Longshore Current Yang Ditimbulkan Oleh Transformasi Gelombang Di Eretan Kulon, Indramayu
LONGSHORE CURRENT YANG DITIMBULKAN OLEH
TRANSFORMASI GELOMBANG DI ERETAN KULON,
INDRAMAYU
YENI TRIANA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa LONGSHORE CURRENT YANG
DITIMBULKAN OLEH TRANSFORMASI GELOMBANG DI ERETAN
KULON, INDRAMAYU adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam
bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal
atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir tesis ini.
Bogor, Februasri 2008
Yeni Triana
NIM C651050091
RINGKASAN
YENI TRIANA. Longshore Current yang Ditimbulkan oleh Transformasi
Gelombang di Eretan Kulon, Indramayu. Dibimbing I WAYAN NURJAYA dan
NYOMAN METTA N. NATIH.
Pantai Eretan Kulon merupakan daerah padat dengan berbagai infrastruktur,
sehingga mengakibatkan berbagai tekanan terhadap kualitas lingkungan kawasan
pantai yang menimbulkan dampak rusaknya lingkungan pantai. Proses erosi
pantai timbul secara alami akibat kombinasi pengaruh gelombang dan arus
menyusur pantai (longshore current), lebih dipercepat lagi dengan campur tangan
manusia.
Penelitian bertujuan untuk menganalisis kondisi gelombang dan arus
perairan pantai Eretan Kulon, Indramayu, sehingga memperoleh bentuk dari pola
dan kecepatan arus pantai terutama longshore current seiring perubahan musim,
yang digunakan untuk memprediksi perubahan yang mungkin terjadi dengan
menggunakan model matematik. Penelitian dapat memberikan informasi dasar
mengenai kondisi perairan pantai dan dampaknya terhadap pantai, sehingga dapat
dipakai sebagai bahan acuan Pemerintah Daerah.
Data diambil pada bulan Februari, Mei dan Agustus 2006 di perairan pantai
Eretan Kulon, Indramayu dengan menanam dua buah mooring yang pada sisinya
dipasang alat yaitu current meter dan tide and wave. Pada penelitian ini dilakukan
juga sounding ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), untuk mengetahui
kontur kedalaman (bathimetri). Pengolahan data dengan Microsoft Excel 2003
dan sofware model RCP Wave.
Hasil analisis angin maksimum (1997-2006), menunjukkan nilai kecepatan
angin terbesar berasal dari arah Timur (45 %). Berdasarkan skala beaufort
kecepatan angin maksimun dominan pada skala 2 atau pada interval 3,6 – 5,7
m/det, rentang skala ini menunjukkan mulai terjadinya gelombang. Gelombang
yang terbentuk dari arah barat, dan timur diprediksi lebih kecil dibandingkan
dengan arah utara, timur laut dan barat laut karena adanya perbedaan faktor yang
mempengaruhi dan membangkitkan gelombang seperti kecepatan angin, durasi,
arah angin, dan fetch.
Karakteristik gelombang maksimum terjadi pada musim barat (Desember –
Februari), bulan pertama musim peralihan I (Maret) dan bulan terakhir musim
peralihan II (November), sedangkan pada musim timur (Juni – Agustus) dan
sebagian musim peralihan I dan II (April – Mei dan September – Oktober)
karakteristik gelombangnya lebih kecil.
Pantai Eretan Kulon memiliki topografi yang bergelombang yang
disebabkan banyak terdapatnya sand bar. Kedalaman perairannya daerah yang
diamati berjarak kurang lebih 1.460 m dengan kedalaman antara 0 m hingga 5 m,
kedalaman perairan ini memiliki kemiringan sebesar 0,129o, oleh sebab itu maka
perairan ini terlihat landai dengan kedalaman berubah secara gradual ke arah laut
dari garis pantai.
Hasil model transformasi gelombang di pantai Eretan mengalami refraksi
dan shoaling karena pengaruh perubahan kedalaman laut, difraksi, dan refleksi.
Berkurangnya kedalaman laut menyebabkan semakin berkurangnya panjang dan
kecepatan gelombang serta bertambahnya tinggi gelombang. Pada saat keterjalan
gelombang (wave steepness) mencapai batas maksimum, gelombang akan pecah
dengan membentuk sudut tertentu terhadap garis pantai. Perubahan arah
gelombang menghasilkan konvergensi (penguncupan) dan divergensi
(penyebaran), dimana daerah yang mengalami konvergensi menyebabkan tinggi
gelombang pecah yang lebih besar jika dibandingkan dengan daerah divergensi.
Tipe gelombang pecah di pantai Eretan Kulon ini dikategorikan pada tipe
spilling, pembagian tipe ini dilihat berdasarkan nilai surf similarity-nya yang lebih
besar dari 0,5. Kecepatan arus terbesar berdasarkan besarnya sudut gelombang
pecah yang datang berasal dari arah barat laut, sehingga arus yang berasal dari
barat laut berpotensi menghasilkan kecepatan longshore current yang besar. Hal
ini dapat menyebabkan pengikisan pantai akan semakin besar dengan kecepatan
arus terbesar terjadi pada bulan Februari.
ABSTRACT
YENI TRIANA. Formation Of Longshore Current Due To Wave Transform In
Eretan Kulon Coast Of Indramayu. Supervised by I WAYAN NURJAYA and
NYOMAN METTA N. NATIH.
Coastal erosion in Indonesia has increase in the latest years, it is caused by
several factor either naturally or human activities. One of those is coastal abrasion
occurred at Eretan Kulon, Indramayu. The studies were carried out by field
observations and mathematical model (RCP Wave). RCP Wave is twodimensional numerical model to simulation wave transform.
Wave transform model in Eretan Kulon coastal influenced by wave
refraction, shoaling, and diffraction processes. These conditions cause changes of
wave characteristic when they move from the deep water to shallow waters or
transition waters. The longshore current depends on breaking wave characteristics,
the highest breaking wave angle, will form the bigger longshore current.
Current velocity in Eretan Kulon coastal dominant come from southwest to
east seashore, this current have relative high speed. The coastal area damage
frequency of east and west equal with the west season, switchover season in this
eretan coast mostly influenced by west season, west season comparing with east
season causes more damages. Transformation of deepness and coastline that
happened influenced by wave and deepness contour. The bigger wave angle form,
the highger longshore current occured.
Key word: Wave Transform, and Longshore Current
© Hak cipta milik IPB, tahun 2008
Hak cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
LONGSHORE CURRENT YANG DITIMBULKAN OLEH
TRANSFORMASI GELOMBANG DI ERETAN KULON,
INDRAMAYU
YENI TRIANA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
Judul Tesis : Longshore Current yang Ditimbulkan
Gelombang di Eretan Kulon, Indramayu
Nama
: Yeni Triana
NIM
: C651050091
oleh
Transformasi
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Nyoman Metta N. Natih, M.Si
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Ilmu Kelautan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S
Tanggal Ujian: 6 Februari 2008
Tanggal Lulus:
Penguji Luar Komisi
Bapak Dr. Ir. Erizal, M.Agr
PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, hidayah dan
karunia-Nya sehingga penyusunan tesis dengan judul: Transformasi Gelombang
Terhadap Pembentukkan Longshore Current Di Eretan Kulon, Indramayu, dapat
diselesaikan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
sebesar-besarnya kepada:
1.
Bapak Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc dan Dr. Ir. Nyoman Metta N. Natih,
M.Si. sebagai pembimbing Ketua dan Anggota yang telah banyak
membantu memberikan masukan saran dan kritik dalam penyusunan tesis
ini.
