendapan kembali partikel/material sediment tersebut. d. Masing-masing tahapan tergantung pada gerakan air dan karakteristik sedimen yang terangkut. Pada daerah pesisir pantai gerakan air merupakan kombinasi dari gelombang dan arus. Gelcmbang lebih bersifat melepas material didasar dan mengaduknya, 3

9203800

9203700

Jurnal Tugas Akhir t7 9203600

sementara arus lebih bersifat memindahkan maierial sedimen ketempat lain. Hal ini 9203500 bisa terjadi sebaliknya yaitu gelombang akan memindahkan partikel sediment ke tempat lain 9203400 arus mampu mengangkut dan mengaduk dan sediment dari bagian dasar (Pratikto, dkk, 1997). 9203300

t8

Jika dasar laut terdiri dari material yang mudah 9203200maka arus dan gelornbang akan mengerosi bergerak sedimen dan membawanya searah dengan arus. Sedirnen yang di-transpor dapat berupa bed load yang 9203100 mengelinding, atau menggeser didasar laut, yakni pasir dan melayang untuk suspended load (lumpur , 9203000 (Van Rijn,1993). lempung) Suspended load terjadi ketika kecepatan partikel horizontal lebih besar daripada kecepatan endap 9202900 partikel sehingga partikel sedimen terangkat dan mengikuti aliran turbulensi. Konsentrasi sedimen yang 9202800 tersuspensi dinyatakan dalam volume partikel (m3)/ volume fluida (m3)atau massa (kg) per unit volume (m3). (van Rijn,1993)

Gambar 3.2 Lokasi daerah studi 4.

HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1

Kondisi Batas Lingkungan

t9 t1

Peta batimetri yang akan dimodelkan didapatkan dari

9202700

hasil pengukuran pada tanggal 4-6 September 2009.

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa9202600 konsentrasi sedimen yang di transport terhadap kedalaman adalah semakin dalam adalah semakin besar, sedangkan kecepatan transport sedimen 9202500 semakin dalam adalah semakin kecil (van Rijn,1993)

Batimetri dimodelkan dengan memasukkan input koordinat x, y, z hasil survey sounding serta koordinat daratan. 9205000

9208400

9204900

9208200

3.

9208000

LOKASI DAERAH STUDI 9202400

9204800

9207800 9204700

Bathymetry [m]

9207600 9204600

9207400

9207200

9204500

9207000 9204400

9206800

Lokasi daerah studi berada di Teluk Lamong. 9202300 Gambar 4.1 menunjukkan Teluk Lamong dimana Dermaga Domestik TPS terletak. Sedangkan gambar 4.2 menunjukkan lokasi Dermaga Domestik TPS. 9202200

9204300 t5

9206600

t4 9204200

9206400

9206200

9204100

t6 t3

9206000

t2

9204000

9205800 9203900

9205600

9205400

9203800

9205200 9203700

9205000 t7 9203600

9204800

t8 9203500

9204600

9204400

9203400

t5 t4 9204200 t3 9204000

t6 t2

9203300

9203200

9203800 t7 t8

9203600

9203100

9203400 9203000

9203200 9202900

9203000 t9 t1

9202800

9202100

t9 t1

9202800

9202600

9202700

9202400 9202600

9202200 9202500

9202000

9201800

Bathymetry [m] 9202400

9201400

9201200

9201000

9202000

9200800

688000

688200

688400

Above 0 -1.5 0 -3 - -1.5 -4.5 -3 -6 - -4.5 -7.5 -6 -9 - -7.5 -10.5 -9 -12 - -10.5 -13.5 - -12 -15 - -13.5 -16.5 - -15 -18 - -16.5 -19.5 - -18 -21 - -19.5 Below -21 Undefined Value

9202000

683000 683500 0:00:00 12/30/1899 Time Step 0 of 0.

687600 687800 0:00:00 12/30/1899 Time Step 0 of 0.

Bathymetry [m]

Above 0 -1.5 0 -3 - -1.5 -4.5 - -3 9202300 -6 - -4.5 -7.5 - -6 -9 - -7.5 -10.5 - -9 9202200 -12 - -10.5 -13.5 - -12 -15 - -13.5 -16.5 - -15 -18 - -16.5 9202100 -19.5 - -18 -21 - -19.5 Below -21 Undefined Value

9201600

684000

684500

688600

685000

685500

686000

686500

687000

687500

(a) 688800

688000

688500

689000

689500

690000

689000

687600 687800 0:00:00 12/30/1899 Time Step 0 of 0.

