Analisis kestabilan garis pantai eretan indramayu berdasarkan pengaruh gelombang
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Analisis Kestabilan Garis
Pantai Eretan Indramayu Berdasarkan Pengaruh Gelombang” adalah karya saya
sendiri di bawah bimbingan Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal
dan/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, Februari 2008
Wingking Era Rintaka
Siwi
!
$ " % $ &$
/!! # ! %+
"#
'
#
#
(
) * ( +
# ,-
#
#
(.&
#
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh energi gelombang
pecah terhadap besar dan arah arus sejajar pantai serta volume transpor sedimen
sejajar pantai sehingga dapat ditentukan kestabilan garis pantai berdasarkan nilai
budget sedimen di perairan pantai Eretan Indramayu.
Pengambilan data lapangan dilaksanakan pada 12.17 Mei 2006 di perairan
pantai Eretan Indramayu dan analisis sampel sedimen di Laboratorium Geologi
LP3O LIPI Ancol Jakarta. Data yang diperoleh dari pengukuran lapangan antara
lain : arah dan kecepatan angin, arah dan kecepatan arus, tinggi dan periode
gelombang, pasang surut, sedimen (MPT, sedimen dasar, laju sedimentasi), debit
sungai dan batimetri. Selain data primer juga diperlukan data sekunder antara lain
: angin (BMG), peramalan pasut (Dishidros), debit sungai dan curah hujan (PU
Pengairan), peta rupa bumi (Bakosurtanal), peta batimetri (Dishidros), Citra
(Biotrop). Dalam perhitungan pengaruh gelombang terhadap arus dan transpor
sedimen sejajar pantai yang akan mempengaruhi budget sedimen dengan software
Matlab. Analisis kestabilan garis pantai dari peta dan citra dengan sofware
Arcview 3.3, Surfer 8 dan Er.Mapper. Analisis statik sedimen dan angin masing.
masing dengan Win Sieve Analisis dan WR.Plot.
Arah datang gelombang sesuai dengan arah datang angin maksimum yaitu
: baratlaut, utara, timurlaut dan timur. Karakteristik gelombang pecah, kemiringan
pantai, dan porositas sedimen akan mempengaruhi besar dan arah arus serta
volume transpor sedimen dimana gelombang yang merambat dari arah timurlaut
dan timur menyebabkan arah arus dan transpor sedimen menyusur pantai bergerak
dari timur ke barat sedangkan dari arah baratlaut dan utara berlaku sebaliknya.
Volume transpor sedimen dari energi gelombang yang bergerak dari timurlaut dan
timur di Pantai Eretan Indramayu sebesar 1001,86 m³ dan 613,36 m³ sedangkan
dari arah barat laut dan utara sebesar 1147,9 m³ dan 153,01 m³ selama 16 tahun
(Januari 1991.Desember 2006).
Keseimbangan garis pantai Eretan Indramayu berdasarkan budget sedimen
dari pengaruh gelombang melalui laju dan arah transpor sedimen menyusur pantai
berdasarkan prediksi dan pengamatan lapangan dengan metode kerapatan energi
(Energi fluks) menunjukkan perubahan kearah erosi/abrasi ditandai dengan nilai
budget sedimen negatif. Erosi/ abrasi juga terlihat dari analisis peta dan citra
dimana garis pantai maju kearah darat sebesar 92,5 m/16 tahun (5,75 m/tahun).
Tingkat erosi/abrasi tertinggi di pantai sisi barat yaitu : 2,5 – 5,79 m/tahun
sedangkan pantai sisi tengah dan sisi timur relatif lebih kecil masing.masing (1,25
– 2,5 m/tahun dan 0 – 1,31 m/tahun).
2)3/ 4 2 . .5
!
"#
(
0
) * ( -
(.&
/!!
1
# !%
-/
The aim of this research purposes is to analyzes coast.line stability based
on sediments budget, longshore current and littoral transport due to waves.
Littoral transport volume in Eretan Indramayu coast was predicted by using
Energy Fluks theory.
Data used in this study are obtained eithers from field observation
(primary data include : direction and speed winds, currents, waves, tides,
suspended sediment, bed.load sediment, sedimentation velocity, river debits,
batimetri) or secondary data include : direction and winds speed (BMG), tides
prediction (Dishidros), river debits and rainfall (PU Pengairan), Topography
(Bakosurtanal), Bathimetri (Dishidros), Citra (Biotrop)). Observation,
measurements and primary data collection performed on 12.17 May 2006 in
Eretan Indramayu coast and sediment samples were analyszed in Geology
Laboratory LP3O LIPI Ancol Jakarta. To calculate sediments budget from waves
effect arouse longshore current and littoral transport used Matlab software.
Stability analysis of Eretan Indramayu coastal line from map and citra used
Arcview 3.3, Surfer 8 and Er.Mapper. Analysis sediments statistic and wind each
used Win Sive Analisis ang Wr.plot soft ware.
The analysis results maksimum waves ditection suitability with
maksimum wind direction that was from northwest, north, northeast and east.
Characteristic of breaking waves, coast slope and sediment porosity will influence
values and direction velocity from longshore current and longshore sediment
transport. Waves direction from northeast and east can arouse longshore current
and longshore sediment transport move from east to west, while waves direction
from west and northwest occur just opposide. Transport sediment volume on wave
effect that move from northeast and east in Eretan Indramayu coast were 1001,86
m³ and 613,36 m³ while waves direction from west and northwest were 1147,9 m³
and 153,01 m³ as long as 16 years (January 1991.December 2006).
Stability Eretan Indramayu coastline based on sediments budget from
waves effect arouse longshore current and littoral transport from prediction result
and field observation by using Energy Fluks theory indicate change of coastline
head for erotion/abration. It was signed negative sediment budget value from large
part coast profile. It has supported map and citra analysis. During the period at 16
years 92,5 m ) or 5,79 m/tahun in Eretan Indramayu. The highest level of
erotion/abration is in the west side coast (2,5.5,79 m/years), while in the middle
and east side coast relative lower each (1,25.2,5 m/years and 0.1,31 m/years)
6
3! & 7
2! !)! / !
3! - 7 -)
-
. . +
0) -
%)
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebut sumber.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan dan memperbanyak sebagian atau seluruh
karya tulis dalam bentuk apapun tanpa ijin Institut Pertanian Bogor
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa ijin Insititut Pertanian Bogor.
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Kelautan
Judul
:
Analisis
Kestabilan
Garis
Pantai
Eretan
Indramayu
Berdasarkan Pengaruh Gelombang
Nama
:
Wingking Era Rintaka Siwi
NRP
:
C651050021
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Nyoman Metta N. Natih, M.Si
Anggota
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc
Ketua
Diketahui,
Ketua Program Studi Imu Kelautan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S
Tanggal Ujian : 6 Februari 2008
Tanggal Lulus :
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. John I Pariwono
PRAKATA
Puji syukur dari segenap keikhlasan hati kepada Allah Maha Pengasih,
Maha Penyayang, Maha Besar, yang mengajarkan makhluknya melalui perantara
Kalam.Nya, yang tiada hentinya mengurus dan memelihara mahluk.Nya siang
dan malam, yang memberikan pelajaran dan petunjuk pada yang dikehendaki.Nya
dan membebani mahluknya sesuai kemampuannya, sehingga penulisan Tesis ini
dapat diselesaikan.
Tesis ini adalah hasil penelitian yang InsyaAllah memberikan pengayaan
dan manfaat bagi pembaca, terutama bagi penulis. Dalam pelaksanaan penelitian
ini, penulis telah mendapatkan kemudahan dan bantuan dari berbagai pihak,
olehnya tidaklah berlebihan untuk menghaturkan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc, selaku ketua komisi pembimbing dan
Bapak Dr. Ir Nyoman Metta N. Natih, M.Si, selaku anggota komisi
pembimbing yang telah meluangkan waktu, memberikan bimbingan, arahan,
dan masukan;
2. Bapak Drs. Hadikusumah (Lab. Fisika Oseanografi P2O.LIPI) dan Bapak
Helfinalis, M.Sc (Lab. Geologi Laut P2O.LIPI) yang telah membantu
memberikan bimbingan, arahan dan masukan selama di lapangan;
3. Bapak Dr. Ir John I Pariwono, selaku dosen penguji tamu pada sidang ujian
tesis
4. Ayah, ibu dan kakak untuk semua keikhlasan doa dan dukungannya.
Akhir kata, penulis mengharapkan saran dan koreksi dari pembaca dan
penggunanya atas kekurangan penulisan tesis ini.
Semoga Allah SWT senantiasa memberi kita petunjuk dan karunia serta
meridhoi segala aktivitas kita, amin
. . , Februari 2008
Penulis
Penulis merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara, lahir di Klaten pada
tanggal 31 Maret 1980. Pendidikan sampai Sekolah Menengah Tingkat Atas di
selesaikan di Klaten. Pada tahun 1998 melanjutkan studi di Jurusan Ilmu Kelautan
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Diponegoro Semarang, dan
diselesaikan pada tahun 2003. Pada bulan Mei 2002 menulis melakukan penelitian
bekerja sama dengan Pelabuhan Indonesia III Tanjung Emas Semarang mengenai
: Perhitungan Laju Sedimentasi Berdasarkan Peta Batimetri di Kolam Dermaga
Samudera Pelabuhan Tanjung Emas Semarang. Pada bulan Agustus 2002
melakukan penelitian bekerjasama dengan Due.like Universitas Diponegoro yang
berjudul : Dinamika Sedimentasi Ditinjau Dari Pengaruh Debit Sungai dan
Kondisi Oseanografi Fisika di Perairan Muara Sungai Banjir Kanal Barat Kota
Semarang Jawa Tengah. Pada tahun 2005 melanjutkan pendidikan di Pasca
Sarjana Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor bidang minat Oseanografi.