2.
Bapak Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc sebagai Ketua Program Studi Ilmu
Kelautan.
3.
Bapak Dr. Ir. Putu Purnaba, DEA selaku moderator pada saat seminar.
4.
Bapak Dr. Ir. Erizal, M.Agr selaku penguji luar komisi pada saat ujian tesis.
5.
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S selaku Dekan Sekolah
Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
6.
Staf pengajar Program Studi Ilmu Kelautan yang telah banyak memberikan
bantuan, ilmu dan pengetahuan serta pengalamannya.
7.
Teruntuk yang teristimewa kedua orang tuaku tercinta Drs. H. Wasra A.
Sukendar dan Hj. Betty Nurbaeti, serta Kakak-kakak dan keluarga besarku
yang telah mendidik, membimbingku, mendoakan, mendukung dengan
segala pengorbanan dan kasih sayangnya yang tak terhingga.
8.
Hamzah Aji Saputro, atas doa dan dukungannya selama ini.
9.
P2O LIPI atas bantuan peralatan dan masukkan saran dalam pengambilan
data.
10. Yayasan Van deVenter Maas dan Yayasan Damandiri, atas bantuan dana
dalam penyusunan tesis yang telah diberikan.
11. Bang Heron, Bang Bahar, Pak Sakka, dan Bang Nurman atas diskusi dan
masukannya dalam penyusunan tesis ini.
12. Rekan-rekanku IKL 2005, IKL 2006, Warga ITK, Warga Tatra Dramaga
dan Candy-candy, dan Benzin Crew yang telah membantu dalam
pengambilan dan penyusunan data selama penelitian serta semua pihak yang
tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberi motivasi dan
dukungannya selama ini.
Akhir kata, penulis berharap tesis ini dapat bermanfaat dan berguna dalam
pengembangan ilmu oseanografi khusus aplikasinya terhadap daerah pantai
Eretan Kulon dan daerah lainnya. Penulis menyadari masih perlu banyak
masukkan guna penyempurnaan hasil yang diperoleh. Olehnya itu saran dan kritik
yang membangun sangat kami harapkan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2008
Yeni Triana
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Penulis dilahirkan, di Subang, 23 Maret 1981. Merupakan
anak ke tiga dari Bapak Drs. H. Wasra A. Sukendar dan Ibu Hj.
Betty Nurbaeti. Pada tahun 1999 diterima sebagai mahasiswa
Ilmu Kelautan dan Teknologi Kelautan di Institut Pertanian
Bogor (IPB) dan tamat tahun 2004. Selama menjadi mahasiswa,
penulis aktif sebagai Anggota Himpunan Mahasiswa Ilmu dan
Teknologi Kelautan (Himiteka) IPB Departemen Ilmu
Pengetahuan dan Teknologi (2000–2001 dan 2001-2002), dan
menjadi pengurus Marine Instrument and Telemetry Club (MIT
Club) IPB (2000–2001 dan 2001-2002). Penulis juga pernah mengikuti Pameran
IPTEK Universitas dalam rangka Olimpiade Fisika Asia Pertama wakil dari
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Tahun 2005 penulis melanjutkan studi pascasarjana di Departemen Ilmu
Kelautan dan Teknologi Kelautan (Sub Program Studi Oseanografi Fisika)
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Selama menjadi mahasiswa,
penulis pernah menjadi Sekretaris Umum Watermass (2005–2006), Panitia
Pelatihan Ocean Data View (ODV), serta peserta pada seminar-seminar kelautan
dan umum.
x
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ..................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................................
xv
PENDAHULUAN
Latar Belakang ................................................................................
1
Perumusan Masalah ........................................................................
2
Tujuan .............................................................................................
3
Manfaat ...........................................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA
Gelombang ......................................................................................
5
Transformasi Gelombang ...............................................................
8
a.
b.
c.
d.
Refraksi ................................................................................
Difraksi ..................................................................................
Refleksi ..................................................................................
Gelombang pecah ..................................................................
9
9
10
11
Longshore Current .........................................................................
15
Kondisi Umum Lokasi Penelitian ...................................................
16
METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi Penelitian ..........................................................
23
Perolehan Data ................................................................................
23
Analisis Data ...................................................................................
27
Longshore Current .........................................................................
36
HASIL DAN PEMBAHASAN
Angin dan Karakteristik Gelombang ..............................................
37
Bathimetri .......................................................................................
44
xi
Pola Transformasi Gelombang .......................................................
45
Pola Transformasi Gelombang Arah Utara ................................
46
Pola Transformasi Gelombang Arah Barat Laut ........................
53
Pola Transformasi Gelombang Arah Timur Laut ......................
56
Longshore Current .........................................................................
62
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan .....................................................................................
75
Saran ...............................................................................................
76
DAFTAR PUSTAKA
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Klasifikasi
Gelombang
Gravitasi Berdasarkan Kedalaman
Perairan............................................................................................
8
2.
Alat-Alat Yang Digunakan Dalam Penelitian ................................
25
3.
Persamaan Parameter Gelombang Amplitudo Kecil .......................
32
4.
Frekuensi dan Persentase Angin Maksimum Selama Tahun 19972006 ................................................................................................
38
5.
Panjang Fetch Efektif di Perairan Pantai Eretan ...........................
41
6.
Hasil Prediksi Karakteristik Gelombang Permusim Selama 1997 2006 .................................................................................................
7.
Hasil Prediksi Karakteristik Gelombang Berdasarkan Arah
Datang Gelombang .........................................................................
8.
9.
42
43
Hasil Prediksi Karakteristik Gelombang Pecah dan Kecepatan
Arus Menyusur Pantai Selama Tahun 1997-2006 ..........................
64
Perbandingan Hasil Persamaan Empirik dan Hasil Mooring .........
73
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Kerangka Pemikiran ...........................................................................
3
2. fetch ....................................................................................................
6
3. Refraksi Gelombang ...........................................................................
10
4. Difraksi Gelombang di Belakang Rintangan .....................................
11
5. Ilustrasi Dari Perbedaan 3 (Tiga) Tipe Gelombang Pecah A. Spilling
Breakers, B. Plunging Breakers, C. Surging Breakers .......................
13
6. Zone Pantai ........................................................................................
14
7. Lokasi Penelitian Berdasarkan Citra Satelit TerraMetrics 2007 ........
18
8. Lokasi 1 Daerah Kajian ......................................................................
19
9. Lokasi 2 Daerah Kajian ......................................................................
20
10. Lokasi 3 Daerah Kajian.......................................................................
20
11. Lokasi 4 Daerah Kajian ......................................................................
21
12. Lokasi 5 Daerah Kajian ......................................................................
22
13. Peta Lokasi Penelitian ........................................................................
24
14. Skema Bentuk Mooring .....................................................................
25
15. Diagram Pengambilan Data ...............................................................
26
16. Diagram alir koreksi kecepatan angin.................................................
29
17. Rasio Koreksi Angin pada Ketinggian 10 m ......................................
30
18. Rasio durasi kecepatan angin (Ut) paada kecepatan 1 jam (U3600) .....
30
19. Perbandingan/rasio (RL) kecepatan angin di atas laut (UW) dengan
angin di darat (UL) ..............................................................................
30
20. Definisi Sudut Dalam Model .............................................................
35
21. Wind Rose Daerah Eretan Kulon .......................................................
38
22. Kontur Kedalaman Perairan Eretan Kulon ........................................
45
23. Pola Transformasi Gelombang Rata-rata Arah Utara ........................
46
24. Pola Transformasi Gelombang Minimum Arah Utara .......................
47
25. Pola Transformasi Gelombang Maksimum Arah Utara .....................
47
26. Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Utara .............................