688000

688200

689200

688400

688600

688800

689000

689200

Above 0 -1.5 - 0 -3 - -1.5 -4.5 - -3 -6 - -4.5 -7.5 - -6 -9 - -7.5 -10.5 - -9 -12 - -10.5 -13.5 - -12 -15 - -13.5 -16.5 - -15 -18 - -16.5 -19.5 - -18 -21 - -19.5 Below -21 Undefined Value

689400

(b) 689400

Gambar 4.1 (a) kontur Bathimetri Teluk Lamong untuk simulasi dengan Mike 21, (b) kontur batimetri dermaga domestik untuk simulasi Mike 21

Gambar 3.1 Lokasi Teluk Lamong dan area studi

Kondisi batas lingkungan yang dipergunakan dalam pemodelan ini yaitu data pasang surut Surabaya dan Kalianget, serta data debit Kali Lamong. Data pasang surut yang digunakan dalam pemodelan ini ada 2 macam, yaitu data pasang surut bulan September 2009 untuk kalibrasi pola arus eksisting serta untuk pemodelan prediksi sedimentasi, dan September 2008 untuk kalibrasi sedimentasi. Untuk debit Kali Lamong diasumsikan konstan 12 m3/s.

4

Jurnal Tugas Akhir 9208400

A10 A11

9208200

Input Pasang surut Karang Jamuang

9208000

9207800

9207600

A12 A13 A14 A3

9207400

A6 A2

9207200

9207000

A4

A9

9206800

A1

9206600

9206400

9206200

9206000

A5

9205800

9205600

9205400

A7

9205200

9205000

9204800

9204600

9204400 t5 t4 9204200 t3

Input Debit kali Lamong

9204000

9203800

9203600

9203400

Input Pasang surut

t6 t2

Pelabuhan Gambar 4.4 Lokasi pengambilan sampel suspended

t7 t8

9203200

sediment

9203000 t9 t1

9202800

9202600

9202400

9202200

9202000

9201800

Bathymetry [m] Above 0 -1.5 0 -3 - -1.5 -4.5 -3 -6 - -4.5 -7.5 -6 -9 - -7.5 -10.5 -9 -12 - -10.5 -13.5 - -12 -15 - -13.5 -16.5 - -15 -18 - -16.5 -19.5 - -18 -21 - -19.5 Below -21 Undefined Value

9201600

9201400

9201200

9201000

9200800 683000 683500 0:00:00 12/30/1899 Time Step 0 of 0.

684000

684500

685000

685500

686000

686500

687000

687500

688000

688500

689000

689500

690000

Gambar 4.2 lokasi input data kondisi lingkungan

Keadaan arus di sekitar domestic diamati selama 2 hari berturut – turut. Titik pengamatan arus berada di koordinat UTM 49 M 688784 9204000. Lokasi titik pengambilan pasang surut digambarkan sebagai berikut.

Gambar 4.2 menunjukkan penempatan input data untuk memasukkan data lingkungan. Lokasi penempatan input pasang surut karang jamuang di alur pelayaran bagian utara, sedangkan di sebelah timur menggunakan data elevasi pasang surut Pelabuhan. Untuk kali Lamong ditempatkan data berupa debit dan konsentrasi sedimen. Berikut ini adalah grafik input data lingkungan untuk pasang surut. Gambar 4.5 titik koordinat pengambilan data arus

3.0 2.5

Hasil pengamatan arus digunakan untuk kalibrasi hasil output model. Keadaan arus hasil pengamatan dapat ditabelkan sebagai berikut.

Elevasi (m)

2.0 1.5 1.0

Tabel 4.1 Prosentase Arah dan Kecepatan Arus

0.5 0.0 0

50

100

150 Waktu (jam)

pelabuhan

200

Karang Jamuang

Gambar 4.3 Grafik Pasang Surut pada tanggal 1 – 15 September 2009. Dari hasil survey pengamatan lingkungan didapatkan data konsentrasi suspended sedimen yang diukur pada 0.5 d (depth) didalam air mempunyai rata – rata 135 mg/L. Konsentrasi sedimen tersebut adalah rata – rata pengambilan sedimen dari 11 titik. Titik – titik pengambilan sampel kandungan suspended sedimen dapat digambarkan sebagai berikut

