Studi Simulasi Sedimentasi Akibat Pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya

JURNAL TEKNOLOGI KELAUTAN

Vol. 8, No. 2, Juli 2004: 74 - 85

Studi Simulasi Sedimentasi Akibat Pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya Wahyudi1 dan Dikor Jupantara2 1) Staf Pengajar Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS, Surabaya Gedung WA, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Email: [email protected] 2) Mahasiswa Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS, Surabaya

Abstrak: Berdasarkan kebutuhan dan peningkatan pelayanan kepada masyarakat, maka saat ini merupakan waktunya bagi Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya untuk melakukan pengembangan. Makalah ini memaparkan hasil studi pola sedimentasi dari simulasi dengan software SMS 6.0 bila dilakukan pengembangan di pelabuhan Tanjung Perak. Pengembangan dilakukan dengan satu Rencana Awal dan tiga alternatif reklamasi daerah sekitar wilayah teluk Kali Lamong. Berdasarkan hasil simulasi dapat diketahui bahwa, konsentrasi penyebaran rata-rata sedimen yang terjadi untuk Rencana Awal pada kondisi HWL, MSL, dan LWL adalah sama sebesar 0.111 kg/m3. Sedangkan untuk alternatif I, pada saat HWL, MSL, dan LWL sebesar 0.108 kg/m3. Pada alternatif II, saat HWL, MSL, dan LWL sebesar 0.109 kg/m3. Pada alternatif III, pada saat HWL, MSL, dan pada saat LWL sebesar 0.108 kg/m3. Perubahan rata-rata kontur dasar laut pada Rencana Awal sebesar 0.089 m, untuk Alternatif I sebesar 0.077 m, untuk Alternatif II sebesar 0.097 m, dan pada Alternatif III sebesar 0.082 m. Berdasarkan hasil tersebut disimpulkan bahwa untuk Alternatif I penyebaran sedimen rata-rata yang terjadi adalah yang paling sedikit, sehingga sesuai untuk pengembangan pelabuhan. Kata kunci: pengembangan pelabuhan, sms versi 6.0, alternatif pengembangan

1. PENDAHULUAN Pelabuhan Tanjung Perak merupakan pelabuhan terbesar kedua di Indonesia yang sangat strategis dalam mendukung transportasi laut dari dan ke wilayah bagian timur Indonesia. Dengan semakin meningkatnya kegiatan di Pelabuhan Tanjung perak, maka sudah saatnya digagas pengembangan dengan menambah lahan terutama terminal peti kemas. Pada sisi lain lahan pelabuhan sangat terbatas, sehingga pengembangan pelabuhan dapat dilakukan di areal perairan sekitar muara Kali Lamong seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Kajian yang pernah dilakukan di daerah studi di antaranya adalah studi AMDAL oleh PSL-ITS (Pudjiastuti, 2001). Studi ini tidak menekankan bagaimana pola sedimentasi yang terjadi bila dilakukan pengembangan pelabuhan, tetapi hanya ditekankan pada perubahan dan dampak lingkungan. Penelitian yang lain dilakukan oleh Purwadi (1996) tentang alur pelayaran di selat

Madura. Studi mengenai sedimentasi di muara Kali Lamong dalam kaitannya dengan pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak belum pernah dilakukan. Apabila dilakukan pengembangan terhadap Pelabuhan Tanjung Perak, maka perlu ada analisa proses fisik perairan yang akan terjadi untuk mengantisipasi agar pengembangan tidak membawa dampak yang merugikan bagi wilayah sekitarnya. Makalah ini mengungkapkan hasil penelitian tentang simulasi dan analisa pola sedimentasi di perairan Kali Lamong bila dilakukan pengembangan dengan berbagai bentuk layout pengembangan. Dalam makalah ini disajikan hasil pemodelan pola sedimentasi yang terjadi di sekitar wilayah Kali Lamong dengan program SMS (Surface-water Modeling System), serta disajikan pula bentuk skenario reklamasi pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak yang paling sedikit menimbulkan sedimentasi di sekitar Kali Lamong. Makalah ini diharapkan dapat bermanfaat untuk memberikan

Studi Simulasi Sedimentasi Akibat .....................(Wahyudi)

masukan bagi instansi terkait dalam pengembangan pelabuhan Tanjung Perak.

75

kuat untuk membawa material sedimen dalam jumlah yang cukup besar.