7 &
.......................................................................................... xii
...................................................................................... xiv
.................................................................................. xv
Latar Belakang ....................................................................................... 1
Perumusan Masalahan............................................................................. 2
Tujuan dan Manfaat Penelitian................................................................ 5
Gelombang ...................................................................................................... 6
Pembangkit Gelombang .......................................................................... 6
Teori Gelombang Amplitudo Kecil (Small Amplitude Wave Teory)......... 7
Transformasi Gelombang ........................................................................ 8
Arus Dekat Pantai ................................................................................... 9
Karakteristik Sedimen Pantai ........................................................................... 11
Transpor Sedimen Pantai ................................................................................. 13
Imbangan (Budget) Sedimen Pantai ................................................................. 14
Debit Air Sungai.............................................................................................. 16
Pasang Surut .................................................................................................... 17
Kondisi Umum Perairan Pantai Eretan Indramayu ........................................... 18
Waktu dan Lokasi Penelitian............................................................................ 20
Alat dan Bahan ................................................................................................ 20
Pengumpulan Data........................................................................................... 22
Pengukuran Fluktuasi muka laut (Pasut).................................................. 22
Pegukuran Arus....................................................................................... 23
Pengukuran Gelombang .......................................................................... 23
Pengukuran Bathimetri (Kedalaman)....................................................... 23
Data Arah dan Kecepatan Angin ............................................................. 24
Pengambilan Contoh Sedimen Dasar dan Suspensi.................................. 25
Pengukuran Laju Sedimentasi ................................................................. 26
Pengukuran Debit Sungai........................................................................ 26
Analisis Laboratorium ..................................................................................... 26
Analisis Ukuran Butir Sedimen ............................................................... 27
Analisis Muatan Padat Tersuspensi ......................................................... 27
Analisis Laju Sedimentasi ....................................................................... 28
Analisis Data ................................................................................................... 28
Kedalaman .............................................................................................. 28
Peramalan Gelombang ............................................................................ 29
Analisis Parameter Gelombang Pecah ..................................................... 34
Parameter Arus ................................................................................................ 35
Analisis Butir Sedimen .................................................................................... 35
Transpor Sedimen............................................................................................ 36
Analisis Peta dan Citra..................................................................................... 36
Analisis Budget Sedimen dan Kestabilan Garis Pantai ..................................... 38
Angin dan Panjang Fetch ................................................................................. 39
Arah dan Kecepatan Angin Pengukuran Langsung di Lapangan....................... 41
Pasang Surut .................................................................................................... 42
Gelombang Hasil Pengukuran.......................................................................... 43
Bentuk Profil Pantai......................................................................................... 44
Karakteristik Gelombang ................................................................................. 46
Arus dan Laju Transpor Sedimen Sejajar/Menyusur Pantai .............................. 51
Debit Sungai .................................................................................................... 56
Sebaran Ukuran Butir Sedimen........................................................................ 57
Budget Sedimen............................................................................................... 59
Analisis Kestabilan Pantai dari Peta dan Citra.................................................. 62
....................................................................... 67
..................................................................................... 68
................................................................................................... 72
7 &
1
Distribusi kwalitatif sedimen untuk standar deviasi, skwenes dan
kurtosis (CHL 2002) ............................................................................... 13
2
Kecepatan dan waktu settling berdasarkan diameter partikel (Allen 1985)
3
Alat dan bahan yang digunakan............................................................... 20
4
Jenis dan sumber data yang diperlukan.................................................... 22
5
Jarak dan waktu pemipetan ..................................................................... 27
6
Persamaan parameter gelombang amplitudo kecil (CHL 2002)................ 33
7
Frekuensi dan persentase angin maksimum selama 1991.2006 ............... 40
8
Panjang fetch efektif di perairan Eretan Indramayu ................................. 41
9
Frekuensi kecepatan angin 12.17 Mei 2006............................................. 41
10
Data kemiringan pantai pada kedalaman referensi 4 m ............................ 46
11
Hasil prediksi karakter gelombang setiap musim selama 1991.2006........ 47
12
Hasil prediksi karakter gelombang berdasarkan arah datang
maksimum selama 1991.2006 ................................................................. 48
13
Perbandingan karakter gelombang hasil prediksi dari konversi data
angin dan hasil pengukuran gelombang dengan wave record selama
12.17 Mei 2006....................................................................................... 50
14
Nilai kemiringan pantai, parameter gelombang pecah, kecepatan arus
menyusur pantai dan laju transpor sedimen menyusur pantai pada
profil 1.profil 8 ...................................................................................... 52
15
Laju transpor sedimen dari setiap arah berdasarkan metode fluks
energi selama 16 tahun (1991.2006).............................................. ........... 53
16
Rata.rata debit limpasan dan debit sedimen selama 1991.2006................ 56
17
Debit air dan debit sedimen total dari Sungai Eretan yang masuk ke
pantai Eretan ........................................................................................... 57
18
Perbandingan budget sedimen berdasarkan pengukuran dan prediksi
pengaruh gelombangada tiap sel/segmen pantai....................................... 60
19
Hasil analisis budget sedimen berdasarkan transpor sedimen
menyusur pantai selama 1991.2006......................................................... 61
7 &
1
Bagan alir perumusan masalah dan pencapaian tujuan penelitian............. 4
2
Sketsa definisi gelombang progresif (CHL 2002) .................................... 8
3
Sirkulasi arus perairan pantai (a) Sirkulasi sel (αb ≈ 0) (b) Sirkulasi
(αbKecil) (c) Gelombang datang membentuk sudut (αb besar)
(Triatmodjo 1999) ................................................................................... 11
4
Peta lokasi penelitian perairan pantai Eretan Indramayu .......................... 21
5
Tide.wave recorder no : 26.30Bagan alir perumusan masalah dan
pencapaian tujuan penelitian ................................................................... 22
6
Aandera current meter tipe RCM 8.......................................................... 23
7
Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) diletakkan 50 cm dari
permukaan dan seperangkat komputer yang dihubungkan dengna
GPS Srv II............................................................................................... 24
8
Gambar pola traking batimetri dengan ADCP ......................................... 24
9
Wine.wave anemometer tipe propeler yang dipasang pada ketinggian
10,9 m..................................................................................................... 25
10
Sketsa pengukuran kecepatan aliran dan luas penampang sungai............. 26
11
Diagram alir koreksi angin ...................................................................... 30
12
Rasio koreksi angin pada ketinggian 10 m............................................... 31
13
Rasio durasi angin (Ut) pada kecepatan 1 jam (U3600) .............................. 31
14
Perbandingan/rasio (RL) kecepatan angin di atas laut (Uw) dengan
angin di darat (UL) (CHL 2002)............................................................... 31
15
Gambar sketsa fetch daerah penelitian..................................................... 32
16
Citra komposit warna semu 432 Landsat 5 TM Path/Row 121/064
akuisi 5 Juli 1991 .................................................................................... 37
17
Citra komposit warna semu 432 Landsat 7 ETM Path/Row 121/064
akuisi 19 Oktober 2006 ........................................................................... 37
18
Wind rose daerah Eretan Indramayu selama 1991.2006 berdasarkan
pengamatan angin SM Sukapura Cirebon ................................................ 40
19
Wind rose daerah Eretan selama 12.17 Mei 2006 .................................... 42
20
(a) Grafik pasang surut selama pengukuran 12.17 Mei 2006 (b)
Grafik pasang surut hasil peramalan Dishidros Mei 2006 ........................ 43
21
Peta batimetri perairan Eretan Indramayu hasil traking Mei 2006............ 45
22
Profil kemiringan pantai perairan Eretan dimana profil pantai
semakin kearah barat semakin landai....................................................... 46
23
Hubungan antara arah datang angin dan arah datang gelombang : (a)
Wind-rose yang menunjukkan arah dominan dari Timur (b) Waverose dengan arah datang gelombang dari Timur selama 12.17 Mei
2006........................................................................................................ 51
24
Arah arus dan transpor sedimen menyusuri pantai sebagai akibat dari
arah datang gelombang............................................................................ 55
25
Budget sedimen berdasarkan hasil pengukuran dan prediksi pengaruh
gelombang pada setiap sel/segmen pantai................................................ 60
26
Budget sedimen berdasarkan transpor sedimen menyusur pantai
selama 1991.2006 ................................................................................... 62
27
Perubahan garis pantai Eretan Indramayu berdasarkan Analisis Pera
1991 dan hasil traking Mei 2006 ............................................................. 63
28
Perubahan garis pantai Eretan Indramayu berdasarkan Analisis Citra
landsat 5 TM Path/Row 121/064 akuisi 5 Juli 1991 dan Landsat 7
ETM Path/Row 121/064 akuisi 19 Oktober 2006 .................................... 64
29
Garis pantai jauh masuk ke darat sampai ke pemukiman penduduk
akibat abrasi di pantai Eretan Indramayu ................................................. 65
7 &
1
Wind rose daerah perairan pantai Eretan bulan Januari 1991 sampai
dengan Desember 2006 ........................................................................... 72
2
Analisis transformasi kecepatan angin darat ke laut selama 1991.2006.... 74
3
Hasil perhitungan fetch efektif di perairan pantai Eretan Indramayu........ 77
4
Arah dan kecepatan angin selama 12 . 17 Mei 2006 di pantai Eretan
Indramayu............................................................................................... 78
5
Tinggi dan periode gelombang selama 12.17 Mei 2006 di pantai
Eretan Indramayu.................................................................................... 79
6
Tahap perhitungan arus sejajar pantai dan transpor sedimen pantai
berdasarkan data pengukuran gelombang selama 12.17 Mei 2006 di
pantai Eretan ........................................................................................... 80
7
Hasil Peramalan parameter gelombang perbulan selama 1991.2006
berdasarkan metode SMB ....................................................................... 84
8
Grafik peramalan gelombang (CERC 1984) ............................................ 90
9
Prediksi Parameter Gelombang pecah, Kecepatan arus menyusuri
pantai berdasarkan CHL (2002), dan laju transpor sedimen total
dengan metode fluks energi..................................................................... 91
10
Data curah hujan tahun 1991.2006 .......................................................... 95
11
Debit limpasan & Debit sedimen Sungai Eretan pada tahun 1991.2006.. 97
12
Hasil pengukuran debit sungai 13 Mei 2006 ............................................ 98
13
Contoh hasil analisis tekstur sedimen dasar perairan Pantai Eretan .......... 104
!
/7
Daerah pantai merupakan bagian dari wilayah pesisir yang sangat spesifik,
karena di wilayah ini terjadi interaksi antara tiga komponen lingkungan yaitu laut,
darat dan udara. Zona pantai senantiasa memiliki proses penyesuaian yang terus.
menerus menuju keseimbangan alami terhadap dampak dari pengaruh eksternal
dan internal baik yang bersifat alami maupun campur tangan manusia/buatan.
Faktor alami diantaranya gelombang, arus, kecepatan dan arah angin, debit
sungai, kondisi tumbuhan pantai serta aktivitas tektonik maupun vulkanik.