48
27. Kontur Puncak Gelombang Minimum Arah Utara ............................
49
28. Kontur Puncak Gelombang Maksimum Arah Utara ..........................
49
xiv
29. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Utara .......
41
30. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Minimum Arah Utara .....
52
31. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Maksimum Arah Utara ...
52
32. Pola Transformasi Gelombang Rata-rata Arah Barat Laut ................
53
33. Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Barat Laut .....................
54
34. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Barat Laut
55
35. Pola Transformasi Gelombang Rata-rata Arah Timur Laut ...............
56
36. Pola Transformasi Gelombang Minimum Arah Timur Laut .............
57
37. Pola Transformasi Gelombang Maksimum Arah Timur Laut ...........
57
38. Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Timur Laut ....................
58
39. Kontur Puncak Gelombang Minimum Arah Timur Laut ...................
59
40. Kontur Puncak Gelombang Maksimum Arah Timur Laut ................
59
41. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Timur Laut
60
42. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Minimum Arah Timur Laut
61
43. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Maksimum Arah Timur ..
61
44. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Februari di Mooring 1 ........
66
45. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Mei di Mooring 1 ...............
66
46. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Agustus di Mooring 1 .........
68
47. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan April 2007 di Mooring 1....
68
48. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Februari di Mooring 2.........
70
49. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Mei di Mooring 2................
71
50. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Agustus di Mooring 2 .........
71
xv
DAFTAR LAMPIRAN
1.
Alat-alat yang Digunakan dalam Penelitian ......................................
81
2.
Output Model RCPWAVE ...............................................................
83
3.
Skala Beoufort ...................................................................................
89
4.
Konversi Kecepatan Angin Permusim ..............................................
90
5.
Tinggi dan Periode gelombang .........................................................
93
6.
Longshore Current ............................................................................
97
PENDAHULUAN
Latar belakang
Pemanfaatan sumberdaya alam khususnya sumberdaya hayati di perairan
pantai cenderung tereksploitasi secara berlebih dibandingkan dengan perairan
lepas pantai. Daerah pantai sering juga disebut sebagai wilayah pesisir merupakan
daerah yang sangat spesifik, karena merupakan daerah yang berada di perbatasan
antara pengaruh daratan dan lautan. Alasan tersebut menjadikan daerah pantai
menjadi daerah penghubung antara daratan dan lautan dan merupakan daerah
yang strategis (Yuwono, 1992).
Daerah pantai berkembang sangat cepat untuk berbagai keperluan
diantaranya sebagai daerah pemukiman, pelabuhan, industri, perikanan dan
kawasan wisata. Meningkatnya pengembangan kawasan pantai mengakibatkan
berbagai tekanan terhadap kualitas lingkungan kawasan pantai tersebut. Upaya
dalam memodifikasi kawasan pantai dalam keperluan tersebut diatas sering tidak
diikuti oleh pemahaman yang benar akan perilaku dinamika pantai sehingga
menimbulkan dampak yang merusak lingkungan pantai (Hadi et al, 1994).
Proses erosi pantai timbul secara alami akibat kombinasi pengaruh
gelombang dan arus menyusur pantai (longshore current), lebih dipercepat lagi
dengan campur tangan manusia dalam usahanya memanfaatkan lingkungan pantai
untuk berbagai kepentingan.
Gelombang laut merupakan salah satu parameter oseanografi yang sangat
penting, sering lebih dipertimbangkan daripada Parameter Lingkungan lainnya
mempengaruhi bangunan pantai dan laut. Gelombang tersebut telah dijadikan
prosedur standar dalam perencanaan bangunan pantai, berbeda dengan prosedur
perencanaan untuk bangunan darat (Sulaiman, 1993).
Arus pantai dapat menyebabkan erosi pantai dan degradasi pantai.
Perubahan musim dapat berpengaruh terhadap nilai dan arah arus pantai. Arus
pantai yang kuat dapat mengalihkan endapan sedimen yang dibawa oleh arus
sungai, hal ini disebabkan adanya pertemuan antara arus sungai dan arus laut.
Eretan Kulon merupakan salah satu daerah pantai di Kabupaten Indramayu
memiliki sumber daya perikanan, pesisir, dan laut yang potensial sekaligus
2
menyimpan berbagai permasalahan yang perlu ditangani secara terintegrasi.
Proses erosi pantai (abrasi) di daerah Indramayu berlangsung cukup kuat,
sehingga garis pantai sekarang berada jauh dari garis pantai lama dan sudah
mendekati jalan raya Indramayu - Jakarta, yang pada saat ini tersisa jarak hanya
kurang lebih 300 meter dari tepi laut. Kondisi pantai abrasi dan pantai akresi di
daerah pesisir Indramayu terbentuk dari endapan alluvium, hal ini disebabkan oleh
banyaknya sungai yang bermuara di daerah penelitian. Pada umumnya daerah ini
mempunyai daya dukung terhadap energi gelombang sangat kecil. Proses abrasi di
daerah penelitian terjadi di sepanjang pantai Eretan Kulon, pada saat ini sudah
pada tingkat penanganan yang serius, mengingat daerah pantai Eretan Kulon
merupakan daerah padat dengan berbagai infrastruktur. Bangunan penahan abrasi
yang ada sekarang sudah mulai bergerak ke arah darat dan telah banyak memakan
korban seperti rumah penduduk, lahan pertanian dan pertambakan (Yuwono,
1994)
Perumusan masalah
Penelitian ini hanya membahas mengenai arus perairan pantai yang
dibangkitkan oleh gelombang dengan bantuan model matematik dan simulasi
komputer. Karakteristik dan kelakuan arus menyusur pantai yang ditimbulkan
oleh gelombang dikaji berdasarkan topografi dasar perairan, dengan simulasi
komputer maka dapat diprediksi perubahan yang mungkin terjadi bila suatu pantai
perairan pantai terganggu oleh aktivitas kegiatan manusia, dengan demikian dapat
dilakukan pengamanan pantai (Sumartono, 1993), Gambar 1.
Sistem arus di Eretan Kulon sangat dipengaruhi oleh sirkulasi arus pantai
utara Jawa. Faktor-faktor yang mempengaruhi sirkulasi arus di Pantai Utara Jawa
antara lain: kedalaman perairan, musim letak geografis, kondisi meteorologi
setempat (lokal), gelombang pasang pasut. Arus yang terjadi merupakan gabungan
dari banyak proses yang sangat komplek, sehingga dilakukan penyederhanaan.
3
Gambar 1. Kerangka Pemikiran
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Menganalisis kondisi gelombang dan arus perairan pantai Eretan Kulon,
Indramayu
2. Menganalisis bentuk dari pola dan kecepatan arus pantai terutama Longshore
Current di perairan pesisir Eretan Kulon seiring perubahan musim.
3. Memprediksi perubahan yang mungkin terjadi dengan menggunakan model
matematik.
4
Manfaat
Hasil Penelitian diharapkan:
1. Dapat memberikan informasi dasar mengenai kondisi perairan pantai dan
perubahan bentuk kedalaman dan garis pantai.
2. Sebagai bahan acuan Pemerintah Daerah pada saat membuat upaya
penanganan perairan pantai yang berguna bagi masyarakat Eretan Kulon dan
sekitarnya.