2.2 Sedimentasi Properti sedimen merupakan faktor penting dalam proses erosi dan sedimentasi, antara lain ukuran partikel dan distribusi butir, rapat massa, bentuk, kecepatan endap, dan tahanan terhadap erosi. Kecepatan endap material tak kohesif seperti pasir dipengaruhi oleh rapat massa dan air, viskositas air, dimensi dan bentuk partikel. Sedangkan untuk sedimen kohesif, kecepatan endap dipengaruhi oleh konsentrasi sedimen suspensi, salinitas, dan diameter partikel. Di daerah pantai, gerakan air dapat terjadi karena adanya kombinasi dari gelombang dan arus. Gelombang berperan untuk mengaduk dan melepaskan material di dasar laut, sementara arus memindahkan material sedimen ke tempat lain. Gambar 1. Lokasi daerah studi

2. DASAR TEORI 2.1 Pasang Surut Wilayah pelabuhan Tanjung Perak berada di perairan selat di antara pantai Surabaya-Gresik dan pantai barat Bangkalan, secara geografis merupakan teluk dan selat yang terlindung dari angin dan gelombang dari laut lepas (Gambar 1). Seperti wilayah pantai pada umumnya, di daerah ini selalu terjadi interaksi antar elemen dalam sistem pantai. Karena lokasi daerah studi yang terlindung dari gelombang, maka proses pantai yang dominan adalah proses yang dipengaruhi pasang surut. Penyebab utama pola arus dan gerakan sedimen di daerah pantai tertutup seperti daerah studi adalah fluktuasi muka air laut karena pasang surut. Arus pasang surut juga efektif bila bekerja di daerah muara, mulut teluk atau selat yang terlindung dari gelombang (Komar, 1976). Pasang surut mempengaruhi elevasi tinggi gelombang yang membawa material sedimen dari dan menuju kearah pantai. Selain itu pasang surut juga berpengaruh pada kecepatan dan arah arus. Arus yang ditimbulkan oleh pasang surut cukup

Transpor sedimen merupakan perpindahan material sedimen dari suatu tempat tertentu ke tempat lainnya. Perpindahan ini berupa penambahan (inflow) atau pengurangan material (outflow). Jika outflow lebih banyak daripada inflow maka akan terjadi erosi dan sebaliknya jika out flow lebih sedikit dibandingkan dengan in flow maka terjadi proses akresi. Selanjutnya transpor sedimen terjadi dalam tiga tahapan, yaitu teraduknya material kohesif dari dasar laut hingga tersuspensi atau lepasnya material nonkohesif dari dasar laut, perpindahan material secara horisontal serta pengendapan.

2.3 Pemodelan dengan Software SMS 2.3.1 Analisa Pola Arus Analisa pola arus diperlukan dalam perhitungan besarnya sedimen yang terjadi di pantai. Dalam studi ini dipakai software yang dibuat oleh King and Norton dalam Resource Management Assosiates (RMA) dan Waterway Experiment Station (WES) Coastal and Hydroulic Laboratory Brigham Young University. RMA2 WES (SMS, 2000) melakukan analisa pola arus dan kecepatannya dalam dua dimensi, yang menggunakan persamaan seperti di bawah ini.

76

Jurnal Teknologi Kelautan Vol. 8, No.2, Juli 2004: 74-85

∂u ∂u ∂u h ⎡ ∂ 2u ∂ 2v ⎤ + hu + hv − ⎢ Exx 2 + Exy 2 ⎥ ∂t ∂x ∂y p ⎣ ∂x ∂y ⎦ 2 1/ 2 gun ⎡ ∂a ∂h ⎤ + gh ⎢ + ⎥ + u 2 + v2 1/ 6 2 ∂ ∂ x x ( 1 . 486 h ) ⎣ ⎦

laku kecepatan dan arah dari fluida. Tegangan dasar geser dirumuskan:

− ζ .Va2 cosψ − 2hvω sin φ = 0

dengan,

h

(

h

)

(1)

∂u ∂u ∂u h ⎡ ∂ 2u ∂ 2v ⎤ + hu + hv − ⎢ E yx 2 + E yy 2 ⎥ ∂t ∂x ∂y p ⎣ ∂x ∂y ⎦

(

⎡ ∂a ∂h ⎤ gun 2 + gh ⎢ + ⎥ + u2 + v2 1/ 6 2 ⎣ ∂y ∂y ⎦ (1.486 h ) − ζ .Va2 cosψ − 2hvω sin φ = 0

1/ 2

(2) (3)

dengan, h : kedalaman air u,v : kecepatan pada koordinat kartesius x,y,t : koordinat kartesius dan waktu ρ : densitas fluida E : koeffisien viskositas Eddy xx : untuk arah x yy : untuk arah y xy, yx : geser untuk arah setiap permukaan g : kecepatan gravitasi a : elevasi dasar n : koefisien kekasaran Manning 1,46 : konversi dari satuan SI ke non SI ζ : koefisien tegangan geser angin Va : kecepatan angin : arah angin ϕ : sudut rotasi bumi ω : garis lintang bumi φ

f (t) = f(to) + a.t + b.t

(5)

: tegangan geser : densitas fluida : kecepatan gravitasi : radius hidrolik : kemiringan

Tegangan geser dihitung dengan persamaan Manning jika masukan nilai kekasaran < 3.0, dan jika berlebih maka dipakai persamaan Chezy. Umumnya, dipilih koefisien Manning (n) dan nilai kekasaran ini dapat ditambahkan dalam global mesh sebagai tipe material, atau tingkat elemen. Persamaan Manning untuk aliran uniform adalah:

V = 1,49*

R 2 / 3 S 1/ 2 n

(6)

Notasi V adalah kecepatan, dan n merupakan nilai Manning. Dengan menyelesaikan persamaan Manning untuk S dan disubtitusikan maka diperoleh persamaan untuk tegangan geser dasar yaitu: 2

2 ⎛ n ⎞ V ⎟ 1/ 3 ⎝ 1.49 ⎠ R

τ = ρg ⎜

(7)

Dengan menyelesaikan R (radius) dan mensubtitusikan, maka diperoleh persamaan baru seperti pers. (8) dan (9) berikut ini.

