Transformasi Gelombang dan Pengaruhnya Terhadap Dinamika Pantai Muara Ajkwa Tahun 1993 2007
TRANSFORMASI GELOMBANG DAN PENGARUHNYA
TERHADAP DINAMIKA PANTAI MUARA AJKWA
TAHUN 1993 2007
MUKTI TRENGGONO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Transformasi Gelombang dan
Pengaruhnya Terhadap Dinamika Pantai Muara Ajkwa Tahun 1993!2007” 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, Agustus 2009
Mukti Trenggono
ABSTRACT
MUKTI TRENGGONO. Wave Transformation and Its Effect to Coastal
Dynamic of Ajkwa Estuary in 1993 – 2007. Under direction of I WAYAN
NURJAYA and NYOMAN METTA N. NATIH.
The coast of Ajkwa estuary is a place that Ajkwa river flows into the
Arafuru Sea. It is influenced by wave transformation. Based on the wave climate
from wind data for the Ajkwa coast, wave transformation has been modelled by
analytical and numerical, providing the needed information for potential
longshore drift estimates. Furthermore the satellite remote sensing technology and
GIS was used to detect and analyze the spatial changes as well as quantify the
result of coastal change in Ajkwa estuary. According to its coastline orientation,
different sectors of the coast present varying longshore drift patterns. Estimates
have been made for the yearly!averaged wave climate as well as for each season,
showing thereby the longshore drift patterns along the year. Based on the results
of the potential longshore drift intensities and directions and on the shoreline
outline in plan, it has been possible to identify a strongly drift dominated in the
west coast than the east coast. Contrasting patterns of longshore drift between the
western and eastern coast indicate a sediment surplus in the central portion
(middle estuary), making sediment available for riverine transport processes,
either on!or offshore. Considering long!term aspects, the longshore drift patterns
are in agreement with the coastal infilling process which has mainly been driven
by persistent surplus from littoral sediment drift.
Key word: wave transformation, longshore drift, littoral sediment drift, Ajkwa
estuary coast.
RINGKASAN
MUKTI TRENGGONO. Transformasi Gelombang dan Pengaruhnya
terhadap Dinamika Pantai Muara Ajkwa Tahun 1993 2007. Dibimbing oleh
I WAYAN NURJAYA dan NYOMAN METTA N. NATIH.
Pantai muara Ajkwa, merupakan bagian dari daerah hilir aliran sungai
Ajkwa yang langsung menghadap ke perairan laut Arafuru. Sungai Ajkwa
mengalirkan material sedimen, baik secara alami maupun akibat aktifitas manusia
berupa limbah tailing. Sebagai sungai dengan debit aliran yang besar, sungai
Ajkwa seharusnya mampu mengalirkan volume air dan sedimen dari daerah atas.
Namun berdasarkan kajian yang dilakukan oleh PT. Freeport Indonesia tahun
2006, material sedimen yang terbawa aliran sungai tidak sepenuhnya mengalir ke
laut lepas. Pengaruh faktor hidrooseanografi terutama gelombang diduga lebih
dominan dari faktor lainnya. Hasil kajian melalui citra satelit menunjukkan,
bahwa akresi pantai di muara Ajkwa mengalami peningkatan yang signifikan dari
tahun ke tahun. Akresi ini berpengaruh terhadap morfologi pantai bahkan terhadap
sistem muara Ajkwa. Secara ekologis tingginya endapan akan berdampak
terhadap komponen!komponen lingkungan di daerah muara, bahkan lebih jauh
lagi dapat mencapai daerah di atasnya.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pola transformasi gelombang
perairan dalam menuju pantai di muara Ajkwa menggunakan model STWave,
menganalisis besar pengaruh gelombang terhadap transpor sedimen menyusur
pantai di sepanjang pantai muara Ajkwa, dan melihat dinamika pantai yang terjadi
berdasarkan budget sedimen secara spasial dari pengaruh gelombang melalui
volume dan arah transpor sedimen menyusur pantai dengan menggunakan metode
Fluks Energi. Hasil keseluruhan dari penelitian ini dapat dimanfaatkan sebagai
bahan masukan dalam menyusun strategi pengelolaan dan pemantauan lingkungan
yang terintegrasi di perairan muara Ajkwa.
Hasil analisis terhadap gelombang peramalan menunjukkan, pada musim
barat dan pancaroba I, gelombang tertinggi dari arah baratdaya. Karakteristik
gelombang musim timur memperlihatkan perubahan arah gelombang yang
signifikan dibanding musim barat dan musim pancaroba I. Pada musim timur,
gelombang maksimum berasal dari arah selatan sedangkan gelombang minimum
yang tumbuh berasal dari tenggara. Kecepatan angin yang besar dari tenggara
tidak berkorelasi positif terhadap ketinggian gelombang, hal ini dipengaruhi oleh
panjang fetch tenggara yang masih dibawah fetch maksimum 200 km. Seperti
halnya gelombang musim timur, pada musim pancaroba II gelombang maksimum
berasal dari arah selatan, namun ketinggian gelombang yang sama juga tumbuh
dari arah baratdaya. Fenomena ini sesuai dengan pergeseran kondisi angin yang
bervariasi dari arah baratdaya seiring pergeseran musim menuju musim barat.
Adanya perbedaan fetch efektif yang mempengaruhi pertumbuhan tinggi
gelombang pada tiap arah angin memperlihatkan posisi perairan Ajkwa lebih
terbuka terhadap angin dari selatan dan barat daya. Kecepatan merambat (C) pada
keseluruhan musim berkisar dari 8,4 – 9,5 m/det sedangkan panjang gelombang
(L) berkisar dari 51 – 85 m. Nilai C dan L di laut dalam hanya dipengaruhi oleh
periode gelombang, dimana semakin besar periodenya maka kecepatan dan
panjang gelombangnya juga besar.
Gelombang yang merambat dari laut dalam menuju pantai mengalami
perubahan bentuk yang disebabkan oleh proses transformasi seperti refraksi dan
shoaling karena pengaruh perubahan kedalaman laut. Pada saat kelancipan
gelombang (steepnes) mencapai batas maksimum, gelombang akan pecah dengan
membentuk sudut tertentu terhadap garis pantai. Transpor sedimen terjadi setelah
gelombang pecah pada kedalaman tersebut sedangkan arah transpor sedimen akan
searah dengan arus menyusur pantai. Pada pantai timur, arah baratlaut arus dan
transpor sedimen menyusur pantai bergerak ke kanan sedangkan arah tenggara
bergerak ke kiri pantai (dari pengamat yang berdiri di pantai menghadap kearah
laut). Pada pantai barat, arah timurlaut arus dan transpor sedimen menyusur pantai
bergerak ke kiri sedangkan arah baratdaya bergerak ke kanan.
Pergerakan arus sepanjang pantai pada musim barat dipantai barat
mengarah ke timurlaut, sedangkan di pantai timur mengarah ke tenggara.
Kekuatan arus musim ini paling besar dibandingkan pada musim lainnya.
Selanjutnya pada musim pancaroba I, pada pantai barat arah arus berbalik menuju
baratdaya, sedangkan di pantai timur arah mengarah ke tenggara. Arah sebaliknya
menuju baratlaut terjadi di pantai timur pada musim timur, sedangkan pada pantai
barat, berkolaborasi dengan arah arus musim pancaroba I ke arah baratdaya.
Sementara pada musim pancaroba II, arah arus di pantai barat menuju ke baratlaut
dan bertemu dengan aliran dari sungai Ajkwa, sedangkan pada pantai barat arus
mengarah ke baratdaya seiring aliran sungai Ajkwa. Arus terbesar terjadi pada
musim barat, dimana pada pantai barat terjadi pada profil P3 (0,382 m/det) ke
timurlaut dan di pantai timur di profil P6 (0,139 m/det) ke tenggara. Faktor yang
mempengaruhi kondisi di profil P3 dan P6 adalah kemiringan yang lebih besar
dibanding profil lainnya.
Volume transpor sedimen terbesar di pantai barat terjadi pada musim
timur, dimana arus sepanjang pantainya ke baratdaya. Selanjutnya pada pantai
timur, volume transpor sedimen terbesar terjadi pada musim barat, dengan arah
transpor menuju tenggara. Faktor yang mempengaruhi transpor sedimen adalah
perbedaan frekwensi dan karakteristik gelombang pecah, kemiringan pantai dan
diameter sedimen.
Perbandingan hasil analisis budget sedimen dan analisis citra tahun 1996,
2003 dan 2006 menunjukkan ada perbedaan pada beberapa sel. Beberapa hal yang
menyebabkan adalah perbedaan faktor penghitung yang digunakan dalam kedua
analisis. Pada analisis budget yang hanya memperhatikan pengaruh gelombang
terhadap arus dan transpor sedimen sepanjang pantai, masukan dari aliran tidak
diperhatikan. Dalam analisis citra, semua faktor yang berpengaruh terhadap akresi
dan abrasi diperhitungkan, sehingga masing!masing faktor yang awalnya bekerja
sendiri!sendiri dan berpengaruh kecil akan menjadi pengaruh besar setelah bekerja
secara simultan dengan faktor lainnya.
@ Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, Tahun 2009
Hak Cipta dilindungi Undang undang
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.
TRANSFORMASI GELOMBANG DAN PENGARUHNYA
TERHADAP DINAMIKA PANTAI MUARA AJKWA
TAHUN 1993 2007
MUKTI TRENGGONO
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
Judul
:
Transformasi
Gelombang
dan
Pengaruhnya
Terhadap
Dinamika Pantai Muara Ajkwa Tahun 1993 ! 2007
Nama
:
Mukti Trenggono
NRP
:
C551060021
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr.Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc.
Ketua
Dr.Ir. Nyoman Metta N. Natih, M.Si
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Ilmu Kelautan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Neviaty P. Zamani, M.Sc
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S
Tanggal Ujian : 13 Agustus 2009
Tanggal Lulus :
Penguji Luar Komisi : Dr. Ir. Erizal, M.Agr
PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, hidayah dan
karunia!Nya sehingga penyusunan tesis dengan judul: Transformasi Gelombang
dan Pengaruhnya Terhadap Dinamika Pantai Muara Ajkwa Tahun 1993 ! 2007,
dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
sebesar!besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc. dan Dr. Ir Nyoman Metta N. Natih,
M.Si sebagai pembimbing Ketua dan Anggota yang telah banyak membantu
memberikan masukan saran dan kritik dalam penyusunan tesis ini.
2. Ibu Dr. Ir. Neviaty P. Zamani, M.Sc sebagai Ketua Program Studi Ilmu
Kelautan.
3. Bapak Dr. Ir. Erizal, M.Agr. sebagai penguji luar komisi.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S. sebagai Dekan Sekolah
Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
5. Staf pengajar Program Studi Ilmu Kelautan yang telah banyak memberikan
ilmu dan pengatahuan serta pengalamannya.
6. Teristimewa istriku Riyanti, kedua anakku Nadya dan Zalfaa, orang tuaku dan
mertuaku tercinta, serta keluarga besarku yang telah memberikan dukungan
baik moral dan spiritual, yang tak terhingga.
7. Keluarga besar PT. Freeport Indonesia.
8. Bapak Dr. Denny Nugroho ST. MSi atas bantuan fasilitas dan masukkan saran
dalam pengambilan data.
9. Rekan!rekanku IKL angkatan 2006 yang telah memberikan doa dan
dukungan, serta semua pihak yang telah memberi motivasi dan dukungannya
selama ini.
Akhir kata, penulis berharap tesis ini dapat bermanfaat dan berguna dalam
pengembangan ilmu khususnya bidang oseanografi. Penulis menyadari masih
banyak kekurangan dalam penulisan tesis ini. Oleh karenanya saran dan kritik
yang membangun sangat diharapkan.
.
Bogor, Agustus 2009
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Purbalingga pada tanggal 30 Nopember 1979 sebagai
anak bungsu dari pasangan Sudamri dan Kursinah. Pendidikan sarjana ditempuh
di Jurusan Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan UNDIP
Semarang dari tahun 1999 ! 2004. Selama menempuh studi sarjana, penulis aktif
pada organisasi HMIK, unit selam UKSA!387 UNDIP. Tahun 2006, penulis
diterima di program Studi Ilmu Kelautan pada Program Pascasarjana IPB sampai
sekarang.
Selama ini penulis pernah terlibat dalam kegiatan Studi Analisis Mengenai
Dampak Lingkungan (Amdal) Pulau!pulau Pemukiman di Gugus Pulau
Panggang, Kelapa, Kelapa Dua, Harapan, Kepulauan Seribu (Asisten Peneliti
Oseanografi PPSMLUI, 2002 ! 2003); Studi Penyebaran Fenol dan Merkuri di
Perairan Utara Jawa Barat (BP Oil West Java) (Asisten Peneliti Oseanografi,
PPSMLUI! BP Oil West Java, 2002 ! 2003); Studi Parameter Oseanografi dan
Aplikasi Model Matematika di Perairan Kepulauan Karimunjawa (DUE!LIKE
Dikti, 2003); Studi Kelayakan Kawasan Ekowisata Pulau Panjang, Kab. Jepara
(Asisten Peneliti Oseanografi PSPLT!UNDIP, 2003); Supply of Coastal Zone
Baseline Spatial Data Sets MCRMP (Sumatera Barat, Sumatera Utara, Sulawesi
Selatan, Sulawesi Tenggara, Jambi, NTT, NTB) ( Asisten Peneliti Oseanografi
DKP, 2004!2005); Kajian Pengembangan Sumber Daya Pesisir dan Laut Pantai
Nias dan Nias Selatan (Pasca Tsunami) (Asisten Peneliti Oseanografi BRR Nias!
Aceh, 2006); Kajian Dampak Tailing terhadap Ekosistem Pesisir (Asisten Peneliti
Hidrooseanografi PT. Freeport!Ecostar, 2007); Penyusunan Rencana Zonasi
Wilayah Pesisir Kabupaten Pamekasan (Tenaga Ahli SIG DKP!PT. Ridatama
Kreasindo, 2008); Inventarisasi dan Identifikasi Potensi Kapal Tenggelam
Menunjang Wisata Bahari (Tenaga Ahli Oseanografi!SIG DKP!PT. Pusparaya
Karsa Perdana, 2008).
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ...............................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................
xi
PENDAHULUAN
Latar Belakang ...............................................................................
Perumusan Masalah .......................................................................
Tujuan dan Manfaat ......................................................................
1
2
4
TINJAUAN PUSTAKA
Angin sebagai Pembangkit Gelombang ..........................................
Gelombang ....................................................................................
Transformasi Gelombang ...............................................................
Karakteristik Sedimen ....................................................................
Debit Sungai ..................................................................................
Arus di Dekat Pantai ......................................................................
Transpor Sedimen Pantai ...............................................................
Pasang Surut ..................................................................................
Muara yang Didominasi Gelombang Laut ......................................
Citra Satelit Penginderaan Jauh ......................................................
Kondisi Umum Perairan Muara Ajkwa ...........................................
6
6
7
9
13
13
15
17
18
18
19
METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi ..........................................................................
Alat dan Bahan ..............................................................................
Pengambilan Data Primer ...............................................................
Pasang surut ............................................................................
Arus ........................................................................................
Gelombang ..............................................................................
Sedimen ..................................................................................
Batimetri .................................................................................
Pengambilan Data Sekunder ...........................................................
Angin ......................................................................................
Sedimen Suspensi ...................................................................
Citra Satelit Landsat ................................................................
Analisis Data ..................................................................................
Arus .......................................................................................
Pasang surut ............................................................................
Bathimetri ...............................................................................
Sedimen ..................................................................................
Angin ......................................................................................
Peramalan Gelombang ...................................................................
Parameter Gelombang Pecah ..........................................................
21
21
23
22
22
23
23
23
24
24
24
24
24
24
24
25
26
26
27
31
Transformasi Gelombang ...............................................................
Arus Menyusur Pantai ....................................................................
Transpor Sedimen ..........................................................................
Analisis Budget Sedimen ...............................................................
Analisis Morfologi Spit dan Garis Pantai Berdasarkan Citra ..........
33
36
36
37
38
HASIL DAN PEMBAHASAN
Angin .............................................................................................
Profil Perairan Ajkwa .....................................................................
Arus ...............................................................................................
Pasang surut ...................................................................................
Karakteristik Gelombang ...............................................................
Gelombang Peramalan ............................................................
Gelombang Pengukuran .........................................................
Pola Transformasi Gelombang ................................................
Musim Barat .....................................................................
Musim Pancaroba I ...........................................................
Musim Timur ....................................................................
Musim Pancaroba II ..........................................................
Arus Menyusur Pantai dan Volume Transpor Sedimen
Menyusur Pantai ............................................................................
Sebaran Sedimen ...........................................................................
Analisis Budget Sedimen, Morfologi Spit di Muara dan Pantai .....
Analisis Dinamika Garis Pantai Berdasarkan Citra .........................
39
43
45
46
49
49
51
54
54
57
61
62
66
71
73
79
KESIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ........................................................................................
Saran ..............................................................................................
81
82
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................
83
LAMPIRAN ........................................................................................
87
vii
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Klasifikasi ukuran butir ...................................................................
10
2
Penilaian harga kepencengan atau skewness ....................................
12
3
Penilaian harga kurtosis ..................................................................
13
4
Laju endap untuk berbagai ukuran partikel sedimen ........................
17
5
Alat dan bahan yang digunakan .......................................................
21
6
Persamaan parameter gelombang amplitudo kecil (CHL 2002) ........
28
7
Frekwensi kejadian angin selama musim barat ................................
39
8
Frekwensi kejadian angin selama musim pancaroba I.......................
40
9
Frekwensi kejadian angin selama musim timur ...............................
41
10 Frekwensi kejadian angin selama musim pancaroba II ....................
42
11 Data kemiringan pantai pada kedalaman referensi 3 m ....................
44
12 Hasil analisa harmonik pasut perairan estuari Ajkwa .......................
47
13 Tunggang air pasang surut untuk tipe pasang surut diurnal pada
referensi MSL .................................................................................