TINJAUAN PUSTAKA
Gelombang
Gelombang merupakan salah satu fenomena laut yang paling nyata karena
langsung bisa dilihat dan dirasakan. Gelombang adalah gerakan dari setiap
partikel air laut yang berupa gerak longitudinal dan orbital secara bersamaan
disebabkan oleh transmisi energi serta waktu (momentum) dalam artian impuls
vibrasi melalui berbagai ragam bentuk materi.
Gelombang terjadi akibat adanya gaya-gaya alam yang bekerja di laut
seperti tekanan atau tegangan atmosfir (khususnya melalui angin), gempa bumi,
gaya gravitasi bumi dan benda-benda angkasa (bulan dan matahari), gaya coriolis
(akibat rotasi bumi), dan tegangan permukaan (Sorensen, 1991; Komar, 1998).
Gelombang yang paling banyak dikaji dalam bidang teknik pantai adalah
gelombang yang dibangkitkan oleh angin dan pasang surut (Triatmojo, 1999).
Gelombang akan mentransfer energi melalui partikel-partikel air sesuai dengan
arah hembusan angin (Longuet and Higgins, 1969a - 1969b in Komar, 1976).
Gelombang laut dapat ditinjau sebagai deretan pulsa-pulsa yang berurutan yang
terlihat sebagai perubahan ketinggian permukaan laut, yaitu dari suatu elevasi
maksimum (puncak) ke elevasi minimum (lembah).
Gelombang laut memiliki pengaruh yang cukup besar pada perubahan
pantai. Gelombang merupakan faktor utama dalam menentukan geometri dan
komposisi pantai, proses perencanaan dan desain pelabuhan, waterway, struktur
pantai, proteksi pantai dan kegiatan pantai lainnya (CERC, 1984). Gelombang
permukaan umumnya memperoleh energi dari angin, energi yang dihasilkan akan
dilepaskan / dihamburkan ke daerah pantai dan yang lebih dangkal.
Mekanisme transfer energi terdiri dari dua bentuk. Bentuk pertama adalah
akibat variasi tekanan angin pada permukaan laut yang di ikuti oleh pergerakkan
gelombang, sedang bentuk kedua adalah transfer energi dan momentum
gelombang yang memiliki frekuensi tinggi ke gelombang frekuensi rendah
(periode tinggi dan panjang gelombang besar). Gelombang frekuensi tinggi dapat
ditimbulkan oleh angin yang berhembus secara kontinyu, viskositas air laut dapat
mempengaruhi efek langsung dari tekanan angin, sehingga kecepatan angin
6
permukaan menghilang makin ke dalam dan pada suatu kedalaman tertentu
menjadi nol (Hadi, 1994).
Davis (1991) menjelaskan bahwa terdapat tiga faktor yang menentukan
karakteristik gelombang yang dibangkitkan oleh angin yaitu:
1. Lama angin bertiup atau durasi angin
2. Kecepatan angin
3. Fetch (Jarak yang ditempuh oleh angin dari arah pembangkitan gelombang
atau daerah pembangkit gelombang). Fetch atau sering disebut dengan panjang
fetch adalah suatu istilah untuk panjang jangkauan air yang dipengaruhi oleh
hembusan angin dan pada umumnya dihubungkan dengan erosi pantai,
sehingga fetch berperan cukup besar dalam pembentukkan longshore current
juga (Wikipedia, 2007). Panjang fetch yang dipengaruhi kecepatan angin
menentukan besarnya gelombang yang terbentuk. Besarnya gelombang
meningkat seiring kenaikan kecepatan angin, lamanya angin bertiup dan fetch,
fetch yang panjang dan kecepatan angin yang besar, menghasilkan gelombang
yang besar dan cepat (Garrison, 2005). Panjang fetch menentukan energi
gelombang. Jika fetch sangat besar, maka gelombang akan sangat besar. Jika
fetch sangat kecil, maka gelombang akan kecil. Fetch berhubungan dengan
orbit gelombang, Gambar 2.
Gambar 2. Fecth (Garison, 2005)
Semakin lama angin bertiup, maka semakin besar jumlah energi yang dapat
dihasilkan dalam pembangkitan gelombang. Kondisi diatas berlaku untuk fetch,
gelombang yang bergerak keluar dari daerah pembangkitan gelombang hanya
7
dengan memperoleh sedikit tambahan energi. Faktor lain yang mempengaruhi
diantaranya adalah lebar fetch, kedalaman air, kekasaran dasar, kondisi kestabilan
atmosfir dan sebagainya (Yuwono, 1992).
Pertumbuhan gelombang laut mengenal beberapa istilah , seperti (CERC,
1984):
1. Fully Developed Seas
Kondisi dimana tinggi gelombang mencapai nilai maksimum (terjadi jika fetch
cukup panjang)
2. Fully Limited-Condition
Pertumbuhan gelombang dibatasi oleh fetch, dalam hal ini panjang fetch
(panjang daerah pembangkit angin) dapat dibatasi oleh garis pantai atau
dimensi ruang dari medan angin.
3. Duration Limited-Condition
Pertumbuhan gelombang dibatasi oleh lamanya waktu dari tiupan angin
4. Sea Waves
Gelombang yang tumbuh di daerah medan angin. Kondisi gelombang disini
curam, panjang gelombang berkisar antara 10 sampai 20 kali dari tinggi
gelombang.
5. Swell Waves (Swell)
Gelombang yang tumbuh (menjalar) di luar medan angin. Kondisi gelombang
disini adalah landai yaitu panjang gelombang berkisar antara 30 sampai 500
kali tinggi gelombang
Gelombang permukaan di lautan menempati kisaran panjang gelombang dan
periode yang besar. Periode yang pendek ditandai dengan dominasi gelombang
kapiler pada spektrum gelombang sebagai akibat dari tegangan permukaan
(surface tention). Berdasarkan pada pita periode (band) 1-30 detik, gelombang
gravitasi permukaan umumnya disebabkan oleh angin, sedangkan untuk periode
yang lebih panjang (10 menit) gelombang gravitasi dapat terjadi sebagai hsil
asosiasi dengan gempa bumi atau sistem meteorologi dalam skala besar seperti
angin topan (CERC, 1984).
8
Gelombang gravitasi timbul karena adanya restoring force dari gaya
gravitasi pada partikel yang dipindahkan dari tingkat keseimbangan. Jika tingkat
keseimbangan merupakan permukaan yang bebas (perbatasan antara udara dan
air), maka gelombang gravitasi permukaan akan terbentuk. Gelombang serupa
dapat terjadi pada perbatasan lapisan air yang memiliki densitas berbeda dalam
kolom air laut yang disebut internal wave (Pond and Pickard, 1983). Gelombang
gravitasi dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian (CERC, 1984), yaitu:
1. Sea
Jika gelombang bergerak di bawah pengaruh angin di daerah pembangkitan
gelombang
2. Swell atau Alun
Jika gelombang bergerak ke luar dari daerah pembangkitan gelombang dan
tidak lagi berada di bawah pengaruh angin.
Silvester (1974) menyatakan bahwa gelombang sea biasanya ditimbulkan
oleh badai (strom wave). Gelombang badai dicirikan dengan spektrum panjang
gelombang yang besar, bentuk gelombang yang lebih curam dengan periode dan
panjang gelombang yang lebih pendek. Gelombang gravitasi dapat pula
diklasifikasikan berdasarkan kedalaman perairan dimana gelombang tersebut
merambat seperti yang disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi Gelombang Gravitasi Berdasarkan Kedalaman Perairan
(CERC, 1984)
Klasifikasi
d/L
2πd/L
tanh (2πd/L)
Perairan dalam
>½
>π
≈1
½ - /25
π-¼
tanh (2πd/L)
1
TRANSFORMASI GELOMBANG DI ERETAN KULON,
INDRAMAYU
YENI TRIANA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa LONGSHORE CURRENT YANG
DITIMBULKAN OLEH TRANSFORMASI GELOMBANG DI ERETAN
KULON, INDRAMAYU adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam
bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal
atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain
telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian
akhir tesis ini.
