Model Sebaran Tumpahan Minyak di Perairan Indramayu, Jawa Barat.
1.
PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang
Indramayumerupakansalahsatudaerahyangmempunyaipotensiperikanan yangcukupbesar. PesisirUtaraIndramayubanyakdipergunakansebagailahan tambak,selainitujugamempunyaikawasanmangrovedenganluas8000Hapada tahun2006milikPerkebunandanKehutananKabupatenIndramayu(Dinas KehutanandanPerkebunanIndramayu,2010). PerairanIndramayujuga merupakandaeraheksploitasi,daerahpengilanganminyak,danalurpelayaran baikskalalokal,nasional,atauinternasional. Pembangunankilangminyakdi daerahBalonganberpotensimemberikandampakgetatifbagilingkungandan masyarakatsekitar. Lalulintaskapaldikawasantersebutberpotensiterjadinya pencemarantumpahnyaminyakkeperairanlaut. Tumpahanminyakdapat disebabkanolehbeberapahalsepertikecelakaankapaltanker,kebocoranpipa, tumpahanminyaksaatpengangkutankekapaldankebakarankapal(Mukhtasor, 2007). Tumpahanminyaktersebutmenyebardanmemberikandampakyang negatifbagilingkungandisekitarnya. Olehkarenaitu,tindakanantisipasi terjadinyaperistiwakasuspencemaranlautdanpesisirolehtumpahanminyak perludilakukan.
PenelitianyangsudahdilakukandiperairanLautJawakhususnyadi Indramayusepertipendeteksianminyakdenganmenggunakantekniksynthetic aparatureradar(SAR),menentukanarahsebarantumpahanminyakdengan menggunakanmodelhidrodinamika(KLH,2008),dan penelitianmengenai hubunganantarapencemaranminyakdanaktivitasmikroalgayangdilakukanoleh BATANdanPPPGL(PuslitbangGeologiKelautan)(Lubis,2006). Pembuatan
(2)
2
kajianresikotumpahanminyakmemerluka ninformasipolaarusdanangin sehinggadapatmemprediksiarahpenyebarantumpahanminyakyangterjadidi suatuperairan. Adanyaprediksiarahpenyebarantumpahanminyakmakamampu meminimalisirmeluasnyatumpahanminyakdilautdanpesisir. Modelsebaran tumpahanminyakdapatmemprediksidengancepatpolasebarantumpahan minyakdiperairandankemungkinanwilayahyangterkenadampaktumpahan minyaksertadapatmembantudalampenanggulanganbencanatumpahanminyak.
1.2 Tujuan
Penelitianinibertujuanmensimulasisebarandannasib(fate)tumpahan minyaksertamengestimasipeluangwilayahyangterkenadampaktumpahan minyakpadabulanSeptember2008.
(3)
2.
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1. KondisiUmumPerairanIndramayu,JawaBarat
IndramayumerupakansalahsatukabupatendiJawaBaratyangberbatasan langsungdenganlautJawadibagianUtaradanTimur. Bagianlainnyadibatasi olehkabupaten-kabupatenyangadadiJawaBaratseperti KabupatenCirebon, KabupatenSumedang,danKabupatenSubang. Indramayumemilikikilang minyakterbesaryangdekatdenganpantai,sehinggadapatberpotensi
menimbulkanpencemaran. Indramayumerupakansalahsatudaerahpenghasil minyakdangasdiIndonesia. Seluruhkegiatansektormigasdarihulusampai hiliradadiIndramayu. Sektorhuluterdapatbeberapalapanganyangcukup dikenaldiindustrimigas,antaralainlapanganJatibarangdanlapanganCemara. Sampaitahun2002,sedikitnya77sumurminyakdan40sumurgasproduktifada diwilayahini. Disektorhilir,terdapatkilangminyakBalongan,satudarienam kilangminyakyangadadiIndonesia. Kilangyangdibangunpadatahun1990dan mulaiberoperasitahun1994inimemilikikapasitaspengolahansekitar125ribu
barelpersteamday(BPSD)yangmerupakanmasukanmaksimalminyakdapat diolahdikilangminyaktersebut.
MenurutpenelitianyangdilakukandidaerahIndramayuolehpemerintah KabupatenIndramayupadatahun1980sampaidengan1993,Anginyangmenuju KabupatenIndramayuberasaldaribaratlaut,timurlaut,danutara. Kecepatan anginpadaberbagaikondisipunberbeda-bedanamunkebanyakanberkisarantara 2-6m/det. PadakondisipergantianmusimyaitubulanMaretsampaidengan bulanMei,kondisianginsangatberubah-ubahwalaupunmasihdidominasidari arahtimur lautdengankecepatananginberkisar2-4m/det. Musimbaratterjadi
(4)
4
padabulanDesembersampaidenganbulanFebruaridimanaangindominan bertiupdariarahbaratlautdengankecepatan4-6m/det. BulanJunisampai denganbulanAgustusmerupakanpuncakmusimtimurdimanaangindominan bertiupdariarahtimurlautdengankecepatanberkisar3-6m/det(Pemerintah KabupatenIndramayu,1987).
2.2. Angin
Anginmerupakansebuahfenomenayangterjadiakibatadanya perpindahanmassaudaradaritempatyangmemilikitekanantinggimenuju tempatyangmemilikitekananlebihrendahhinggatercapaikeseimbangan(Hassel danDobson,1986). Kecepatandanarahangindiatmosfermerupakanhasildari ketidakmerataandistribusidaripenyinaranmataharidankarakteristiklempeng benuasertasirkulasianginpadalapisanvertikalatmosfer(Stewart,2002). Gerak angindengankonstanpadakecepatantertentudanpadawilayahyangsamadi perairandapatmenyebabkangelombang. Polaanginyangsangatberperandi wilayahIndonesiaadalahanginmuson.
MusonBaratLaut(musimBarat)terjadipadabulanDesembersampai FebruariketikaterjadimusimdingindiAsiayangmenyebabkantekanandidaerah tersebutmeningkatsehingaterjadipergerakanangindariAsiakeAustralia.
MusonTenggara(musimTimur)terjadipadabulanJunisampaiAgustusyang disebabkanmusimdingindiAustraliasehinggatekananmeningkatdidaerah tersebutdanmenyebabkananginbergerakdariAustraliakeAsia,sedangkan musimTransisiterjadidiantara keduamusimtersebut(Wyrtki,1987).
(5)
5
2.3. Arus
Gross(1990)menyatakanbahwaarusmerupakangerakanhorizontaldan vertikaldarimassaairlautsecaraterusmenerussampaitercapaikeseimbangan gaya-gayayangbekerja. Gerakanaruslautterbentukkarenaresultandari beberapagayayangberkerjasertapengaruhdaribeberapafaktor. Ponddan Pickard(1983)membagigaya-gayapenggerakmassaairmenjadiduayaitugaya primer(gayaGravitasi,tekananangin,tekananatmosfer,danpergerakandasar laut)yangmenyebabkanmassaairbergerakdangayasekunder(gayaCoriolisdan gayaFriksi)yangmunculsetelahmassaairbergerak. Wyrtki(1961)
mengemukakanbahwapolaaruspermukaanumumnyamengikutipolaangin muson(Gambar1dan2).
Gambar1. PolaaruspermukaanpadabulanFebruaridiperairanIndonesia (Wyrtki,1961)
(6)
6
Gambar2. PolaaruspermukaanpadabulanAgustusdiperairanIndonesia (Wyrtki,1961)
2.4. PasangSurut
Dronkers(1964)mengemukakanbahwapasangsurutmerupakansuatu fenomenapergerakannaikturunnyapermukaanairlautsecaraberkalayang diakibatkanolehkombinasigayagravitasidangayatarikmenarikdari benda-bendaastronomiterutamaolehmatahari,bumidanbulan. Pengaruhbenda angkasalainnyadapatdiabaikankarenajaraknyalebihjauhatauukurannyalebih kecil.
Peramalandanpenjelasantipepasangsurutterdiridariduateoriyang mendasaryaituteorikesetimbangan(EquilibriumTheory)danteoridinamik (DynamicTheory). TeorikesetimbanganpertamakalidiperkenalkanolehSir IsaacNewton(1642-1727),teoriinimenerangkansifat-sifatpasangsurutsecara kualitatifdanpengaruhkelembamandiabaikan. Teoriinimenyatakanbahwanaik turunnyapermukaanlautsebandingdengangayapembangkitpasangsurut(King, 1966). Pemahamanmengenaigayapembangkitpasangsurutdilakukandengan memisahkanpergerakansistembumi,bulan,danmataharimenjadi2yaitusistem
(7)
7
Gambar3. EmpattipepasangsurutdiperairanIndonesia(Surbakti,2000)
bumi-bulandansistembumi-matahari. Teorikesetimbangandiasumsikanbumi tertutupairdengankedalamandandensitasyangsamadannaikturun
mukalautsebandingdengangayapembangkitpasangsurut(TideGenerating Force)yaituresultangayatarikbulandangayasentrifugal. Gayapembangkit pasangsurutiniakanmenimbulkanairtinggipadadualokasidanairrendahpada dualokasi(Gross,1987).
TeoripasangsurutDinamik(DynamicalTheory),teoriinipertamakali dikembangkanolehLaplace(1796-1825). Teoritersebutmelengkapiteori kesetimbangansehinggasifat-sifatpasutdapatdiketahuisecarakuantitatif. Menurutteoridinamisgayapembangkitpasutmenghasilkangelombangpasut yangperiodenyasebandingdengangayapembangkitnya. Halinimenyebabkan terdapatfaktorlainyangperludiperhitungkanselaingayapembangkitpasang surutpadateoritersebutdiantaranyagayaCoreolis,kedalamanperairandanluas perairansertagesekandasar(ThurmandanTrujillo,2004).
(8)
8
TipepasangsurutdiIndonesiatelahdipetakanolehSurbakti(2000)dimana padapantaiUtaraJawamemilikiduatipepasangsurutyaitutipepasangsurut hariancampurancondongkegandadantipepasangsuruthariantunggal(Gambar 3). PantaiIndramayutermasukkedalamtipepasangsurutcampurancondong harianganda. Pergerakanpasangsurutairlautdapatmenyebabkanaruslautyang dikenaldenganaruspasangsurut,menurutNontji(1987)padaekspedisiSneliusI (1929–1930)diperairanIndonesiabagianTimurmenunjukkanbahwaarus pasangsurutmasihbisadiukursampaikedalaman600m. Arahdankecepatan aruspasangsurutjugadipengaruhiolehangindanarusdarisungai. Kekuatandari aruspasangsuruttergantungpadavolumeairyangmelewati suatukawasan denganluastertentu. Aruspasangsurutpadalautterbukabergeraksecara melingkar(rotarytidalcurrent)dengankekuatanarusyanglebihlemah dibandingkandenganaruspasangsurutyangterdapatdipantai(Gross,1987).
2.5. PencemaranTumpahanMinyak 2.5.1. KarakteristikMinyak
Minyakmentah(crudeoil)yangbarukeluardarisumureksplorasi
mengandungberbagaijenisbahankimiadalambentukgas,cair,maupunpadatan. Sebagianbesardarikomponentersebutberupahidrokarbonyaknihampirsekitar 50-98%sedangkansisanyaberupakomponennon-hidrokarbon(Mukhtasor, 2007). Hidrokarbondalamminyakbumimemilikistrukturkimiawikarbon berbedasepertirantailurusdanrantaicabang(alifatik),rantaisiklik(alisiklik)dan rantaiaromatik(Clark,1986). Effendi(2003)menyatakanbahwahidrokarbon alifatikmeliputialkana(parafin),alkena(olefin),alkuna(asetilen). Alkanarelatif tidakberacundantidakdapatteruraisecarabiologisolehmikroba. Komponen
(9)
9
alisiklikmerupakankomponenyangsangatstabildansulitdihancukanoleh mikrobadanjumlahnyasangatdominanmencapai30-60%. Komponen
hidrokarbonaromatik(cincinbenzena)merupakanjenisyanglebihberacundan mudahmenguap(volatile). Jumlaharomatiklebihkecilyaituhanyasekitar2-4% (Mukhtasor,2007).