48
14 Panjang fetch efektif di perairan muara Ajkwa ...............................
49
15 Hasil peramalan gelombang laut dalam (d= 40 m) berdasarkan
angin maksimum per musim (1993 ! 2007) dan Feff .........................
49
16 Perbandingan karakteristik gelombang signifikan peramalan
dan survey perairan Ajkwa .............................................................
53
17 Perubahan karakteristik gelombang musim barat pada tiap profil
dari baratdaya (231,40) ....................................................................
55
18 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba I pada tiap
profil dari barat (247,50)...................................................................
57
19 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba I pada tiap
profil dari barat daya (238,80) ..........................................................
58
20 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba I pada tiap
profil dari selatan (196,70)................................................................
59
21 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba I pada tiap
profil dari tenggara (1470) ................................................................
60
22 Perubahan karakteristik gelombang musim timur pada tiap profil
dari tenggara (133,00).......................................................................
62
23 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba II pada tiap
profil dari barat daya (235,9o ) .........................................................
63
viii
24 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba II pada tiap
profil dari selatan (202,1o)................................................................
64
25 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba II pada tiap
profil dari tenggara (114,10) ............................................................
65
26 a) Nilai parameter gelombang pecah, kecepatan arus dan volume
transpor sedimen menyusur pantai pada profil 1 ! 3 ....................
69
b) Nilai parameter gelombang pecah, kecepatan arus dan volume
transpor sedimen menyusur pantai pada profil 4 ! 6 ....................
70
27 Bentuk butir sedimen tiap stasiun ....................................................
73
28 Hasil analisis budget sedimen berdasarkan transpor sedimen
menyusur pantai setiap sel pantai selama tahun 1993 ! 2007 ............
74
29
Pertambahan akresi perairan muara Ajkwa ......................................
76
30
Tabel 30 Perubahan sel pantai hasil perhitungan berdasarkan
budget sedimen dan analisis citra ....................................................
79
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Diagram alir penelitian ....................................................................
5
2
Diagram segitiga campuran lumpur, pasir, dan kerikil .....................
10
3
Peta lokasi penelitian .......................................................................
22
4
Peta Fetch Efektif perairan muara Ajkwa .......................................
29
5
Diagram alir koreksi kecepatan angin .............................................
30
6
Rasio koreksi angin pada ketinggian 10 m ......................................
30
7
Rasio durasi kecepatan angin (Ut) pada kecepatan 1 jam (U3600) .....
31
8
Perbandingan/rasio (RL) kecepatan angin di atas laut (UW)
dengan angin di darat (UL) ..............................................................
31
9
Skematik grid dalam STWave ........................................................
36
10
Windrose musim barat ....................................................................
39
11
Windrose musim pancaroba I ..........................................................
40
12
Windrose musim timur ...................................................................
41
13
Windrose musim pancaroba II ........................................................
42
14
Kondisi batimetri perairan Ajkwa ...................................................
44
15
Scatter plot arus di kedalaman 12 m perairan offshore Ajkwa .........
45
16
Grafik hubungan kecepatan arus dan elevasi pasut di perairan
offshore Ajkwa ...............................................................................
46
17
Grafik pasut perairan muara Ajkwa ................................................
48
18
Grafik gelombang hasil peramalan tanggal 25 – 29
September 2007 ..............................................................................
51
Grafik hubungan tinggi gelombang dan pasut di perairan
Offshore Ajkwa ...............................................................................
52
20
Hubungan gelombang peramalan dengan survey .............................
53
21
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
baratdaya (231,4o) ...........................................................................
56
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
barat (247,5o) ..................................................................................
58
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
barat daya (238,8o) ..........................................................................
59
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
selatan (196,7o) ...............................................................................
60
19
22
23
24
25
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
x
tenggara (147o) ...............................................................................
61
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
tenggara (133,0o) ............................................................................
62
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
barat daya (235,9o ) ..........................................................................
63
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
selatan (202,1o) ................................................................................
64
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
tenggara (114,1o) .............................................................................
65
30
Garis pecah gelombang berdasarkan analisis citra ............................
66
31
Arah pergerakan arus dan transpor sedimen tiap musim per profil ...
67
32
a) Grafik kandungan sedimen tersuspensi di perairan muara Ajkwa..
71
b) Grafik total produksi tailing PT Freeport ......................................
72
33
Persentase sebaran ukuran butir ......................................................
72
34
Hasil analisis model budget sedimen berdasarkan transpor sedimen
menyusur pantai setiap sel pantai selama tahun 1993 – 2007 ..........
74
35
Kondisi pasang surut perekaman citra .............................................
76
36
Sebaran spasial lokasi pertambahan akresi di perairan
Ajkwa berdasarkan analisis citra satelit Landsat:
26
27
28
29
37
a) akresi tahun 1996 ........................................................................
77
b) akresi tahun 2003 ........................................................................
77
c) akresi tahun 2006 ........................................................................
77
Perubahan garis pantai antara tahun 1996, 2003 dan 2006 ................
80
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Analisis frekwensi kejadian angin maksimum selama 15 tahun .......
88
2
Data pasut lengkap pengamatan ......................................................
90
3
Konversi data angin ........................................................................
91
4
Hubungan antara faktor tegangan angin dan panjang fetch ..............
95
5
Hasil pengukuran gelombang perairan Ajkwa tanggal 25 – 29
September 2007 .............................................................................
96
Hasil analisis empiris parameter gelombang pecah perbulan
selama tahun 1993 – 2007 di pantai barat ........................................
98
Hasil analisis empiris parameter gelombang pecah perbulan
selama tahun 1993 – 2007 di pantai timur .......................................
103
Persentase sebaran butir sedimen tiap stasiun .................................
108
6
7
8
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Daerah muara merupakan daerah yang unik karena di kawasan ini terjadi
interaksi antara daratan dan lautan. Bentuk interaksi ini berupa inflow (masukan)
dari laut melalui dinamika air laut seperti arus, gelombang dan pasang surut dan
sebaliknya outflow (keluaran) berbagai material termasuk sedimen dari daratan
melalui sistem aliran sungai. Keterkaitan fenomena yang terjadi di daratan dan
lautan memberikan pengaruh yang cukup besar untuk daerah muara sungai dan
pantai sekitarnya (Pethick, 1989).
Pantai muara Ajkwa, merupakan bagian dari daerah hilir aliran sungai
Ajkwa yang mengalirkan material sedimen, baik secara alami maupun akibat
aktifitas manusia berupa limbah tailing. Pada saat sedimen tersuspensi dari tailing
masuk ke badan sungai dan mengalir ke muara, maka terjadi proses percampuran
dengan sedimen tersuspensi badan air laut. Dinamika perairan laut berpengaruh
dalam proses percampuran ini. Akresi yang terbentuk di daerah muara dan pantai
merupakan indikator yang menunjukkan dinamisnya interaksi antara sedimen dan
faktor!faktor hidrooseanografi. Gelombang besar yang terjadi pada daerah pantai
dapat menimbulkan transpor sedimen baik tegak lurus maupun sejajar pantai.
Volume transpor sedimen tergantung pada karakteristik gelombang dan
ketersediaan sedimen. Semakin besar gelombang dan semakin besar angkutan
sedimen, maka semakin banyak sedimen yang mengendap di pantai.
Muara Ajkwa merupakan sistem sungai yang langsung menghadap ke
perairan lepas, laut Arafuru. Dengan debit aliran yang besar, sungai Ajkwa
seharusnya mampu mengalirkan volume air dan sedimen dari daerah atas. Namun
berdasarkan kajian yang dilakukan oleh PT. Freeport Indonesia, material sedimen
yang terbawa aliran sungai tidak sepenuhnya mengalir ke laut lepas. Pengaruh
faktor hidrooseanografi terutama gelombang diduga lebih dominan dari faktor
lainnya. Hasil kajian melalui citra satelit menunjukkan, bahwa akresi pantai di
muara Ajkwa mengalami peningkatan yang signifikan dari tahun ke tahun (PTFI,
2006). Akresi ini berpengaruh terhadap morfologi pantai bahkan terhadap sistem
muara Ajkwa. Secara ekologis tingginya endapan akan berdampak terhadap
2
komponen!komponen lingkungan di daerah muara, bahkan lebih jauh lagi dapat
mencapai daerah di atasnya. Sangat diperlukan Kajian yang mendalam mengenai
interaksi sedimen dan faktor hidrooseanografi terutama gelombang untuk
menentukan penanggulangan dampak negatif terhadap lingkungan sekitar.
Perumusan Masalah
Pola hidrodinamika pantai disekitar muara bergantung pada bentuk,
karakteristik dan faktor dominan yang mempengaruhi morfologi muara itu sendiri.
Faktor!faktor tersebut adalah gelombang, debit sungai, dan pasang surut
(Yuwono, 1994; Triatmodjo, 1999). Ketiga faktor tersebut bekerja secara
simultan, namun biasanya salah satu dari ketiga faktor mempunyai pengaruh lebih
dominan dari yang lainnya.