Bogor, Februasri 2008
Yeni Triana
NIM C651050091
RINGKASAN
YENI TRIANA. Longshore Current yang Ditimbulkan oleh Transformasi
Gelombang di Eretan Kulon, Indramayu. Dibimbing I WAYAN NURJAYA dan
NYOMAN METTA N. NATIH.
Pantai Eretan Kulon merupakan daerah padat dengan berbagai infrastruktur,
sehingga mengakibatkan berbagai tekanan terhadap kualitas lingkungan kawasan
pantai yang menimbulkan dampak rusaknya lingkungan pantai. Proses erosi
pantai timbul secara alami akibat kombinasi pengaruh gelombang dan arus
menyusur pantai (longshore current), lebih dipercepat lagi dengan campur tangan
manusia.
Penelitian bertujuan untuk menganalisis kondisi gelombang dan arus
perairan pantai Eretan Kulon, Indramayu, sehingga memperoleh bentuk dari pola
dan kecepatan arus pantai terutama longshore current seiring perubahan musim,
yang digunakan untuk memprediksi perubahan yang mungkin terjadi dengan
menggunakan model matematik. Penelitian dapat memberikan informasi dasar
mengenai kondisi perairan pantai dan dampaknya terhadap pantai, sehingga dapat
dipakai sebagai bahan acuan Pemerintah Daerah.
Data diambil pada bulan Februari, Mei dan Agustus 2006 di perairan pantai
Eretan Kulon, Indramayu dengan menanam dua buah mooring yang pada sisinya
dipasang alat yaitu current meter dan tide and wave. Pada penelitian ini dilakukan
juga sounding ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), untuk mengetahui
kontur kedalaman (bathimetri). Pengolahan data dengan Microsoft Excel 2003
dan sofware model RCP Wave.
Hasil analisis angin maksimum (1997-2006), menunjukkan nilai kecepatan
angin terbesar berasal dari arah Timur (45 %). Berdasarkan skala beaufort
kecepatan angin maksimun dominan pada skala 2 atau pada interval 3,6 – 5,7
m/det, rentang skala ini menunjukkan mulai terjadinya gelombang. Gelombang
yang terbentuk dari arah barat, dan timur diprediksi lebih kecil dibandingkan
dengan arah utara, timur laut dan barat laut karena adanya perbedaan faktor yang
mempengaruhi dan membangkitkan gelombang seperti kecepatan angin, durasi,
arah angin, dan fetch.
Karakteristik gelombang maksimum terjadi pada musim barat (Desember –
Februari), bulan pertama musim peralihan I (Maret) dan bulan terakhir musim
peralihan II (November), sedangkan pada musim timur (Juni – Agustus) dan
sebagian musim peralihan I dan II (April – Mei dan September – Oktober)
karakteristik gelombangnya lebih kecil.
Pantai Eretan Kulon memiliki topografi yang bergelombang yang
disebabkan banyak terdapatnya sand bar. Kedalaman perairannya daerah yang
diamati berjarak kurang lebih 1.460 m dengan kedalaman antara 0 m hingga 5 m,
kedalaman perairan ini memiliki kemiringan sebesar 0,129o, oleh sebab itu maka
perairan ini terlihat landai dengan kedalaman berubah secara gradual ke arah laut
dari garis pantai.
Hasil model transformasi gelombang di pantai Eretan mengalami refraksi
dan shoaling karena pengaruh perubahan kedalaman laut, difraksi, dan refleksi.
Berkurangnya kedalaman laut menyebabkan semakin berkurangnya panjang dan
kecepatan gelombang serta bertambahnya tinggi gelombang. Pada saat keterjalan
gelombang (wave steepness) mencapai batas maksimum, gelombang akan pecah
dengan membentuk sudut tertentu terhadap garis pantai. Perubahan arah
gelombang menghasilkan konvergensi (penguncupan) dan divergensi
(penyebaran), dimana daerah yang mengalami konvergensi menyebabkan tinggi
gelombang pecah yang lebih besar jika dibandingkan dengan daerah divergensi.
Tipe gelombang pecah di pantai Eretan Kulon ini dikategorikan pada tipe
spilling, pembagian tipe ini dilihat berdasarkan nilai surf similarity-nya yang lebih
besar dari 0,5. Kecepatan arus terbesar berdasarkan besarnya sudut gelombang
pecah yang datang berasal dari arah barat laut, sehingga arus yang berasal dari
barat laut berpotensi menghasilkan kecepatan longshore current yang besar. Hal
ini dapat menyebabkan pengikisan pantai akan semakin besar dengan kecepatan
arus terbesar terjadi pada bulan Februari.
ABSTRACT
YENI TRIANA. Formation Of Longshore Current Due To Wave Transform In
Eretan Kulon Coast Of Indramayu. Supervised by I WAYAN NURJAYA and
NYOMAN METTA N. NATIH.
Coastal erosion in Indonesia has increase in the latest years, it is caused by
several factor either naturally or human activities. One of those is coastal abrasion
occurred at Eretan Kulon, Indramayu. The studies were carried out by field
observations and mathematical model (RCP Wave). RCP Wave is twodimensional numerical model to simulation wave transform.
Wave transform model in Eretan Kulon coastal influenced by wave
refraction, shoaling, and diffraction processes. These conditions cause changes of
wave characteristic when they move from the deep water to shallow waters or
transition waters. The longshore current depends on breaking wave characteristics,
the highest breaking wave angle, will form the bigger longshore current.
Current velocity in Eretan Kulon coastal dominant come from southwest to
east seashore, this current have relative high speed. The coastal area damage
frequency of east and west equal with the west season, switchover season in this
eretan coast mostly influenced by west season, west season comparing with east
season causes more damages. Transformation of deepness and coastline that
happened influenced by wave and deepness contour. The bigger wave angle form,
the highger longshore current occured.
Key word: Wave Transform, and Longshore Current
© Hak cipta milik IPB, tahun 2008
Hak cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
LONGSHORE CURRENT YANG DITIMBULKAN OLEH
TRANSFORMASI GELOMBANG DI ERETAN KULON,
INDRAMAYU
YENI TRIANA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008
Judul Tesis : Longshore Current yang Ditimbulkan
Gelombang di Eretan Kulon, Indramayu
Nama
: Yeni Triana
NIM
: C651050091
oleh
Transformasi
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Nyoman Metta N. Natih, M.Si
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Ilmu Kelautan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S
Tanggal Ujian: 6 Februari 2008
Tanggal Lulus:
Penguji Luar Komisi
Bapak Dr. Ir. Erizal, M.Agr
PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, hidayah dan
karunia-Nya sehingga penyusunan tesis dengan judul: Transformasi Gelombang
Terhadap Pembentukkan Longshore Current Di Eretan Kulon, Indramayu, dapat
diselesaikan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
sebesar-besarnya kepada:
1.
Bapak Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc dan Dr. Ir. Nyoman Metta N. Natih,
M.Si. sebagai pembimbing Ketua dan Anggota yang telah banyak
membantu memberikan masukan saran dan kritik dalam penyusunan tesis
ini.
2.
Bapak Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc sebagai Ketua Program Studi Ilmu
Kelautan.
3.