5

Jurnal Tugas Akhir N WNN

NNE

WWN

ENE

1.4%

W

5%

10%

15%

20%

25%

E

EES

WWS

WSS

CALM 0.1-5 cm/s 5.1-10 cm/s 10.1-15 cm/s 15.1-20 cm/s >20 cm/s

ESS S

Gambar 4.6 Mawar Arus dermaga domestik Dari gambar 4.6 dapat diketahui bahwa arah dominan arus di dermaga domestik berasal dari arah barat (19.44%) dan barat daya (19.44%). Apabila dilihat dari arah datangnya arus, maka sedimentasi yang terjadi di dermaga domestik lebih banyak disebabkan oleh sedimen yang berasal dari Teluk Lamong.

4.2

(a) (b) Gambar 4.8 (a) batimetri Dermaga Domestik pada bulan September 2008 (b)batimetri Dermaga pada bulan Juli 2009

Validasi Model

Validasi arus pemodelan eksisting dilakukan menggunakan data kecepatan arus yang dicatat pada titik tertentu. Pencatatan arah dan kecepatan arus pada saat survey dilakukan pada tanggal 4 – 6 september 2009 di koordinat UTM 49 M 688784 9204000. 50 45

Kecepatan Arus (cm/s)

40 35 30 25 20

Survey

15

Model

10 5 0 0:00

12:00

0:00

12:00

0:00

12:00

0:00

Waktu (jam)

Gambar 4.7 perbandingan kecepatan arus pada saat survey dan output simulasi Validasi pemodelan sedimentasi dilakukan dengan membandingkan elevasi sedimentasi pada saat dilakukan survey dengan elevasi sedimentasi output simulasi. Perubahan elevasi dasar laut didapat dengan overlay menggunakan data survey bulan September 2008 sampai dengan bulan Juli 2009. Sedangkan perubahan elevasi sedimen dalam pemodelan menggunakan data pasang surut September 2008. Overlaying batimetri September 2008 dan Juli 2009 digambarkan sebagai berikut

Gambar 4.9 Hasil Overlay Batimetri Bulan Juli 2009 dengan September 2008 Dari pemodelan batimetri september 2008 pada time step 110 didapatkan sedimentasi sebagai berikut.

Gambar 4.10 elevasi sedimentasi hasil pemodelan eksisting September 2008 pada time step 110 Simulasi pola sedimentasi dilakukan sampai pada time step 110 jam. Titik tinjau yang dijadikan acuan mempunyai koordinat 689200,9203800. Elevasi 6

600

Jurnal Tugas Akhir 9204500

sedimen di titik tersebut jika menggunakan overlay t4 survey adalah 1704.36 mm. sedangkan elevasi sedimen di titik tersebut jika menggunakan hasil simulasi adalah t322.3 mm. Jika di asumsikan penambahan elevasi linear, maka pertambahan elevasi pada overlay batimetri survey setiap bulannya adalah 1704.36/10 bulan = 170.43 mm/bulan. jika waktunya disamakan dengan waktu simulasi (110 jam) maka elevasi yang terbentuk sebesar 26.33 mm.

9204400

9204300 t7

t8

t1

9204200

9204100 t6

t2

t9

t5 t10

9204000

9203900

Current speed eksisting step 108 [m/s]

9203800

9203700

t4 9203600 t3

9203500

9203400

9203300

9203200

9203100

9203000

9202900

t1

4.3

Dimensi Skenario Model

t2

9202800

Current speed [m/s]

9202700

9202600

688700

688800

688900

689000

689100

689200

689300

Skenario dengan Model I berupa penempatan submerged sill, di sisi dermaga domestik sepanjang 275 m. dipasang di ujung dermaga domestik, seperti yang di tunjukkan pada gambar 4.11 (a). Model U berupa submerged sill yang berbentuk seperti huruf U yang parallel dengan dermaga domestik. Mempunyai panjang 275 m dan lebar 185 m. dipasang di sebelah selatan dermaga domestik seperti yang ditunjukkan gambar 4.11 (b).

689400

689500

9202500 687700 687800 687900 23:50:00 8/1/2007 Time Step 16 of 360.