Persamaan tersebut dapat diselesaikan melalui metode elemen hingga dengan menggunakan Galerkin Method. Variable waktu diasumsikan untuk bermacam-macam waktu untuk setiap langkah dalam bentuk: 2

τ ρ

g R S

)

⎛ ∂u ∂v ⎞ ∂h ∂u ∂h + h⎜⎜ + ⎟⎟ + u +v =0 ∂t ∂x ∂y ⎝ ∂x ∂y ⎠

τ = ρgRS

2 2 ⎛ n ⎞ u u +v ⎟ h1 / 3 ⎝ 1.49 ⎠ 2

τ x = ρg ⎜

(8)

2

2 2 ⎛ n ⎞ u u +v ⎟ h1 / 3 ⎝ 1.49 ⎠

τ y = ρg ⎜

(4)

(9)

to ≤ t < to+ Δ t, variabel a, b, dan c konstan.

Bersarnya turbulensi dihitung dengan persamaan berikut:

Salah satu masalah utama yang diperiksa oleh RMA2 adalah kekasaran dasar. Perubahan gesekan dasar menyebabkan perubahan pada peri-

E xx

∂y ∂ 2 y ∂ ∂u ' v' = μ + ∂x 2 ∂x 2 ∂x ∂x

(10)

77


u*

dengan,

μ

u’,v’

: molecular viscosity : turbulensi yang terjadi sesaat, dalam kecepatan sesaat

Analisa pola sedimentasi diperlukan untuk mengetahui tingkat sedimentasi pada suatu pantai dan pola penyebarannya. Berdasarkan hasil analisa ini, bisa diketahui tingkat keamanan sebuah struktur yang dibangun untuk penanggulangan adanya sedimentasi. Analisa sedimentasi dilakukan dengan software SED2D-WES version 4.3. Persamaan dasar yang dipakai adalah seperti di bawah ini.

a. Persamaan Convection-Diffusion

(11)

dengan, C : konsentrasi, kg/m3 U : kecepatan aliran pada arah x, m/det X : arah aliran utama, m V : Kecepatan aliran pada arah y, m/detik Y : arah tegak lurus terhadap x, m Dx : koefisien difusi efektif pada arah x, m2/detik Dy : koefisien difusi efektif pada arah y, m2/detik α1 : koefisien untuk bentuk dasar, 1/detik

α2

: konsentrasi equilibrium dari bagian bentuk dasar kg/m3/detik

b. Tegangan Geser Dasar Beberapa persamaan bisa dipakai untuk menghitung tegangan dasar geser antara lain:

τ b = ρ (u* )2 dengan,

ρ

: densitas air,

(12)

g .u.n CMED 1 / 6

(13)

dengan, g : kecepatan gravitasi n : nilai kekasaran Manning CMED : koeffisien (1.0 untuk satuan metric dan 1,486 untuk satuan British).

d. Persamaan Jonsson, persamaan untuk tegangan geser permukaan yang disebabkan oleh gelombang dan arus: u* =

∂C ∂C ∂C ∂ ⎛ ∂C ⎞ +u +v = ⎜ Dx ⎟ ∂t ∂x ∂y ∂x ⎝ ∂x ⎠

∂ ⎛ ∂C ⎞ ⎟ + α1C + α 2 + ⎜⎜ D y ∂y ⎝ ∂y ⎟⎠

c. Persamaan Tegangan Geser Manning u* =

2.3.2 Analisa Pola Sedimentasi

: shear velocity.

u ⎞ 1 ⎛ f w u om + f c u ⎞⎛ ⎟⎟⎜ u + om ⎟ ⎜⎜ f w u om 2⎝ 2 ⎠ ⎠⎝

(14)

dengan, uom : kecepatan maksimum gelombang fc : koeffisien tegangan CMED : koeffisien (1.0 untuk satuan metric dan 1,486 untuk satuan British).