Bapak Dr. Ir. Putu Purnaba, DEA selaku moderator pada saat seminar.
4.
Bapak Dr. Ir. Erizal, M.Agr selaku penguji luar komisi pada saat ujian tesis.
5.
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S selaku Dekan Sekolah
Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
6.
Staf pengajar Program Studi Ilmu Kelautan yang telah banyak memberikan
bantuan, ilmu dan pengetahuan serta pengalamannya.
7.
Teruntuk yang teristimewa kedua orang tuaku tercinta Drs. H. Wasra A.
Sukendar dan Hj. Betty Nurbaeti, serta Kakak-kakak dan keluarga besarku
yang telah mendidik, membimbingku, mendoakan, mendukung dengan
segala pengorbanan dan kasih sayangnya yang tak terhingga.
8.
Hamzah Aji Saputro, atas doa dan dukungannya selama ini.
9.
P2O LIPI atas bantuan peralatan dan masukkan saran dalam pengambilan
data.
10. Yayasan Van deVenter Maas dan Yayasan Damandiri, atas bantuan dana
dalam penyusunan tesis yang telah diberikan.
11. Bang Heron, Bang Bahar, Pak Sakka, dan Bang Nurman atas diskusi dan
masukannya dalam penyusunan tesis ini.
12. Rekan-rekanku IKL 2005, IKL 2006, Warga ITK, Warga Tatra Dramaga
dan Candy-candy, dan Benzin Crew yang telah membantu dalam
pengambilan dan penyusunan data selama penelitian serta semua pihak yang
tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberi motivasi dan
dukungannya selama ini.
Akhir kata, penulis berharap tesis ini dapat bermanfaat dan berguna dalam
pengembangan ilmu oseanografi khusus aplikasinya terhadap daerah pantai
Eretan Kulon dan daerah lainnya. Penulis menyadari masih perlu banyak
masukkan guna penyempurnaan hasil yang diperoleh. Olehnya itu saran dan kritik
yang membangun sangat kami harapkan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2008
Yeni Triana
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Penulis dilahirkan, di Subang, 23 Maret 1981. Merupakan
anak ke tiga dari Bapak Drs. H. Wasra A. Sukendar dan Ibu Hj.
Betty Nurbaeti. Pada tahun 1999 diterima sebagai mahasiswa
Ilmu Kelautan dan Teknologi Kelautan di Institut Pertanian
Bogor (IPB) dan tamat tahun 2004. Selama menjadi mahasiswa,
penulis aktif sebagai Anggota Himpunan Mahasiswa Ilmu dan
Teknologi Kelautan (Himiteka) IPB Departemen Ilmu
Pengetahuan dan Teknologi (2000–2001 dan 2001-2002), dan
menjadi pengurus Marine Instrument and Telemetry Club (MIT
Club) IPB (2000–2001 dan 2001-2002). Penulis juga pernah mengikuti Pameran
IPTEK Universitas dalam rangka Olimpiade Fisika Asia Pertama wakil dari
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Tahun 2005 penulis melanjutkan studi pascasarjana di Departemen Ilmu
Kelautan dan Teknologi Kelautan (Sub Program Studi Oseanografi Fisika)
Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Selama menjadi mahasiswa,
penulis pernah menjadi Sekretaris Umum Watermass (2005–2006), Panitia
Pelatihan Ocean Data View (ODV), serta peserta pada seminar-seminar kelautan
dan umum.
x
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ..................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ..........................................................................
xv
PENDAHULUAN
Latar Belakang ................................................................................
1
Perumusan Masalah ........................................................................
2
Tujuan .............................................................................................
3
Manfaat ...........................................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA
Gelombang ......................................................................................
5
Transformasi Gelombang ...............................................................
8
a.
b.
c.
d.
Refraksi ................................................................................
Difraksi ..................................................................................
Refleksi ..................................................................................
Gelombang pecah ..................................................................
9
9
10
11
Longshore Current .........................................................................
15
Kondisi Umum Lokasi Penelitian ...................................................
16
METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi Penelitian ..........................................................
23
Perolehan Data ................................................................................
23
Analisis Data ...................................................................................
27
Longshore Current .........................................................................
36
HASIL DAN PEMBAHASAN
Angin dan Karakteristik Gelombang ..............................................
37
Bathimetri .......................................................................................
44
xi
Pola Transformasi Gelombang .......................................................
45
Pola Transformasi Gelombang Arah Utara ................................
46
Pola Transformasi Gelombang Arah Barat Laut ........................
53
Pola Transformasi Gelombang Arah Timur Laut ......................
56
Longshore Current .........................................................................
62
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan .....................................................................................
75
Saran ...............................................................................................
76
DAFTAR PUSTAKA
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Klasifikasi
Gelombang
Gravitasi Berdasarkan Kedalaman
Perairan............................................................................................
8
2.
Alat-Alat Yang Digunakan Dalam Penelitian ................................
25
3.
Persamaan Parameter Gelombang Amplitudo Kecil .......................
32
4.
Frekuensi dan Persentase Angin Maksimum Selama Tahun 19972006 ................................................................................................
38
5.
Panjang Fetch Efektif di Perairan Pantai Eretan ...........................
41
6.
Hasil Prediksi Karakteristik Gelombang Permusim Selama 1997 2006 .................................................................................................
7.
Hasil Prediksi Karakteristik Gelombang Berdasarkan Arah
Datang Gelombang .........................................................................
8.
9.
42
43
Hasil Prediksi Karakteristik Gelombang Pecah dan Kecepatan
Arus Menyusur Pantai Selama Tahun 1997-2006 ..........................
64
Perbandingan Hasil Persamaan Empirik dan Hasil Mooring .........
73
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Kerangka Pemikiran ...........................................................................
3
2. fetch ....................................................................................................
6
3. Refraksi Gelombang ...........................................................................
10
4. Difraksi Gelombang di Belakang Rintangan .....................................
11
5. Ilustrasi Dari Perbedaan 3 (Tiga) Tipe Gelombang Pecah A. Spilling
Breakers, B. Plunging Breakers, C. Surging Breakers .......................
13
6. Zone Pantai ........................................................................................
14
7. Lokasi Penelitian Berdasarkan Citra Satelit TerraMetrics 2007 ........
18
8. Lokasi 1 Daerah Kajian ......................................................................
19
9. Lokasi 2 Daerah Kajian ......................................................................
20
10. Lokasi 3 Daerah Kajian.......................................................................
20
11. Lokasi 4 Daerah Kajian ......................................................................
21
12. Lokasi 5 Daerah Kajian ......................................................................
22
13. Peta Lokasi Penelitian ........................................................................
24
14. Skema Bentuk Mooring .....................................................................
25
15. Diagram Pengambilan Data ...............................................................
26
16. Diagram alir koreksi kecepatan angin.................................................
29
17. Rasio Koreksi Angin pada Ketinggian 10 m ......................................
30
18. Rasio durasi kecepatan angin (Ut) paada kecepatan 1 jam (U3600) .....
30
19. Perbandingan/rasio (RL) kecepatan angin di atas laut (UW) dengan
angin di darat (UL) ..............................................................................
30
20. Definisi Sudut Dalam Model .............................................................
35
21. Wind Rose Daerah Eretan Kulon .......................................................
38
22. Kontur Kedalaman Perairan Eretan Kulon ........................................
45
23. Pola Transformasi Gelombang Rata-rata Arah Utara ........................
46
24. Pola Transformasi Gelombang Minimum Arah Utara .......................
47
25. Pola Transformasi Gelombang Maksimum Arah Utara .....................
47
26. Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Utara .............................