Sedangkan kegiatan campur tangan manusia/buatan seperti pemanfaatan kawasan
pantai sebagai suatu kawasan perikanan, industri, pelabuhan, pariwisata,
pertanian, kehutanan, pertambangan dan pemukiman.
Bentuk pantai sangat dipengaruhi oleh gelombang, jumlah dan sifat.sifat
sedimen, ukuran dan bentuk partikel, dan arus serta batimetri pantai. Morfologi
pantai sangat dipengaruhi oleh proses littoral transport (gerak sedimen di daerah
dekat pantai (nearshore zone) oleh (gelombang dan arus). Littoral transport dapat
dibedakan menjadi dua yaitu transpor sepanjang pantai (longshore transport) dan
transpor tegak lurus pantai (onshore-offshore transport). Transpor tegak lurus
pantai dipengaruhi oleh kecuraman gelombang (wave steepness), ukuran sedimen,
dan kemiringan pantai. Pada umumnya kecuraman gelombang yang tinggi akan
membawa material ke lepas pantai (offshore) sedangkan kecuraman gelombang
yang rendah dari periode yang panjang akan membawa material ke pantai
(onshore) (CERC 1984, Triatmodjo 1999).
Pantai Eretan Indramayu merupakan bagian dari perairan pantai utara
Jawa Barat merupakan kawasan strategis dalam pengembangan kawasan pesisir.
Daerah tersebut dimanfaatkan sebagai areal pelabuhan perikanan, pertambakan
garam dan ikan, pemukiman, bahkan penambangan pasir pada masa orde baru.
Peningkatan pemanfaatan areal pantai menimbulkan gangguan terhadap ekosistem
dan keseimbangan dinamika pantai. Masalah yang timbul di daerah pantai yakni
abrasi, sedimentasi, pencemaran dan intrusi air laut. Abrasi di Pantai Eretan
Indramayu hampir mencapai badan jalan raya Jakarta.Cirebon (DGTL 1984,
1998, 1999). Tebing yang terjal sepanjang 20 km di Eretan Indramayu merupakan
salah satu bukti terjadi erosi. Menurut klasifikasi Valentin (1952), daerah
semacam ini termasuk dalam jenis pantai mundur (retrogration coast), sedangkan
ditinjau dari tahapan erosinya, daerah ini masuk dalam erosi aktif (Emery dan
Kuhn 1982). Suatu pantai mengalami abrasi, sedimentasi atau dalam kondisi stabil
tergantung pada sedimen yang masuk dan yang meninggalkan pantai tersebut.
Imbangan sedimen pantai
bergantung kepada masukan sedimen dari laut yang
terbawa oleh gelombang, pasang surut dan masukan sedimen dari darat yang
terbawa oleh debit sungai.
Secara fisik Pantai Eretan Indramayu dipengaruhi oleh dinamika
oseanografi (terutama arus dan gelombang) dan aliran sungai, yang berbeda
bergantung kepada musim. Dinamika oseanografi dan limpasan sungai tersebut
dapat menyebabkan perubahan garis pantai, dimana disuatu sisi terjadi
sedimentasi di sisi lain akan terjadi abrasi. Proses sedimentasi dan abrasi pada
daerah ini tergantung pada besarnya gaya yang bekerja dari faktor yang
mempengaruhinya. Besarnya gaya yang bekerja dipengaruhi oleh musim (musim
barat dan musim timur).
/ )&)2
2 7 %
Perambatan gelombang dari laut dalam menuju pantai mengalami
deformasi akibat perubahan kedalaman laut dan adanya bangunan (penghalang)
di pantai. Gelombang pecah di pantai terjadi saat perambatan gelombang
mencapai batas kelancipan maksimum antara gelombang dan dasar perairan.
Karakteristik (kecepatan orbital dan arus) gelombang setelah pecah berbeda
dengan gelombang sebelum pecah dan menjadi batas perubahan perilaku
gelombang serta akan terjadi transpor sedimen pantai.
Di laut dalam, gerak partikel air (aliran) karena pengaruh gelombang
jarang mencapai ke dasar laut sedangkan di laut dangkal partikel air di dekat dasar
bergerak menuju dan mundur secara periodik. Kecepatan aliran di dekat dasar
naik dengan bertambahnya tinggi gelombang dan berkurangnya kedalaman. Hal
tersebut akan menarik sedimen dasar dan bergerak maju dan mundur sesuai
dengan gerak air. Naiknya kecepatan aliran di dekat dasar menyebabkan gerak
partikel sedimen semakin kuat dan menjadi transpor massa sedimen (terangkut)
dengan ketebalan tertentu. Material yang terangkut tersebut berbentuk transpor
sedimen dasar (bedload transport) dan transpor suspensi (suspendedload
transport).
Berdasarkan teori penelitian ini mencoba menjawab pertanyaan.
pertanyaan berikut :
1. Bagaimana pengaruh gelombang pecah terhadap arus pantai dan transpor
sedimen di perairan Pantai Eretan Indramayu ?
2. Berapa besar
volume transpor sedimen dari energi gelombang yang
bekerja di perairan Pantai Eretan Indramayu ?
3. Bagaimana kestabilan pantai di perairan Eretan Indramayu berdasarkan
budget sedimen dari pengaruh gelombang melalui volume dan arah
transpor sedimen menyusur/sepanjang pantai berdasarkan prediksi dan
pengamatan lapangan dengan menggunakan metode kerapatan Energi
(Energy fluks) ?
Sesuai yang dikembangkan oleh CHL (Coastal Hydraulic Laboratory
2002), dimana dalam metode ini perhitungan berdasarkan pengaruh gelombang
pecah dan kemiringan pantai.
Konsep coastal cell digunakan untuk mengetahui keseimbangan pantai
sebagai akibat transpor sedimen dengan membagi garis pantai menjadi beberapa
sel (profil) berdasarkan morfologi dan karakteristik pantai Eretan Indramayu.
Sedimen sel (sediment transpor system) adalah suatu konsep dimana interaksi
antara energi (terutama gelombang) yang menyebabkan arus menyusuri pantai
menyebabkan sedimen tersebut bergerak/terangkut dan diendapkan pada batas.
batas tertentu. Pemahaman sedimen sel merupakan kesatuan dengan sedimen
budget yaitu keluar.masuk (output-input) sedimen sehingga dapat diketahui
daerah pantai yang mengalami erosi (abrasi), akresi (sedimentasi) atau dalam
kondisi seimbang, berdasarkan hasil budget sedimen dari setiap sel (Suhardi
2001).
Secara skematik bagan alir perumusan masalah dan pencapaian tujuan
penelitian didiskripsikan pada Gambar 1.
SURVEI
P
E
N
G
A
M
A
T
A
N
DATA PRIMER
Sedimen
Arus
Pasut
Bathimetri
DATA SEKUNDER
Traking
Garis Pantai
Debit
sungai
Gelombang
& Angin
Peta
Bathimetri
Transpor
A
N
A
L
I
S
I
S
I
T
U
J
U
A
N
Karakteristik
Sedimen
Angin
Debit
Sungai
Peta
Rupa Bumi
Peta
bathimetri
Gelombang
Garis
Pantai
Transpor
Sedimen
Gelombang
Pecah
Gelombang
Pecah
Arus
pantai
Arus
pantai
Transpor
Sedimen
Transpor
Sedimen
Garis
Pantai
Sedimen Budget
I
A
N
A
L
I
S
I
S
II
T
U
J
U
A
N
Citra
Erosi ??
atau
Akresi ??
Analisis Kestabilan Garis
Pantai
Kestabilan Garis Pantai
II
Gambar1 Bagan alir perumusan masalah dan pencapaian tujuan penelitian
Garis
Pantai
)*)
-
5 ! / /7 !
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Menganalisis pengaruh gelombang pecah terhadap arus pantai
dan transpor sedimen di Pantai Eretan Indramayu
2. Menganalisis volume transpor sedimen dari energi gelombang
yang bekerja pada daerah tersebut
3. Menentukan kestabilan pantai di perairan Eretan Indramayu
berdasarkan budget sedimen berdasarkan pengaruh gelombang
melalui volume dan arah transpor sedimen menyusur/sepanjang
pantai berdasarkan prediksi dan pengamatan lapangan dengan
menggunakan metode Fluks Energi
Manfaat yang diperoleh dari hasil penelitian ini adalah memberikan data
dan informasi keseimbangan pantai Eretan Indramayu. Dari hasil penelitian ini
diharapkan nantinya dapat dijadikan bahan rujukan dan pertimbangan dalam
pengambilan kebijaksanaan untuk pemanfaatan dan pengelolan pada lokasi
penelitian
berdasarkan
karakteristik
hidrodinamika
pantai.
Karakteristik
hidrodinamika pantai seperti perencanaan bangunan pengaman pantai (jetty,
groin, breakwater dan sebagainya) atau penimbunan pasir ke arah pantai dalam
rangka penanggulangan erosi pantai.
/7.&$
/&$
!
/7.&$
Jenis gelombang yang penting dalam studi teknik pantai adalah gelombang
yang dibangkitkan oleh angin dan pasang surut (Triatmodjo 1999). Gelombang
tersebut menimbulkan energi yang berperan terhadap proses pembentukan pantai,
arus dan transpor sedimen dalam arah tegak lurus dan sepanjang pantai, serta
menyebabkan gaya.gaya yang bekerja pada bangunan pantai. Gelombang
merupakan salah satu faktor utama dalam penentuan geometri dan komposisi
pantai serta menentukan proses perencanaan dan desain pembangunan pelabuhan,
terusan (waterway), struktur pantai, alur pelayaran, proteksi pantai dan kegiatan
pantai lainnya (CERC 1984).
Gelombang adalah gerakan berombak dari permukaan air yang dihasilkan
oleh tiupan angin diatasnya (Bascom 1959 dalam Bird 1984). Menurut Carter
(1988), gelombang dapat ditimbulkan oleh angin, tenaga tektonik dan gaya
gravitasi. Daerah yang dilintasi oleh gelombang dibagi menjadi offshore zone,
breaker zone, surf zone dan swash zone. Gerakan massa air bergerak ke atas akan
membawa sedimen dasar dan menyebabkan turbulensi atau pengadukan sedimen,
kemudian terbawa arus sepanjang pantai, menimbulkan arus transpor sedimen
dalam arah tegak lurus dan sejajar pantai. Gelombang besar yang pecah lebih
jauh dari daerah pantai
sehingga surf zone melebar dan mengakibatkan
bertambahnya transpor sedimen di daerah tersebut (Triatmodjo 1999).