3. METODOLOGI Pemodelan pola arus dan sedimentasi dalam studi ini dilakukan dalam tiga tahap yaitu pengumpulan data, analisa data dan pemodelan yang menggunakan software SMS versi 6.0. Data yang digunakan meliputi peta topografi dan batimetri, dat pasang surut, data tanah, dan debit sungai yang bermuara di lokasi studi. Pengolahan data meliputi penentuan kondisi batas model, penggambaran peta topografi, penentuan kondisi lingkungan model seperti ketinggian dan gerakan pasang surut, debit air sungai dan data tanah, serta pembuatan bentuk skenario dari rencana pengembangan pelabuhan Tanjung Perak. Analisa hasil pemodelan pola arus dilakukan dengan dua cara, berdasarkan output data secara numerik dan animasi output data. Pola arus ini selanjutnya digunakan sebagai input untuk analisa pemodelan pola sedimentasi. Hasil pemo-

78


delan pola sedimen juga ada dua cara, yaitu secara numerik maupun output gambar animasi. Pemodelan pola sedimen memberikan gambaran adanya endapan yang terbawa oleh sungai.

erosi pantai itu sendiri, selain itu proses sedimentasi juga bisa diakibatkan karena adanya material yang terbawa oleh arus dari laut dalam. Kondisi umum dari sungai yang bermuara di sekitar teluk Lamong ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2. Data sungai

4. ANALISA DATA Nama Sungai

4.1 Batimetri Data batimetri yang digunakan dalam studi ini adalah Peta Hidral Dinas Hidro-oseanografi TNI-AL dan dokumentasi yang dimiliki oleh PT Pelabuhan Indonesia III. Dari peta tersebut dapat diketahui kedalaman rata-rata dari selat Madura adalah 10 m.

4.2 Pasang Surut Data pasang surut untuk penelitian ini diperoleh dari laporan pengukuran selama 15 hari berturut-turut dengan interval waktu 1 jam. Data diperoleh dari data Dinas Hydro-oseanografi TNI AL, untuk bulan Januari tahun 2003. Gerakan pasang surut diramalkan terhadap suatu muka surutan yang letaknya 1.5 m di bawah DT, serta pengamatan dilakukan di daerah sekitar pelabuhan Surabaya. Konstanta pasang surut hasil perhitungan dengan metode Admiralty disajikan dalam Tabel 1. Tabel 1. Konstanta pasang surut metode Admiralty Komponen Pasut Amplitudo Fase

M2

S2

N2

K2

K1

O1

P1

M4

Z0

44

26

9

8

47

28

14

-

60

31

20

49

18

50

91

47

-

-

Data pasang surut ini digunakan sebagai input boundary condition SMS untuk mendapatkan pola arus maupun pola sedimen. Data pasang surut ini dianalisa dan diurutkan menggunakan fasilitas Ms Excel dan merubah file *. xls menjadi file yang berekstensi *.xys. Dari data pasang surut didapatkan 360 time step.

4.3 Kondisi Sungai Sungai berpengaruh terhadap proses sedimentasi yang terjadi. Sedimentasi bisa berasal dari material yang terbawa dari daratan maupun dari

Luas DAS (km2)

Kedalaman Sungai (m)

Slope Dasar Sungai

Luas Penampang Sungai (m2)

Elevasi Muka Air Rata2 (m)

Debit (m3/det)

0,38

Anak

1.985

0.48

0.001

2.07

0.48

Greges

5.765

1.21

0.005

4.77

1.21

1,5

Manukan

5.33

0.68

0.007

2.21

0.68

1,67

Branjangan

2.63

0.74

0.006

2.63

0.74

0,46

Semimi

7.64

0.84

0.008

8.01

0.84

1,83

Lamong

209

2.4

0.005

174.2

2.4

42,03

Debit sungai diperlukan sebagai input boundary condition SMS untuk mendapatkan pola arus maupun pola sedimen. Data debit sungai ini di diurutkan menggunakan fasilitas Ms Excel dan merubah file *.xls menjadi file yang berekstensi *.xys. Data debit sungai dalam hal ini diambil sampai time step 360 atau 15 hari pengukuran menyamakan jumlah time step yang diambil dalam data pasang surut.

5. PEMODELAN DENGAN SMS 6.0 5.1 Pemodelan Kontur Dasar Laut Langkah pertama pembuatan kontur dasar laut adalah membuat titik-titik atau node sesuai dengan gambar dari peta batimetri yang sudah di import ke dalam SMS dengan file Dxf. Kemudian dibuat peta gambar yang akan dipakai dalam simulasi dengan cara menghubungkan titiktitik sesuai dengan peta yang akan dimodelkan. Setelah didapatkan model kontur dasar laut, kemudian dilakukan penginputan data pasang surut dan debit sungai. Dengan mengambil data pengukuran selama 15 hari pengukuran atau selama 360 jam. Grafik pasut dalam SMS ditunjukkan pada Gambar 2. Pasang surut digunakan sebagai head (elevasi muka air) dan debit sungai sebagai flow. Data flow yang di masukkan ke dalam model adalah data sungai-sungai yang bermuara di teluk Lamong yaitu Kali Lamong, Kali Branjangan, Kali Semini, Kali Krambangan, Kali Manukan, dan Kali Anak.