2.5.2. Sumberpencemaranminyak
Tumpahanminyakdilautyangdiakibatkanolehkecelakaantanker merupakansalahsatusumberpencemaranminyakyangnyata. Selainitu masuknyaminyakkeperairanlautmelaluibeberapacara,yaiturembesanalam daridasarlaut,operasinormaltanker,kebocorandansemburandariproduksidan eksplorasilepaspantai,runoffdaridaratdansungai,dandariatmosfer
(Mukhtasor,2007). Masukanpolutan yangseringterjadiberasaldari
pengoperasiantankerpadaprosespembuanganairballast(deballasting)dengan sisaminyakyangterdapatpadadindingtankisekitar0.1-0.5%darivolumetotal tangki(Clark,1986). Produksidaneksplorasiminyakmerupakansumberyang jarangterjadi,eksplorasiminyakakanmenjadimasalahapabilaterjadikecelakaan sepertimeledaknyasumurminyak(wellblow-out),kerusakanstrukturplatform maupunkerusakanperalatan(Mukhtasor2007). Selainsumberdariareaperairan laut,sumberpencemaranminyakdapatberasaldaridaratsepertipemakaian minyakuntukkeperluanindustri,limbahrumahtangga,kilangminyakdipesisir maupunhasilpembakaranhidrokarbondiatmosferyangterbawamelaluiproses presipitasi. Limpasanminyakdariberbagaisumbertersebutpadaakhirnyaakan mencapaikawasanpesisirdanlautmelaluialiranairdarisungaiyangbermuarake
(10)
10
laut. Akumulasijumlahlimpasanminyakyangbersumberdaridaratmerupakan sumberutamaminyakyangmemasukikawasanpesisirdanlaut.
2.5.3. InteraksiMinyakdiLaut
Minyakakanmengalamiperubahanbaiksecarafisikataukimiaketika masukkelaut(weatheringofoilprocess). Prosesperubahantersebutadalah lapisan(slickformation),menyebar,dissolution,menguap(evaporation), polimerisasi(polymerization),emulsifikasi(emulsification),fotooksidasi (photooxidation),biodegradasimikroba(microbialdegradation),bentukan gumpalanter(turlumpformation),dandicernaolehplankton(Mukhtasor,2007). Penyebarantumpahanminyakdilautsangattergantungpadaangindanarus, anginberpengaruhsekitar3.4%padasebarantumapahanminyak (Holmes,1969).
Penyebarantumpahanminyakakanterusmenerussampailapisanminyak menjadisangattipis,fenomenainiyangakanmengubahpropertiminyakmenjadi senyawayangberbeda. Padatahun1969,Feymenggambarkanhubunganantara luasanyangakandibentukolehpenyebarantumpahanminyakterhadapwaktu. Sebagaicontoh,2x104tonminyakyangtumpahkeperairanselama11,5hariakan menyebardengandiameter3x106cm. MenurutDursmadanMarchand(1974)jika arahsebaranminyakmenujupantaidanmengendap,makaminyakakan
terdegradasidengansendirinyadipantaidanberdampaknegatifbagiekosistem pantai. Sebarantumpahanminyakdilautlepas,minyakakanmengalami evaporasi,precipitationyangselanjutnyaakanterdegradasi.
2.5.4. DampakdanPenanggulanganPencemaranMinyak
Tumpahanminyakdilautdapatmenyebabkanefekbaikdaritingkatindividu sampaidengantingkatekosistem. Kerusakanakibattumpahanminyakdapat
(11)
11
digolongkanmenjadiduayaitudampaksecaralangsung(bakterilaut,plankton, organismbentik,ikan,burunglaut,danmamalia)dandampaksecaratidak langsung(perubahanekosistempantaidanlaut)(Mukhtasor,2007).Walaupun pencemaranminyakdilautumumnyamenghambatpertumbuhanbakteri,pada beberapabakterimampumemanfaatkanhidrokarbonyangadadilaut menjadi sumberenergibagibakteritersebut.
Lapisanminyakyangberadadiperairanakanmengurangijumlahcahaya yangmasuksehinggakemampuanfitoplanktonuntukmemproduksioksigenakan semakinberkurangyangkemudianakanmempengaruhikandunganoksigendi lautdanorganismetingkattinggi. Lapisanminyakjugaakanmengurangidifusi oksigenkeperairansehinggakandunganoksigenbagiorganismelautterbatas.
MenurutLeacock(2005)penanggulanganpencemaranyangdiakibatkan tumpahanminyakmelaluipembersihanarealtumpahanminyak, pencegahan tambakyangakantercemar,danpembersihanwilayahpantai. Pengamatan penyebarandananalisistumpahanminyakdenganmenggunakanbeberapa
metode. Mukhtasor(2007)mengatakanbahwametodepenanggulangantumpahan minyakmeliputibeberapametodeantaralainmetodefisikamekanis(penggunaan
boom,absorben,danskimmer),metodekimia(penggunaandispersan),metode biologi(bioremediation),dandenganpembakaran. Metoderemotesensingadalah metodeyangbarudikembangkandaribeberapajeniscitrayangdigunakanuntuk mendeteksipenyebaranminyakdalamsatukawasan. Neutronactivationmethod
adalahmetodedenganmenggunakananalisisaktivasineutrondengan1,2x1013 fluksneutron/cm2/detpadatraceelementyangtercemarolehminyak. Metodeini jugadisebut fingerprintingdanmemonitoringresiduminyak. Metode
(12)
12
kromatografimerupakanmetodeyangmenggunakanthin-layerchromatographi
(TLC),gasliquidchromatographi(GLC),danmassspectrometery(MS)yang digunakanuntukanalisisminyakdanhidrokarbondiair. Metodeinisangatbaik digunakanuntukidentifikasikomposisidariminyak,hidrokarbon,danresidu minyak.
2.6. ModelSebaranTumpahanMinyak
Duamekanismepergerakanminyakdisebabkanoleh propertiminyakdan penyebaranyangdiakibatkanolehprosesdispersi. Penguapandaritumpahan minyakditentukanolehkomposisidariminyak,suhuudara,suhuperairan,area tumpahan,kecepatanangin,radiasimataharidanketebalantumpahanminyak. Transporminyakkedalamkolomairterjadidaribeberapamekanismeyaitu kelarutan,dispersi,akomodasidansedimentasi. Fraksiminyakyangterdispersidi dalamkolomairperwaktudihitungsebagaifraksiyanghilangdipermukaanlaut. Selainitu,tumpahanminyakjugaakanmenerimadanmengemisibahangakibat radiasigelombangpanjangmatahari. Persamaansebaran,penguapan,kelarutan danemisibahangdiformulasikanuntukmendapatkannasibtumpahanminyak (Sabhan,2010).
Modelsebarantumpahanminyakmerupakansuatumodelyangmenganalisis pergerakansebarantumpahanminyakdilaut menurutkondisilingkungan
oseanografidiwilayahsekitartumpahanminyak. Modelsebarantumpahan minyakmenggunakanGeneralNOAAOilModellingEnvironment(GNOME). GNOMEmerupakanmodelsebarantumpahanminyakyangmensimulasikan pergerakanminyakyangdipengaruhiolehangin,arus,pasangsurutdansebaran tumpahanminyak. GNOMEdikembangkanolehHazardousMaterialsResponse
(13)
13
Division(HAZMAT)ooftheNationalOceanicandAtmosphericAdministration OfficeofResponseandRestoration(NOAA,2002). HAZMATmenggunakan modeliniselamatumpahanminyakuntukmemperkirakan“bestguess”dari sebarantumpahanminyakyangdiasosiasikandenganketidakpastian(unsertainty) sebarantumpahanminyak. FungsiGNOMEsecaraluasyaituuntuk
memprediksikanpengaruhangin,arus,danprosespergerakanlaindilautterhadap tumpahanminyakdilaut. GNOMEjugadigunakanuntukmemprediksi
ketidakpastiandarisebarantumpahanminyakdankondisiminyakyang dipengaruhiolehcuacadisekitartumpahanminyak(NOAA,2002).
Modelminyakyangdiakibatkanolehkondisilingkungandapatdikaji denganmenggunakansoftwareAutomatedDataInquiryforOilSpills(ADIOS2). ADIOSmerupakanperangkatuntukresponawaldaritumpahanminyakyang digunakanolehresponderdanbagianperencanaanuntukmengetahuikondis tumpahanminyakdilaut. ADIOSjugamencangkupribuanpropertisminyak denganperkiraanpropertisminyakyangtumpahdalamjangkapendekdan beberapametodepembersihanminyakdilaut,haltersebutdigunakanuntuk mengestimasitumpahanminyakyangmasihadadilautsehinggadapat dikembangkanmetodepembersihanminyakyangtepat. ADIOSjugadapat menghitungdanmenggabungkandatakondisilingkungansepertikecepatandan arahangin,suhuperairan,salinitas,arus,danpropertisdariminyakyang
digunakanuntukmemodelkanminyakyangmasihtersisadilaut. (NOAAOR&R, 2007).
(14)
3. METODOLOGIPENELITIAN
3.1 WaktudanLokasiPenelitian
PenelitiandilaksanakanpadabulanApril2011bertempatdiLaboratorium DataProsesingOseanografiDepartemenIlmudanTeknologiKelautan,Fakultas PerikanandanIlmuKelautan,InstitutPertanianBogor. Lokasipenelitiandi perairanLautJawakhususnyadiperairanIndramayupadaposisigeografis wilayahmodel105.6613531oBTsampai110.5106564oBTdan7.272217603oLS sampai5.076857448oLS,dengandaerahmodelsepertiyangterlihatpadaGambar 4. SumberpetaumumnyadiperolehdariDinasHidro-Oseanografi(DISHIDROS) tahun1987denganskala1:1000000.
TandabintangpadaGambar4tersebutmerupakantitikujungpipamilik suatuperusahaanminyakdiIndonesiayangdigunakanuntukmemompaminyak darilautkedarat. Untukkeperluananalisishasilmodel,wilayahyangdigunakan terfokuspadatandakotakdiGambar4. Wilayahdiluarkotaktidakdigunakan denganmaksuduntukmenghilangkanefeknon-linierpadabatasterbuka.
Gambar4. PetabatimetriPerairanLautJawadantitikpipa(tandabintang)yang terjadikebocoranminyak
(15)
15
3.2 DatapenelitiandanAkuisiData
Datayangdigunakanuntukmembangunsebuahmodelsebarantumpahan minyakmeliputiduamacamdatayaitudatamasukanmodeldandataverifikasi hasilmodel. Datamasukanmodeldigunakanuntukmembangunskenario model yangdidapatdariberbagaisumberdata. Datakedalaman(batimetri)LautJawa didapatdariTentaraNasionalIndonesia-AngkatanLautpadaDinas Hidro-Oseanografi(DISHIDROS)tahun1987padaskala1:1000000. Dataarahdan kecepatanangindiperairanLautJawapadabulanSeptembertahun2008dengan intervalwaktuselamatigajamdidapatdariECMWF(EuropeanCentrefor Medium-RangeWeatherForecasts)padakoordinat109.5oBTdan6oLS
(Lampiran5). Datapasangsurutairlautdiambilpadabeberapatitikdiselbatas terbuka(yangberhadapandenganlautterbuka)yangdigunakanuntuksyaratbatas diseltersebut. DatapasangsuruttersebutdiprediksiuntukbulanSeptember2008 denganmenggunakanmodelNAOTIDEyangdikembangkanolehNational AstronomicalObservatory. ModelNAOTIDEdibuatpadatahun2000yang merupakanpengembangandaridataasimilasisatelitTOPEX/POSEIDON. Hasil prediksipasangsurutdikeluarkandalamintervalwaktusatujamdanresolusi spasialsebesar0.5derajat.
Selaindata-datatersebut,diperlukanjugadataverifikasiuntukmenunjang keakuratandata. DataverifikasiarahdankecepatanangindidapatdariBadan MeteorologidanGeofisika(BMKG)kotaBogorpadadaerahstasiundiCurug, JawaBaratpadabulanSeptembertahun2008dengankoordinat106o39’BTdan 6o14’LSdenganelevasisebesar46meter. Datapasangsurutairlautdiperoleh dari hasilpengukuranlangsung,datatersebutdiperolehdariHawaiUniversityof
(16)
16
SeaLevelCenter(HUSLC)danprogramSeawatchtahun1996sampai2000yang sudahdalambentukkomponenpasangsurut(KoropitandanIkeda,2008). Data propertisminyakdipeolehdariPT. PertaminaUPVIBalongan-Indramayu,Jawa Barat,sedangkandatasebarantumpahanminyakuntukverifikasimodeldiperoleh dariKementerianLingkunganHiduptahun2008. Perbandingandataangin
ECMWFdanBMKGdilakukandenganmembandingkanarahdankecepatan angindalambentukmawarangin,sedangkandatapasangsurutdiverifikasi dengandatalapangmenggunakanselisihdarimasing-masingkomponenpasang surut.Semakinkecilselisihantaradatamodeldandatalapang,makasemakin akurathasilsimulasimodel.