Menurut Davis (1991), ada tiga faktor penentu karakteristik gelombang
yang dibangkitkan oleh angin yaitu : (1) lama angin bertiup atau durasi angin, (2)
kecepatan angin dan (3) fetch (jarak yang ditempuh oleh angin dari arah
pembangkit gelombang atau daerah pembangkitan gelombang). Semakin lama
angin bertiup, semakin besar jumlah energi yang dihasilkan dalam pembangkitan
gelombang. Demikian halnya dengan fetch, gelombang yang bergerak keluar dari
daerah pembangkitan gelombang hanya memperoleh sedikit tambahan energi.
Faktor lain yang turut mempengaruhi karakteristik gelombang adalah lebar fetch,
kedalaman air, kekasaran dasar, stabilitas atmosfer dan sebagainya (Yuwono
1984).
/.
/7.&$
&37 !)-.
/, 7 8 & 770 &37 !)-/
4/ %/. (9
Pada umumnya bentuk gelombang di alam adalah sangat komplek dan
sulit digambarkan secara matematis (Triatmodjo 1999, CHL 2002). Kekomplekan
tersebut akibat perambatan yang tidak linier, tiga dimensi dan mempunyai bentuk
yang acak (suatu deret gelombang mempunyai tinggi dan periode yang berbeda).
Beberapa teori yang ada hanya menggambarkan bentuk gelombang yang
sederhana dan merupakan pendekatan gelombang alam. Ada beberapa teori
dengan berbagai derajat kekomplekan dan ketelitian untuk menggambarkan
gelombang di alam, diantaranya adalah teori Airy, Stokes, Gerstner, Mich,
Knoidal dan tunggal. Teori gelombang Airy merupakan gelombang amplitudo
kecil, sedangkan teori yang lain adalah teori gelombang terbatas (finite amplitude
waves).
Teori gelombang amplitudo kecil pertama kali ditemukan oleh Airy (1894)
dalam CHL (2002). Teori ini digunakan untuk menurunkan persamaan gelombang
dengan mengasumsikan bahwa :
1. Zat cair adalah homogen dan tidak termampatkan, sehinggga rapat massa
adalah konstan
2. Tegangan permukaan diabaikan
3. Gaya Coriolis diabaikan
4. Tekanan pada permukaan air adalah seragam dan konstan
5. Zat cair adalah ideal, sehingga berlaku aliran rotasi
6. Dasar laut adalah horisontal, tetap dan impermeabel sehingga kecepatan
vertikal di dasar adalah nol
7. Amplitudo gelombang kecil terhadap panjang gelombang dan kedalaman
air
8. Gerakan gelombang berbentuk silinder dan tegak lurus arah penjalaran
gelombang sehingga gelombang adalah dua dimensi.
Gambar 2 menunjukkan suatu gelombang yang berada pada sistem
koordinat x-y. Gelombang menjalar pada sumbu x (horizontal). Beberapa notasi
yang digunakan adalah d jarak antara muka air rerata dan dasar laut (kedalaman
laut); η (x,t) fluktuasi muka air terhadap muka air diam; H tinggi gelombang = 2a;
L panjang gelombang yaitu jarak antara dua puncak gelombang yang berurutan; T
periode gelombang, yaitu interval waktu yang diperlukan oleh partikel air untuk
kembali pada kedudukan yang sama dengan kedudukan sebelumnya; C kecepatan
rambat gelombang = L/T; k bilangan gelombang = 2π/L; σ frekuensi gelombang =
2π/T.
Gambar 2 Sketsa definisi gelombang progresif (CHL 2002)
25. & 2
/7.&$
Gelombang yang menjalar menuju perairan pantai akan mengalami
perubahan ketinggian gelombang sebagai akibat dari proses pendangkalan (wave
shoaling), refraksi, difraksi atau proses refleksi/pantulan sebelum akhirnya
gelombang tersebut pecah (wave breaking) (Pratikno et al 1997, Triatmodjo
1999).
Menurut Carter (1988), jika suatu muka barisan gelombang datang
membentuk sudut kemiringan terhadap pantai yang mempunyai kemiringan dasar
landai dengan kontur.kontur kedalaman sejajar dengan pantai, maka muka
gelombang akan berubah arah dan cenderung menjadi sejajar dengan garis pantai
atau mengalami pembiasan (refraksi). Selanjutnya arah perambatan berangsur.
angsur berubah dengan berkurangnya kedalaman (shoaling), sehingga dapat
diamati bahwa muka gelombang cenderung sejajar dengan kedalaman. Hal ini
disebabkan oleh perubahan bilangan gelombang yang diakibatkan perubahan
kecepatan fasa gelombang. Bila keadaan pantai landai, ada kemungkinan
gelombang tersebut tidak pecah tetapi mengalami pemantulan gelombang
(refleksi). Arah dari perambatan dapat juga berubah dan mengalami pelentuan
(difraksi), ketika gelombang melewati perairan dengan kedalaman air yang
konstan, seperti pada saat gelombang menuju kesuatu pulau atau pemecah
gelombang.
Refraksi dan pendangkalan gelombang (wave shoaling) dapat menentukan
ketinggian gelombang pada kedalaman tertentu serta distribusi energi gelombang
sepanjang pantai. Selain itu, perubahan arah gelombang sebagi hasil refraksi akan
menghasilkan suatu daerah energi gelombang konvergen (penguncupan) atau
divergen (penyebaran) yang berpengaruh pada struktur pantai (CERC 1984).
Menurut Sorensen (1991), gelombang pecah pada suatu kemiringan pantai
pada umumnya diklasifikasikan dalam 3 kategori yaitu : spilling, plunging dan
surging. Pluging terjadi karena seluruh puncak gelombang melewati kecepatan
gelombang. Gelombang pecah dalam bentuk pluging tersebut umumnya
gelombang.gelombang panjang atau swell. Spilling merupakan bentuk pecah
gelombang dengan muka gelombang (front wave) sudah pecah sebelum sampai ke
pantai, sedangkan gelombang yang belum pecah dan mendekati garis pantai serta
sempat mendaki kaki pantai disebut surging. Sedangkan tipe gelombang pecah
antara pluging dengan surfing adalah collapsing. Selain kemiringan pantai dan
kecuraman gelombang, gelombang pecah juga dipengaruhi oleh arah dan
kecepatan angin lokal. Angin kearah pantai akan menyebabkan gelombang
memecah pada kedalaman yang lebih besar dan berbentuk spilling, demikian
sebaliknya untuk angin lepas pantai mengakibatkan gelombang pecah pada
kedalaman yang lebih kecil dan berbentuk pluging.
)2 - -/
!3
!
Gelombang yang menjalar menuju pantai membawa energi dan momentum
dalam arah penjalaran gelombang. Transpor massa dan momentum tersebut
menimbulkan arus di daerah dekat pantai. Di beberapa daerah yang dilintasinya,
perilaku gelombang dan arus yang ditimbulkannya berbeda. Daerah yang dilintasi
gelombang tersebut adalah offshore zone, surf zone dan swash zone. Di antara
ketiga daerah tersebut, karakteristik gelombang di surf zone dan swash zone,
adalah yang paling penting di dalam analisis proses pantai. Arus yang terjadi di
daerah tersebut sangat tergantung pada arah datang gelombang (CERC 1984).
Salah satu aspek penting gelombang di dekat pantai adalah terbentuknya
arus menyusuri pantai (longshore current) dan arus tegak lurus pantai (rip
current) yang akan mempengaruhi pergerakan material sepanjang pantai sebagai
bagian dari penyebab erosi ataupun sedimentasi di pantai. Menurut King (1963),
refraksi gelombang merupakan salah satu penyebab timbulnya arus di perairan
pantai. Hal itu dapat ditunjukkan bahwa zona bergelombang tinggi akan
bergantian dengan zona bergelombang rendah, tetutama pada relief lepas pantai
yang lebih komplek dan garis pantai berlekuk serta gelombang datang memiliki
puncak yang panjang. Sorensen (1991) menambahkan bahwa berbagai arus di
perairan pantai dapat disebabkan oleh angin, aliran sungai atau pasang surut,
tetapi kebanyakan arus perairan pantai merupakan aliran menyusur pantai.
Menurut Triatmodjo (1999), apabila garis puncak gelombang sejajar dengan
garis pantai, maka akan terjadi arus dominan di pantai berupa sirkulasi sel dengan
rip current yang menuju ke laut seperti pada Gambar 3 (a). Kejadian ekstrim
lainnya terjadi apabila gelombang pecah dengan membentuk sudut terhadap garis
pantai (αb > 5º), yang akan menimbulkan arus sejajar pantai di sepanjang pantai,
Gambar 3 (c). Sedangkan yang biasanya terjadi adalah kombinasi dari kedua
kondisi tersebut, Gambar 3 (b).
Gambar 3 Sirkulasi Arus Perairan Pantai (a) Sirkulasi Sel (αb ≈ 0) (b) Sirkulasi
(αbKecil) (c) Gelombang Datang Membentuk Sudut (αb besar)
(Triatmodjo 1999)
!/ 2!
/- &/
/ %
!
Berdasarkan sumbernya Barnes (1969) membagi jenis sedimen, yakni
sedimen yang bersumber dari limpasan sungai yang jenisnya banyak
mempengaruhi pembentukan morfologi pantai di sekitar muara sungai (disebut
sedimen of inlets) dan sedimen yang bersumber dari darat yang terangkut ke laut
oleh angin dan drainase atau penguraian sisa.sisa organisme (disebut pyroclastic
sediment). Sedimen berdasarkan ukuran butirnya dapat diklasifikasikan yakni
lempung, lanau, pasir, kerikil, koral (pebble), cobble, dan batu (boulder).
Klasifikasi ini didasarkan pada Skala Wentworth (CERC 1984; Dyer 1986; Davis
1993; CHL 2002).
Krumbeim (1934) dalam Dyer (1986) mengembangkan skala Wentworth
dengan
menggunakan
unit
phi
( φ ).
Hal
ini
untuk
mempermudah
pengklasifikasian jika suatu sampel sedimen mengandung partikel yang berukuran
kecil dalam jumlah besar. Skala phi didasarkan pada logaritma negatif berbasis
dua dengan bentuk konversi seperti ditunjukkan pada persamaan berikut :
φ = − log 2 d
Simbul d merupakan diameter partikel dalam unit mm dan tanda negatif
digunakan agar partikel dengan diameter
Pantai Eretan Indramayu Berdasarkan Pengaruh Gelombang” adalah karya saya
sendiri di bawah bimbingan Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal
dan/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, Februari 2008
Wingking Era Rintaka
Siwi
!