79


Gambar 2. Grafik pasang-surut dalam SMS

Setelah pembuatan node dan peta modul dilanjutkan dengan membuat kontur dasar dengan cara menggabungkan setiap node menjadi garisgaris pada SMS dan akan didapat pola kontur kedalaman dari Selat Madura (Gambar 3).

Gambar 4. Rencana awal pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak, Surabaya

Gambar 5. Kondisi pasang surut

Gambar 3. Kontur kedalaman selat Madura

Dalam studi ini dibuat model simulasi dari beberapa rencana bentuk pengembangan pelabuhan. Rencana awal layout pelabuhan berdasarkan PT. PELINDO III, ditunjukkan pada Gambar 4.

5.2 Pemodelan Pola Arus dan Pola Sedimen Berdasarkan data pasang surut diperoleh bahwa pasang tertinggi (HWL) terjadi pada time step 191, pasut rerata (MSL) pada time step 47 dan surut terendah (LWL) pada time step 175 (Gambar 5). Setelah proses input data dan pemasangan kondisi batas selesai tanpa ada kesalahan, kemudian dilakukan proses running. Dengan menggunakan modul RMA2 didapatkan pola arus. Pola arus digambarkan dalam bentuk vektor arah arus yang berupa anak panah serta perbedaan warna yang merupakan perbedaan kecepatan arus, dalam bentuk flow trace (jejak) arus (Gambar 6).

Gambar 6. Pola arus dalam bentuk flow trace

Pemodelan sedimentasi menggunakan modul SED2D dilakukan bila proses pemodelan pola arus telah selesai tanpa kesalahan. Dari pemodelan ini didapatkan model konsentrasi sedimen dan perubahan kontur dasar laut.

5.2.1 Pola Arus dan Sedimen Rencana Awal Pada pemodelan pola arus diambil sampel (titik A, B, dan C) yang dianggap mewakili daerah sekitarnya (Gambar 7). Contoh hasil simulasi pemodelan arus untuk kondisi Rencana Awal, disajikan pada kondisi MSL (pada timestep 47)

80


pada Gambar 8. Sedangkan hasil simulasi sedimen disajikan pada Gambar 9.

yang paling besar terjadi di sekitar muara sungai, karena interval warna terlihat sangat banyak, karena muara sungai adalah pembawa material sedimen yang paling besar. Penyebaran konsentrasi sedimen di lokasi (A) adalah 0.10 kg/m3 - 0.26 kg/m3, di lokasi (B) adalah 0.13 kg/m3 - 0.20 kg/m3, di sekitar muara sungai lokasi (C) adalah 0.30 kg/m3 - 0.88 kg/m3.

5.2.2 Pola Arus dan Sedimen Alternatif I

Gambar 7. Lokasi pengambilan sampel master plan

Pada Pengembangan dengan Alternatif I bentuk model tetap seperti pada Rencana Awal, tetapi jarak (kanal) yang terdapat pada reklamasi 1 dan 2 di tiadakan (Gambar 10). Hal itu dilakukan untuk melihat apakah sedimen yang terjadi di sekitar kolam labuh dapat dikurangi. Contoh hasil pemodelan arus dan sedimentasi untuk Pengembangan Alternatif I disajikan pada Gambar 11 dan 12.

Gambar 8. Pola arus hasil simulasi untuk Pengembangan Rencana Awal pada timestep 47.

Gambar 8 menunjukkann bagaimana pola arus dan kecepatannya di sekitar rencana reklamasi pada timestep 47. Kecepatan arus di sekitar lokasi A adalah 0.115 m/s - 0.164 m/s, di sekitar lokasi B adalah 0.002 m/s - 0.034 m/s, dan di sekitar muara sungai (C) 0.002 m/s - 0.051 m/s.

Gambar 10. Lokasi pengambilan sampel Alternatif I

Gambar 11. Pola arus hasil simulasi pada time step 47 untuk Alternatif I Gambar 9. Pola penyebaran konsentrasi sedimen pada time step 47

Gambar 9 menunjukkan pola penyebaran sedimen yang terjadi, dapat dilihat bahwa sedimen

Gambar 12 menunjukkan penyebaran konsentrasi sedimen di sekitar lokasi A sebesar (0.00 0.13) kg/m3, di sekitar lokasi B (0.00 - 0.13) kg/m3, dan di sekitar muara sungai (C) (0.30 0.88) kg/m3.


5.2.3 Pola Arus dan Sedimen Alternatif II Pengembangan dengan Alternatif II dilakukan reklamasi seperti ditunjukkan pada Gambar 13. Contoh hasil pemodelan arus dan sedimentasi untuk Pengembangan Alternatif II disajikan pada Gambar 14 dan 15.

Gambar 12. Pola penyebaran konsentrasi sedimen pada time step 47 (jam ke 47)

81

kitar C (0.002 - 0.051) m/s. Sedangkan penyebaran konsentrasi sedimen ditunjukkan pada Gambar 15. Konsentrasi sedimen di sekitar lokasi A adalah (0.01 - 0.13) kg/m3, di sekitar B (0.13 - 0.20) kg/m3, dan di sekitar lokasi C adalah (0.30 - 0.88) kg/m3.