48
27. Kontur Puncak Gelombang Minimum Arah Utara ............................
49
28. Kontur Puncak Gelombang Maksimum Arah Utara ..........................
49
xiv
29. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Utara .......
41
30. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Minimum Arah Utara .....
52
31. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Maksimum Arah Utara ...
52
32. Pola Transformasi Gelombang Rata-rata Arah Barat Laut ................
53
33. Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Barat Laut .....................
54
34. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Barat Laut
55
35. Pola Transformasi Gelombang Rata-rata Arah Timur Laut ...............
56
36. Pola Transformasi Gelombang Minimum Arah Timur Laut .............
57
37. Pola Transformasi Gelombang Maksimum Arah Timur Laut ...........
57
38. Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Timur Laut ....................
58
39. Kontur Puncak Gelombang Minimum Arah Timur Laut ...................
59
40. Kontur Puncak Gelombang Maksimum Arah Timur Laut ................
59
41. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Rata-rata Arah Timur Laut
60
42. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Minimum Arah Timur Laut
61
43. Tiga Dimensi Kontur Puncak Gelombang Maksimum Arah Timur ..
61
44. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Februari di Mooring 1 ........
66
45. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Mei di Mooring 1 ...............
66
46. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Agustus di Mooring 1 .........
68
47. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan April 2007 di Mooring 1....
68
48. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Februari di Mooring 2.........
70
49. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Mei di Mooring 2................
71
50. Grafik Arah dan Kecepatan Arus Bulan Agustus di Mooring 2 .........
71
xv
DAFTAR LAMPIRAN
1.
Alat-alat yang Digunakan dalam Penelitian ......................................
81
2.
Output Model RCPWAVE ...............................................................
83
3.
Skala Beoufort ...................................................................................
89
4.
Konversi Kecepatan Angin Permusim ..............................................
90
5.
Tinggi dan Periode gelombang .........................................................
93
6.
Longshore Current ............................................................................
97
PENDAHULUAN
Latar belakang
Pemanfaatan sumberdaya alam khususnya sumberdaya hayati di perairan
pantai cenderung tereksploitasi secara berlebih dibandingkan dengan perairan
lepas pantai. Daerah pantai sering juga disebut sebagai wilayah pesisir merupakan
daerah yang sangat spesifik, karena merupakan daerah yang berada di perbatasan
antara pengaruh daratan dan lautan. Alasan tersebut menjadikan daerah pantai
menjadi daerah penghubung antara daratan dan lautan dan merupakan daerah
yang strategis (Yuwono, 1992).
Daerah pantai berkembang sangat cepat untuk berbagai keperluan
diantaranya sebagai daerah pemukiman, pelabuhan, industri, perikanan dan
kawasan wisata. Meningkatnya pengembangan kawasan pantai mengakibatkan
berbagai tekanan terhadap kualitas lingkungan kawasan pantai tersebut. Upaya
dalam memodifikasi kawasan pantai dalam keperluan tersebut diatas sering tidak
diikuti oleh pemahaman yang benar akan perilaku dinamika pantai sehingga
menimbulkan dampak yang merusak lingkungan pantai (Hadi et al, 1994).
Proses erosi pantai timbul secara alami akibat kombinasi pengaruh
gelombang dan arus menyusur pantai (longshore current), lebih dipercepat lagi
dengan campur tangan manusia dalam usahanya memanfaatkan lingkungan pantai
untuk berbagai kepentingan.
Gelombang laut merupakan salah satu parameter oseanografi yang sangat
penting, sering lebih dipertimbangkan daripada Parameter Lingkungan lainnya
mempengaruhi bangunan pantai dan laut. Gelombang tersebut telah dijadikan
prosedur standar dalam perencanaan bangunan pantai, berbeda dengan prosedur
perencanaan untuk bangunan darat (Sulaiman, 1993).
Arus pantai dapat menyebabkan erosi pantai dan degradasi pantai.
Perubahan musim dapat berpengaruh terhadap nilai dan arah arus pantai. Arus
pantai yang kuat dapat mengalihkan endapan sedimen yang dibawa oleh arus
sungai, hal ini disebabkan adanya pertemuan antara arus sungai dan arus laut.
Eretan Kulon merupakan salah satu daerah pantai di Kabupaten Indramayu
memiliki sumber daya perikanan, pesisir, dan laut yang potensial sekaligus
2
menyimpan berbagai permasalahan yang perlu ditangani secara terintegrasi.
Proses erosi pantai (abrasi) di daerah Indramayu berlangsung cukup kuat,
sehingga garis pantai sekarang berada jauh dari garis pantai lama dan sudah
mendekati jalan raya Indramayu - Jakarta, yang pada saat ini tersisa jarak hanya
kurang lebih 300 meter dari tepi laut. Kondisi pantai abrasi dan pantai akresi di
daerah pesisir Indramayu terbentuk dari endapan alluvium, hal ini disebabkan oleh
banyaknya sungai yang bermuara di daerah penelitian. Pada umumnya daerah ini
mempunyai daya dukung terhadap energi gelombang sangat kecil. Proses abrasi di
daerah penelitian terjadi di sepanjang pantai Eretan Kulon, pada saat ini sudah
pada tingkat penanganan yang serius, mengingat daerah pantai Eretan Kulon
merupakan daerah padat dengan berbagai infrastruktur. Bangunan penahan abrasi
yang ada sekarang sudah mulai bergerak ke arah darat dan telah banyak memakan
korban seperti rumah penduduk, lahan pertanian dan pertambakan (Yuwono,
1994)
Perumusan masalah
Penelitian ini hanya membahas mengenai arus perairan pantai yang
dibangkitkan oleh gelombang dengan bantuan model matematik dan simulasi
komputer. Karakteristik dan kelakuan arus menyusur pantai yang ditimbulkan
oleh gelombang dikaji berdasarkan topografi dasar perairan, dengan simulasi
komputer maka dapat diprediksi perubahan yang mungkin terjadi bila suatu pantai
perairan pantai terganggu oleh aktivitas kegiatan manusia, dengan demikian dapat
dilakukan pengamanan pantai (Sumartono, 1993), Gambar 1.
Sistem arus di Eretan Kulon sangat dipengaruhi oleh sirkulasi arus pantai
utara Jawa. Faktor-faktor yang mempengaruhi sirkulasi arus di Pantai Utara Jawa
antara lain: kedalaman perairan, musim letak geografis, kondisi meteorologi
setempat (lokal), gelombang pasang pasut. Arus yang terjadi merupakan gabungan
dari banyak proses yang sangat komplek, sehingga dilakukan penyederhanaan.
3
Gambar 1. Kerangka Pemikiran
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Menganalisis kondisi gelombang dan arus perairan pantai Eretan Kulon,
Indramayu
2. Menganalisis bentuk dari pola dan kecepatan arus pantai terutama Longshore
Current di perairan pesisir Eretan Kulon seiring perubahan musim.
3. Memprediksi perubahan yang mungkin terjadi dengan menggunakan model
matematik.
4
Manfaat
Hasil Penelitian diharapkan:
1. Dapat memberikan informasi dasar mengenai kondisi perairan pantai dan
perubahan bentuk kedalaman dan garis pantai.
2. Sebagai bahan acuan Pemerintah Daerah pada saat membuat upaya
penanganan perairan pantai yang berguna bagi masyarakat Eretan Kulon dan
sekitarnya.