$ " % $ &$
/!! # ! %+
"#
'
#
#
(
) * ( +
# ,-
#
#
(.&
#
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh energi gelombang
pecah terhadap besar dan arah arus sejajar pantai serta volume transpor sedimen
sejajar pantai sehingga dapat ditentukan kestabilan garis pantai berdasarkan nilai
budget sedimen di perairan pantai Eretan Indramayu.
Pengambilan data lapangan dilaksanakan pada 12.17 Mei 2006 di perairan
pantai Eretan Indramayu dan analisis sampel sedimen di Laboratorium Geologi
LP3O LIPI Ancol Jakarta. Data yang diperoleh dari pengukuran lapangan antara
lain : arah dan kecepatan angin, arah dan kecepatan arus, tinggi dan periode
gelombang, pasang surut, sedimen (MPT, sedimen dasar, laju sedimentasi), debit
sungai dan batimetri. Selain data primer juga diperlukan data sekunder antara lain
: angin (BMG), peramalan pasut (Dishidros), debit sungai dan curah hujan (PU
Pengairan), peta rupa bumi (Bakosurtanal), peta batimetri (Dishidros), Citra
(Biotrop). Dalam perhitungan pengaruh gelombang terhadap arus dan transpor
sedimen sejajar pantai yang akan mempengaruhi budget sedimen dengan software
Matlab. Analisis kestabilan garis pantai dari peta dan citra dengan sofware
Arcview 3.3, Surfer 8 dan Er.Mapper. Analisis statik sedimen dan angin masing.
masing dengan Win Sieve Analisis dan WR.Plot.
Arah datang gelombang sesuai dengan arah datang angin maksimum yaitu
: baratlaut, utara, timurlaut dan timur. Karakteristik gelombang pecah, kemiringan
pantai, dan porositas sedimen akan mempengaruhi besar dan arah arus serta
volume transpor sedimen dimana gelombang yang merambat dari arah timurlaut
dan timur menyebabkan arah arus dan transpor sedimen menyusur pantai bergerak
dari timur ke barat sedangkan dari arah baratlaut dan utara berlaku sebaliknya.
Volume transpor sedimen dari energi gelombang yang bergerak dari timurlaut dan
timur di Pantai Eretan Indramayu sebesar 1001,86 m³ dan 613,36 m³ sedangkan
dari arah barat laut dan utara sebesar 1147,9 m³ dan 153,01 m³ selama 16 tahun
(Januari 1991.Desember 2006).
Keseimbangan garis pantai Eretan Indramayu berdasarkan budget sedimen
dari pengaruh gelombang melalui laju dan arah transpor sedimen menyusur pantai
berdasarkan prediksi dan pengamatan lapangan dengan metode kerapatan energi
(Energi fluks) menunjukkan perubahan kearah erosi/abrasi ditandai dengan nilai
budget sedimen negatif. Erosi/ abrasi juga terlihat dari analisis peta dan citra
dimana garis pantai maju kearah darat sebesar 92,5 m/16 tahun (5,75 m/tahun).
Tingkat erosi/abrasi tertinggi di pantai sisi barat yaitu : 2,5 – 5,79 m/tahun
sedangkan pantai sisi tengah dan sisi timur relatif lebih kecil masing.masing (1,25
– 2,5 m/tahun dan 0 – 1,31 m/tahun).
2)3/ 4 2 . .5
!
"#
(
0
) * ( -
(.&
/!!
1
# !%
-/
The aim of this research purposes is to analyzes coast.line stability based
on sediments budget, longshore current and littoral transport due to waves.
Littoral transport volume in Eretan Indramayu coast was predicted by using
Energy Fluks theory.
Data used in this study are obtained eithers from field observation
(primary data include : direction and speed winds, currents, waves, tides,
suspended sediment, bed.load sediment, sedimentation velocity, river debits,
batimetri) or secondary data include : direction and winds speed (BMG), tides
prediction (Dishidros), river debits and rainfall (PU Pengairan), Topography
(Bakosurtanal), Bathimetri (Dishidros), Citra (Biotrop)). Observation,
measurements and primary data collection performed on 12.17 May 2006 in
Eretan Indramayu coast and sediment samples were analyszed in Geology
Laboratory LP3O LIPI Ancol Jakarta. To calculate sediments budget from waves
effect arouse longshore current and littoral transport used Matlab software.
Stability analysis of Eretan Indramayu coastal line from map and citra used
Arcview 3.3, Surfer 8 and Er.Mapper. Analysis sediments statistic and wind each
used Win Sive Analisis ang Wr.plot soft ware.
The analysis results maksimum waves ditection suitability with
maksimum wind direction that was from northwest, north, northeast and east.
Characteristic of breaking waves, coast slope and sediment porosity will influence
values and direction velocity from longshore current and longshore sediment
transport. Waves direction from northeast and east can arouse longshore current
and longshore sediment transport move from east to west, while waves direction
from west and northwest occur just opposide. Transport sediment volume on wave
effect that move from northeast and east in Eretan Indramayu coast were 1001,86
m³ and 613,36 m³ while waves direction from west and northwest were 1147,9 m³
and 153,01 m³ as long as 16 years (January 1991.December 2006).
Stability Eretan Indramayu coastline based on sediments budget from
waves effect arouse longshore current and littoral transport from prediction result
and field observation by using Energy Fluks theory indicate change of coastline
head for erotion/abration. It was signed negative sediment budget value from large
part coast profile. It has supported map and citra analysis. During the period at 16
years 92,5 m ) or 5,79 m/tahun in Eretan Indramayu. The highest level of
erotion/abration is in the west side coast (2,5.5,79 m/years), while in the middle
and east side coast relative lower each (1,25.2,5 m/years and 0.1,31 m/years)
6
3! & 7
2! !)! / !
3! - 7 -)
-
. . +
0) -
%)
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebut sumber.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu
masalah
b. Pengutipan tidak merugikan dan memperbanyak sebagian atau seluruh
karya tulis dalam bentuk apapun tanpa ijin Institut Pertanian Bogor
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa ijin Insititut Pertanian Bogor.
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Kelautan
Judul
:
Analisis
Kestabilan
Garis
Pantai
Eretan
Indramayu
Berdasarkan Pengaruh Gelombang
Nama
:
Wingking Era Rintaka Siwi
NRP
:
C651050021
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Nyoman Metta N. Natih, M.Si
Anggota
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc
Ketua
Diketahui,
Ketua Program Studi Imu Kelautan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S
Tanggal Ujian : 6 Februari 2008
Tanggal Lulus :
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. John I Pariwono
PRAKATA
Puji syukur dari segenap keikhlasan hati kepada Allah Maha Pengasih,
Maha Penyayang, Maha Besar, yang mengajarkan makhluknya melalui perantara
Kalam.Nya, yang tiada hentinya mengurus dan memelihara mahluk.Nya siang
dan malam, yang memberikan pelajaran dan petunjuk pada yang dikehendaki.Nya
dan membebani mahluknya sesuai kemampuannya, sehingga penulisan Tesis ini
dapat diselesaikan.
Tesis ini adalah hasil penelitian yang InsyaAllah memberikan pengayaan
dan manfaat bagi pembaca, terutama bagi penulis. Dalam pelaksanaan penelitian
ini, penulis telah mendapatkan kemudahan dan bantuan dari berbagai pihak,
olehnya tidaklah berlebihan untuk menghaturkan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc, selaku ketua komisi pembimbing dan
Bapak Dr. Ir Nyoman Metta N. Natih, M.Si, selaku anggota komisi
pembimbing yang telah meluangkan waktu, memberikan bimbingan, arahan,
dan masukan;
2. Bapak Drs. Hadikusumah (Lab. Fisika Oseanografi P2O.LIPI) dan Bapak
Helfinalis, M.Sc (Lab. Geologi Laut P2O.LIPI) yang telah membantu
memberikan bimbingan, arahan dan masukan selama di lapangan;
3. Bapak Dr. Ir John I Pariwono, selaku dosen penguji tamu pada sidang ujian
tesis
4. Ayah, ibu dan kakak untuk semua keikhlasan doa dan dukungannya.
Akhir kata, penulis mengharapkan saran dan koreksi dari pembaca dan
penggunanya atas kekurangan penulisan tesis ini.
Semoga Allah SWT senantiasa memberi kita petunjuk dan karunia serta
meridhoi segala aktivitas kita, amin
. . , Februari 2008
Penulis
Penulis merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara, lahir di Klaten pada
tanggal 31 Maret 1980. Pendidikan sampai Sekolah Menengah Tingkat Atas di
selesaikan di Klaten. Pada tahun 1998 melanjutkan studi di Jurusan Ilmu Kelautan
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Diponegoro Semarang, dan
diselesaikan pada tahun 2003. Pada bulan Mei 2002 menulis melakukan penelitian
bekerja sama dengan Pelabuhan Indonesia III Tanjung Emas Semarang mengenai
: Perhitungan Laju Sedimentasi Berdasarkan Peta Batimetri di Kolam Dermaga
Samudera Pelabuhan Tanjung Emas Semarang. Pada bulan Agustus 2002
melakukan penelitian bekerjasama dengan Due.like Universitas Diponegoro yang
berjudul : Dinamika Sedimentasi Ditinjau Dari Pengaruh Debit Sungai dan
Kondisi Oseanografi Fisika di Perairan Muara Sungai Banjir Kanal Barat Kota
Semarang Jawa Tengah. Pada tahun 2005 melanjutkan pendidikan di Pasca
Sarjana Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor bidang minat Oseanografi.