3.3 PerangkatLunakyangdigunakan
Pemodelansebarantumpahanminyakmenggunakanperangkatkeras komputeruntukpemasukandanpengolahandatasertasimulasimodel.
pembuatanskenariomodelhidrodinamikadiprosesdenganmengunakanEstuary, LakeandCoastalOceanModel(ELCOM)yangdikembangkanolehCenterfor Wat erResearch(CWR)dariUniversitasWesternAustralia. Pembuatanmodel simulasisebarantumpahanminyak(OilTrajectory)menggunakanperangkat lunakdariNOAAyaitu GeneralNOAAOilModellingEnvironment(GNOME).
Modelanalisisminyakyangdipengaruhiolehkondisicuacaselamalima harimenggunakanperangkatlunakdariNOAAyaituAutomatedDataInquiryfor Oilspills(ADIOS). Selainperangkatlunakintiuntukkeperluanmodel,
digunakanjugabeberapaperangkatlunakyangmendukungdalampemasukan datauntukmodelsepertiOceanDataView,GlobalMapper12,MATLABR2008b,
(17)
17
SURFER9,DevelopedStudioFortran,MicrosoftExcel,Transform,ARCVIEW 3.2,danQuickTime.
3.4. ModelHidrodinamika
Modelpersamaanhidrodinamikayangdigunakanmerupakanmodeldua dimensibarotropik,yaitumenggunakanperangkatlunakdariCentreforWater Research(ELCOM). SecaraumumELCOMmerupakanmodelhidrodinamiktiga dimensidanduadimensiuntukestuary,danau,danwilayahpesisir(coastal
ocean). Persamaanmodelyangmendasaridanmengaturpadatransporttiga dimensidanduadimemsiadalahtransportofmomentum,continuity,momentum boundaryconditionfreesurface,bottomandsidemomentumboaundari
condition,transportscalar,scalarboundarycondition,freesurfaceevolution, freesurfacewindsher,danmomentuminputbywind. Persamaantransport
Data Batimetri Data Angin ECMWF Data Meteorologi Data Pasang Surut
Grid x dan y Simpan *.hdf file
Buat matriks i,j DAT
Keluarkan data Konversi U dan V
Tekanan, Suhu, Radiasi Panas, Intensitas Hujan, Awan, Kelembaban
Boundary Conditons
Bathy Information
INFILE
RUNPREE Usedata.UNF RUNELCOM
Sparsedata.UNF NC File
Gambar5. Skemamodelhidrodinamikaduadimensiuntukpemodelandan perolehandataarus
(18)
+1/2,+1 = +1/2, +1, − 1 +1, − , +1 + 1− 1+1 , +1−
+1, …………...…..(1)
, +1+1/2= ,+1/2 ,+1/2− 1 ,+1− , +1 +1
,
18
bersumberpadaunsteadyReynold–averagedNavier-stokes(RANS),persamaan
scalartransportyangdigunakandikembangkandenganpendekatanBoussinesq danmengabaikantekanannonhidrostatik. PersamaanRANSdikembangkan denganmemfilterpersamaanunsteadyNavier-Stokesselamaperiodeyang bergantungpadabesarnyagridpadaprosestersebut. Perataantimescalepada metodenumerikunsteadyRANSdigunakanuntukpengembangandarievolusi persamaantersebut. maksimumtimestepdiberikanpadamasukanmodelyang tergantungpadaresolusigrid.
Modelpersamaantersebutmengabaikanbeberapavariablepadasyaratbatas
freesurfacediantaranyatekanandinamik,variasilocalbaikhorizontalataupun verticaldariangin,danteganganpermukaan. Metodeyangdigunakanuntuk pengembanganmodelhidrodinamikamenggunakanThreeDimensional HidrodinamicModelTRIM(CasullidanCheng,1992). Evolusisemiimplisit untukviskositasdapatdijabarkandenganmenggunakanformulasisebagaiberikut:
2
+1
+ 1− 1 ,+1−
+1 ……..…... ….(2)
Padaformula1dan2nilaiUdanVmerupakanviskositasmodelyangnilainya dihitungberdasarkanpersamaanmodelhidrodinamika2dimensidanmerupakan perata-rataanterhadapkedalaman. VariabelGmerupakanformulaexplisituntuk vectorsumbertersebutsedangkanvariabel merupakandiskritisasifreesurface. Lambang 1merupakanimplisitenes(sifatmodelimplisit)darifreesurface,pada ECLOMnilaidari 1adalah1yangmenunjukkandiskritisasibackward-Euler.
(19)
+1,/2= +1, −∆ +1, + +1, + +1, − +1, ……….…….….(3)
19
Namunpadamodeldengangridyangkasar,perumusandariakurasinumerik tersebuttidakselalumenghasilkanmodelyangbaik,kebanyakandarisimulasi yangdilakukandarimodelbarotropikinidapatdiatasidenganadanya Courant-Friedrichs-LewyCondition(CLF)yangnilainyaantara5sampai10ataulebih. KondisiCLFyangsepertiitudapatmemungkinkanmodelmenjadistabil.
PerumusandarisumberdengankodeG(sumbervectoreksplisit)pada persamaan2dan3dapatdirepresentasikanpadapersamaansebagaiberikut:
2 2 2 2 2
+1,/2= , +1/2 −∆ ,+1/2+ , +1/2+ ,+1/2− ,+1/2 …………..(4)
NilaiLpadapersamaan3dan4merepresentasikandiskritisasiadvektifyang merupakannilailinierdarimetodesemi-langlarian. Formulasemi–langlarian
dariadveksitersebutdiperolehdariperkiraanpoinyangberkelanjutanpadaruang (grid)yangdisebutlangrangePoint,nilaitersebutdapatdiadveksikanpada
discretepoint(i,j,k)dengankecepatanruangpadatimestepΔt. Nilaikecepatan padaruangU,V,danWdapatdiperolehdarisatuataubeberapatimelevel,hal tersebuttergantungpadaakurasidankomputasiyangdiinginkan. PoinLinier denganmenggunakansatuwaktu(singletimelevel)padametodesemi-langlarian
dapatdiperolehdenganmenggunakanrumusansebagaiberikut:
=− ∆ ………(5)
=− ∆ ……….……….……….………(6)
(20)
+1, , =
(∅ ,, )=∆ 2(∅ +,, −2∅ ,, +∅ −1,, )………..……(9)
−1 −1 −1
⋮
⋮ ⋮
20
Persamaan3dan4menggunakanpersamaanbaroklinikyangdilambangkan denganhurufB. Persamaandaribaroklinikpadaarahxdapatditulissebagai berikut:
2 0∆ = ′
+1,, − = ′,, − ……….(8)
NilaikpadapersamaantersebutsamadengannilaiFyangmerupakanselpadafre surface. Persamaantersebutdapatjugadigunakanpadaarahydenganperumusan yangsama. Persamaan3dan4jugamenggunakandifusihorizontaluntuksumber penggeraknyayangdilambangkandenganD. Difusihorizontalpadamodel tersebutdapatdirumuskansebagaiberikut:
Persamaan2dan3menggunakannilaiAsebagaisebuahmatriksdengan dikritisasiimplisitdualevelatauteknikdikritisasiexplisityanglain(Casullidan Cheng,1992). MatriksApadapersamaantersebutmerepresentasikansebuah matrikssebagaiberikut:
=
+ 0 0 0 0 −2 −2 −2
⋮
0 0 2 2
0 0 0 1
0 0 0 ⋮ 2 + 1 ……….(10)
NilaiγpadamatriksAmerupakanpengaturandarikondisibataspadamodel dimananilaidaria,b,dancdapatdirumuskansebagaibrikut:
= +∆ − ………...……….(11)
(21)
/ (13)
21
= − 2 3∆
Nilaikoefisiendari 2dideterminasikanmenggunakanteknikdikritisasi numericdanvariabelzmerupakanlapisankedalamanmasukanmodel. Nilai 2 padaELCOMadalah0untukmodellapisantercampursehingganilaiA
didiskritisasimenjadi0padasemuapersamaandidiagonalutama. Pergerakan modelhidrodinamikjugadipengaruhiolehthermodinamikapermukaandanfluks darimassatersebut. Perubahanthermodinamikadipermukaanmeliputi
pemanasanyangmengakibatkangelombangpendekterpenetrasikedalambadan air,penguapan,keseimbanganpanasyangmerupakankonversipanasdari permukaanairkeatmosphere,danradiasigelombangpanjang. Radiasi
gelombangpendek(280nmsampai2800nm)biasanyadiukursecaralangsung. Radiasigelombangpanjang(lebihdari2800nm)diemisikandariawandan uapairdaiatmosferedapatdiukursecaralangsungataudihitungberdasarkan tutupanawan,temperaturudara,dankelembaban. KoefisienrefleksiatauAlbedo
darivariasiradiasigelombangpendekdaribadanairyangsatukebadanairyang lainnyatergantungpadasudutdarimatahari,warnapermukaanbadanair,dan gelombangpermukaan(kekasaranpermukaanperairan). Salahsatuyangpaling pentingpadamodeladalahstepwaktu(timestep). Timestepdarimodel
tercampurdigunakanuntukmenghitungbeberapavariabelyangdigunakanpada modeltercampursepertimenghitungenergidariangin,menghitungenergidasar, menghitungenergipergeseran,menghitungbesarnyaenergiyangdiperlukan untukpercampuran,menghitungtotalenergiyangmungkinjikakeduasel benar-benartercampur,menghitungestimasiwaktuuntukmodeltercampur,menghitung
(22)
=2 3 ∗3 ………..………..(14)
∗=
22
fraksipercampurandarimodel,danmenghilangkanenergiyangberlebihdari modelpercampuran.
Perhitungananginuntukmodelhidrodinamika(E)dapatdihitungdengan menggunakanpersamaanwindstress. VariabelCmerupakankecepatanangindan variableUmerupakanpergeserananginyangdisebabkanolehbeberapakondisi. Persamaanwindstressdapatdiuraikansebagaiberikut:
1
Variabeluyangmerupakanpergeserananginbaikyangtimbulkankecepatandan densitasairperkolomyangdapatdirumuskansebagaiberikut:
0 ……..……….(15)
KonstantaCDmerupakankoefisiendraguntukanginyangnilainyaakan
mempengaruhinilaikekuatananginuntukmembangkitkanarusyangberbanding lurusdengandensitasudara(ρair)danberbandingterbalikdengandensitasfluida awal(ρ0). Selainkoefisiendraguntukangin,terdapatjugakoefisiendraguntuk permukaandasarperairanyangdilambangkandenganDragBottomCDdan digunakanuntukmenghitungenergidasarsepertipadapersamaanberikut:
= + 3/2 ………..…..(16)
Variabeludanvmerupakankecepatanarusyangdekatdenganpermukaan sedangkanCbmerupakankonstantadraguntukdasarperairan. Perumusanshear energiyangdigunakanpadapersamaandiELCOMmelibatkankoefisien
(23)
=2 2 ……….……….(17)
′= 2 ( − )
23
percampuranmassaCsyangdiberikannilai0.15padapersamaanyangdapat dirumuskansebagaiberikut:
1
2=( − )2+( − )2………..……...(18)
Mixedlayer(ml)merupakannilaihasilpencampuransedangkanlmerupakan lapisanyangberadapadalapisanmlpadasetiapkecepatanyangakan
mendefinisikanshear(S). Percampurandisetiaplapisanmembutuhkanenergi, energiyangdibutuhkanuntukpercampuranpadalapisantertentudisebutdengan energipotensialpencampuranyangdapatdirumuskansebagaiberikut:
=− ′ ………(19)
1 ( )
Variabeldzmlpadapersamaantersebutmerupakankedalamanlapisantercapur yangmerupakanpenjumlahandarisemuadzpadaseldilapisantersebutpada grafitasi(g)tertentu. Semuapersamaantersebutmerupakanpolamodelvertikal padaReynoldyangdikajiberdasarkanmomentumdanpersamaantransportiga dimensipadalapisantercampurmelaluipendekatanyangdiberikandari
pengembanganenergitotalpadamodelsatudimensi.
3.5 ModelSebaranTumpahandanNasib(Fate) Minyak
Modelsebarantumpahanminyakmerupakansuatumodelyang menganalisispergerakansebarantumpahanminyakdilautmenurutkondisi lingkunganoseanografidiwilayahsekitartumpahanminyak. Modelsebaran tumpahanminyakmenggunakanGeneralNOAAOilModellingEnvironment
(24)
24
(GNOME). GNOMEmerupakanperangkatlunakmodelsebarantumpahan minyakyangmensimulasikanpergerakanminyakyangdipengaruhiolehangin, arus,pasangsurutdandifusidaritumpahanminyak. GNOMEdikembangkan olehHazardousMaterialsResponseDivision(HAZMAT)oftheNational OceanicandAtmosphericAdministrationOfficeofResponseandRestoration
(NOAAOR&R). HAZMATmenggunakanmodeliniselamatumpahanminyak untukmemperkirakan“bestguess”darisebarantumpahanminyakyang
diasosiasikandenganketidakpastian(uncertainty)sebarantumpahanminyak. GNOMEmemberikanlimafungsiutamayaitu:
• Mengestimasisebarantumpahanminyakolehprosesyangmelibatkan angin,kondisicuaca,polasirkulasi,masukandarisungai,dantumpahan minyak.