Gambar 15. Pola penyebaran konsentrasi sedimen pada time step 47 untuk Pengembangan Alternatif II

5.2.4 Pola Arus dan Sedimen Pada Alternatif III

Gambar 13. Lokasi pengambilan sampel pada Alternatif II

Gambar 14. Pola arus hasil simulasi pada time step 47 untuk model Alternatif II

Pada Gambar 14 ditunjukkan simulasi kecepatan arus di sekitar lokasi A adalah (0.115-0.164) m/s, di sekitar B (0.018 - 0.115) m/s, dan di se-

Pada Pengembangan Alternatif III dilakukan reklamasi dengan model seperti ditunjukkan pada Gambar 16. Sedangkan contoh hasil pemodelan arus dan sedimentasi untuk Pengembangan dengan Alternatif III disajikan pada Gambar 17 dan 18, yang masing-masing diambil pada time step 47.

Gambar 16. Lokasi pengambilan sampel model Pengembangan Alternatif III

Pada Gambar 17 ditunjukkan simulasi kecepatan arus di sekitar lokasi A adalah sebesar (0.068 - 0.118) m/s, di sekitar B (0.019 - 0.051) m/s, dan di sekitar C (0.002 - 0.051) m/s. Sedangkan

82


penyebaran konsentrasi sedimen ditunjukkan pada Gambar 18. Konsentrasi sedimen di sekitar lokasi A adalah (0.01 - 0.18) kg/m3, di sekitar B (0.01 - 0.09) kg/m3, dan di sekitar lokasi C adalah (0.26 - 0.75) kg/m3.

Perubahan kontur dasar laut akibat rencana pengembangan pelabuhan pada Rencana Awal dapat diketahui dalam Tabel 4. Perubahan kontur dasar laut ini diperoleh setelah running program SED2D selesai tanpa ada error. Perubahan kontur dasar laut tersebut adalah hasil running SMS setelah 360 time step atau 15 hari. Tabel 3. Konsentrasi sedimen pada tiap kondisi pasang surut pada rencana awal Lokasi Analisa di Sungai

Gambar 17. Pola arus hasil simulasi pada time step 47 untuk Pengembangan Alternatif III

Sediment Consentration (kg/m3) Node ID

Kondisi HWL

MSL

LWL

Lamong

1133

0.2020

0.2020

0.2020

Semini

2798

0.1638

0.1638

0.1638

Branjangan

3821

0.1333

0.1333

0.1333

Manukan

4661

0.1514

0.1514

0.1514

Krambangan

5326

0.1647

0.1648

0.1649

Anak Pelabuhan Penumpang Pelabuhan Peti Kemas

4142

0.0619

0.0619

0.0619

5061

0.0073

0.0073

0.0073

2784

0.0030

0.0030

0.0030

Tabel 4. Perubahan kontur dasar laut pada Rencana Awal saat kondisi awal dan akhir

Gambar 18. Pola penyebaran konsentrasi sedimen pada time step 47 untuk Pengembangan Alternatif III

5.3 Pemodelan Perubahan Kontur Dasar Laut 5.3.1 Perubahan Kontur Dasar Laut pada Pengembangan Rencana Awal Penyebaran konsentrasi sedimen yang terjadi akibat dari pengembangan pelabuhan pada Rencana Awal ditunjukkan pada Tabel 3, dengan tiap-tiap lokasi sampel mewakili daerah di sekitarnya. Penomeran atau node yang tercantum pada Tabel 3 adalah titik yang diambil pada tiap-tiap lokasi.

Lokasi Analisa di Sungai

Node ID

Lamong Semini

Bed Change (m)

1133

Awal (TS=0) 0

Akhir (TS=360) 0.204104512

2798

0

0.106987409

Branjangan

3821

0

0.055760774

Manukan

4661

0

0.061784863

.Krambangan

5326

0

0.195746824


4142

0

0.036586694

5061

0

0.023574437

2784

0

0.030733644

5.3.2 Perubahan Kontur Dasar Laut pada Pengembangan Alternatif I Pada Alternatif I terlihat perbedaan konsentrasi sedimen dengan Rencana Awal, serta terdapat juga perbedaan node. Hal ini dikarenakan urutan penomerannya yang berbeda tetapi lokasi dan tempat diambilnya sampel random adalah sama dengan Rencana Awal. Konsentrasi sedi-

83


men akibat rencana pengembangan pelabuhan pada Alternatif I disajikan pada Tabel 5, sedangkan perubahan kontur dasar laut yang terjadi pada Alternatif I disajikan dalam Tabel 6, di mana tiap-tiap lokasi mempunyai nilai perubahan kontur yang terjadi dalam 15 hari. Tabel 5. Konsentrasi sedimen pada tiap kondisi pasang surut dari Alternatif I Lokasi Analisa di sungai