Gelombang memberikan pengaruh lebih dominan pada muara kecil yang
berada di laut terbuka. Sebaliknya, muara yang besar di laut tenang akan
didominasi oleh debit sungai. Gelombang yang datang menuju pantai dapat
menimbulkan arus pantai yang berpengaruh terhadap proses dinamika di pantai.
Pola arus pantai disekitar muara ditentukan terutama oleh besarnya sudut yang
dibentuk antara gelombang datang dengan garis pantai. Dyer (1986) menyatakan
bahwa modifikasi bentuk pantai di sekitar muara merupakan fungsi dari pengaruh
arus sepanjang pantai yang menghasilkan morfologi spit di depan muara. Lebih
lanjut mengenai arus sepanjang pantai dapat ditimbulkan oleh gelombang pecah
dengan membentuk sudut terhadap garis pantai (Triatmodjo, 1999).
Gelombang yang merambat dari perairan dalam menuju ke perairan
dangkal akan mengalami perubahan perilaku gelombang (transformasi) dari sifat
dan parameter gelombang seperti proses refraksi, shoaling, refleksi maupun
difraksi akibat pengaruh karakteristik dan bentuk pantai. Pantai selalu
menyesuaikan bentuk profilnya sedemikian rupa, sehingga mampu mereduksi
energi gelombang yang datang.
Akumulasi sedimen di pantai dapat menyerap dan memantulkan atau
kombinasi dari keduanya secara bersama!sama terhadap energi yang berasal dari
gelombang. Apabila seluruh energi gelombang terserap maka pantai dalam
kondisi seimbang. Sebaliknya pantai dalam kondisi tidak seimbang apabila
3
muncul proses abrasi dan akresi yang selanjutnya menyebabkan perubahan garis
pantai. Proses keseimbangan pantai dimaksud dapat disebabkan oleh daya tahan
material penyusun pantai dilampaui oleh kekuatan eksternal yang ditimbulkan
oleh pengaruh hidrodinamika, maupun ada atau tidak gangguan terhadap
keseimbangan pasokan sedimen yang masuk ke arah pantai dan kemampuan
angkutan sedimen pada suatu bagian pantai.
Berdasarkan uraian di atas maka dalam penelitian ini akan dijawab:
1. Bagaimana pola transformasi gelombang dari perairan dalam menuju perairan
muara Ajkwa?
2. Bagaimana
pengaruh
gelombang
terhadap
arus
transpor
sedimen
sejajar/menyusur pantai di sepanjang pantai muara Ajkwa?
3. Bagaimana dinamika pantai yang terjadi berdasarkan budget sedimen dari
pengaruh gelombang melalui volume dan arah transpor sedimen menyusur
pantai dengan menggunakan metode Fluks Energi.
Pemahaman mengenai proses!proses di pantai yang mengendalikan
angkutan sedimen dan perubahan morfologi pantai memerlukan strategi.
Penelitian ini adalah bagian dari strategi tersebut, dimana dalam penelitian ini
mencoba menghubungkan dua teknik, yaitu model analitik dan model numerik.
Untuk menunjang kedua teknik ini, digunakan juga penginderaan jauh.
Model analitis hanya dapat menyelesaikan beberapa persamaan tertentu
saja sehingga sangat ideal digunakan untuk sistem dengan karakteristik linear.
Model numeris dapat menyelesaikan baik permasalahan linear maupun nonlinear.
Metode numeris dapat menyelesaikan perumusan kompleks dengan kemudahan
perhitungan.
Kecepatan arus menyusur pantai sekitar muara menggunakan metode
analitik yang dikembangkan oleh coastal engineering research center (CERC)
(1984) dan coastal hydraulic laboratory (CHL) (2002). Transpor sedimen
sepanjang pantai menggunakan metode Fluks Energi (CHL 2002) yang hanya
memperhitungkan pengaruh parameter gelombang pecah dan kemiringan pantai.
Pola transformasi gelombang diselesaikan dengan menggunakan model
STWave. Model ini berbasis pada persamaan mild slope, yang diselesaikan secara
4
numerik dengan menggambarkan transformasi lengkap dari gelombang amplitudo
kecil yang meliputi fenomena refraksi dan difraksi.
Tujuan dan Manfaat
Tujuan penelitian ini adalah menganalisis pola transformasi gelombang
perairan dalam menuju pantai di muara Ajkwa menggunakan model STWave,
menganalisis besar pengaruh gelombang terhadap transpor sedimen menyusur
pantai di sepanjang pantai muara Ajkwa, dan melihat dinamika pantai yang terjadi
berdasarkan budget sedimen secara spasial dari pengaruh gelombang melalui
volume dan arah transpor sedimen menyusur pantai dengan menggunakan metode
Fluks Energi. Selanjutnya hasil analisa ini bisa digunakan setidaknya sebagai
masukan dalam upaya pengelolaan dan pengembangan daerah pantai di muara
Sungai. Hasil keseluruhan dari penelitian ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan
masukan dalam menyusun strategi pengelolaan dan pemantauan lingkungan yang
terintegrasi di perairan muara Ajkwa.
Pendekatan
Model Analitik
Pasut
MSL
Batimetri
Koreksi
kedalaman
Data primer
Sedimen
Arus
Verifikasi
gelombang
Gelombang
Survey Lapangan
Tidak
Angin
P
E
N
E
L
I
T
I
A
N
Data sekunder
Gelombang
ramalan
Metode SMB
Citra Landsat
Sedimen
Budget
Peta RBI,
Batimetri
Ya
Arus
pantai
Transpor
sedimen
Grid model
Model
Gelombang
STWAVE
Pendekatan Model
Parameter
gelombang
(T, H, Arah)
Pendekatan
Model Numerik
: Batas Pendekatan Model Analitik Numerik
Gambar 1 Diagram alir penelitian
5
TINJAUAN PUSTAKA
Angin sebagai Pembangkit Gelombang
Angin merupakan massa udara yang bergerak (Lakitan, 2002). Angin
dapat bergerak secara horisontal maupun secara vertikal dengan kecepatan yang
bervariasi dan berfluktuasi secara dinamis. Faktor pendorong bergeraknya massa
udara adalah adanya perbedaan tekanan udara antara satu tempat dengan tempat
yang lain. Arah tiupan angin dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan
rendah, hal ini terjadi jika tidak ada gaya lain yang mempengaruhi. Adanya
perputaran bumi berpengaruh terhadap arah pergerakan angin ini yang dikenal
dengan pengaruh Coriolis (Coriolis Effect). 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 perairan, kekasaran dasar,
stabilitas atmosfer dan sebagainya (Yuwono, 1994).
Gelombang
Gelombang timbul akibat adanya gaya!gaya alam yang bekerja di laut
seperti tekanan atau tegangan dari atmosfir (angin), gempa bumi, gaya gravitasi
bumi dan benda!benda angkasa (bulan dan matahari), gaya coriolis (akibat rotasi
bumi), dan tegangan permukaan (Sorensen 1991; Komar 1998). Bascom (1959)
dalam Bird (1984) menambahkan bahwa gelombang adalah gerakan berombak
dari permukaan air yang dihasilkan oleh tiupan angin yang bergerak di atasnya.
Pergerakan gelombang yang mendekati pantai akan mengalami pembiasan
(reflection) dan akan memusat (convergence) jika mendekati semenanjung dan
mengalami penyebaran (divergence ) jika mendekati cekungan. (Triatmodjo,
1999; CERC, 1984; CHL, 2002). Keadaan gelombang sangat dipengaruhi oleh
7
keadaan topografi dari dasar laut, yaitu keadaan dasar, kelengkungan garis pantai
dan tonjolan dasar laut.
Ippen (1966); Triatmodjo (1999); CHL (2002), mengklasifikasikan
gelombang pada kedalaman relatif berdasarkan perbandingan antara kedalaman
air (d) dan panjang gelombang L (d/L) sebagai berikut :
1. Gelombang laut dangkal, jika
d / L ≤ 1/20
2. Gelombang laut transisi, jika
1/20 < d / L 256
Cobble
!6 s.d !8
64 – 256
Pebble
!2 s.d !6
4 – 64
Granule
!1 s.d !2
2–4
Very Coarse Sand
0 s.d !1
1–2
Coarse Sand
1 s.d 0
0.5 – 1
Medium Sand
2 s.d 1
0.25 – 1
Fine Sand
3 s.d 2
0.125 – 0.25
Very Fine Sand
4 s.d 3
0.062 – 0.125
Silt
8 s.d 4
0.0039 – 0.062
Clay
>8
< 0.0039
Sumber: Wentworth (1922) dalam Dyer (1986)
Kelas Ukuran Butir
Dalam distribusinya di perairan, berbagai jenis sedimen mengalami
percampuran seiring dinamika perairan, sehingga membutuhkan metode
penamaan yang mendeskripsikan percampuran ini. Penamaan sampel sedimen
tersebut menggunakan sistem grafik trianguler seperti pada gambar di bawah.