• Memprediksihasilsebaranaslidanhasilsebaranketidakpastianyang dikendalikanolehobservasidariangindanpergerakanmassaair.
• Menggunakanalgoritmacuacauntukmembuatprediksiyangsederhana mengenaipengaruhcuacaterhadapminyakyangtumpah.
• Dapatdengancepatmenambahkandanmemprosessertamenyimpan informasibaru.
• Menyediakanoutputdenganformatgeo-referencedyangdapatdigunakan untukinputandariGISperangkatlunak.
GNOMEmerupakanjenismodelyangmemilikipenyebaranyangpasif sehinggadapatdenganmudahdiprediksikanarahdansebarannyadengan
menggunakanbebearapapersamaangerakpembangkitnya. Persamaandasarpada GNOMEadalahsebagaiberikut:
(25)
+1 = + 6 1+2 2+2 3+ 4
2= +2 ∆, +2∆ 3= + 2∆, + ∆
25
Padapersamaantersebutdapatdiketahuibahwaperubahanx(dx)merupakan variableyangdihitungdarikecepatan(v)danwaktu(t)denganperubahanjarak berbandingterbalikdenganperubahanwaktudanberbandinglurusdengan kecepatanpenggeraknyapadawaktutertentu. Modelsebarantumpahanminyak tersebutkemudiandikembangkandenganbeberapaformulamasukanyang berperandalampenstabilmodeltersebut. Masalahyangpertamamunculadalah berkaitandenganakurasisebuahmodelyangdalamhalinidijelaskandengan pendekatanEulerForwarddanRungeKutta. PersamaanpadaEulerForward
adalahsebagaiberikut:
+1 = + , .∆………..……….………...(22)
Persamaantersebutmemungkinkanakurasimodelsebarantumpahanminyak menjadilebihbaikdenganDynamicEulerVelocity(PDE). Persamaanpergerakan tersebuthanyamelibatkanpergerakandifusi(x)danpergerakandarikecepatan luar(v)terhadapwaktu. Penyelesaianuntukakurasimodeljarangsekali
menggunakanpersamaantersebutdanberalihkepersamaandenganakurasiyang lebihbaiksepertipadapersamaanRungeKutta. Persamaantersebutdalam penstabilanakurasipadamodelsebaranadalahsebagaiberikut:
∆ 1= ,
1 1
2 2
1 1
(26)
26
ModelHidrodinamika
DataArus
Pengelolahandata
DataMinyakTumpah
DiffusiMinyak
DiagnosticMode GNOME
Dataangin
MAP
MovieOilSpill GNOMEFile GISOutputFile Gambar6. DiagramalirmodelsebarantumpahanminyakpadaDiagnosticmode
Modelsebarantumpahanminyakmenggunakanmetodeterkadangbergerak secaraacak,sehinggadikenaldenganistilahpersamaanRandomWalk.
Persamaantersebutsudahbanyakdijabarkanolehbeberapapenelitidan pengembanganmodeldemikepentinganpenstabilanmodel. Salahsatu
persamaanyangdigunakanadalahpersamaanrandomwalkyangdikembangkan olehTaylor(1921)yangberdasarkanpadapremispusatdenganrata-rataansambel daripemindahanpartikelpersegidipergerakanBrownianyangmeningkatkan tingkatnyamenjadi2K,Kmerupakandifusimolekuler.
= 2 −1 ∆ 1/2………..………..(24)
PadapersamaantersebutnilaiRmerupakannilaiRandomdenganrata-ratanol, jikaRmerupakannilaiyangdiambildarisebuahdistribusiyangseragam[-1,+1] makanilairadalah1/3. Selainpadapersamaandiatas,nilaiRWjugadidapat denganmemperhitungkankecepatanEddyhorizontalyangbanyakdigunakan
(27)
, ,
∆ ∆ ∆ (25)
27
sebagaistabilitasdankehalusanmodel. Xueetal(2008)menawarkanperumusan RWpadaanalisisskalasebagaiberikut:
=
PemodelantumpahanminyakdenganGNOMEpadapenelitianinidengan menggunakanDiagnosticModeuntukmemudahkanpemasukandata-datayang tidakdisediakanolehNOAA(Gambar6). Modetersebutdapatmengakses inputandatayangberbedasesuaidengandatadidaerahtersebutsehingga tumpahanminyakyangdihasilkanlebihbaik.
Modelsebarantumpahanminyakdipengaruhiolehkondisicuacadan kondisilingkunganlaut yangadadisekitartumpahanminyak. Minyakyang tumpahkelingkunganperairanakanmelaluibeberapaprosesdiantaranya
dispersion,evaporation,emulsification,spreading,danbeaching. MenurutWang ZhendidanStoutScottA(2007),dispersionmerupakanpartikel-partikelminyak
Tabel1. PropertisminyakmentahdariMinasdanDuri
No Propertis Minas Duri
1 API 35.2 21.1
2 Viskositas(cSt) 0
Pada30 C - 591
0
Pada40 C 23.6 274.4
0
Pada50 C 11.6
-3 Densitas@150 Cgr/ml 0.8485 0.927
4 Sulphur(%Weight) 0.08 7.4
5 Carbon(%Weight) 2.8 7.4
6 TitikTuang(0 C) 36 24
7 Asphalt(%Weight) 0.5 0.4
8 Vanadium(ppmWt) <1 1
9 Nickel(ppmwt) 8 32
11 Salt(bb/1000bbl) 11 5
(28)
28
yangterpisahdarikumpulanminyakyangtumpah,haltersebutdikarenakan adanyaturbulensiakibatombakdanarus. Evaporationmerupakanpenguapan minyakyangadadiperairan,penguapanminyakmerupakanfactorpentingdalam ketersediaanminyakdiperairansetelahtumpah. penguapaninidipengaruhioleh kondisicuacakhususnyasuhupermukaanlautdansuhuatmosfere.
Emulsificationmerupakansuatuprosesmasuknyaairkedalamkumpulanminyak atausebaliknya,emulsifikasidapatberisikandunganairsampai70%pada kumpulanminyak. Spreadingmerupakanprosespenyebarantumpahanminyak yangdiakibatkanolehdifusipartikelminyakdankondisianginsertaarussekitar tumpahanminyak. Beachingmerupakanpartikelataukumpulanminyakyang sudahmencapaipantai. Kondisitersebutsangatmerugikanbaikbagilingkungan sekitardanbagiperekonomianmasyarakatpesisir. Olehsebabitu,perlujuga dilakukanmodelperubahankarakteristikdanketersediaanminyakyang
diakibatkanolehkondisicuacadanhidrodinamikadisekitartumpahanminyak. Modeltersebutdapatmenggunakansebuahperangkatlunakyangdibuatoleh NOAAyaituAutomatedDataInquiryforOilSpills(ADIOS2).
Modelketersediaandankarakteristikminyakinimemerlukanbeberapa masukandatasepertipropertiesminyak,kondisihidrodinamik,dankondisicuaca saatterjaditumpahanminyak. Propertiesminyakyangdigunakansepertidensitas minyak,viskositasminyak,nilaiAPIminyakyangmenunjukanukurankepadatan minyak,fraksiairpadaminyak,kandungansenyawalaindalamminyak.
Datajenisminyakyangtumpahpadamodelketersediaandankarakteristik minyakyangdipengaruhiolehfaktorcuaca(Tabel1). masukanmodeluntuk kondisihidrodinamikasepertidataangin,datagelombang,dandataarus. Data
(29)
10= 10 7………..………...(26)
29
angindidapatdariECMWFdengankondisiarahangindominandankecepatan anginrata-rataharianpadabulanSeptembertahun2008untukmodelnasib minyak. Arahanginpadamodelmerupakanarahanginblowingfrom(berasal dari)sesuaidenganyangdiadopsiolehkebanyakanahlimeteorologi. Kondisi anginyangdapatberpengaruhpadatumpahanminyakdimodeliniadalahangin yangdiukurpadaketinggian10meterdiataspermukaanlaut. Jikadatayang digunakanbukanberasaldariketinggiantersebut,makakecepatananginpada ketinggian10meterdapatdihitungdenganpersamaansebagaiberikut:
1
Padapersamaan28,zmerupakanketinggiandataangintersebutdiukur. Data anginpadaketinggian10metertersebutdigunakanuntukmemperkirakan
pengaruhangin(windstress)untuktumpahanminyakdenganperhitungansebagai berikut:
=0.71 10………..………....(27)
Datagelombangtersebutdidapatmelaluitigacarayaituperhitungan
langsungdaridataangin,perhitunganlangsungdaridataangindanpanjangfetch, dandatalapang. Datagelombangpadamodelinididapatdariperhitungandata anginyangsudahdisediakanolehADIOS2. Perhitungandatagelombangbaikitu tinggigelombangdanperiodegelombangjikadiketahuinilaiFetch(F)dapat dilihatpadapersamaanberikut:
=5.112 10−4 ……….………...….(28)
=0.06238
1
(30)
30
Tinggigelombangdihitungberdasarkanpengaliankonstantadankecepatanangin (uA)sertafetch,sedangkanjikapanjangFetchtidakterbatas(lebihdari200km) makaperhitungantinggigelombangdanperiode(Tp)dapatmenggunakan persamaanberikut:
=0.0248 2………(30)
=0.83 ………..(31)
Beberapakasustumpahanminyakseringdikaitkandenganpolaarussekitar tumpahanminyak,sepertipadakasusbocornyapipayangdekatdengansungai besar, sehinggapadakasustersebutperludikaitkandngandataarus. Penyediaan dataaruspadamodelinisebagaiarusperata-rataanyangberlakusepanjangmodel berlangsunguntukmendukungalgoritmadaripenyebarantumpahanminyak. Selaindatakomponenhidrodinamik,modelinimenggunakanjugadataproperties airmediatumpahanminyaksepertitemperatur,salinitas,dansedimentasi. Data temperatureairyangdigunakanberasaldaridataperata-rataanyangdiperolehdari ECMWFpadabulanSeptembertahun2008untukmasing-masingskenario. Data salinitasdandatasedimentasimenggunakandatayangtelahdisediakanpada modeldengannilaisalinitasuntuklautlepasadalah32g/kgdannilaisedimentasi untuklautlepasadalah5g/m3. Hasilyangdidapatdarimodeliniadalah
ketersediaanminyakdilautyangdiakibatkanolehbeberapa factorseperti penguapan,pemisahankomponenminyak,danakibatpenanggulanganoleh instansitertentu. Selainitu,modelinijugadapatmemperkirakanproperties minyakyangmasihberadadilautsepertidensitasminyakdannilaiviscositasdari minyak.
(31)
31
3.6 SkenarioModel
Penelitianinimenggunakantigajenismodelyaitumodelhidrodinamika, modelsebarantumpahanminyak,danmodelnasibminyak. Syaratbatasterbuka padamodelhidrodinamikaberisikaninformasipasangsurutpadasetiapsel sebagaigayapembangkitsedangkanpadasyaratbatasterbukaGNOMEsudah termasukdalampetamasukanmodeldanmemilikisifatreturning(sebaran minyakdapatkembalipadawilayahmodel),lost(sebaranminyakdapathilang danditeruskanpadawilayahmodel),danpartial(pembagianwilayahyangdapat terjaditumpahanminyakdantidakterjaditumpahanminyak).
Syaratbatastertutuppadamodelhidrodinamikamencirikandaratandan tidakdihitungdalamrunningmodel. Syaratbatastertutuppadamodelsebaran tumpahanminyakGNOME(landward)memilikisifatslippery(minyaktidak terperangkappadakawasanpantai),sticky(minyakdapatbertahandipantai dengankondisiarusdananginmengarahpantai),randomlyre-afloat(minyak
Tabel2. Skenariomodelhidrodinamikadanmodeltumpahanminyak
Model Hidrodinamika
SyaratBatasTerbuka Utara,Barat,danTimur, Lautan(2+)padaGNOME,
ModelTumpahanMinyak
diberikan pasang surut per jam Diberikanarusperjam
Syarat Batas Tertutup Daratan
Homogendiseluruhgrid(angin
Daratan(1+)padaGNOME Anginper3jampada
SyaratBatasPermukaan per3jam) GNOME
NilaiAwal Arusdanelevasidianggap0 Minyaktumpah25565barrel
(diam) selama6jam,jenis medium crude,padakoordinat 108.64oBTdan6.3oLS
padaGNOME
Minyaktumpah25565barrel selama6jam,jenis medium crudepadaADIOS
LamaSimulasi 30hari 15haripadaGNOME
(32)
32
dapatkembalikeperairan). Syaratbataspermukaanpadamodelhidrodinamika danmodelsebarantumpahanminyakberisikaninformasiangindenganinterval setiap3jamyangbersifathomogenuntukseluruhgrid.