Kondisi HWL

MSL

LWL

Perubahan kontur dasar laut yang terjadi pada Alternatif II disajikan dalam Tabel 8, dengan tiap-tiap lokasi mempunyai nilai perubahan kontur yang terjadi dalam 15 hari atau 360 time step. Tabel 7. Konsentrasi sedimen pada tiap kondisi pasang surut dari Alternatif II Lokasi Analisa di Sungai


Kondisi HWL

MSL

LWL

Lamong

1115

0.1944

0.19442

0.1944

Lamong

1276

0.1826

0.1828

0.1826

Semini

2551

0.1565

0.15647

0.1565

Semini

2676

0.1650

0.1650

0.1650

Branjangan

3595

0.1293

0.12932

0.1293

Branjangan

3903

0.1353

0.1353

0.1353

Manukan

4251

0.1546

0.15455

0.1546

Manukan

4444

0.1503

0.1503

0.1503

Krambangan

5144

0.1633

0.16332

0.1633

Krambangan

5043

0.1697

0.1697

0.1697


3943

0.0613

0.06127

0.0613

4348

0.0575

0.0575

0.0575

4937

0.0015

0.00148

0.0015

3146

0.0085

0.0085

0.0085

2376

0.0030

0.00298

0.0030


3118

0.0042

0.0042

0.0042

Tabel 6. Perubahan kontur dasar laut Alternatif I pada kondisi awal dan akhir Lokasi Analisa di Sungai

Node ID

Lamong Semini Branjangan Manukan .Krambangan Anak Pelabuhan Penumpang Pelabuhan Peti Kemas

Bed Change (m)

Tabel 8. Perubahan kontur dasar laut pada kondisi awal dan kondisi akhir dari Alternatif II Lokasi Analisa di Sungai

Node ID

Lamong

Bed Change (m)

1276

Awal (TS=0) 0

Akhir (TS=360) 0.261884212 0.100966297

1115

Awal (TS=0) 0

Akhir (TS=360) 0.186187133

2551

0

0.075281076

Semini

2676

0

3595

0

0.047775525

Branjangan

3903

0

0.058052990

4444

0

0.061060611

4251

0

0.050541620

Manukan

5144

0

0.181168526

.Krambangan

5043

0

0.193783074


4348

0

0.034984756

3146

0

0.025781530

3118

0

0.035484604

3943

0

0.030069962

4937

0

0.011643613

2376

0

0.030135095

5.3.3 Perubahan Kontur Dasar Laut pada Pengembangan Alternatif II Ada perbedaan konsentrasi sedimen pada Alternatif II dan Rencana Awal, serta terdapat juga perbedaan node. Hal ini dikarenakan perbedaan bentuk dengan Rencana Awal. Konsentrasi sedimen akibat rencana pengembangan pelabuhan Alternatif II disajikan pada Tabel 7.

5.3.3 Perubahan Kontur Dasar Laut pada Pengembangan Alternatif III Penyebaran konsentrasi sedimen akibat pengembangan pelabuhan dengan Alternatif III disajikan pada Tabel 9. Sedangkan perubahan rata-rata kontur dasar laut akibat pengembangan dengan Alternatif III disajikan pada Tabel 10. Penyebaran konsentrasi sedimen pada Tabel 9 terlihat bahwa, transpor sedimen terbesar bera-

84


sal dari sungai yang mengalir ke muara dan akhirnya diendapkan di laut. Tabel 9. Konsentrasi sedimen pada tiap kondisi pasang surut (Alternatif III) Lokasi Analisa di Sungai

Node ID

Sediment Consentration (kg/m3) Kondisi HWL

MSL

LWL

Lamong

1298

0.1914

0.1914

0.1913

Semini

2957

0.1630

0.1629

0.1629

Branjangan

3721

0.1267

0.1267

0.1267

Manukan

4363

0.1561

0.1561

0.1561

Krambangan

5100

0.1596

0.1596


4477

0.0619

4217 3199

Node ID

Lamong

Tabel 11. Penyebaran konsentrasi sedimen pada setiap model untuk setiap kondisi pasang surut. Model

HWL (kg/m3)

MSL (kg/m3)

LWL (kg/m3)

0.1596

Rencana Awal

0.110932

0.110960

0.110957

0.0619

0.0619

Alternatif I

0.107978

0.107978

0.107978

0.0042

0.0042

0.0042

0.109140

0.1091428

0.109141

0.0023

0.0023

0.0023

Alternatif II Alternatif III

0.108170

0.108172

0.108170

Tabel 10. Perubahan kontur dasar laut pada kondisi awal dan akhir (Alternatif III) Lokasi Analisa di Sungai

Berdasarkan Tabel 11 dan 12, diketahui bahwa penyebaran sedimen rata-rata yang terjadi setelah 360 time step bernilai paling kecil terdapat pada Alternatif I. Penyebaran sedimen pada Alternatif I pada semua kondisi pasang surut mempunyai nilai yang paling kecil. Demikian pula untuk perubahan kontur dasar laut, perubahan terkecil terjadi pada Alternatif I.