689600 688000

688100

688200

688300

688400

688500

689700 688600

688700

688800

688900

689000

689100

689800

689200

689300

689400

689500

689600

689700

Above 0.4643 0.4286 - 0.4643 0.3929 - 0.4286 0.3571 - 0.3929 0.3214 - 0.3571 0.2857 - 0.3214 0.25 - 0.2857 0.2143 0.25 0.1786 - 0.2143 0.1429 - 0.1786 0.1071 - 0.1429 0.07143 - 0.1071 0.03571 - 0.07143 0 - 0.03571 Below 0 Undefined Value


689800

Gambar 4.12 Pola arus teluk Lamong pada keadaan surut pada timestep 16 Gambar 4.12 menunjukkan pola arus pada time step 16 (keadaan surut). Pada keadaan tersebut kecepatan arus rendah dan arah arus masuk menuju Teluk Lamong dengan arah dominan barat daya. Arah arus di sebelah kiri struktur dipantulkan kembali dan kecepatan arus 0.07-0.1 m/s. Arus di sebelah kanan struktur mempunyai kecepatan yang lebih rendah, berkisar 0.03-0.07 m/s, dikarenakan arus yang berasal dari Alur pelayaran dipantulkan. Kecepatan arus di alur pelayaran 0.05-0.15 m/s dengan arah dominan timur. 9204500

9204400

t1 9204300 t7

t2

t8 9204200

9204100 t6 t9

t5


t10

9204000

9203900

9203800

9203700

t4 9203600 t3

9203500

9203400

9203300

Gambar 4.11 (a) model struktur I dan (b) Model struktur U

9203200

9203100

9203000

9202900

t1 t2

9202800

Current speed [m/s]

9202700

9202600

688800

688900

689000

689100

689200

4.4

Simulasi Pemodelan

4.4.1

Pola Arus

689300

689400

Simulasi hidrodinamik dilakukan pada model eksisting selama 360 jam (15 hari) dengan menggunakan input data pasang surut Pelabuhan dan Karang Jamuang pada tanggal 1 – 15 September 2009 dan besar debit kali Lamong 12 m3/s. Hasil output pemodelan arus underwater sill pada model struktur I adalah sebagai berikut.

689500

9202500 687700 687800 687900 16:50:00 8/2/2007 Time Step 33 of 360.

689600 688000

688100

688200

688300

688400

689700 688500

688600

688700

688800

688900

689000

689100

689800 689200

689300

689400

689500

689600

689700

Above 0.4643 0.4286 - 0.4643 0.3929 - 0.4286 0.3571 - 0.3929 0.3214 - 0.3571 0.2857 - 0.3214 0.25 - 0.2857 0.2143 - 0.25 0.1786 - 0.2143 0.1429 - 0.1786 0.1071 - 0.1429 0.07143 - 0.1071 0.03571 - 0.07143 0 - 0.03571 Below 0 Undefined Value


689800

Gambar 4.13 Pola arus Teluk Lamong pada saat menuju pasang pada time step 22 Gambar 4.13 menunjukkan pola arus pada time step 22. Pada time step tersebut berada pada kondisi menuju pasang. Arus di sekitar dermaga domestik mengarah keluar dari Teluk lamong dengan arah dominan timur laut, dan kecepatan arus meningkat menjadi 0.17-0.25 m/s. Kecepatan arus di bagian tengah struktur lebih rendah, berkisar 0.03-0.1 m/s, daripada kecepatan arus di ujung – ujungnya sebesar 0.2-0.4 m/s. Arus di alur pelayaran mempunyai kecepatan 0.3-0.5 m/s dengan arah dominan timur.

7

0

688600

200

00

Jurnal Tugas Akhir t1 9204500

t2

sekitar pelabuhan domestic dengan elevasi kurang lebih 1200 mm. kondisi elevasi sedimen semakin ke tengah semakin berkurang. Pada ujung dermaga domestik sedimentasi yang terjadi relatif kecil.

9204400

9204300 t7

t8


9204200

9204100 t6 t9

t5 t10

9204000


9203900

9203800

9203700

t4 9203600 t3

9203500

9203400

9203300

9203200

9203100

9203000

9202900

t1 t2

9202800

Current speed [m/s]

9202700

9202600

689400

689500

9202500 687700 687800 687900 5:50:00 8/2/2007 Time Step 22 of 360.