Nilaiawalpadamodelhidrodinamikadiberikan0(diam)padaarusdan elevasipermukaanlaut,sedangkanpadamodelsebarantumpahandannasib minyakdiberikannilaiawalberupatumpahanminyakjenismediumcrudesebesar 25565barrelselama6jampadakoordinat108.46oBTdan6.47oLS.
(33)
4.
HASIL
DAN
PEMBAHASAN
4.1 PerbandinganHasilPemodelandenganDataLapang 4.1.1 Angin
AnginpadabulanSeptember2008terdiridariduajenisdatayaitudataangin dariECMWFsebagaimasukanmodeldandataangindariBMKGsebagaidata pembandingdatamodelanginECMWF. AnginECMWFpadabulanSeptember 2008dominanbertiupdariarahTenggaradengankecepatanrata-rataadalah5.7 m/detdankecepatanmaksimaladalah7.9m/det(Gambar7a). Arahpadamawar angintersebutterbagikedalam3arahmataangindari16arahmataangin
diantaranyaarahangindariTenggara(SE),antaraTenggaradanTimur(ESE),dan antaraTenggaradanSelatan(SSE). Kecepatanantara3.6sampai5.7m/det memilikipersentasiyangsamadenganpersentasipadakecepatanantara5.7 sampai8.8m/detyaitumasing-masingadalah50%darisemuajumlahdata.
AnginpadabulanSeptember2008memilikikecepatanmaksimal6.1m/det dengankecepatanrata-rataadalah4.1m/det(BMKG,2008). Kecepataninilebih rendahdibandingkandengankecepatandaridataECMWFyangdikarenakan pengaruhdaratandanbangunanlainpadasaatpengukurandataangin. Arahangin dominandaridataanginBMKGberasaldariarahUtaradanTimurdengan
persentasimasing-masingadalah38%dan33.3%serta28.7%berasaldariarah selainUtaradanTimur(Gambar7b). Polaacakdatainsituterjadikarena pengambilandatapadakecepatanmaksimaldanarahanginpadakecepaan maksimalsehinggapolaanginhanyaterlihathariandantidakterlihatsetiap jamnya.
(34)
34
Gambar7. MawarangindaridataECMWF(7a)danmawarangindari dataBMKG(7b)padabulanSeptember2008
DataanginBMKGmemilikikisarandatayanglebihtinggijika
dibandingkandengandataanginECMWF. Grafiktersebutjugamenunjukkan kisarandataanginECMWFkomponenUtara-Selatanmemilikinilaiyanglebih tinggidibandingkandengandataanginBMKG. Namunsebaliknyapada komponenTimur-BaratdataanginBMKGmemilikikisarankecepatanyang tinggidibandingkandataanginECMWF. Haltersebutmenunjukkanbahwapola anginBMKGsedikitberbedadenganpolaanginECMWF(Gambar8).
Gambar8. PerbandingankomponenTimur-BaratdanUtara-Selatanantaradata dariBMKGdanECMWFpadaBulanSeptember2008
(35)
35
KeseluruhandataanginbaikdataanginECMWFmaupundataanginBMKG memilikipolayanghampirsamapadabulanSeptember2008. Perbedaandari keduanyadisebabkanolehperbedaanpemrosesandata,dataanginECMWF merupakandatamodelyangdikembangkanolehsebuahperusahaanEropadengan analisisberulang(reanalisis)dengankonstantadataasimilasidanmodelatmosfer (Metzger,2003). DataBMKGmerupakandatainsituyangdiambilpada
ketinggian46meterdiataspermukaanlaut. Ketidaksamaaninimenyebabkan perbedaanantaradataanginECMWFdandataanginBMKG,dataanginBMKG harusdilakukanbeberapakoreksisehinggamemilikikesamaandengandataangin ECMWF. Faktorlainyangmenyebabkanperbedaanadalahtitikpengambilan dataECMWFberadapadalautlepassedangkanpengambilandataBMKGberada padadaratansehinggagayagesekpermukaanmenyebabkanperbedaankecepatan danarahangin. Gerakangindipengaruhiolehbeberapafaktorlainsepertirotasi bumidangayageseksertakelandaiantekanan(Pariwono,1989).
4.1.2 PasangSurut
Elevasipermukaanlautmerupakansalahsatudatamasukansyaratbatas terbukapadamodelhidrodinamika2dimensi. Modelhidrodinamika2dimensi terdiridaritiga batasterbukayaitubatasterbukabagianUtara,bagianBarat,dan bagianTimur. BatasterbukaUtaradiisiolehdatamasukanberupaelevasi permukaanlautpada beberapatitiksalahsatunyapadakoordinat108.1316oBT dan5.1036oLS,105.6813oBTdan6.0279oLSpadabatasterbukabagianBarat, serta110.4723odan6.4264oLSpadabatasterbukabagianTimur. Elevasi
permukaanlautpadabulanSeptember2008untukmasukanmodelmencakuptiga jenisgrafikpasangsurutpadatigabatasterbuka(Gambar9).
(36)
36
Gambar9. Elevasipermukaanlautsebagaimasukanmodelhidrodinamika2 dimensipadabulanSeptember2008disyaratbatasterbuka bagianUtara(atas),Barat(tengah),danTimur(bawah)
PasangsurutpadabatasterbukadibagianUtaramenunjukannilaipasang tertinggiadalah0.39meterdiatasrata-ratatinggipermukaanlaut(MeanSea Level)dansurutterendahadalah0.46meterdibawahrata-ratatinggipermukaan laut,sehinggadaerahtersebutmemilikitunggangpasangsurutsebesar0.86meter. ElevasipermukaanlautpadabatasterbukabagianBaratmemilikinilaipasang tertinggisebesar0.67meterdiatasrata-ratatinggipermukaanlautdansurut terendahsebesar0.55meterdibawahpermukaanlautsehinggamemiliki tunggangpasangsurut1.22meter.
Elevasipermukaanlautdibatasterbukabagiantimurmemilikitunggang pasangsurutsebesar0.71meterdenganpasangtertinggisebesar0.41meterdiatas permukaanlautdansurutterendahsebesar0.3dibawahpermukaanlaut. Batas terbukabagianBaratmemilikitunggangpasangsurutlebihtinggidibandingkan denganbatasterbukalainnya,haltersebutdisebabkanolehtipetopografiperairan sertarambatangelombangpasangsurutdariperairansekitarnya. Datapasang
(37)
37
Tabel3. TipepasangsurutmenurutbilanganfromzaldilautJawa StasiunTideGauge Perbandingan(O1+K1)/(M2+S2) Tipepasangsurut
PulauPari 6.98 Diurnal
Jakarta 3.72 Diurnal
Cirebon 0.73 Campurankesemidiurnal
surut menghasilkanbeberapakomponenpasangsurututamayaituO1,K1,M2, danS2. Perbandinganantarajumlahkomponenutamapasangsurutbertipe
diurnal(O1+K1)denganjumlahkomponenutamapasangsurutbertipesemidiurnal (M2+S2)dikenaldenganbilanganFromzal. Bilangantersebutmenghasilkan prediksitipepasangsurutdidaerahtersebut,DuastasiunyaituPulauParidan JakartamemilikitipepasangsurutdiurnalsedangkanpadastasiunCirebon memilikitipepasangsurutcampurancondongkesemidiurnal(Tabel3).
Modelhidrodinamika2dimensimenghasilkandataelevasipermukaanlaut dengankeluarandataperjam. Dataobservasilapangyangtelahdilakukanoleh penelitiansebelumnyadigunakanuntukverifikasihasilmodelhidrodinamika2 dimensimelaluiperbandingan4komponenpasangsurututamayaituO1,K1, M2,danS2. Masing-masingkomponenhasilobservasilapangdibandingkan denganhasilmodelhidrodinamika2dimensisehinggadidapatkanselisih amplitudo danfaseantarakeduadatatersebut.
Selisihamplitudoantarahasilmodeldanhasilobservasilapangkurangdari 10cmdenganrata-rataselisihterkeciladalahkomponenutamapasangsurutO1 danrata-rataselisihterbesaradalahkomponenutamapasangsurutK1. Stasiun yangmemilikiselisihamplitudoterkecilantarahasilmodeldanhasilobservasi lapangadalahJakartapadakomponenpasangsurutS2, Selisihamplitudopasang surutdibawah10cmpadasetiapstasiundikuatkanjugaolehpenelitianKoropitan
(38)
38
Tabel4. ValidasidatamodelpasangsurutdengandataDinasHido-Oseanografi padabulanSeptember2008
Amplitudo/H(cm) Fase/ø(Derajat) Stasiun Observasi Model ΔH Observasi Model Δø O1
PulauPari 12.21 15.2 -2.99 368.89 339.66 29.23 Jakarta 13.75 15 -1.25 385.32 340.1 45.22
Cirebon 5 9.1 -4.1 57.4 20.34 37.06
K1
PulauPari 21.29 23.3 -2.01 378.82 352.19 26.63 Jakarta 25.17 22.5 2.67 394.73 351.24 43.49 Cirebon 14 7.4 6.6 302.71 290.16 12.55 M2
PulauPari 1.76 8 -6.24 91.89 129.57 -37.68 Jakarta 5.41 8.7 -3.29 140.85 121.14 19.71 Cirebon 16 11.4 4.6 101.11 74.78 26.33 S2
PulauPari 3.04 5.6 -2.56 89.44 81.21 8.23 Jakarta 5.04 5.1 -0.06 102.12 82.94 19.18 Cirebon 10 11.1 -1.1 416.98 274.74 142.24
danIkeda(2008)yangmengkajidanmembandingkan11stasiunpasangsurutdi beberapawilayahdiIndonesia,hasilpenelitiantersebutmenunjukkanselisih antarahasilmodeldanhasilobservasilapangpadaumumnyakurangdari10cm. Selisihfaseantarahasilmodelhidrodinamika2dimensidenganhasilobservasi lapangpadakomponenpasangsuruttunggalmemilikirata-rata32.36o(2jam8 menit)sedangkanuntukkomponenpasangsurutgandamemilikirata-rata42.23o (1jam27menit). Hasilmodelhidrodinamika2dimensimendekatidatahasil observasilapangpadaelevasipermukaanlautyangdigunakanuntukmodel sebaranminyak. Selisihsecaraumumfasepadamodelhidrodinamika2dimensi kurangdari2jamdenganselisihrata-rataadalah1jam47menityangartinya
(39)
39
terdapatwaktutundaantarapasangsuruthasilobservasilapangdenganpasang suruthasilmodelselamawaktutersebut.
4.2 HasilPemodelanHidrodinamika
Polaarushasilmodelhidrodinamika2dimensiyangdigunakanuntukawal modeltumpahanminyak(Gambar15) menunjukanbahwaelevasipermukaan lauttertinggiberadapadakisaran0.3meterdiatasrata-ratatinggipermukaanlaut yangterletakpadaselatsunda,sedangkanelevasiterendahberadapadakisaran 0.3meterdibawahrata-ratatinggipermukaanlautyangterletakpadaperairan bagianTimurSumatera. Hasilmodelhidrodinamikamenunjukankecepatanarus tertinggipadahasilmodelhidrodinamikatanggal15September2008sebesar1.54 m/detdengankecepatanrata-rataarussebesar0.08m/det. Polaarushasilmodel hidrodinamikaketikaterjaditumpahanminyak(Gambar10)menguatpada wilayahkananmodeldanmelemahpadabagiankirimodel,halinidikarenakan elevasibatasterbukapadabagianTimurberadapadaelevasitertinggi(terjadi pasang)sedangkanpadabatasterbukabagianUtaraberadapadakondisisurut.