Gambar 2 Diagram segitiga campuran lumpur, pasir, dan kerikil. (Sumber :
Buchanan, 1984 dalam Holme dan Mc Intyre, 1984)
11
Krumbein (1934) dalam Dyer (1986) mengembangkan skala Wentworth
dengan menggunakan unit phi (φ). Hal ini dimaksudkan untuk mempermudah
pengklasifikasian jika suatu sampel sedimen mengandung partikel yang berukuran
kecil dalam jumlah yang besar. Skala phi didasarkan pada logaritma negatif
berbasis dua dengan bentuk konversi φ = − log 2 d , simbol d merupakan diameter
partikel dalam unit mm dan tanda negatif digunakan agar partikel dengan diameter
0,30
+0,30 ! +0,10
Menceng halus
Menceng simetris
+0,10 – !0,10
!0,10 – !0,30
Menceng kasar
< !0,30
Menceng sangat kasar
Sumber : Folk dan Ward dalam David (1977)
3. Kurtosis
Kurtosis ini dapat dihitung melalui grafik kurtosis serta menggambarkan
hubungan antara sortasi bagian tengah kurva dengan bagian bawah kurva.
13
Tabel 3 Penilaian harga kurtosis
Tingkat kurtosis
Harga kurtosis
< 0,67
Very platykurtic
Platykurtic
0,67 – 0,90
0,90 – 1,11
Mesokurtic
1,11 – 1,50
Leptokurtic
1,50 – 3,00
Very leptokurtic
> 3,00
Extremely lepto
TERHADAP DINAMIKA PANTAI MUARA AJKWA
TAHUN 1993 2007
MUKTI TRENGGONO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Transformasi Gelombang dan
Pengaruhnya Terhadap Dinamika Pantai Muara Ajkwa Tahun 1993!2007” 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, Agustus 2009
Mukti Trenggono
ABSTRACT
MUKTI TRENGGONO. Wave Transformation and Its Effect to Coastal
Dynamic of Ajkwa Estuary in 1993 – 2007. Under direction of I WAYAN
NURJAYA and NYOMAN METTA N. NATIH.
The coast of Ajkwa estuary is a place that Ajkwa river flows into the
Arafuru Sea. It is influenced by wave transformation. Based on the wave climate
from wind data for the Ajkwa coast, wave transformation has been modelled by
analytical and numerical, providing the needed information for potential
longshore drift estimates. Furthermore the satellite remote sensing technology and
GIS was used to detect and analyze the spatial changes as well as quantify the
result of coastal change in Ajkwa estuary. According to its coastline orientation,
different sectors of the coast present varying longshore drift patterns. Estimates
have been made for the yearly!averaged wave climate as well as for each season,
showing thereby the longshore drift patterns along the year. Based on the results
of the potential longshore drift intensities and directions and on the shoreline
outline in plan, it has been possible to identify a strongly drift dominated in the
west coast than the east coast. Contrasting patterns of longshore drift between the
western and eastern coast indicate a sediment surplus in the central portion
(middle estuary), making sediment available for riverine transport processes,
either on!or offshore. Considering long!term aspects, the longshore drift patterns
are in agreement with the coastal infilling process which has mainly been driven
by persistent surplus from littoral sediment drift.
Key word: wave transformation, longshore drift, littoral sediment drift, Ajkwa
estuary coast.
RINGKASAN
MUKTI TRENGGONO. Transformasi Gelombang dan Pengaruhnya
terhadap Dinamika Pantai Muara Ajkwa Tahun 1993 2007. Dibimbing oleh
I WAYAN NURJAYA dan NYOMAN METTA N. NATIH.
Pantai muara Ajkwa, merupakan bagian dari daerah hilir aliran sungai
Ajkwa yang langsung menghadap ke perairan laut Arafuru. Sungai Ajkwa
mengalirkan material sedimen, baik secara alami maupun akibat aktifitas manusia
berupa limbah tailing. Sebagai sungai dengan debit aliran yang besar, sungai
Ajkwa seharusnya mampu mengalirkan volume air dan sedimen dari daerah atas.
Namun berdasarkan kajian yang dilakukan oleh PT. Freeport Indonesia tahun
2006, material sedimen yang terbawa aliran sungai tidak sepenuhnya mengalir ke
laut lepas. Pengaruh faktor hidrooseanografi terutama gelombang diduga lebih
dominan dari faktor lainnya. Hasil kajian melalui citra satelit menunjukkan,
bahwa akresi pantai di muara Ajkwa mengalami peningkatan yang signifikan dari
tahun ke tahun. Akresi ini berpengaruh terhadap morfologi pantai bahkan terhadap
sistem muara Ajkwa. Secara ekologis tingginya endapan akan berdampak
terhadap komponen!komponen lingkungan di daerah muara, bahkan lebih jauh
lagi dapat mencapai daerah di atasnya.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pola transformasi gelombang
perairan dalam menuju pantai di muara Ajkwa menggunakan model STWave,
menganalisis besar pengaruh gelombang terhadap transpor sedimen menyusur
pantai di sepanjang pantai muara Ajkwa, dan melihat dinamika pantai yang terjadi
berdasarkan budget sedimen secara spasial dari pengaruh gelombang melalui
volume dan arah transpor sedimen menyusur pantai dengan menggunakan metode
Fluks Energi. Hasil keseluruhan dari penelitian ini dapat dimanfaatkan sebagai
bahan masukan dalam menyusun strategi pengelolaan dan pemantauan lingkungan
yang terintegrasi di perairan muara Ajkwa.
Hasil analisis terhadap gelombang peramalan menunjukkan, pada musim
barat dan pancaroba I, gelombang tertinggi dari arah baratdaya. Karakteristik
gelombang musim timur memperlihatkan perubahan arah gelombang yang
signifikan dibanding musim barat dan musim pancaroba I. Pada musim timur,
gelombang maksimum berasal dari arah selatan sedangkan gelombang minimum
yang tumbuh berasal dari tenggara. Kecepatan angin yang besar dari tenggara
tidak berkorelasi positif terhadap ketinggian gelombang, hal ini dipengaruhi oleh
panjang fetch tenggara yang masih dibawah fetch maksimum 200 km. Seperti
halnya gelombang musim timur, pada musim pancaroba II gelombang maksimum
berasal dari arah selatan, namun ketinggian gelombang yang sama juga tumbuh
dari arah baratdaya. Fenomena ini sesuai dengan pergeseran kondisi angin yang
bervariasi dari arah baratdaya seiring pergeseran musim menuju musim barat.
Adanya perbedaan fetch efektif yang mempengaruhi pertumbuhan tinggi
gelombang pada tiap arah angin memperlihatkan posisi perairan Ajkwa lebih
terbuka terhadap angin dari selatan dan barat daya. Kecepatan merambat (C) pada
keseluruhan musim berkisar dari 8,4 – 9,5 m/det sedangkan panjang gelombang
(L) berkisar dari 51 – 85 m. Nilai C dan L di laut dalam hanya dipengaruhi oleh
periode gelombang, dimana semakin besar periodenya maka kecepatan dan
panjang gelombangnya juga besar.
Gelombang yang merambat dari laut dalam menuju pantai mengalami
perubahan bentuk yang disebabkan oleh proses transformasi seperti refraksi dan
shoaling karena pengaruh perubahan kedalaman laut. Pada saat kelancipan
gelombang (steepnes) mencapai batas maksimum, gelombang akan pecah dengan
membentuk sudut tertentu terhadap garis pantai. Transpor sedimen terjadi setelah
gelombang pecah pada kedalaman tersebut sedangkan arah transpor sedimen akan
searah dengan arus menyusur pantai. Pada pantai timur, arah baratlaut arus dan
transpor sedimen menyusur pantai bergerak ke kanan sedangkan arah tenggara
bergerak ke kiri pantai (dari pengamat yang berdiri di pantai menghadap kearah
laut). Pada pantai barat, arah timurlaut arus dan transpor sedimen menyusur pantai
bergerak ke kiri sedangkan arah baratdaya bergerak ke kanan.
Pergerakan arus sepanjang pantai pada musim barat dipantai barat
mengarah ke timurlaut, sedangkan di pantai timur mengarah ke tenggara.
Kekuatan arus musim ini paling besar dibandingkan pada musim lainnya.
Selanjutnya pada musim pancaroba I, pada pantai barat arah arus berbalik menuju
baratdaya, sedangkan di pantai timur arah mengarah ke tenggara. Arah sebaliknya
menuju baratlaut terjadi di pantai timur pada musim timur, sedangkan pada pantai
barat, berkolaborasi dengan arah arus musim pancaroba I ke arah baratdaya.
Sementara pada musim pancaroba II, arah arus di pantai barat menuju ke baratlaut
dan bertemu dengan aliran dari sungai Ajkwa, sedangkan pada pantai barat arus
mengarah ke baratdaya seiring aliran sungai Ajkwa. Arus terbesar terjadi pada
musim barat, dimana pada pantai barat terjadi pada profil P3 (0,382 m/det) ke
timurlaut dan di pantai timur di profil P6 (0,139 m/det) ke tenggara. Faktor yang
mempengaruhi kondisi di profil P3 dan P6 adalah kemiringan yang lebih besar
dibanding profil lainnya.