688000

688100

688200

689600 688300

688400

688500

688600

688700

688800

689700

688900

689000

689100

689200

689300

689400

689500

689800 689600

689700


t1 t2 9204500

9204400

Total bed thickness change eksisting [mm]

9204300 t7

t8 9204200

9204100 t6 t9

t5 t10

9204000

9203900

9203800

9203700

t4 9203600 t3

9203500

9203400

9203300

689800

Gambar 4.14 Pola arus Teluk Lamong pada saat time step 34 (pasang tertinggi)

9203200

9203100

9203000

9202900

t1 t2

9202800

Total bed thickness change eksisting [mm]

688700

Gambar 4.14 menunjukkan pola arus pada time step 34. Pada time step tersebut berada pada kondisi 688800 688900 689000 689100 689200 689300 pasang tertinggi. Arus di sekitar dermaga domestik mengarah keluar dari dalam teluk dengan arah dominan timur laut, dan kecepatan arus rendah yang berkisar antara 0.03-0.1 m/s. Kecepatan arus di bagian tengah model struktur mempunyai kecepatan yang lebih rendah, berkisar antara 0.07-0.1 m/s, daripada di bagian ujung – ujungnya sebesar 0.14-0.2 m/s. arus di alur pelayaran mempunyai kecepatan antara 0.03-0.15 m/s.

Above 1393 1286 - 1393 1179 - 1286 1071 - 1179 964.3 - 1071 857.1 - 964.3 750 - 857.1 642.9 - 750 535.7 - 642.9 428.6 - 535.7 321.4 - 428.6 214.3 - 321.4 107.1 - 214.3 0 - 107.1 Below 0 Undefined Value

9202700

9202600

9202500 687700 687800 687900 7:50:00 8/16/2007 Time Step 360 of 360.

689400

688000

688100

688200

688300

688400

689500

688500

688600

688700

688800

688900

689600

689000

689100

689200

689300

689400

689500

689700

689600

689700


689800

689800

Gambar 4.16 Transpor sedimen yang terjadi pada time step 360 Simulasi transpor sedimen dilakukan pada model struktur I dilakukan selama 360 jam (15 hari) dengan menggunakan input data pasang surut pelabuhan dan Karang Jamuang pada tanggal 1 – 15 September 2009 dan data debit kali Lamong sebesar 12 m3/s dengan konsentrasi suspended sedimen rata – rata sebesar 135 mg/L. Hasil output pemodelan transpor sedimen adalah sebagai berikut.

9204500

9204400

9204300

9204200 9204500

9204100 9204400

t1

9204300

9204000

9204200

t2

9203900

9204100

9203800


9203700

9203600

9203500

9203400

9203300

9203200

9203100

9203000

9202900

9202800 Current speed model U step 108 [m/s]

9202700

9202600

689300

688900

689400

9202500 687700 687800 687900 5:50:00 8/2/2007 Time Step 22 of 360.

689500 688000

689000

688100

688200

689600 688300

688400

688500

688600

689100

688700

689700 688800

688900

689000

689100

689200

689300

689200

689800 689400

689500

689600

689700

Above 0.4643 0.4286 - 0.4643 0.3929 - 0.4286 0.3571 - 0.3929 0.3214 - 0.3571 0.2857 - 0.3214 0.25 - 0.2857 0.2143 - 0.25 0.1786 - 0.2143 0.1429 - 0.1786 0.1071 - 0.1429 0.07143 - 0.1071 0.03571 - 0.07143 0 - 0.03571 Below 0 Undefined Value

689800

689300


Bed thickness - layer 1 [mm]

9204000

9203900

9203800

9203700

9203600

9203500

9203400

9203300

9203200

9203100

9203000

9202900

9202800 Bed thickness - layer 1 [mm]

9202600

9202500 687700 687800 687900 7:50:00 8/16/2007 Time Step 360 of 360.

689400

Gambar 4.15 Pola arus Teluk Lamong pada saat time step 34 (pasang tertinggi) Gambar 4.15 menunjukkan pola arus pada time step 34 model struktur U. Pada time step tersebut berada pada kondisi pasang tertinggi. Arus mengarah masuk ke dalam teluk, dan kecepatan arus rendah. Pada saat pasang tertinggi arus yang berada di bagian tengah struktur tetap rendah.