ElevasipadasyaratterbukamodelbagianBaratmenujupasangsehingga arusakanbergerakdaribatasterbukamodelmenujukedalamwilayahmodel,hal inimenyebabkandaerahtersebutmemilikielevasiyanglebihtinggidibandingkan dengandaerahlainpadamodel. Kecepatananginpadasaatmodelberlangsung adalah1.62m/detyangberasaldariarahTimur,namunpengaruhangintidak terlalumendominasipadamodeltersebut. BagianTimurwilayahmodelmemiliki elevasitertinggipadakisaran0.3mdiatasMSL(MeanSeaLevel)sedangkanpada
(40)
40
Gambar10. Polaarushasilmodelhidrodinamikasaatterjaditumpahanminyak
perairanlainkhususnyadiBaratLautpulauJawamemilikielevasidengankisaran 0.2mdibawahMSL(MeanSeaLevel).
Tanggal18September2008pukul17:59(relatifpadameridianGreenwich) dengankecepatananginpadamodelhidrodinamikaadalah5.17m/detyang berasaldariarahTenggara(Gambar11a)dan Elevasipadasyaratterbukadi bagianTimuruntukmasukandatamodellebihtinggidibandingkandengan elevasiyanglainnyasehinggadaerahtersebutmemilikipolaarusyangkuat denganelevasitertinggipadahasilmodelhidrodinamika. Arusmaksimumpada hasilmodelhidrodinamikasebesar0.36m/detdengankisaranarusrata-rata sebesar0.12m/det(Gambar16a). Polaarushasilmodelhidrodinamika2dimensi padasaatterjadipasangdibatasterbukabagianUtaraterjaditanggal19
September2008pukul06:59(Gambar16b). Polaarustersebut sebagian mengarahkeTenggaradansebagianmengarahkeBarat. Polaarustersebut dikarenakanterdapatperbedaanantarawaktupasangdibeberapabatasterbuka. ElevasipadasyaratterbukadiUtarauntukmasukanmodelmenunjukankondisi pasangsehinggaterjadipergerakanarusyangmenujupantai. Elevasipadasyarat
(41)
a b
c d
Gambar11. Polaarushasilmodelhidrodinamikasaatmenjelangpasang(a), pasang(b),menjelangsurut(c),dansurut(d)padasyaratbatas
(42)
42
batasterbukadiBaratmenunjukankondisiyangsamayaitumenujupasang sehinggaaraharusbergerakkedomainmodel. Arusdengankecepatanyangkecil ditemuka npadadaerahyangdekatdengansyaratbatasterbukadibagianTimur, haltersebutdikarenakankondisielevasipadabatasterbukamenujusurutsehingga terjadipembalikanaraharusyangdapatmengakibatkanaruspadawilayah
tersebutmelemah. Kecepatanarusmaksimal(Gambar11b)adalah0.35m/det degankecepatanarusrata-rataadalah0.14m/det
Polaarushasilmodelhidrodinamikapadakondisimenjelangsurutpada elevasibatasterbukadibagianUtaradanTimur,sedangkanelevasipadabatas terbukadibagianBaratpadasaatsurut(Gambar11c). Akibatadanyapengaruh elevasipadabatasterbukadibagianUtaradanbagianTimuryangmenujusurut, makapolaarusmengikut iperubahantersebutdenganadanyapengurangan
kecepatandanperubahanaraharusdibeberapawilayah. Kecepatanrata-ratapada kondisimenjelangsurutsebesar0.09m/detdanlebihkeciljikadibandingkanpada saatterjadisurut(Gambar11d)denganrata-ratakecepatanarussebesar0.17 m/det. Polaarushasilmodelhidrodinamikapadasaatmenjelangsurutdanpada saatsurutberbeda,perbedaantersebutdikarenakanelevasimasukanpadamodel memilikiketinggianyangbebeda.
Polaarushasilmodelhidrodinamikapadasaatsurutpadakondisisyarat batasUtaradanTimur menujupasangpadabatasterbukabagianBarat(Gambar 11d), Perbedaantersebutmenyebabkanperubahanpolaarusdibeberapawilayah. PolaaruspadabatasterbukadibagianBaratmenujukearahTimurLautdengan kecepatanmaksimumberadadiKepulauanSeribu,polaaruspadabatasterbukadi bagianUtaramenujukeluardomainmodel(Utara),danpolaaruspadabatas
(43)
43
terbukadibagianTimurmenujukearahTimur. Polaarustersebutberhubungan denganelevasipadabatasterbukadandatapenggeraklainsepertianginpada masukanmodellainnya. Perbedaanantarapolaarushasilmodelhidrodinamika padasaatpasangdanpadasaatsurutterletakpadaarahdankecepatanarusnya. Polaaruspadasaatpasang(maksimumfloow)menujukegarispantaidengan kecepatanlebihbesardaripadasaatsurut,sedangkanpolaaruspadasaatsurut (maksimumebb)menjauhigarispantai.
PolaaruspadahasilmodelhidrodinamikapadabulanSeptember2008 menunjukanpengaruhyangdominanadalahgayamasukandaripasangsurutlaut padamasing-masingbatasterbuka. Arusakanmengalamipeningkatankecepatan padasaatmenjelangpasangdanakanmaksimalsaatpasang,halinijugaterjadi padasaatkondisisurut. Arusakanmelemahketikaterjadipembalikankondisi elevasidaripasangkesurutatausebaliknyadarisurutkepasang. Halini dikarenakantidakadagayapembangkityangsearahdengangayasebelumnya. Arusakanmenujudomainmodeldanberakhirdigarispantaiketikaterjadipasang danakanmenujukeluardaridomainmodelketikaterjadisurut. Aruslautjuga dipengaruhiolehkedalamanperairanmasukanmodelyangmengakibatkan perambatangelombangpasangsurutdibeberapawilayahberbeda.
MenurutHatayamaetall(1996)perairanIndonesiasangatkompleksdengan kedalamanyangberanekaragam,namunLautJawatermasukperairandangkal denganrata-ratakedalaman30meter. Beberapapolaarushasilhidrodinamika menunjukansemakindangkalsuatuperairanmakakecepatanarusakansemakin cepat,dansemakinsempitsuatukawasanperairanmakakecepatanarusjugaakan semakincepat(Gambar11). Perairankepulauanseribumerupakanperairanyang
(44)
44
dangkalsehinggaarusakansedikitdibelokandengankecepatanlebihtinggi dibandingkankecepatanarussebelumnya, PerairanselatSundajugamenunjukan peningkatankecepatanarus. Datameteorologi(curahhujan,kelembaban,radiasi, tekananudara,temperaturudara,dantutupanawan)dianggaphomogenpada modelsehinggayangmembedakanadalahdatamasukanangindanpasangsurut.
Polaarushasilhidrodinamikamenunjukandatamasukanmodelpasang surutlebihberpengaruhterhadapmodelhidrodinamikadaripadadataangin. Hal inidisebabkanperbedaanelevasiakanmemberikangayayanglebihkuatpada beberapalapisankedalaman,namundataanginmemberikanpengaruhlebihkuat padapermukaanperairanmelaluiwindstressyangsemakindalamakansemakin lemah.
4.3 HasilPemodelanTumpahanMinyak 4.3.1 ModelSebaranTumpahanMinyak
Modelsebarantumpahanminyakdipengaruhiolehbeberapafaktorseperti aruslaut,angin,dandifusiminyak. Polasebarantumpahanminyakdaritanggal 14sampai29September2008merupakancontohkasustumpahanminyakdi wilayahBalonganyangterjadipadapertengahanSeptember2008(gambar12). PolasebaranminyaksebagianbesarmenujukearahBaratLaut,padatanggal14 September2008merupakansaatterjadikebocoranminyakselama6jamsampai tanggal19September2008sehinggahanyamenunjukkantitikkarenaminyak belummenyebar. Tanggalberikutnyayaitutanggal17September2008 minyak sudahmenyebarsejauh21.34kmdenganluasminyakdiperairanadalah98.79 km2(Gambar12a). Penyebaranminyaksemakinjauhdanmeluasyang
(45)
45
a b
c d
e f
Gambar12. Modelsebarantumpahanminyakselama15hari(15-29September 2008)tanggal15September(a),17September(b),19September(c), 21September(d),25September(e),dan29September(f)dengan totaltumpahanminyak2400barelcontinous5hari
disebabkanolehpengaruhangindanarus. Tanggal15September2008minyak mulaimendekatipantaipadasolusimínimum(titikmerah)danpadatanggal16 Septemberminyakberadadipantaipadasolusibestguest(titikhitam).
(46)
46
Tabel4. Luastumpahanminyakdanjarakterjauhminyakdarisumbertumpah padabulanSeptember2008
Tanggal LuasMinyak(km2) Jarakminyakdarisumber(km)
15/09/08 11.67 49.4
17/09/08 21.34 98.79
19/09/08 40.78 172.89
21/09/08 60.34 246.98
23/09/08 78.01 321.07
25/09/08 92.23 358.12
27/09/08 110.68 469.26
29/09/08 125.24 691.54
dansilang hitamuntukmasing-masingsolusi.
Tumpahanminyakyangmendekatipantaipadatanggal15September merupakanbukanmodelutamamelainkanmodelyangdiperkirakanhanyaterjadi 5%dari100%kemungkinan, Tumpahanminyaktersebutbertahansampaitanggal 29September2008. Tanggal16sampai24Septembersebaranminyakpadabest guestberadadipantaidanpadatanggalberikutnyasudahmenginggalkanpantai. Keadaanminyakyanglepasdaripantaiinimenunjukanbahwasyarattertutup modeltumpahanminyakadalahslipperyyangartinyaminyaktidakmudah terperangkapdidaerahpantai. Tandamerahmerupakansolusimínimumuntuk antisipasitumpahanminyaksecaraacak(random)yangdisebutmínimumregret solution. Tumpahanminyaksemakinmenyebardenganluasmaksimumminyak yangadadiperairanadalah691.54km2yaitupadatanggal29September2008 (Tabel4). Luasminyakyangadadiperairansemakinbertambahluasyang dikarenakanadanyaprosesdifusiminyakdanpenyebaranolehfaktorfisikseperti arusdanangin.
Kemungkinanwilayahyangterjaditumpahanminyakditurunkandari sebarantumpahanminyakperwaktunyasehinggadidapatluasantumpahan
(47)
47
Gambar13. Kemungkinanwilayahyangterkenatumpahanminyak(Probability ofimpactedarea)padabulanSeptembertahun2008berdasarkan waktu
minyakdenganselangwaktu2hari. Penyebarantumpahanminyakuntuk antisipasiwilayahyangterkenadampaktumpahanminyakdiperlihatkanmelalui warnayangberbedaberdasarkanwaktusebarantumpahanminyakpadamodel (Gambar13). SebarantumpahanminyakmencapaiperairanSubangpadatanggal 24September2008danpadatanggal29September2008sebaranminyak
mencapai
perairanKarawang. Kemungkinanwilayahsebarantumpahanminyakdapat membantuantisipasidaerahyangakanterkenadampaktumpahanminyakdan dapatmelihatwilayahyangtelahdilaluiminyak.
Tumpahanminyakpadasolusimínimummodelyangsampaikepantai beradapadawilayahUtaraIndramayudiDesaBrondong,halinidikuatkanoleh PikiranRakyattanggal17September2008yangmemberitakanmengenai
(48)
48
Gambar14. Perbandinganmodelsebarantumpahanminyakdengansimulasidan datalapangKementerianLingkunganHidup(KLH)tahun2008 selama4hari(14-18September2008)
olehnelayan. Beberapanelayanmembersihkantumpahanminyakyangsampai kewilayahhutanmangrovedanpesisirdenganmenggunakankarungplastik (PikiranRakyat,17September2008). Tumpahanminyakyangsangatdekat denganpantaiberadapadawilayahDesabrondongdanDesaPabeanIlirsehingga modeltersebutdapatmembantuantisipasisebaranminyaksebelummencapai pantaikeduadesatersebut.
ModelsebarantumpahanminyakdenganmenggunakanGNOMEkemudian dibandingkanmenggunakandatasebarantumpahanminyakKLHpadatahun 2008selama4harisetelahterjaditumpahan. Hasilverifikasimenunjukansebaran tumpahanminyakmenggunakanGNOMEmemilikikesamaanpolasebaran minyakyaitumengarahkeBaratLaut(Gambar14). Sebarantumpahanminyak yangberadadipantaimenurutpengamatanKLHtahun2008adalahDesaPabean Ilir,DesaBrondong,DesaTortoran,DesaPabeanUdik,DesaKarangsong,Desa Singaraja,DesaSingajaya,DesaLamanrntarung,danDesaKaranganyar.
(49)
Desa-49
desatersebutmenjaditargetutamadalamkemungkinandampakwilayahyang terkenatumpahanbaikpadasolusimínimumataudengansolusiterbaikpada modelsebaranminyakmenggunakanGNOME.