Volume transpor sedimen terbesar di pantai barat terjadi pada musim
timur, dimana arus sepanjang pantainya ke baratdaya. Selanjutnya pada pantai
timur, volume transpor sedimen terbesar terjadi pada musim barat, dengan arah
transpor menuju tenggara. Faktor yang mempengaruhi transpor sedimen adalah
perbedaan frekwensi dan karakteristik gelombang pecah, kemiringan pantai dan
diameter sedimen.
Perbandingan hasil analisis budget sedimen dan analisis citra tahun 1996,
2003 dan 2006 menunjukkan ada perbedaan pada beberapa sel. Beberapa hal yang
menyebabkan adalah perbedaan faktor penghitung yang digunakan dalam kedua
analisis. Pada analisis budget yang hanya memperhatikan pengaruh gelombang
terhadap arus dan transpor sedimen sepanjang pantai, masukan dari aliran tidak
diperhatikan. Dalam analisis citra, semua faktor yang berpengaruh terhadap akresi
dan abrasi diperhitungkan, sehingga masing!masing faktor yang awalnya bekerja
sendiri!sendiri dan berpengaruh kecil akan menjadi pengaruh besar setelah bekerja
secara simultan dengan faktor lainnya.
@ Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, Tahun 2009
Hak Cipta dilindungi Undang undang
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.
TRANSFORMASI GELOMBANG DAN PENGARUHNYA
TERHADAP DINAMIKA PANTAI MUARA AJKWA
TAHUN 1993 2007
MUKTI TRENGGONO
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
Judul
:
Transformasi
Gelombang
dan
Pengaruhnya
Terhadap
Dinamika Pantai Muara Ajkwa Tahun 1993 ! 2007
Nama
:
Mukti Trenggono
NRP
:
C551060021
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr.Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc.
Ketua
Dr.Ir. Nyoman Metta N. Natih, M.Si
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Ilmu Kelautan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Neviaty P. Zamani, M.Sc
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S
Tanggal Ujian : 13 Agustus 2009
Tanggal Lulus :
Penguji Luar Komisi : Dr. Ir. Erizal, M.Agr
PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, hidayah dan
karunia!Nya sehingga penyusunan tesis dengan judul: Transformasi Gelombang
dan Pengaruhnya Terhadap Dinamika Pantai Muara Ajkwa Tahun 1993 ! 2007,
dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
sebesar!besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc. dan Dr. Ir Nyoman Metta N. Natih,
M.Si sebagai pembimbing Ketua dan Anggota yang telah banyak membantu
memberikan masukan saran dan kritik dalam penyusunan tesis ini.
2. Ibu Dr. Ir. Neviaty P. Zamani, M.Sc sebagai Ketua Program Studi Ilmu
Kelautan.
3. Bapak Dr. Ir. Erizal, M.Agr. sebagai penguji luar komisi.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S. sebagai Dekan Sekolah
Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
5. Staf pengajar Program Studi Ilmu Kelautan yang telah banyak memberikan
ilmu dan pengatahuan serta pengalamannya.
6. Teristimewa istriku Riyanti, kedua anakku Nadya dan Zalfaa, orang tuaku dan
mertuaku tercinta, serta keluarga besarku yang telah memberikan dukungan
baik moral dan spiritual, yang tak terhingga.
7. Keluarga besar PT. Freeport Indonesia.
8. Bapak Dr. Denny Nugroho ST. MSi atas bantuan fasilitas dan masukkan saran
dalam pengambilan data.
9. Rekan!rekanku IKL angkatan 2006 yang telah memberikan doa dan
dukungan, serta semua pihak yang telah memberi motivasi dan dukungannya
selama ini.
Akhir kata, penulis berharap tesis ini dapat bermanfaat dan berguna dalam
pengembangan ilmu khususnya bidang oseanografi. Penulis menyadari masih
banyak kekurangan dalam penulisan tesis ini. Oleh karenanya saran dan kritik
yang membangun sangat diharapkan.
.
Bogor, Agustus 2009
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Purbalingga pada tanggal 30 Nopember 1979 sebagai
anak bungsu dari pasangan Sudamri dan Kursinah. Pendidikan sarjana ditempuh
di Jurusan Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan UNDIP
Semarang dari tahun 1999 ! 2004. Selama menempuh studi sarjana, penulis aktif
pada organisasi HMIK, unit selam UKSA!387 UNDIP. Tahun 2006, penulis
diterima di program Studi Ilmu Kelautan pada Program Pascasarjana IPB sampai
sekarang.
Selama ini penulis pernah terlibat dalam kegiatan Studi Analisis Mengenai
Dampak Lingkungan (Amdal) Pulau!pulau Pemukiman di Gugus Pulau
Panggang, Kelapa, Kelapa Dua, Harapan, Kepulauan Seribu (Asisten Peneliti
Oseanografi PPSMLUI, 2002 ! 2003); Studi Penyebaran Fenol dan Merkuri di
Perairan Utara Jawa Barat (BP Oil West Java) (Asisten Peneliti Oseanografi,
PPSMLUI! BP Oil West Java, 2002 ! 2003); Studi Parameter Oseanografi dan
Aplikasi Model Matematika di Perairan Kepulauan Karimunjawa (DUE!LIKE
Dikti, 2003); Studi Kelayakan Kawasan Ekowisata Pulau Panjang, Kab. Jepara
(Asisten Peneliti Oseanografi PSPLT!UNDIP, 2003); Supply of Coastal Zone
Baseline Spatial Data Sets MCRMP (Sumatera Barat, Sumatera Utara, Sulawesi
Selatan, Sulawesi Tenggara, Jambi, NTT, NTB) ( Asisten Peneliti Oseanografi
DKP, 2004!2005); Kajian Pengembangan Sumber Daya Pesisir dan Laut Pantai
Nias dan Nias Selatan (Pasca Tsunami) (Asisten Peneliti Oseanografi BRR Nias!
Aceh, 2006); Kajian Dampak Tailing terhadap Ekosistem Pesisir (Asisten Peneliti
Hidrooseanografi PT. Freeport!Ecostar, 2007); Penyusunan Rencana Zonasi
Wilayah Pesisir Kabupaten Pamekasan (Tenaga Ahli SIG DKP!PT. Ridatama
Kreasindo, 2008); Inventarisasi dan Identifikasi Potensi Kapal Tenggelam
Menunjang Wisata Bahari (Tenaga Ahli Oseanografi!SIG DKP!PT. Pusparaya
Karsa Perdana, 2008).
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ...............................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................
ix
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................
xi
PENDAHULUAN
Latar Belakang ...............................................................................
Perumusan Masalah .......................................................................
Tujuan dan Manfaat ......................................................................
1
2
4
TINJAUAN PUSTAKA
Angin sebagai Pembangkit Gelombang ..........................................
Gelombang ....................................................................................
Transformasi Gelombang ...............................................................
Karakteristik Sedimen ....................................................................
Debit Sungai ..................................................................................
Arus di Dekat Pantai ......................................................................
Transpor Sedimen Pantai ...............................................................
Pasang Surut ..................................................................................
Muara yang Didominasi Gelombang Laut ......................................
Citra Satelit Penginderaan Jauh ......................................................
Kondisi Umum Perairan Muara Ajkwa ...........................................
6
6
7
9
13
13
15
17
18
18
19
METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi ..........................................................................
Alat dan Bahan ..............................................................................
Pengambilan Data Primer ...............................................................
Pasang surut ............................................................................
Arus ........................................................................................
Gelombang ..............................................................................
Sedimen ..................................................................................
Batimetri .................................................................................
Pengambilan Data Sekunder ...........................................................
Angin ......................................................................................
Sedimen Suspensi ...................................................................
Citra Satelit Landsat ................................................................
Analisis Data ..................................................................................
Arus .......................................................................................
Pasang surut ............................................................................
Bathimetri ...............................................................................
Sedimen ..................................................................................
Angin ......................................................................................
Peramalan Gelombang ...................................................................
Parameter Gelombang Pecah ..........................................................
21
21
23
22
22
23
23
23
24
24
24
24
24
24
24
25
26
26
27
31
Transformasi Gelombang ...............................................................
Arus Menyusur Pantai ....................................................................
Transpor Sedimen ..........................................................................
Analisis Budget Sedimen ...............................................................
Analisis Morfologi Spit dan Garis Pantai Berdasarkan Citra ..........
33
36
36
37
38
HASIL DAN PEMBAHASAN
Angin .............................................................................................
Profil Perairan Ajkwa .....................................................................
Arus ...............................................................................................
Pasang surut ...................................................................................
Karakteristik Gelombang ...............................................................
Gelombang Peramalan ............................................................
Gelombang Pengukuran .........................................................
Pola Transformasi Gelombang ................................................
Musim Barat .....................................................................
Musim Pancaroba I ...........................................................
Musim Timur ....................................................................
Musim Pancaroba II ..........................................................