7 &
.......................................................................................... xii
...................................................................................... xiv
.................................................................................. xv
Latar Belakang ....................................................................................... 1
Perumusan Masalahan............................................................................. 2
Tujuan dan Manfaat Penelitian................................................................ 5
Gelombang ...................................................................................................... 6
Pembangkit Gelombang .......................................................................... 6
Teori Gelombang Amplitudo Kecil (Small Amplitude Wave Teory)......... 7
Transformasi Gelombang ........................................................................ 8
Arus Dekat Pantai ................................................................................... 9
Karakteristik Sedimen Pantai ........................................................................... 11
Transpor Sedimen Pantai ................................................................................. 13
Imbangan (Budget) Sedimen Pantai ................................................................. 14
Debit Air Sungai.............................................................................................. 16
Pasang Surut .................................................................................................... 17
Kondisi Umum Perairan Pantai Eretan Indramayu ........................................... 18
Waktu dan Lokasi Penelitian............................................................................ 20
Alat dan Bahan ................................................................................................ 20
Pengumpulan Data........................................................................................... 22
Pengukuran Fluktuasi muka laut (Pasut).................................................. 22
Pegukuran Arus....................................................................................... 23
Pengukuran Gelombang .......................................................................... 23
Pengukuran Bathimetri (Kedalaman)....................................................... 23
Data Arah dan Kecepatan Angin ............................................................. 24
Pengambilan Contoh Sedimen Dasar dan Suspensi.................................. 25
Pengukuran Laju Sedimentasi ................................................................. 26
Pengukuran Debit Sungai........................................................................ 26
Analisis Laboratorium ..................................................................................... 26
Analisis Ukuran Butir Sedimen ............................................................... 27
Analisis Muatan Padat Tersuspensi ......................................................... 27
Analisis Laju Sedimentasi ....................................................................... 28
Analisis Data ................................................................................................... 28
Kedalaman .............................................................................................. 28
Peramalan Gelombang ............................................................................ 29
Analisis Parameter Gelombang Pecah ..................................................... 34
Parameter Arus ................................................................................................ 35
Analisis Butir Sedimen .................................................................................... 35
Transpor Sedimen............................................................................................ 36
Analisis Peta dan Citra..................................................................................... 36
Analisis Budget Sedimen dan Kestabilan Garis Pantai ..................................... 38
Angin dan Panjang Fetch ................................................................................. 39
Arah dan Kecepatan Angin Pengukuran Langsung di Lapangan....................... 41
Pasang Surut .................................................................................................... 42
Gelombang Hasil Pengukuran.......................................................................... 43
Bentuk Profil Pantai......................................................................................... 44
Karakteristik Gelombang ................................................................................. 46
Arus dan Laju Transpor Sedimen Sejajar/Menyusur Pantai .............................. 51
Debit Sungai .................................................................................................... 56
Sebaran Ukuran Butir Sedimen........................................................................ 57
Budget Sedimen............................................................................................... 59
Analisis Kestabilan Pantai dari Peta dan Citra.................................................. 62
....................................................................... 67
..................................................................................... 68
................................................................................................... 72
7 &
1
Distribusi kwalitatif sedimen untuk standar deviasi, skwenes dan
kurtosis (CHL 2002) ............................................................................... 13
2
Kecepatan dan waktu settling berdasarkan diameter partikel (Allen 1985)
3
Alat dan bahan yang digunakan............................................................... 20
4
Jenis dan sumber data yang diperlukan.................................................... 22
5
Jarak dan waktu pemipetan ..................................................................... 27
6
Persamaan parameter gelombang amplitudo kecil (CHL 2002)................ 33
7
Frekuensi dan persentase angin maksimum selama 1991.2006 ............... 40
8
Panjang fetch efektif di perairan Eretan Indramayu ................................. 41
9
Frekuensi kecepatan angin 12.17 Mei 2006............................................. 41
10
Data kemiringan pantai pada kedalaman referensi 4 m ............................ 46
11
Hasil prediksi karakter gelombang setiap musim selama 1991.2006........ 47
12
Hasil prediksi karakter gelombang berdasarkan arah datang
maksimum selama 1991.2006 ................................................................. 48
13
Perbandingan karakter gelombang hasil prediksi dari konversi data
angin dan hasil pengukuran gelombang dengan wave record selama
12.17 Mei 2006....................................................................................... 50
14
Nilai kemiringan pantai, parameter gelombang pecah, kecepatan arus
menyusur pantai dan laju transpor sedimen menyusur pantai pada
profil 1.profil 8 ...................................................................................... 52
15
Laju transpor sedimen dari setiap arah berdasarkan metode fluks
energi selama 16 tahun (1991.2006).............................................. ........... 53
16
Rata.rata debit limpasan dan debit sedimen selama 1991.2006................ 56
17
Debit air dan debit sedimen total dari Sungai Eretan yang masuk ke
pantai Eretan ........................................................................................... 57
18
Perbandingan budget sedimen berdasarkan pengukuran dan prediksi
pengaruh gelombangada tiap sel/segmen pantai....................................... 60
19
Hasil analisis budget sedimen berdasarkan transpor sedimen
menyusur pantai selama 1991.2006......................................................... 61
7 &
1
Bagan alir perumusan masalah dan pencapaian tujuan penelitian............. 4
2
Sketsa definisi gelombang progresif (CHL 2002) .................................... 8
3
Sirkulasi arus perairan pantai (a) Sirkulasi sel (αb ≈ 0) (b) Sirkulasi
(αbKecil) (c) Gelombang datang membentuk sudut (αb besar)
(Triatmodjo 1999) ................................................................................... 11
4
Peta lokasi penelitian perairan pantai Eretan Indramayu .......................... 21
5
Tide.wave recorder no : 26.30Bagan alir perumusan masalah dan
pencapaian tujuan penelitian ................................................................... 22
6
Aandera current meter tipe RCM 8.......................................................... 23
7
Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) diletakkan 50 cm dari
permukaan dan seperangkat komputer yang dihubungkan dengna
GPS Srv II............................................................................................... 24
8
Gambar pola traking batimetri dengan ADCP ......................................... 24
9
Wine.wave anemometer tipe propeler yang dipasang pada ketinggian
10,9 m..................................................................................................... 25
10
Sketsa pengukuran kecepatan aliran dan luas penampang sungai............. 26
11
Diagram alir koreksi angin ...................................................................... 30
12
Rasio koreksi angin pada ketinggian 10 m............................................... 31
13
Rasio durasi angin (Ut) pada kecepatan 1 jam (U3600) .............................. 31
14
Perbandingan/rasio (RL) kecepatan angin di atas laut (Uw) dengan
angin di darat (UL) (CHL 2002)............................................................... 31
15
Gambar sketsa fetch daerah penelitian..................................................... 32
16
Citra komposit warna semu 432 Landsat 5 TM Path/Row 121/064
akuisi 5 Juli 1991 .................................................................................... 37
17
Citra komposit warna semu 432 Landsat 7 ETM Path/Row 121/064
akuisi 19 Oktober 2006 ........................................................................... 37
18
Wind rose daerah Eretan Indramayu selama 1991.2006 berdasarkan
pengamatan angin SM Sukapura Cirebon ................................................ 40
19
Wind rose daerah Eretan selama 12.17 Mei 2006 .................................... 42
20
(a) Grafik pasang surut selama pengukuran 12.17 Mei 2006 (b)
Grafik pasang surut hasil peramalan Dishidros Mei 2006 ........................ 43
21
Peta batimetri perairan Eretan Indramayu hasil traking Mei 2006............ 45
22
Profil kemiringan pantai perairan Eretan dimana profil pantai
semakin kearah barat semakin landai....................................................... 46
23
Hubungan antara arah datang angin dan arah datang gelombang : (a)
Wind-rose yang menunjukkan arah dominan dari Timur (b) Waverose dengan arah datang gelombang dari Timur selama 12.17 Mei
2006........................................................................................................ 51
24
Arah arus dan transpor sedimen menyusuri pantai sebagai akibat dari
arah datang gelombang............................................................................ 55
25
Budget sedimen berdasarkan hasil pengukuran dan prediksi pengaruh
gelombang pada setiap sel/segmen pantai................................................ 60
26
Budget sedimen berdasarkan transpor sedimen menyusur pantai
selama 1991.2006 ................................................................................... 62
27
Perubahan garis pantai Eretan Indramayu berdasarkan Analisis Pera
1991 dan hasil traking Mei 2006 ............................................................. 63
28
Perubahan garis pantai Eretan Indramayu berdasarkan Analisis Citra
landsat 5 TM Path/Row 121/064 akuisi 5 Juli 1991 dan Landsat 7
ETM Path/Row 121/064 akuisi 19 Oktober 2006 .................................... 64
29
Garis pantai jauh masuk ke darat sampai ke pemukiman penduduk
akibat abrasi di pantai Eretan Indramayu ................................................. 65
7 &
1
Wind rose daerah perairan pantai Eretan bulan Januari 1991 sampai
dengan Desember 2006 ........................................................................... 72
2
Analisis transformasi kecepatan angin darat ke laut selama 1991.2006.... 74
3
Hasil perhitungan fetch efektif di perairan pantai Eretan Indramayu........ 77
4
Arah dan kecepatan angin selama 12 . 17 Mei 2006 di pantai Eretan
Indramayu............................................................................................... 78
5
Tinggi dan periode gelombang selama 12.17 Mei 2006 di pantai
Eretan Indramayu.................................................................................... 79
6
Tahap perhitungan arus sejajar pantai dan transpor sedimen pantai
berdasarkan data pengukuran gelombang selama 12.17 Mei 2006 di
pantai Eretan ........................................................................................... 80
7
Hasil Peramalan parameter gelombang perbulan selama 1991.2006
berdasarkan metode SMB ....................................................................... 84
8
Grafik peramalan gelombang (CERC 1984) ............................................ 90
9
Prediksi Parameter Gelombang pecah, Kecepatan arus menyusuri
pantai berdasarkan CHL (2002), dan laju transpor sedimen total
dengan metode fluks energi..................................................................... 91
10
Data curah hujan tahun 1991.2006 .......................................................... 95
11
Debit limpasan & Debit sedimen Sungai Eretan pada tahun 1991.2006.. 97
12
Hasil pengukuran debit sungai 13 Mei 2006 ............................................ 98
13
Contoh hasil analisis tekstur sedimen dasar perairan Pantai Eretan .......... 104
!
/7
Daerah pantai merupakan bagian dari wilayah pesisir yang sangat spesifik,
karena di wilayah ini terjadi interaksi antara tiga komponen lingkungan yaitu laut,
darat dan udara. Zona pantai senantiasa memiliki proses penyesuaian yang terus.
menerus menuju keseimbangan alami terhadap dampak dari pengaruh eksternal
dan internal baik yang bersifat alami maupun campur tangan manusia/buatan.
Faktor alami diantaranya gelombang, arus, kecepatan dan arah angin, debit
sungai, kondisi tumbuhan pantai serta aktivitas tektonik maupun vulkanik.