Kondisiminyakmencapaipantaiharussegeraditanganisecaraserius,halini dikarenakankawasanpesisirmerupakankawasanyangsangatrentanketikaterjadi tumpahanminyak. Kawasanyangrentandapatditunjaudaribeberapafaktor sepertibanyaknyatumpahanyaminyakyangmencapaipantaitersebut,lamanya minyakberadadipantai,karakteristiklingkunganfisiksepertitipepantaidan sedimen,kondisicuacadidaerahtersebut,efektivitaspembersihanminyak, karakteristikbiologidanekonomipantai. Terdapatbeberapacaramenangani minyakketikaterjaditumpahanyaitumenggunakansenyawadispersantmelalui udara,menggunakanoilboomdanskimmersuntukdipompakekapal,
pembersihanminyakdipantai,danpembakaranminyak. Penggunaansenyawa dispersanttidakdianjurkandalamsimulasimodelini,halinidikarenakan batimetriperairanLautJawatergolongpadalautyangdangkalsehinggamasih berbahayabagiorganismelaut yangdapatdimanfaatkanolehmanusia.
Penggunaanboomdanskimmerssangatdianjurkankarenaramahlingkungandan minyakdapatdiolahkembali,prosespembersihaninidapatdilakukanpadaketiga skenariotumpahanminyakdanlebihdisarankanpadatumpahanminyakyang akanmencapaipantaisehinggaintensitaspencemaranpantaimenjadiberkurang.
Pembakaranminyakdilautadalahsolusiterakhirdanmemperhitungkan padakondisicuacadanarahanginkarenapembakaranminyakakanmenghasilkan polusiudaraberupaasaptebal. Pengontrolandanpengaturanyangbaikdan
(50)
50
berkelanjutanpadabeberapakilangminyakdankapal-kapaltankerpembawa minyakdapatmeminimalisirterjadinyatumpahandankebocoranminyakdilaut.
4.3.2 ModelNasib(Fate)Minyak
Modelnasibminyakmenyajikanperilakuminyakketikaberadadiperairan, modelnasibminyakpadabulanSeptember2008disimulasikanselama5hari setelahterjaditumpahanminyakpadatanggal14September2008 (Gambar15). Modelnasibminyakmenggunakandataanginrata-ratahariandanmenggunakan datarata-rataarushasilmodelhidrodinamikaselamamodeldisimulasikan. Model nasibminyakmenghasilkanbeberapaperubahankarakteristikminyakbaikkimia (densitas,viskositas,dankandunganairdalamminyak)maupunfisikminyak (penguapan,dispersi,danketersediaanminyakdalamperairan).
Viskositasdandensitas(Gambar15adan15b)dengannilaiAPI21.1 menunjukanperilakuyanghampirsamayaituterjadipeningkatanselamamodel berlangsung. NilaiAPItersebutmenggambarkangravitasispesifikminyakpada suhutertentuterhadapsuhuair. Viskositasminyakmenunjukankekentalan minyakyangdisebabkanolehcuacakondisilingkungansekitardanmasuknya senyawalainsepertiair. Kandunganairdalamminyak(Gambar15c)mengalami peningkatanhinggamencapai60%lebihpadawaktuterakhirmodel. Masuknya airdalamminyakadalahprosesemulsifikasiyangdisebabkanolehturbulensi, semakinbesarturbulensiyangterjadimakasemakinbesarpeluangterjadinya emulsifikasi. Turbulensiyangbesarpadamodeldiakibatkanolehadanyadata masukananginyangdapatmengakibatkangelombangpadafetchtertentudandata arus. Kecepatanangindanarusyanglebihbesarakanmengakibatkanturbulensi yanglebihbesar. Evaporasipadamodelnasibminyakdisebabkanoleh
(51)
51
Gambar15. Nasibminyaksetelahtumpah(API21.1)selama5haripadabulan Septemberyangterdiridaridensitasminyakdalamkg/cum(a)dan viskositasminyakdalamcSt(b),kandunganair(c),evaporasi (d),dispersi(e),danketersediaanminyak(f)dalam%
temperaturudaradanpermukaanlautsertavolumeminyakyangtumpah. Semakintingginilaitemperaturmakasemakintingginilaievaporasi.
Modelevaporasiminyakterusmengalamipeningkatanselama5hari (Gambar15c)sehinggaevaporasiminyakyangterjadipadamodeltersebut
(52)
52
sebanyak6593barreldari25565barrelminyakyangtumpah. Dispersiminyak merupakansenyawaminyakyangmemisahdarikumpulanminyakyang disebabkanolehturbulensiterutamagelombang. Minyakyangterdispersipada modelsangatdipengaruhiolehmasukandataangin,halinidisebabkandataangin yangdiberikanakanmembangkitkandatagelombangpadamodelnasibminyak. Dispersiminyakmengalamipeningatanpadaharipertamamodelselama16jam sekitar12barrel. Evaporasiminyakselama5harimodelsebanyak 6593barrel dengandispersisebesar12barreldanfaktorlainmenyebabkanketersedian
minyakberkurangmenjadi18959barreldaritotaltumpah25565barrel(Lampiran 1). Grafikhasilmodelmenunjukanpeningkatanpadasaat6jampertamamodel, halinidikarenakanminyaktumpahselama6jamdiharipertamayangkemudian dapatdiatasisehinggatidakadalagiminyakyangtumpahdihariberikutnya selamasimulasimodel.
Grafikdispersiminyaksangatdipengaruhiolehangindanturbulensiairlaut untukmemecahsenyawaminyak. Tumpahanminyakdilautpadadasarnyaakan mengalamibeberapaprosesyaitupenyebaran,penguapan,dispersi,disolusi, sedimentasi,oksidasi,disolusi,danemulsifikasi. Beberapaprosestersebut mempengaruhiperubahankondisiminyakyangadadiperairansepertiperubahan densitasminyak,perubahanviskositasminyak,danperubahanketersediaan minyakdilaut. Modelnasibminyakmenampilkangrafikevaporasidandispersi yangkemudianakanmempengaruhidensitasdanviskositasminyak. Peningkatan densitasminyakakanselaludiikutidenganpeningkatanviskositasminyak,halini dikarenakanviskositasminyak(kinematicviscosity)dihitungdaridensitas
(53)
53
lingkungan(angin,aruslaut,suhuudara,salinitas,dangelombang)dankondisi minyak(nilaiAPI,viskositasminyak,densitasminyak,dantitiktuang). Minyak yangdimodelkanadalahminyakgolonganIIIyaituminyakmentahsehingga ketikaberadadiperairanminyakakankehilanganvolumenyasebesar40%dari volumenawaldansemakinkecilnilaidensitasminyakmakaakansemakintinggi nilaiAPIminyaktersebut(ITOPF,2010).
(54)
5.
KESIMPULAN
DAN
SARAN
5.1 Kesimpulan
Penggunaanmodelhidrodinamikadanmodelsebarantumpahanminyak sangatmembantumemahamiprosessebarantumpahanminyakyangdigerakan oleharusdananginsertamengestimasidaerahyangterkenadampaktumpahan minyak. Modelsebarantumpahanminyakdannasibminyakdipengaruhioleh kondisihidrodinamikadanangin. Polahidrodinamika2dimensihasilperataan kedalamansangatdipengaruhiolehmasukandatapasangsurutdibandingkan dengandataangin. ModelsebaranminyakyangdisimulasikanmengarahkeBarat LautsesuaidenganobservasilapangdariKLHpadaSeptember2008.
Ketersediaanminyakdiperairanmengalamipenurunan yangdisebabkanoleh evaporasidandispersiminyakyangdisebabkanolehkondisilingkungan. Model sebaranminyakyangmencapaipantaidapatmembantuprosespencegahan tercemarnyawilayahtersebutolehtumpahanminyak.
5.2 Saran
Mengingatbahwapolaarussangatpentingdalampenyebaransuatumaterial, termasuktumpahanminyak,makadiperlukanmodelhidrodinamikayang
mencakup3dimensiuntukmemodelkankondisiyanglebihmendekatidialam. Citrasatelitjugasangatdiperluka nuntukvalidasimodelsebarantumpahan minyak. ModelnasibminyakpadaADIOShanyadigunakanuntuk
mensimulasikanmodelselama5hariyangselanjutnyadiharapkansimulasimodel nasibminyakdapatsamadenganmodelsebarantumpahanminyakpadaGNOME.
(55)
MODEL
SEBARAN
TUMPAHAN
MINYAK
DI
PERAIRAN
INDRAMAYU,
JAWA
BARAT
KRISDIANTORO
SKRIPSI
DEPARTEMENILMUDANTEKNOLOGIKELAUTAN FAKULTASPERIKANANDANILMUKELAUTAN
INSTITUTPERTANIANBOGOR 2012
(56)
PERNYATAANMENGENAISKRIPSIDANSUMBERINFORMASI
DenganinisayamenyatakanbahwaSkripsiyangberjudul:
MODEL
SEBARAN
TUMPAHAN
MINYAK
DI
PERAIRAN
INDRAMAYU,
JAWA
BARAT
adalahbenarmerupakanhasilkaryasendiridanbelumdiajuka ndalambentuk apapunkepadaperguruantinggimanapun. Semuasumberdatadaninformasi yangberasalataudikut ipdarikaryayangditerbitkandaripenulislaintelah disebutkandalamteksdandicantumkandalamdaftarpustakadibagianakhir Skripsiini.
Bogor,Desember2011
C54070083 Krisdiantoro
(57)
RINGKASAN
KRISDIANTORO. ModelSebaranTumpahanMinyakdiPerairan Indramayu,JawaBarat.DibimbingolehALANFRENDYKOROPITAN danTRIPRARTONO.
KabupatenIndramayumemilikiwilayahpesisiryangterdiriatashutan mangroveyangsebagiannyadimanfaatkanuntuk perikanantambakdan
perikananbudidaya. Penelitianinibertujuanuntukmensimulasikansebarandan nasibdariminyakyangtumpahsertamengestimasiareayangterkenadampak tumpahanminyak. LokasipenelitiandiperairanLautJawakhususnyadiperairan Indramayupadaposisigeografiswilayahmodeladalah105.66oBTsampai
110.51oBTdan7.27oLSsampai5.07oLS. Karakteristikminyakdidapatdari perpustakaanP.T.PertaminaUnitPengelolahanVIBalongansedangkandata angindidapatdaridatahasilmodelECMWFdandataBMKGpadabulan September2008. Datapasangsurutyangdigunakanberasaldarihasilmodel NAOTIDENationalAstronomicalObservatordengandataverifikasiberasaldari pengukuranlapang. Modelhidrodinamika2dimensiuntukmembangkitkandata arusmenggunakanEstuary,Lake,andCoastalOceanModel(ELCOM)dengan lebargrid2000meterdantimestep2menit.
Hasilmodelhidrodinamikaselama30harimenunjukankecepatandari0.01 m/detsampai0.45m/detyangdipengaruhijugaolehbentukbatimetriperairan. Verifikasihasilmodeldengandatalapangmenunjukanperbedaanamplitudo kurangdari10cmsedangkanperbedaanfasekurangdari2jam. Modelsebaran tumpahanminyakdenganmenggunakanGeneralNOAAOilModelling
Environment(GNOME)mampumemprediksi jumlahminyakyangtumpah sebanyak25565barrelselama6jamdenganlamasimulasiadalah15haripada bulanSeptember2008. Secaraumumpolasebarantumpahanminyakmenujuke BaratLautdenganluasmaksimal691.54km2. Intensitaskeberadaanminyak berdasarkanmodel AutomatedDataInquiryforOilSpills(ADIOS2)
menunjukkanbahwaketersediaanminyadiperairanmencapai71.3%minyak residuselama5hari.
(58)
©
Hak
cipta
milik
Krisdiantoro,
tahun
2012
Hak
cipta
dilindungi
Dilarangmengurangidanmemperbanyaktanpaizintertulisdari InstitutPertanianBogor,sebagianatauseluruhnyadalam bentukapapun,baikcetak,fotocopy,microfilm,dansebagainya.