Arus Menyusur Pantai dan Volume Transpor Sedimen
Menyusur Pantai ............................................................................
Sebaran Sedimen ...........................................................................
Analisis Budget Sedimen, Morfologi Spit di Muara dan Pantai .....
Analisis Dinamika Garis Pantai Berdasarkan Citra .........................
39
43
45
46
49
49
51
54
54
57
61
62
66
71
73
79
KESIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ........................................................................................
Saran ..............................................................................................
81
82
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................
83
LAMPIRAN ........................................................................................
87
vii
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Klasifikasi ukuran butir ...................................................................
10
2
Penilaian harga kepencengan atau skewness ....................................
12
3
Penilaian harga kurtosis ..................................................................
13
4
Laju endap untuk berbagai ukuran partikel sedimen ........................
17
5
Alat dan bahan yang digunakan .......................................................
21
6
Persamaan parameter gelombang amplitudo kecil (CHL 2002) ........
28
7
Frekwensi kejadian angin selama musim barat ................................
39
8
Frekwensi kejadian angin selama musim pancaroba I.......................
40
9
Frekwensi kejadian angin selama musim timur ...............................
41
10 Frekwensi kejadian angin selama musim pancaroba II ....................
42
11 Data kemiringan pantai pada kedalaman referensi 3 m ....................
44
12 Hasil analisa harmonik pasut perairan estuari Ajkwa .......................
47
13 Tunggang air pasang surut untuk tipe pasang surut diurnal pada
referensi MSL .................................................................................
48
14 Panjang fetch efektif di perairan muara Ajkwa ...............................
49
15 Hasil peramalan gelombang laut dalam (d= 40 m) berdasarkan
angin maksimum per musim (1993 ! 2007) dan Feff .........................
49
16 Perbandingan karakteristik gelombang signifikan peramalan
dan survey perairan Ajkwa .............................................................
53
17 Perubahan karakteristik gelombang musim barat pada tiap profil
dari baratdaya (231,40) ....................................................................
55
18 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba I pada tiap
profil dari barat (247,50)...................................................................
57
19 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba I pada tiap
profil dari barat daya (238,80) ..........................................................
58
20 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba I pada tiap
profil dari selatan (196,70)................................................................
59
21 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba I pada tiap
profil dari tenggara (1470) ................................................................
60
22 Perubahan karakteristik gelombang musim timur pada tiap profil
dari tenggara (133,00).......................................................................
62
23 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba II pada tiap
profil dari barat daya (235,9o ) .........................................................
63
viii
24 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba II pada tiap
profil dari selatan (202,1o)................................................................
64
25 Perubahan karakteristik gelombang musim pancaroba II pada tiap
profil dari tenggara (114,10) ............................................................
65
26 a) Nilai parameter gelombang pecah, kecepatan arus dan volume
transpor sedimen menyusur pantai pada profil 1 ! 3 ....................
69
b) Nilai parameter gelombang pecah, kecepatan arus dan volume
transpor sedimen menyusur pantai pada profil 4 ! 6 ....................
70
27 Bentuk butir sedimen tiap stasiun ....................................................
73
28 Hasil analisis budget sedimen berdasarkan transpor sedimen
menyusur pantai setiap sel pantai selama tahun 1993 ! 2007 ............
74
29
Pertambahan akresi perairan muara Ajkwa ......................................
76
30
Tabel 30 Perubahan sel pantai hasil perhitungan berdasarkan
budget sedimen dan analisis citra ....................................................
79
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Diagram alir penelitian ....................................................................
5
2
Diagram segitiga campuran lumpur, pasir, dan kerikil .....................
10
3
Peta lokasi penelitian .......................................................................
22
4
Peta Fetch Efektif perairan muara Ajkwa .......................................
29
5
Diagram alir koreksi kecepatan angin .............................................
30
6
Rasio koreksi angin pada ketinggian 10 m ......................................
30
7
Rasio durasi kecepatan angin (Ut) pada kecepatan 1 jam (U3600) .....
31
8
Perbandingan/rasio (RL) kecepatan angin di atas laut (UW)
dengan angin di darat (UL) ..............................................................
31
9
Skematik grid dalam STWave ........................................................
36
10
Windrose musim barat ....................................................................
39
11
Windrose musim pancaroba I ..........................................................
40
12
Windrose musim timur ...................................................................
41
13
Windrose musim pancaroba II ........................................................
42
14
Kondisi batimetri perairan Ajkwa ...................................................
44
15
Scatter plot arus di kedalaman 12 m perairan offshore Ajkwa .........
45
16
Grafik hubungan kecepatan arus dan elevasi pasut di perairan
offshore Ajkwa ...............................................................................
46
17
Grafik pasut perairan muara Ajkwa ................................................
48
18
Grafik gelombang hasil peramalan tanggal 25 – 29
September 2007 ..............................................................................
51
Grafik hubungan tinggi gelombang dan pasut di perairan
Offshore Ajkwa ...............................................................................
52
20
Hubungan gelombang peramalan dengan survey .............................
53
21
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
baratdaya (231,4o) ...........................................................................
56
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
barat (247,5o) ..................................................................................
58
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
barat daya (238,8o) ..........................................................................
59
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
selatan (196,7o) ...............................................................................
60
19
22
23
24
25
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
x
tenggara (147o) ...............................................................................
61
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
tenggara (133,0o) ............................................................................
62
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
barat daya (235,9o ) ..........................................................................
63
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
selatan (202,1o) ................................................................................
64
Kontur puncak gelombang maksimum dan arah penjalaran dari
tenggara (114,1o) .............................................................................
65
30
Garis pecah gelombang berdasarkan analisis citra ............................
66
31
Arah pergerakan arus dan transpor sedimen tiap musim per profil ...
67
32
a) Grafik kandungan sedimen tersuspensi di perairan muara Ajkwa..
71
b) Grafik total produksi tailing PT Freeport ......................................
72
33
Persentase sebaran ukuran butir ......................................................
72
34
Hasil analisis model budget sedimen berdasarkan transpor sedimen
menyusur pantai setiap sel pantai selama tahun 1993 – 2007 ..........
74
35
Kondisi pasang surut perekaman citra .............................................
76
36
Sebaran spasial lokasi pertambahan akresi di perairan
Ajkwa berdasarkan analisis citra satelit Landsat:
26
27
28
29
37
a) akresi tahun 1996 ........................................................................
77
b) akresi tahun 2003 ........................................................................
77
c) akresi tahun 2006 ........................................................................
77
Perubahan garis pantai antara tahun 1996, 2003 dan 2006 ................
80
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Analisis frekwensi kejadian angin maksimum selama 15 tahun .......
88
2
Data pasut lengkap pengamatan ......................................................
90
3
Konversi data angin ........................................................................
91
4
Hubungan antara faktor tegangan angin dan panjang fetch ..............
95
5
Hasil pengukuran gelombang perairan Ajkwa tanggal 25 – 29
September 2007 .............................................................................
96
Hasil analisis empiris parameter gelombang pecah perbulan
selama tahun 1993 – 2007 di pantai barat ........................................
98
Hasil analisis empiris parameter gelombang pecah perbulan
selama tahun 1993 – 2007 di pantai timur .......................................
103
Persentase sebaran butir sedimen tiap stasiun .................................
108
6
7
8
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Daerah muara merupakan daerah yang unik karena di kawasan ini terjadi
interaksi antara daratan dan lautan. Bentuk interaksi ini berupa inflow (masukan)
dari laut melalui dinamika air laut seperti arus, gelombang dan pasang surut dan
sebaliknya outflow (keluaran) berbagai material termasuk sedimen dari daratan
melalui sistem aliran sungai. Keterkaitan fenomena yang terjadi di daratan dan
lautan memberikan pengaruh yang cukup besar untuk daerah muara sungai dan
pantai sekitarnya (Pethick, 1989).
Pantai muara Ajkwa, merupakan bagian dari daerah hilir aliran sungai
Ajkwa yang mengalirkan material sedimen, baik secara alami maupun akibat
aktifitas manusia berupa limbah tailing. Pada saat sedimen tersuspensi dari tailing
masuk ke badan sungai dan mengalir ke muara, maka terjadi proses percampuran
dengan sedimen tersuspensi badan air laut. Dinamika perairan laut berpengaruh
dalam proses percampuran ini. Akresi yang terbentuk di daerah muara dan pantai
merupakan indikator yang menunjukkan dinamisnya interaksi antara sedimen dan
faktor!faktor hidrooseanografi. Gelombang besar yang terjadi pada daerah pantai
dapat menimbulkan transpor sedimen baik tegak lurus maupun sejajar pantai.
Volume transpor sedimen tergantung pada karakteristik gelombang dan
ketersediaan sedimen. Semakin besar gelombang dan semakin besar angkutan
sedimen, maka semakin banyak sedimen yang mengendap di pantai.