4.4.2 Simulasi Prediksi Sedimentasi Gambar 4.16 menunjukkan hasil transport sedimen di sekitar pelabuhan Terminal Peti Kemas Surabaya pada saat akhir simulasi kondisi eksisting. Pada time step tersebut terlihat adanya tumpukan sedimen di


9202700

689500

688000

688100

688200

688300

688400

689600

688500

688600

688700

688800

688900

689000

689100

689700

689200

689300

689400

689500

689600

689700


689800

689800

Gambar 4.16 Elevasi sedimen yang terjadi pada time step 360 Gambar 4.16 menunjukkan hasil transport sedimen di sekitar pelabuhan Terminal Peti Kemas Surabaya pada saat akhir simulasi model struktur I. Pada time step tersebut elevasi sedimen yang terendap antara sebelah kiri dengan sebelah kanan tidak sama. Elevasi sedimen yang terjadi di dermaga domestik bervariasi. Semakin ke tengah laut, elevasi sedimen yang terendap semakin berkurang. Elevasi sedimen di dekat pantai mencapai 1400 – 1500 mm, dan di sekitar struktur antara 100 -300 mm. Perbedaan elevasi sisi kanan dan kiri struktur antara 100 – 300 mm.

8

Hasil simulasi transport sedimen dengan menggunakan struktur I, kemudian di overlay dengan hasil simulasi model eksisting dengan menggunakan Surfer untuk mengetahui perbedaan elevasi sedimen. Hasil overlay model struktur I dengan kondisi eksisting adalah sebagai berikut.

9204500

9204400

9204300

9204200

9204100

Bed thickness - layer 1 [mm]

9204000

9203900

9203800

9203700

9203600

9203500

9203400

9203300

9203200

9203100

9203000

9202900

9202800 Total bed thickness change model U [mm] Above 1393 1286 - 1393 1179 - 1286 1071 - 1179 964.3 - 1071 857.1 - 964.3 750 - 857.1 642.9 - 750 535.7 - 642.9 428.6 - 535.7 321.4 - 428.6 214.3 - 321.4 107.1 - 214.3 0 - 107.1 Below 0 Undefined Value

9202700

9202600

9202500 687700 687800 687900 7:50:00 8/16/2007 Time Step 360 of 360.

689000

689100

689200

689300

689400

688000

689500

688100

688200

688300

688400

689600

688500

688600

688700

688800

688900

689000

689100

689200

689300

689400

689700

689500

689600

689700

689800


689800

Gambar 4.18 Elevasi sedimen yang terjadi pada time step 360 Hasil simulasi transport sedimen dengan menggunakan struktur U, kemudian di overlay dengan hasil simulasi model eksisting dengan menggunakan Surfer untuk mengetahui perbedaan elevasi sedimen. Hasil overlay model struktur U dengan kondisi eksisting adalah sebagai berikut.

Long Section A-A' 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0

100

200

300

400

500

Panjang Dermaga (m)

I

xsist

Gambar 4.17 (a) Hasil overlay antara model I dengan kondisi eksisting (b)Grafik long section dengan potongan A-A’ Gambar diatas menunjukkan bahwa terjadi perbedaan elevasi antara output kondisi eksisting dan model struktur I. Pada dermaga domestik di bagian bwah terjadi pengurangan elevasi sedimentasi sebesar 100 – 200 mm. Pada bagian tengah sampai ujung atas terjadi sedimentasi sebesar 100-200 mm. Terjadinya sedimentasi di bagian ujung dikarenakan kecepatan arus lebih kecil akibat laju arus terhalangi oleh struktur I, sehingga sedimen yang tersuspensi mengendap kembali. Gambar 4.18 menunjukkan hasil transport sedimen di sekitar pelabuhan Terminal Peti Kemas Surabaya pada saat akhir simulasi model struktur U. Pada time step tersebut elevasi sedimen yang terendap antara sebelah kiri dengan sebelah kanan tidak sama. Elevasi sedimen yang terjadi di dermaga domestik bervariasi. Semakin ke tengah laut, elevasi sedimen yang terendap semakin berkurang. Elevasi sedimen di dekat pantai mencapai 1400 – 1500 mm, dan di sekitar struktur antara 300 - 700 mm. Elevasi disisi dalam struktur hampir sama dengan elevasi di bagian luar struktur yaitu berkisar 300-700 mm.