Bed Change (m)

Tabel 12. Perubahan kontur pada tiap-tiap model Model

Bed Change (m)

Rencana Awal

0.08940989

0.191453

0

0.088100

Alternatif I

0.07660031

3721

0

0.056763

Alternatif II

0.09649975

Manukan

4363

0

0.062467

Alternatif III

0.08268446

.Krambangan

5100

0

0.185501

Anak

4477

0

0.037702

Pelabuhan Penumpang

4217

0

0.017514

Pelabuhan Peti Kemas

3199

0

0.021979

Awal TS=0

Akhir TS=360

1298

0

Semini

2957

Branjangan

5.4 Perbandingan Hasil Pemodelan dari Pengembangan Rencana Awal dan ke Tiga Alternatif Perbandingan hasil proses sedimentasi yang terjadi akibat pengembangan pelabuhan di Teluk Kali Lamong dapat dilihat pada Tabel 11 dan 12. Tabel 11 menyajikan perbedaan penyebaran sedimen yang terjadi pada tiap-tiap model. Sedangkan perubahan rata-rata kontur dasar laut yang terjadi pada tiap-tiap model dirangkum dalam Tabel 12.

5.5 Verifikasi Hasil Simulasi Hasil pengukuran elevasi muka air pasang surut secara langsung untuk verifikasi model diambil pada lokasi pengamatan pasang surut yang tidak digunakan sebagai kondisi batas, yaitu lokasi pengukuran Tanjungan. Hasil perbandingan antara pengukuran pasang surut secara langsung di Tanjungan dengan hasil simulasi disajikan pada Gambar 19. Pada Gambar 19 dapat dilihat bahwa elevasi muka air pasang surut hasil simulasi memberikan hasil yang bagus, sehingga diasumsikan bahwa validitas parameter-parameter model kontrol serta referensi kondisi batas pasang surut yang diaplikasikan telah mendekati kebenaran sesuai kondisi lapangan.


Tanjungan

Elevasi Muka Air (m LWS)

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0 0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

325

350

jam kepasut pengamatan

pasut simulasi

Gambar 19. Kalibrasi terhadap data pasang surut

6. KESIMPULAN Penyebaran konsentrasi rata-rata sedimen yang terjadi pada Rencana Awal Pengembangan sebesar 0.11096 kg/m3; Alternatif I sebesar 0.10798 kg/m3; Alternatif II sebesar 0.10914 kg/m3 dan Alternatif II sebesar 0.10817 kg/m3. Bentuk sekenario reklamasi pengembangan pelabuhan Tanjung Perak yang paling sedikit menimbulkan sedimentasi di sekitar wilayah KaliLamong adalah Alternatif I.

DAFTAR ACUAN Buana, C. (2003), “Simulasi Hidrodinamis Perairan Terhadap Beberapa Alternatif Pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak di Muara Sungai Kali Lamong”, Master Tesis, Program Pasca Sarjana Teknik Kelautan, FTK-ITS, Surabaya. Coastal Engineering Research Center, (1984), Shore Protection Manual; Volume 1 and

85

2, U.S. Army Corps of Engineers, U.S. Government Printing Office, New York. Horikawa, K. (1988), Nearshore Dynamics and Coastal Processes, University of Tokyo Press. Horikawa, K. (1998), Coastal Engineering, An Introduction to Ocean Engineering, University of Tokyo Press. Koestalam, P. (2001), Kajian Teknis Alur Pelayaran Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya, Lembaga Pengabdian kepada Masyarakat-ITS, Surabaya. Komar, P.D. (1984), CRC Handbook of Coastal Processes and Erosion, CRC, Florida. PT. (Persero) Pelabuhan Indonesia III (2000), Masterplan Pelabuhan Tanjung Perak, PT. Pelabuhan Indonesia III, Surabaya. Pudjiastuti, L. (2001), Studi Amdal Pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak di Muara Kali Lamong dan Teluk Lamong, Lembaga Penelitian-ITS, Surabaya. Purwadi, D. (1996), Pra Studi Kelayakan (Prefeasibility Study) Pengembangan Kawasan Pelabuhan Tanjung Perak Arah Barat Sampai Dengan Pelabuhan Gresik, Lembaga Pengabdian kepada MasyarakatITS, Surabaya. SMS (2000), Tutorial Version 7.0, Brigham Young University Environmental Modeling Research Laboratory. Triatmodjo, B. (1999), Teknik Pantai, Beta offset, Yogyakarta. Users Guide To RMA2WES Version 4.5, US Army, Engineering Research Development Center, Waterways Experiment Station, Coastal and Hydraulics Laboratory.

Studi Simulasi Sedimentasi Akibat Pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya

Recommend Documents