Sedangkan kegiatan campur tangan manusia/buatan seperti pemanfaatan kawasan
pantai sebagai suatu kawasan perikanan, industri, pelabuhan, pariwisata,
pertanian, kehutanan, pertambangan dan pemukiman.
Bentuk pantai sangat dipengaruhi oleh gelombang, jumlah dan sifat.sifat
sedimen, ukuran dan bentuk partikel, dan arus serta batimetri pantai. Morfologi
pantai sangat dipengaruhi oleh proses littoral transport (gerak sedimen di daerah
dekat pantai (nearshore zone) oleh (gelombang dan arus). Littoral transport dapat
dibedakan menjadi dua yaitu transpor sepanjang pantai (longshore transport) dan
transpor tegak lurus pantai (onshore-offshore transport). Transpor tegak lurus
pantai dipengaruhi oleh kecuraman gelombang (wave steepness), ukuran sedimen,
dan kemiringan pantai. Pada umumnya kecuraman gelombang yang tinggi akan
membawa material ke lepas pantai (offshore) sedangkan kecuraman gelombang
yang rendah dari periode yang panjang akan membawa material ke pantai
(onshore) (CERC 1984, Triatmodjo 1999).
Pantai Eretan Indramayu merupakan bagian dari perairan pantai utara
Jawa Barat merupakan kawasan strategis dalam pengembangan kawasan pesisir.
Daerah tersebut dimanfaatkan sebagai areal pelabuhan perikanan, pertambakan
garam dan ikan, pemukiman, bahkan penambangan pasir pada masa orde baru.
Peningkatan pemanfaatan areal pantai menimbulkan gangguan terhadap ekosistem
dan keseimbangan dinamika pantai. Masalah yang timbul di daerah pantai yakni
abrasi, sedimentasi, pencemaran dan intrusi air laut. Abrasi di Pantai Eretan
Indramayu hampir mencapai badan jalan raya Jakarta.Cirebon (DGTL 1984,
1998, 1999). Tebing yang terjal sepanjang 20 km di Eretan Indramayu merupakan
salah satu bukti terjadi erosi. Menurut klasifikasi Valentin (1952), daerah
semacam ini termasuk dalam jenis pantai mundur (retrogration coast), sedangkan
ditinjau dari tahapan erosinya, daerah ini masuk dalam erosi aktif (Emery dan
Kuhn 1982). Suatu pantai mengalami abrasi, sedimentasi atau dalam kondisi stabil
tergantung pada sedimen yang masuk dan yang meninggalkan pantai tersebut.
Imbangan sedimen pantai
bergantung kepada masukan sedimen dari laut yang
terbawa oleh gelombang, pasang surut dan masukan sedimen dari darat yang
terbawa oleh debit sungai.
Secara fisik Pantai Eretan Indramayu dipengaruhi oleh dinamika
oseanografi (terutama arus dan gelombang) dan aliran sungai, yang berbeda
bergantung kepada musim. Dinamika oseanografi dan limpasan sungai tersebut
dapat menyebabkan perubahan garis pantai, dimana disuatu sisi terjadi
sedimentasi di sisi lain akan terjadi abrasi. Proses sedimentasi dan abrasi pada
daerah ini tergantung pada besarnya gaya yang bekerja dari faktor yang
mempengaruhinya. Besarnya gaya yang bekerja dipengaruhi oleh musim (musim
barat dan musim timur).
/ )&)2
2 7 %
Perambatan gelombang dari laut dalam menuju pantai mengalami
deformasi akibat perubahan kedalaman laut dan adanya bangunan (penghalang)
di pantai. Gelombang pecah di pantai terjadi saat perambatan gelombang
mencapai batas kelancipan maksimum antara gelombang dan dasar perairan.
Karakteristik (kecepatan orbital dan arus) gelombang setelah pecah berbeda
dengan gelombang sebelum pecah dan menjadi batas perubahan perilaku
gelombang serta akan terjadi transpor sedimen pantai.
Di laut dalam, gerak partikel air (aliran) karena pengaruh gelombang
jarang mencapai ke dasar laut sedangkan di laut dangkal partikel air di dekat dasar
bergerak menuju dan mundur secara periodik. Kecepatan aliran di dekat dasar
naik dengan bertambahnya tinggi gelombang dan berkurangnya kedalaman. Hal
tersebut akan menarik sedimen dasar dan bergerak maju dan mundur sesuai
dengan gerak air. Naiknya kecepatan aliran di dekat dasar menyebabkan gerak
partikel sedimen semakin kuat dan menjadi transpor massa sedimen (terangkut)
dengan ketebalan tertentu. Material yang terangkut tersebut berbentuk transpor
sedimen dasar (bedload transport) dan transpor suspensi (suspendedload
transport).
Berdasarkan teori penelitian ini mencoba menjawab pertanyaan.
pertanyaan berikut :
1. Bagaimana pengaruh gelombang pecah terhadap arus pantai dan transpor
sedimen di perairan Pantai Eretan Indramayu ?
2. Berapa besar
volume transpor sedimen dari energi gelombang yang
bekerja di perairan Pantai Eretan Indramayu ?
3. Bagaimana kestabilan pantai di perairan Eretan Indramayu berdasarkan
budget sedimen dari pengaruh gelombang melalui volume dan arah
transpor sedimen menyusur/sepanjang pantai berdasarkan prediksi dan
pengamatan lapangan dengan menggunakan metode kerapatan Energi
(Energy fluks) ?
Sesuai yang dikembangkan oleh CHL (Coastal Hydraulic Laboratory
2002), dimana dalam metode ini perhitungan berdasarkan pengaruh gelombang
pecah dan kemiringan pantai.
Konsep coastal cell digunakan untuk mengetahui keseimbangan pantai
sebagai akibat transpor sedimen dengan membagi garis pantai menjadi beberapa
sel (profil) berdasarkan morfologi dan karakteristik pantai Eretan Indramayu.
Sedimen sel (sediment transpor system) adalah suatu konsep dimana interaksi
antara energi (terutama gelombang) yang menyebabkan arus menyusuri pantai
menyebabkan sedimen tersebut bergerak/terangkut dan diendapkan pada batas.
batas tertentu. Pemahaman sedimen sel merupakan kesatuan dengan sedimen
budget yaitu keluar.masuk (output-input) sedimen sehingga dapat diketahui
daerah pantai yang mengalami erosi (abrasi), akresi (sedimentasi) atau dalam
kondisi seimbang, berdasarkan hasil budget sedimen dari setiap sel (Suhardi
2001).
Secara skematik bagan alir perumusan masalah dan pencapaian tujuan
penelitian didiskripsikan pada Gambar 1.
SURVEI
P
E
N
G
A
M
A
T
A
N
DATA PRIMER
Sedimen
Arus
Pasut
Bathimetri
DATA SEKUNDER
Traking
Garis Pantai
Debit
sungai
Gelombang
& Angin
Peta
Bathimetri
Transpor
A
N
A
L
I
S
I
S
I
T
U
J
U
A
N
Karakteristik
Sedimen
Angin
Debit
Sungai
Peta
Rupa Bumi
Peta
bathimetri
Gelombang
Garis
Pantai
Transpor
Sedimen
Gelombang
Pecah
Gelombang
Pecah
Arus
pantai
Arus
pantai
Transpor
Sedimen
Transpor
Sedimen
Garis
Pantai
Sedimen Budget
I
A
N
A
L
I
S
I
S
II
T
U
J
U
A
N
Citra
Erosi ??
atau
Akresi ??
Analisis Kestabilan Garis
Pantai
Kestabilan Garis Pantai
II
Gambar1 Bagan alir perumusan masalah dan pencapaian tujuan penelitian
Garis
Pantai
)*)
-
5 ! / /7 !
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Menganalisis pengaruh gelombang pecah terhadap arus pantai
dan transpor sedimen di Pantai Eretan Indramayu
2. Menganalisis volume transpor sedimen dari energi gelombang
yang bekerja pada daerah tersebut
3. Menentukan kestabilan pantai di perairan Eretan Indramayu
berdasarkan budget sedimen berdasarkan pengaruh gelombang
melalui volume dan arah transpor sedimen menyusur/sepanjang
pantai berdasarkan prediksi dan pengamatan lapangan dengan
menggunakan metode Fluks Energi
Manfaat yang diperoleh dari hasil penelitian ini adalah memberikan data
dan informasi keseimbangan pantai Eretan Indramayu. Dari hasil penelitian ini
diharapkan nantinya dapat dijadikan bahan rujukan dan pertimbangan dalam
pengambilan kebijaksanaan untuk pemanfaatan dan pengelolan pada lokasi
penelitian
berdasarkan
karakteristik
hidrodinamika
pantai.
Karakteristik
hidrodinamika pantai seperti perencanaan bangunan pengaman pantai (jetty,
groin, breakwater dan sebagainya) atau penimbunan pasir ke arah pantai dalam
rangka penanggulangan erosi pantai.
/7.&$
/&$
!
/7.&$
Jenis gelombang yang penting dalam studi teknik pantai adalah gelombang
yang dibangkitkan oleh angin dan pasang surut (Triatmodjo 1999). Gelombang
tersebut menimbulkan energi yang berperan terhadap proses pembentukan pantai,
arus dan transpor sedimen dalam arah tegak lurus dan sepanjang pantai, serta
menyebabkan gaya.gaya yang bekerja pada bangunan pantai. Gelombang
merupakan salah satu faktor utama dalam penentuan geometri dan komposisi
pantai serta menentukan proses perencanaan dan desain pembangunan pelabuhan,
terusan (waterway), struktur pantai, alur pelayaran, proteksi pantai dan kegiatan
pantai lainnya (CERC 1984).
Gelombang adalah gerakan berombak dari permukaan air yang dihasilkan
oleh tiupan angin diatasnya (Bascom 1959 dalam Bird 1984). Menurut Carter
(1988), gelombang dapat ditimbulkan oleh angin, tenaga tektonik dan gaya
gravitasi. Daerah yang dilintasi oleh gelombang dibagi menjadi offshore zone,
breaker zone, surf zone dan swash zone. Gerakan massa air bergerak ke atas akan
membawa sedimen dasar dan menyebabkan turbulensi atau pengadukan sedimen,
kemudian terbawa arus sepanjang pantai, menimbulkan arus transpor sedimen
dalam arah tegak lurus dan sejajar pantai. Gelombang besar yang pecah lebih
jauh dari daerah pantai
sehingga surf zone melebar dan mengakibatkan
bertambahnya transpor sedimen di daerah tersebut (Triatmodjo 1999).