Long Section A-A' 1000 Elevasi sedimen (mm)

688900

Elevasi sedimen (mm)

00

Jurnal Tugas Akhir

800 600 400

200 0 0

100

200

300

400

500

Panjang Dermaga (m)

U

xsist

Gambar 4.19 (a) Hasil overlay antara model U dengan kondisi eksisting dan (b)grafik Long section A-A’ pada overlay model U dan eksisting Gambar diatas menunjukkan bahwa terjadi perbedaan elevasi antara output kondisi eksisting dan model struktur U. Di sisi dalam struktur masih terjadi sedimentasi sebesar 0-200 mm. disisi sebelah luar struktur elevasi sedimen yang terjadi berkisar antara 100-300 mm. Terjadinya sedimentasi di bagian dalam struktur dikarenakan kecepatan arus yang masuk dan 9

Jurnal Tugas Akhir keluar sangat kecil, sehingga tersuspensi mengalami deposisi.

5.

sedimen yang

2)

Diperlukan studi mengenai kestabilan lereng mengenai kemungkinan longsor untuk mendukung hasil simulasi sedimen yang disebabkan oleh sedimen transport.

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA

Dari analisis data dan perhitungan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

Armono, H.D. 2008. Analisa Volume Pengerukan Dermaga Domestik PT Terminal Petikemas Surabaya. Laporan Penelitian PT Terminal Petikemas Surabaya.

1.

2.

3.

Sedimen yang terjadi pada keadaan eksisting mempunyai elevasi maksimum 1.480 mm pada time step 360 jam di lokasi pantai.sedangkan untuk dermaga domestik bervariasi antara 500 – 1000 mm. Pola arus yang terjadi disekitar dermaga domestik secara umum mempunyai kecepatan yang rendah dan sehingga menyebabkan deposisi sedimen. Pada model struktur I di bagian selatan terjadi pengurangan elevasi sedimentasi sebesar 100 – 200 mm. Pada bagian tengah sampai ujung atas terjadi sedimentasi sebesar 100-200 mm. Terjadinya sedimentasi di bagian ujung dikarenakan kecepatan arus lebih kecil akibat laju arus terhalangi oleh struktur I, sehingga sedimen yang tersuspensi mengendap kembali. Di sisi struktur terdapat tumpukan sedimen yang ditahan. Elevasi tumpukan tersebut bisa mencapai 500 mm. Arus yang terjadi di dermaga domestik lebih besar. Pada model struktur U perbedaan elevasi yang terjadi antara sisi sebelah luar dan sebelah dalam tidak begitu besar . Di sisi dalam struktur masih terjadi sedimentasi sebesar 0-200 mm. Disisi sebelah luar struktur elevasi sedimen yang terjadi berkisar antara 100-300 mm. Terjadinya sedimentasi di bagian dalam struktur dikarenakan kecepatan arus yang masuk dan keluar sangat kecil, sehingga sedimen yang tersuspensi mengalami deposisi. Kecepatan arus disisi dalam struktur sangat kecil. Dapat disimpulkan bahwa struktur model I lebih baik dalam menanggulangi sedimen yang terjadi daripada struktur model U, karena dapat menyebabkan erosi di dermaga domestik, sehingga kedalaman tetap terjaga.

Tim penyusun, 1999, Pengoperasian Pelabuhan, Pelindo III, Surabaya Pratikto, W.A. Haryo D.A, Suntoyo. 1997. Perencanaan Fasilitas Pantai dan Laut. Yogyakarta :BPFE. TPS. 2007. Terminal Peti Kemas. Jurnal TPS Tanggal 1 s/d 31 Juli 2007 : 1-2. Triatmodjo, B. 1999. Teknik Pantai. Yogyakarta : Beta Offset. Triatmodjo, B. 1996. Pelabuhan. Yogyakarta : Beta Offset. Van Rijn, Leo C. 1993. Principles of Fluid Flow dan Surface Waves in Rivers, Estuaries, Seas, and Ocean. Aqua publication. Netherland. Poerbandono, N. 2005. Survey Hidrografi. Bandung : Refika Aditama Maulana,Indra.2008. Analisa Sedimentasi Di Dermaga Domestik Terminal Petikemas Surabaya.Surabaya

5.2 Saran Beberapa hal yang dapat disarankan pada akhir dari penelitian ini adalah: 1)

Diperlukan studi lebih lanjut pada bentuk model struktur yang lain, atau dengan variasi dimensi panjang dan lebar. 10

STUDI PENANGGULANGAN SEDIMENTASI DI PELABUHAN DOMESTIK PT. TERMINAL PETI KEMAS SURABAYA

Recommend Documents