(59)
MODEL
SEBARAN
TUMPAHAN
MINYAK
DI
PERAIRAN
INDRAMAYU,
JAWA
BARAT
Oleh: KRISDIANTORO
SebagaisalahsatusyaratuntukmemperolehgelarSarjanaIlmuKelautan padaDepartemenIlmudanTeknologiKelautanFakultasPerikanandan
Ilmukelautan
SKRIPSI
DEPARTEMENILMUDANTEKNOLOGIKELAUTAN FAKULTASPERIKANANDANILMUKELAUTAN
INSTITUTPERTANIANBOGOR 2012
(60)
LEMBARAN
PENGESAHAN
Judul : MODELSEBARANTUMPAHAN MINYAKDI PERAIRANINDRAMAYU,JAWABARAT Nama : Krisdiantoro
NRP : C54070083
Departemen : IlmudanTeknologiKelautan
Menyetujui DosenPembimbing
Utama Anggota
Dr.AlanFrendyKoropitan,S.Pi,M.Si Dr.Ir.TriPrartono,M.Sc NIP.197511301999031003 NIP.196007271986011006
Mengetahui KetuaDepartemen,
NIP. 195809091983031003 Prof. Dr. Ir. Setyo Budi Susilo, M.Sc
Tanggallulus: 22Februari2012
(61)
KATA
PENGANTAR
PujisyukurkehadiratAllahSWTatassegalalimpahanrahmat,hidayah,serta inayahyangdiberikan,sehinggapenulisdapatmenyelesaikanskripsiyang berjudul “ModelSebaranTumpahanMinyakdiPerairanIndramayu,Jawa Barat”.
Penulismenyampaikanucapan terimakasihkepada:
1.Keluargatercinta,keduaorangtua,danadikatassegaladukungan,doadan kasihsayangnya.
2.Dr.AlanFrendyKoropitan,S.Pi,M.Si.danDr.Ir.TriPrartono,M.Sc.selaku pembimbingyangtelahberkenanmeluangkanwaktu,tenaga,pikiran,dan bimbingannyaselamapenyusunanskripsi.
3.Santoso,BapakEko,ErwinMaulana,Oliver,Erlan,MelisaDestila,danNeira Purwantiatasdukunganselamapengerjaanmodel.
4.Rekan-rekanITK44yangtelahbanyakmembantudanmemberikansaran dalampenyusunanskripsi.
5.Dr.Ir.JohnIskandarPariwonoselakupengujiyangtelahmeluangkanwaktu danpikirandalamperbaikanskripsi.
6.Dr.Ir.HenryM.Manik,M.TSelakuketuakomisipendidikanDepartemenITK yangtelahmeluangkanwaktudalamperbaikanskripsi.
Penulisberharap,skripsiinidapatmemberikankontribusiinformasidan wawasanyangbergunabagipenulisdanpihakyangmembacanya.
Bogor, Februari2012 Krisdiantoro
(1)
60
Lampiran
4.
Contoh
file
Run
ELCOM
! -!
! ELCOM Co n f i g u r a t i o n f i l e !
! Ge n e r a t e d b y ARMS !
! -!
FI LE
r u n _ e l c o m. d a t
! -!
' J a v a Se a '
TI TLE
' k r i s ' ANALYST
' Bo g o r a g r i c u l t u r a l Un i v e r s i t y ' ORGANI ZATI ON
' Pr e p a r e d 5 / 2 0 / 2 0 1 1 ' COMMENT
' NONE' CASE_ KEYWORD
! -!
! Ti me c o n t r o l s !
2 0 0 8 2 4 5 s t a r t _ d a t e _ c wr
1 2 0 . 0 d e l _ t
2 1 6 0 0 i t e r _ ma x
! -!
! Si mu l a t i o n mo d u l e c o n t r o l s !
1 i h e a t _ i n p u t
1 i a t ms t a b i l i t y
0 i r a i n
0 i f l o w
0 i u n d e r f l o w
0 i b u b b l e r
0 i t e mp e r a t u r e
0 i s a l i n i t y
1 i d e n s i t y
0 i j e t
0 I CAEDYM
0 i n o n h y d r o s t a t i c
1 i c o r i o l i s
0 i r e t e n t i o n
0 i l a k e t i d e
0 a l l o w_ n e u ma n n
0 n t r a c e r
0 n d r i f t e r s
3 i d a t a b l o c k
! -!
! Mo d e l s e t t i n g s a n d c o n t r o l s !
0 . 0 8 me a n _ a l b e d o
0 . 0 t i me _ z o n e
0 . 0 0 3 wi n d _ c d
0 . 0 0 2 5 d r a g _ b t m_ c d
1 . 0 mo d e l _ g r a v _ d a mp _ x
1 . 0 mo d e l _ g r a v _ d a mp _ y
! -!
! De f a u l t ( u n i f o r ml y d i s t r i b u t e d ) v a l u e s !
0 . 1 DEFAULT_ HEI GHT
4 . 0 DEFAULT_ WI ND_ SPEED
(2)
61
0 . 2 5 DEFAULT_ PAR_ EXTI NCTI ON
1 . 0 DEFAULT_ NI R_ EXTI NCTI ON
1 . 0 DEFAULT_ UVA_ EXTI NCTI ON
2 . 5 DEFAULT_ UVB_ EXTI NCTI ON
9 DEFAULT_ BC
0 . 0 DEFAULT_ DI FFUSI VI TY
! -!
! Sc a l a r f i l t e r i n g c o n t r o l s !
0 I FI LTER
! -!
! I n i t a l i z a t i o n a n d u p d a t e o p t i o n s !
0
i r e s t a r t
0 u s e r _ i n i t _ u _ v e l
0 u s e r _ i n i t _ v _ v e l
0 u s e r _ i n i t _ w_ v e l
0 u s e r _ i n i t _ t e mp e r a t u r e
0 u s e r _ i n i t _ s a l i n i t y
0 u s e r _ i n i t _ t r a c e r
0 u s e r _ i n i t _ h e i g h t
1 u s e r _ i n i t _ e x t i n c t i o n
0 l a t i t u d e
! -!
! Me t e r o l o g i c a l s e n s o r h e i g h t s !
1 0 . 0 WI ND_ SPEED_ HEI GHT
1 0 . 0 SCALAR_ HEI GHT
0 . 9 SEDI MENT_ REFLECTI VI TY
0 . 0 0 1 3 SURF_ HEAT_ TRANSF_ COEFF
! -!
! Tu r b u l e n c e mo d e l l i n g c o n t r o l s !
6 i c l o s u r e
0 . 0 DEFAULT_ DI FFUSI VI TY
! -!
! I t e r a t i v e ( c o n j u g a t e g r a d i e n t me t h o d ) s o l u t i o n c o n t r o l s !
1 . 0 e - 1 6 CGM_ TOL
3 0 . 0 CGM_ MI N
1 0 0 0 . 0 CGM_ MAX
! -!
! I n p u t f i l e n a me s !
' i n f i l e s ' i n f i l e _ d i r
s p a r s e d a t a . u n f 3 D_ d a t a _ f i l e
u s e d a t a . u n f p r e p r o c e s s o r _ f i l e
d a t a b l o c k . x ml d a t a b l o c k _ f i l e
me t 1 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
! me t 2 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
! me t 3 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
! me t 4 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
! me t 5 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
! me t 6 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT1 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT2 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT3 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT4 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT5 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT6 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
(3)
62
n e wT8 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT9 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT1 0 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT1 1 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT1 2 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT1 3 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT1 4 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT1 5 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
n e wT1 6 . d a t b o u n d a r y _ c o n d i t i o n _ f i l e
! -!
! Ou t p u t c o n t r o l s !
' u n f f i l e s ' o u t f i l e _ u n f _ d i r
' t x t f i l e s ' o u t f i l e _ t x t _ d i r
0 s t a r t _ o u t p u t _ mo n i t o r
0 s t a r t _ o u t p u t _ s a v e
6 0 i t e r _ o u t _ mo n i t o r
1 4 4 0 i t e r _ o u t _ s a v e
1 4 4 0 0 i t e r _ o u t _ r e s t a r t
s a v e r e s t a r t _ s a v e _ f i l e
r e s t a r t _ f i n a l r e s t a r t _ o u t _ f i l e
! -!
! De b u g g i n g c o n t r o l s !
0 i q u i e t
1 d e b u g _ c h e c k
0 d e b u g _ p r i n t
0 d e b u g _ p o i n t
0 d e b u g _ b a r o c l i n i c _ x
0 d e b u g _ b a r o c l i n i c _ y
0 i h a r d l i mi t
! -!
! En d
(4)
63
Lampiran
5.
Prosedur
model
Model hidrodinamika merupakan sebuah model yang berbasiskan pada
pergerakan massa air oleh daya gerak yang dibangkitkan beberapa komponen.
Model persamaan hidrodinamika menggunakan dua langka
running
yaitu RUN
PREE dan RUN ELCOM (Gambar 5). RUN PREE merupakan suatu file yang
terdiri dari baris perintah dan digunakan untuk menggabungkan data batimetri dan
data kondisi syarat batas untuk digunakan pada
running
utama (Lampiran 2).
Kondisi syarat batas merupakan file dengan baris perintah tertentu yang dapat
memberikan informasi pada sel syarat batas terbuka pada batimetri dengan nilai
masukan pasang surut (Lampiran 3). RUN ELCOM merupakan suatu file yang
terdiri dari baris perintah yang digunakan untuk
running
utama model (lampiran
4). Model persamaan hidrodinamika digunakan untuk memodelkan arus yang
akan menjadi salah satu masukan di model sebaran tumpahan minyak.
Model sebaran tumpahan minyak terdiri dari 3 skenario, skenario pertama
merupakan studi kasus pada kejadian tumpahan minyak di Perairan
Balongan-Indramayu yang terjadi pada pertengahan bulan September 2008, tumpahan
minyak berasal dari kapal tanker (KT) Arendal yang akan memompa minyak
mentah melalui pipa bawah laut. Kebocoran saluran pemompaan dari kapal ke
pipa menyebabkan tumpahnya minyak ke perairan, tumpahan ini yang kemudian
dimodelkan selama 15 hari dari tanggal 15 sampai 29 September tahun 2008.
Skenario kedua adalah tumpahan minyak pada musim Barat yang diwakili oleh
bulan Maret 2008 selama 15 hari yaitu dari tanggal 15 sampai 29 Maret 2008.
Skenario yang ketiga adalah tumpahan minyak pada musim Timur yang diwakili
oleh bulan Agustus selama 15 hari yaitu dari tanggal 15 sampai 29 Agustus 2008.
Model sebaran tumpahan minyak dibagi kedalam tiga tahap pemodelan yaitu
model hidrodinamika, model sebaran tumpahan minyak, dan model ketersediaan
minyak setelah tumpah. Sebelum model dapat dijalankan, data masukan model
harus disediakan seperti data batimetri model, data arah dan kcepatan angin, data
pasang surut air laut, dan data propertis minyak.
Peta batimetri didigitasi untuk mendapatkan nilai kedalaman dan
membentuk daratan (
base
map
), digitasi digunakan untuk mengubah format dalam
gambar menjadi nilai digital yang dapat diproses. Digitasi dilakukan di SURFER
8 dan proses serta visualisasi hasil dilakukan di SURFER 9. Gridding merupakan
salah satu metode yang digunakan untuk interpolasi data sehingga data yang
kosong dapat terisi sehingga visualisasi hasil dapat lebih baik. Dalam proses
griding jarak antar sel x (horizontal) adalah 2000 meter dan jarak antar sel y
(vertikal) adalah 2000 meter.
Data pasang surut diperoleh dengan menggunakan model NAOTIDE
National
Astronomical
Observatory
yang sebelumnya telah diketahui koordinat
dan waktu data yang akan dimodelkan. Koordinat diperoleh melalui peta yang
sudah dilakukan registrasi. Koordinat pengambilan data model NAOTIDE
berdasarkan pada syarat batas
open
cell
yang berhubungan dengan laut terbuka.
Peta penelitian memiliki tiga syarat batas terbuka yaitu di bagian Utara, bagian
Timur, dan bagian Barat. Setiap bagian syarat batas dilakukan pengambilan
beberapa nilai pasang surut selama satu bulan pada bulan September, bulan Maret,
dan bulan Agustus 2008. Model pasang surut dapat dijalankan setelah diberi
(5)
= + 2
64
masukan nilai koordinat pengambilan dan waktu pengambilan dengan selang
waktu antar data adalah satu jam (60 menit).
Data angin pada masukan model diperoleh dari
http://www.ecmwf.int
bulan September, bulan Maret, dan bulan Agustus tahun 2008 dengan selang
pada
waktu tiga jam. Masukan dalam model hidrodinamika untuk angin adalah dalam
bentuk arah dan kecepatan angin, sehingga perlu dilakukan perhitngan arah dan
kecepatan angin dari komponen U dan V angin.
=90−
=90+
=270−
=270+
2
Persamaan tersebut digunakan untuk mengkonfersi/menghitung komponen U dan
V angin menjadi arah dan kecepatan angin. Data ECMWF merupakan data hasil
model angin dunia sehingga harus diverifikasi menggunakan data lapang yang
berasal dari pengukuran langsung Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
(BMKG). Verifikasi data dilakukan dengan memisahkan komponen arah dan
kecepatan angin BMKG menjadi komponen U dan V angin sehingga dapat
dibandingkan nilainya dengan data dari ECMWF.
(6)