TINJAUAN PUSTAKA
Gelombang
Gelombang merupakan salah satu fenomena laut yang paling nyata karena
langsung bisa dilihat dan dirasakan. Gelombang adalah gerakan dari setiap
partikel air laut yang berupa gerak longitudinal dan orbital secara bersamaan
disebabkan oleh transmisi energi serta waktu (momentum) dalam artian impuls
vibrasi melalui berbagai ragam bentuk materi.
Gelombang terjadi akibat adanya gaya-gaya alam yang bekerja di laut
seperti tekanan atau tegangan atmosfir (khususnya melalui angin), gempa bumi,
gaya gravitasi bumi dan benda-benda angkasa (bulan dan matahari), gaya coriolis
(akibat rotasi bumi), dan tegangan permukaan (Sorensen, 1991; Komar, 1998).
Gelombang yang paling banyak dikaji dalam bidang teknik pantai adalah
gelombang yang dibangkitkan oleh angin dan pasang surut (Triatmojo, 1999).
Gelombang akan mentransfer energi melalui partikel-partikel air sesuai dengan
arah hembusan angin (Longuet and Higgins, 1969a - 1969b in Komar, 1976).
Gelombang laut dapat ditinjau sebagai deretan pulsa-pulsa yang berurutan yang
terlihat sebagai perubahan ketinggian permukaan laut, yaitu dari suatu elevasi
maksimum (puncak) ke elevasi minimum (lembah).
Gelombang laut memiliki pengaruh yang cukup besar pada perubahan
pantai. Gelombang merupakan faktor utama dalam menentukan geometri dan
komposisi pantai, proses perencanaan dan desain pelabuhan, waterway, struktur
pantai, proteksi pantai dan kegiatan pantai lainnya (CERC, 1984). Gelombang
permukaan umumnya memperoleh energi dari angin, energi yang dihasilkan akan
dilepaskan / dihamburkan ke daerah pantai dan yang lebih dangkal.
Mekanisme transfer energi terdiri dari dua bentuk. Bentuk pertama adalah
akibat variasi tekanan angin pada permukaan laut yang di ikuti oleh pergerakkan
gelombang, sedang bentuk kedua adalah transfer energi dan momentum
gelombang yang memiliki frekuensi tinggi ke gelombang frekuensi rendah
(periode tinggi dan panjang gelombang besar). Gelombang frekuensi tinggi dapat
ditimbulkan oleh angin yang berhembus secara kontinyu, viskositas air laut dapat
mempengaruhi efek langsung dari tekanan angin, sehingga kecepatan angin
6
permukaan menghilang makin ke dalam dan pada suatu kedalaman tertentu
menjadi nol (Hadi, 1994).
Davis (1991) menjelaskan bahwa terdapat tiga faktor yang menentukan
karakteristik gelombang yang dibangkitkan oleh angin yaitu:
1. Lama angin bertiup atau durasi angin
2. Kecepatan angin
3. Fetch (Jarak yang ditempuh oleh angin dari arah pembangkitan gelombang
atau daerah pembangkit gelombang). Fetch atau sering disebut dengan panjang
fetch adalah suatu istilah untuk panjang jangkauan air yang dipengaruhi oleh
hembusan angin dan pada umumnya dihubungkan dengan erosi pantai,
sehingga fetch berperan cukup besar dalam pembentukkan longshore current
juga (Wikipedia, 2007). Panjang fetch yang dipengaruhi kecepatan angin
menentukan besarnya gelombang yang terbentuk. Besarnya gelombang
meningkat seiring kenaikan kecepatan angin, lamanya angin bertiup dan fetch,
fetch yang panjang dan kecepatan angin yang besar, menghasilkan gelombang
yang besar dan cepat (Garrison, 2005). Panjang fetch menentukan energi
gelombang. Jika fetch sangat besar, maka gelombang akan sangat besar. Jika
fetch sangat kecil, maka gelombang akan kecil. Fetch berhubungan dengan
orbit gelombang, Gambar 2.
Gambar 2. Fecth (Garison, 2005)
Semakin lama angin bertiup, maka semakin besar jumlah energi yang dapat
dihasilkan dalam pembangkitan gelombang. Kondisi diatas berlaku untuk fetch,
gelombang yang bergerak keluar dari daerah pembangkitan gelombang hanya
7
dengan memperoleh sedikit tambahan energi. Faktor lain yang mempengaruhi
diantaranya adalah lebar fetch, kedalaman air, kekasaran dasar, kondisi kestabilan
atmosfir dan sebagainya (Yuwono, 1992).
Pertumbuhan gelombang laut mengenal beberapa istilah , seperti (CERC,
1984):
1. Fully Developed Seas
Kondisi dimana tinggi gelombang mencapai nilai maksimum (terjadi jika fetch
cukup panjang)
2. Fully Limited-Condition
Pertumbuhan gelombang dibatasi oleh fetch, dalam hal ini panjang fetch
(panjang daerah pembangkit angin) dapat dibatasi oleh garis pantai atau
dimensi ruang dari medan angin.
3. Duration Limited-Condition
Pertumbuhan gelombang dibatasi oleh lamanya waktu dari tiupan angin
4. Sea Waves
Gelombang yang tumbuh di daerah medan angin. Kondisi gelombang disini
curam, panjang gelombang berkisar antara 10 sampai 20 kali dari tinggi
gelombang.
5. Swell Waves (Swell)
Gelombang yang tumbuh (menjalar) di luar medan angin. Kondisi gelombang
disini adalah landai yaitu panjang gelombang berkisar antara 30 sampai 500
kali tinggi gelombang
Gelombang permukaan di lautan menempati kisaran panjang gelombang dan
periode yang besar. Periode yang pendek ditandai dengan dominasi gelombang
kapiler pada spektrum gelombang sebagai akibat dari tegangan permukaan
(surface tention). Berdasarkan pada pita periode (band) 1-30 detik, gelombang
gravitasi permukaan umumnya disebabkan oleh angin, sedangkan untuk periode
yang lebih panjang (10 menit) gelombang gravitasi dapat terjadi sebagai hsil
asosiasi dengan gempa bumi atau sistem meteorologi dalam skala besar seperti
angin topan (CERC, 1984).
8
Gelombang gravitasi timbul karena adanya restoring force dari gaya
gravitasi pada partikel yang dipindahkan dari tingkat keseimbangan. Jika tingkat
keseimbangan merupakan permukaan yang bebas (perbatasan antara udara dan
air), maka gelombang gravitasi permukaan akan terbentuk. Gelombang serupa
dapat terjadi pada perbatasan lapisan air yang memiliki densitas berbeda dalam
kolom air laut yang disebut internal wave (Pond and Pickard, 1983). Gelombang
gravitasi dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian (CERC, 1984), yaitu:
1. Sea
Jika gelombang bergerak di bawah pengaruh angin di daerah pembangkitan
gelombang
2. Swell atau Alun
Jika gelombang bergerak ke luar dari daerah pembangkitan gelombang dan
tidak lagi berada di bawah pengaruh angin.
Silvester (1974) menyatakan bahwa gelombang sea biasanya ditimbulkan
oleh badai (strom wave). Gelombang badai dicirikan dengan spektrum panjang
gelombang yang besar, bentuk gelombang yang lebih curam dengan periode dan
panjang gelombang yang lebih pendek. Gelombang gravitasi dapat pula
diklasifikasikan berdasarkan kedalaman perairan dimana gelombang tersebut
merambat seperti yang disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi Gelombang Gravitasi Berdasarkan Kedalaman Perairan
(CERC, 1984)
Klasifikasi
d/L
2πd/L
tanh (2πd/L)
Perairan dalam
>½
>π
≈1
½ - /25
π-¼
tanh (2πd/L)
1