Menurut Davis (1991), ada tiga faktor penentu karakteristik gelombang
yang dibangkitkan oleh angin yaitu : (1) lama angin bertiup atau durasi angin, (2)
kecepatan angin dan (3) fetch (jarak yang ditempuh oleh angin dari arah
pembangkit gelombang atau daerah pembangkitan gelombang). Semakin lama
angin bertiup, semakin besar jumlah energi yang dihasilkan dalam pembangkitan
gelombang. Demikian halnya dengan fetch, gelombang yang bergerak keluar dari
daerah pembangkitan gelombang hanya memperoleh sedikit tambahan energi.
Faktor lain yang turut mempengaruhi karakteristik gelombang adalah lebar fetch,
kedalaman air, kekasaran dasar, stabilitas atmosfer dan sebagainya (Yuwono
1984).
/.
/7.&$
&37 !)-.
/, 7 8 & 770 &37 !)-/
4/ %/. (9
Pada umumnya bentuk gelombang di alam adalah sangat komplek dan
sulit digambarkan secara matematis (Triatmodjo 1999, CHL 2002). Kekomplekan
tersebut akibat perambatan yang tidak linier, tiga dimensi dan mempunyai bentuk
yang acak (suatu deret gelombang mempunyai tinggi dan periode yang berbeda).
Beberapa teori yang ada hanya menggambarkan bentuk gelombang yang
sederhana dan merupakan pendekatan gelombang alam. Ada beberapa teori
dengan berbagai derajat kekomplekan dan ketelitian untuk menggambarkan
gelombang di alam, diantaranya adalah teori Airy, Stokes, Gerstner, Mich,
Knoidal dan tunggal. Teori gelombang Airy merupakan gelombang amplitudo
kecil, sedangkan teori yang lain adalah teori gelombang terbatas (finite amplitude
waves).
Teori gelombang amplitudo kecil pertama kali ditemukan oleh Airy (1894)
dalam CHL (2002). Teori ini digunakan untuk menurunkan persamaan gelombang
dengan mengasumsikan bahwa :
1. Zat cair adalah homogen dan tidak termampatkan, sehinggga rapat massa
adalah konstan
2. Tegangan permukaan diabaikan
3. Gaya Coriolis diabaikan
4. Tekanan pada permukaan air adalah seragam dan konstan
5. Zat cair adalah ideal, sehingga berlaku aliran rotasi
6. Dasar laut adalah horisontal, tetap dan impermeabel sehingga kecepatan
vertikal di dasar adalah nol
7. Amplitudo gelombang kecil terhadap panjang gelombang dan kedalaman
air
8. Gerakan gelombang berbentuk silinder dan tegak lurus arah penjalaran
gelombang sehingga gelombang adalah dua dimensi.
Gambar 2 menunjukkan suatu gelombang yang berada pada sistem
koordinat x-y. Gelombang menjalar pada sumbu x (horizontal). Beberapa notasi
yang digunakan adalah d jarak antara muka air rerata dan dasar laut (kedalaman
laut); η (x,t) fluktuasi muka air terhadap muka air diam; H tinggi gelombang = 2a;
L panjang gelombang yaitu jarak antara dua puncak gelombang yang berurutan; T
periode gelombang, yaitu interval waktu yang diperlukan oleh partikel air untuk
kembali pada kedudukan yang sama dengan kedudukan sebelumnya; C kecepatan
rambat gelombang = L/T; k bilangan gelombang = 2π/L; σ frekuensi gelombang =
2π/T.
Gambar 2 Sketsa definisi gelombang progresif (CHL 2002)
25. & 2
/7.&$
Gelombang yang menjalar menuju perairan pantai akan mengalami
perubahan ketinggian gelombang sebagai akibat dari proses pendangkalan (wave
shoaling), refraksi, difraksi atau proses refleksi/pantulan sebelum akhirnya
gelombang tersebut pecah (wave breaking) (Pratikno et al 1997, Triatmodjo
1999).
Menurut Carter (1988), jika suatu muka barisan gelombang datang
membentuk sudut kemiringan terhadap pantai yang mempunyai kemiringan dasar
landai dengan kontur.kontur kedalaman sejajar dengan pantai, maka muka
gelombang akan berubah arah dan cenderung menjadi sejajar dengan garis pantai
atau mengalami pembiasan (refraksi). Selanjutnya arah perambatan berangsur.
angsur berubah dengan berkurangnya kedalaman (shoaling), sehingga dapat
diamati bahwa muka gelombang cenderung sejajar dengan kedalaman. Hal ini
disebabkan oleh perubahan bilangan gelombang yang diakibatkan perubahan
kecepatan fasa gelombang. Bila keadaan pantai landai, ada kemungkinan
gelombang tersebut tidak pecah tetapi mengalami pemantulan gelombang
(refleksi). Arah dari perambatan dapat juga berubah dan mengalami pelentuan
(difraksi), ketika gelombang melewati perairan dengan kedalaman air yang
konstan, seperti pada saat gelombang menuju kesuatu pulau atau pemecah
gelombang.
Refraksi dan pendangkalan gelombang (wave shoaling) dapat menentukan
ketinggian gelombang pada kedalaman tertentu serta distribusi energi gelombang
sepanjang pantai. Selain itu, perubahan arah gelombang sebagi hasil refraksi akan
menghasilkan suatu daerah energi gelombang konvergen (penguncupan) atau
divergen (penyebaran) yang berpengaruh pada struktur pantai (CERC 1984).
Menurut Sorensen (1991), gelombang pecah pada suatu kemiringan pantai
pada umumnya diklasifikasikan dalam 3 kategori yaitu : spilling, plunging dan
surging. Pluging terjadi karena seluruh puncak gelombang melewati kecepatan
gelombang. Gelombang pecah dalam bentuk pluging tersebut umumnya
gelombang.gelombang panjang atau swell. Spilling merupakan bentuk pecah
gelombang dengan muka gelombang (front wave) sudah pecah sebelum sampai ke
pantai, sedangkan gelombang yang belum pecah dan mendekati garis pantai serta
sempat mendaki kaki pantai disebut surging. Sedangkan tipe gelombang pecah
antara pluging dengan surfing adalah collapsing. Selain kemiringan pantai dan
kecuraman gelombang, gelombang pecah juga dipengaruhi oleh arah dan
kecepatan angin lokal. Angin kearah pantai akan menyebabkan gelombang
memecah pada kedalaman yang lebih besar dan berbentuk spilling, demikian
sebaliknya untuk angin lepas pantai mengakibatkan gelombang pecah pada
kedalaman yang lebih kecil dan berbentuk pluging.
)2 - -/
!3
!
Gelombang yang menjalar menuju pantai membawa energi dan momentum
dalam arah penjalaran gelombang. Transpor massa dan momentum tersebut
menimbulkan arus di daerah dekat pantai. Di beberapa daerah yang dilintasinya,
perilaku gelombang dan arus yang ditimbulkannya berbeda. Daerah yang dilintasi
gelombang tersebut adalah offshore zone, surf zone dan swash zone. Di antara
ketiga daerah tersebut, karakteristik gelombang di surf zone dan swash zone,
adalah yang paling penting di dalam analisis proses pantai. Arus yang terjadi di
daerah tersebut sangat tergantung pada arah datang gelombang (CERC 1984).
Salah satu aspek penting gelombang di dekat pantai adalah terbentuknya
arus menyusuri pantai (longshore current) dan arus tegak lurus pantai (rip
current) yang akan mempengaruhi pergerakan material sepanjang pantai sebagai
bagian dari penyebab erosi ataupun sedimentasi di pantai. Menurut King (1963),
refraksi gelombang merupakan salah satu penyebab timbulnya arus di perairan
pantai. Hal itu dapat ditunjukkan bahwa zona bergelombang tinggi akan
bergantian dengan zona bergelombang rendah, tetutama pada relief lepas pantai
yang lebih komplek dan garis pantai berlekuk serta gelombang datang memiliki
puncak yang panjang. Sorensen (1991) menambahkan bahwa berbagai arus di
perairan pantai dapat disebabkan oleh angin, aliran sungai atau pasang surut,
tetapi kebanyakan arus perairan pantai merupakan aliran menyusur pantai.
Menurut Triatmodjo (1999), apabila garis puncak gelombang sejajar dengan
garis pantai, maka akan terjadi arus dominan di pantai berupa sirkulasi sel dengan
rip current yang menuju ke laut seperti pada Gambar 3 (a). Kejadian ekstrim
lainnya terjadi apabila gelombang pecah dengan membentuk sudut terhadap garis
pantai (αb > 5º), yang akan menimbulkan arus sejajar pantai di sepanjang pantai,
Gambar 3 (c). Sedangkan yang biasanya terjadi adalah kombinasi dari kedua
kondisi tersebut, Gambar 3 (b).
Gambar 3 Sirkulasi Arus Perairan Pantai (a) Sirkulasi Sel (αb ≈ 0) (b) Sirkulasi
(αbKecil) (c) Gelombang Datang Membentuk Sudut (αb besar)
(Triatmodjo 1999)
!/ 2!
/- &/
/ %
!
Berdasarkan sumbernya Barnes (1969) membagi jenis sedimen, yakni
sedimen yang bersumber dari limpasan sungai yang jenisnya banyak
mempengaruhi pembentukan morfologi pantai di sekitar muara sungai (disebut
sedimen of inlets) dan sedimen yang bersumber dari darat yang terangkut ke laut
oleh angin dan drainase atau penguraian sisa.sisa organisme (disebut pyroclastic
sediment). Sedimen berdasarkan ukuran butirnya dapat diklasifikasikan yakni
lempung, lanau, pasir, kerikil, koral (pebble), cobble, dan batu (boulder).
Klasifikasi ini didasarkan pada Skala Wentworth (CERC 1984; Dyer 1986; Davis
1993; CHL 2002).
Krumbeim (1934) dalam Dyer (1986) mengembangkan skala Wentworth
dengan
menggunakan
unit
phi
( φ ).
Hal
ini
untuk
mempermudah
pengklasifikasian jika suatu sampel sedimen mengandung partikel yang berukuran
kecil dalam jumlah besar. Skala phi didasarkan pada logaritma negatif berbasis
dua dengan bentuk konversi seperti ditunjukkan pada persamaan berikut :
φ = − log 2 d
Simbul d merupakan diameter partikel dalam unit mm dan tanda negatif
digunakan agar partikel dengan diameter