Muara Ajkwa merupakan sistem sungai yang langsung menghadap ke
perairan lepas, laut Arafuru. Dengan debit aliran yang besar, sungai Ajkwa
seharusnya mampu mengalirkan volume air dan sedimen dari daerah atas. Namun
berdasarkan kajian yang dilakukan oleh PT. Freeport Indonesia, material sedimen
yang terbawa aliran sungai tidak sepenuhnya mengalir ke laut lepas. Pengaruh
faktor hidrooseanografi terutama gelombang diduga lebih dominan dari faktor
lainnya. Hasil kajian melalui citra satelit menunjukkan, bahwa akresi pantai di
muara Ajkwa mengalami peningkatan yang signifikan dari tahun ke tahun (PTFI,
2006). Akresi ini berpengaruh terhadap morfologi pantai bahkan terhadap sistem
muara Ajkwa. Secara ekologis tingginya endapan akan berdampak terhadap
2
komponen!komponen lingkungan di daerah muara, bahkan lebih jauh lagi dapat
mencapai daerah di atasnya. Sangat diperlukan Kajian yang mendalam mengenai
interaksi sedimen dan faktor hidrooseanografi terutama gelombang untuk
menentukan penanggulangan dampak negatif terhadap lingkungan sekitar.
Perumusan Masalah
Pola hidrodinamika pantai disekitar muara bergantung pada bentuk,
karakteristik dan faktor dominan yang mempengaruhi morfologi muara itu sendiri.
Faktor!faktor tersebut adalah gelombang, debit sungai, dan pasang surut
(Yuwono, 1994; Triatmodjo, 1999). Ketiga faktor tersebut bekerja secara
simultan, namun biasanya salah satu dari ketiga faktor mempunyai pengaruh lebih
dominan dari yang lainnya.
Gelombang memberikan pengaruh lebih dominan pada muara kecil yang
berada di laut terbuka. Sebaliknya, muara yang besar di laut tenang akan
didominasi oleh debit sungai. Gelombang yang datang menuju pantai dapat
menimbulkan arus pantai yang berpengaruh terhadap proses dinamika di pantai.
Pola arus pantai disekitar muara ditentukan terutama oleh besarnya sudut yang
dibentuk antara gelombang datang dengan garis pantai. Dyer (1986) menyatakan
bahwa modifikasi bentuk pantai di sekitar muara merupakan fungsi dari pengaruh
arus sepanjang pantai yang menghasilkan morfologi spit di depan muara. Lebih
lanjut mengenai arus sepanjang pantai dapat ditimbulkan oleh gelombang pecah
dengan membentuk sudut terhadap garis pantai (Triatmodjo, 1999).
Gelombang yang merambat dari perairan dalam menuju ke perairan
dangkal akan mengalami perubahan perilaku gelombang (transformasi) dari sifat
dan parameter gelombang seperti proses refraksi, shoaling, refleksi maupun
difraksi akibat pengaruh karakteristik dan bentuk pantai. Pantai selalu
menyesuaikan bentuk profilnya sedemikian rupa, sehingga mampu mereduksi
energi gelombang yang datang.
Akumulasi sedimen di pantai dapat menyerap dan memantulkan atau
kombinasi dari keduanya secara bersama!sama terhadap energi yang berasal dari
gelombang. Apabila seluruh energi gelombang terserap maka pantai dalam
kondisi seimbang. Sebaliknya pantai dalam kondisi tidak seimbang apabila
3
muncul proses abrasi dan akresi yang selanjutnya menyebabkan perubahan garis
pantai. Proses keseimbangan pantai dimaksud dapat disebabkan oleh daya tahan
material penyusun pantai dilampaui oleh kekuatan eksternal yang ditimbulkan
oleh pengaruh hidrodinamika, maupun ada atau tidak gangguan terhadap
keseimbangan pasokan sedimen yang masuk ke arah pantai dan kemampuan
angkutan sedimen pada suatu bagian pantai.
Berdasarkan uraian di atas maka dalam penelitian ini akan dijawab:
1. Bagaimana pola transformasi gelombang dari perairan dalam menuju perairan
muara Ajkwa?
2. Bagaimana
pengaruh
gelombang
terhadap
arus
transpor
sedimen
sejajar/menyusur pantai di sepanjang pantai muara Ajkwa?
3. Bagaimana dinamika pantai yang terjadi berdasarkan budget sedimen dari
pengaruh gelombang melalui volume dan arah transpor sedimen menyusur
pantai dengan menggunakan metode Fluks Energi.
Pemahaman mengenai proses!proses di pantai yang mengendalikan
angkutan sedimen dan perubahan morfologi pantai memerlukan strategi.
Penelitian ini adalah bagian dari strategi tersebut, dimana dalam penelitian ini
mencoba menghubungkan dua teknik, yaitu model analitik dan model numerik.
Untuk menunjang kedua teknik ini, digunakan juga penginderaan jauh.
Model analitis hanya dapat menyelesaikan beberapa persamaan tertentu
saja sehingga sangat ideal digunakan untuk sistem dengan karakteristik linear.
Model numeris dapat menyelesaikan baik permasalahan linear maupun nonlinear.
Metode numeris dapat menyelesaikan perumusan kompleks dengan kemudahan
perhitungan.
Kecepatan arus menyusur pantai sekitar muara menggunakan metode
analitik yang dikembangkan oleh coastal engineering research center (CERC)
(1984) dan coastal hydraulic laboratory (CHL) (2002). Transpor sedimen
sepanjang pantai menggunakan metode Fluks Energi (CHL 2002) yang hanya
memperhitungkan pengaruh parameter gelombang pecah dan kemiringan pantai.
Pola transformasi gelombang diselesaikan dengan menggunakan model
STWave. Model ini berbasis pada persamaan mild slope, yang diselesaikan secara
4
numerik dengan menggambarkan transformasi lengkap dari gelombang amplitudo
kecil yang meliputi fenomena refraksi dan difraksi.
Tujuan dan Manfaat
Tujuan penelitian ini adalah menganalisis pola transformasi gelombang
perairan dalam menuju pantai di muara Ajkwa menggunakan model STWave,
menganalisis besar pengaruh gelombang terhadap transpor sedimen menyusur
pantai di sepanjang pantai muara Ajkwa, dan melihat dinamika pantai yang terjadi
berdasarkan budget sedimen secara spasial dari pengaruh gelombang melalui
volume dan arah transpor sedimen menyusur pantai dengan menggunakan metode
Fluks Energi. Selanjutnya hasil analisa ini bisa digunakan setidaknya sebagai
masukan dalam upaya pengelolaan dan pengembangan daerah pantai di muara
Sungai. Hasil keseluruhan dari penelitian ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan
masukan dalam menyusun strategi pengelolaan dan pemantauan lingkungan yang
terintegrasi di perairan muara Ajkwa.
Pendekatan
Model Analitik
Pasut
MSL
Batimetri
Koreksi
kedalaman
Data primer
Sedimen
Arus
Verifikasi
gelombang
Gelombang
Survey Lapangan
Tidak
Angin
P
E
N
E
L
I
T
I
A
N
Data sekunder
Gelombang
ramalan
Metode SMB
Citra Landsat
Sedimen
Budget
Peta RBI,
Batimetri
Ya
Arus
pantai
Transpor
sedimen
Grid model
Model
Gelombang
STWAVE
Pendekatan Model
Parameter
gelombang
(T, H, Arah)
Pendekatan
Model Numerik
: Batas Pendekatan Model Analitik Numerik
Gambar 1 Diagram alir penelitian
5
TINJAUAN PUSTAKA
Angin sebagai Pembangkit Gelombang
Angin merupakan massa udara yang bergerak (Lakitan, 2002). Angin
dapat bergerak secara horisontal maupun secara vertikal dengan kecepatan yang
bervariasi dan berfluktuasi secara dinamis. Faktor pendorong bergeraknya massa
udara adalah adanya perbedaan tekanan udara antara satu tempat dengan tempat
yang lain. Arah tiupan angin dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan
rendah, hal ini terjadi jika tidak ada gaya lain yang mempengaruhi. Adanya
perputaran bumi berpengaruh terhadap arah pergerakan angin ini yang dikenal
dengan pengaruh Coriolis (Coriolis Effect). 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 perairan, kekasaran dasar,
stabilitas atmosfer dan sebagainya (Yuwono, 1994).
Gelombang
Gelombang timbul akibat adanya gaya!gaya alam yang bekerja di laut
seperti tekanan atau tegangan dari atmosfir (angin), gempa bumi, gaya gravitasi
bumi dan benda!benda angkasa (bulan dan matahari), gaya coriolis (akibat rotasi
bumi), dan tegangan permukaan (Sorensen 1991; Komar 1998). Bascom (1959)
dalam Bird (1984) menambahkan bahwa gelombang adalah gerakan berombak
dari permukaan air yang dihasilkan oleh tiupan angin yang bergerak di atasnya.
Pergerakan gelombang yang mendekati pantai akan mengalami pembiasan
(reflection) dan akan memusat (convergence) jika mendekati semenanjung dan
mengalami penyebaran (divergence ) jika mendekati cekungan. (Triatmodjo,
1999; CERC, 1984; CHL, 2002). Keadaan gelombang sangat dipengaruhi oleh
7
keadaan topografi dari dasar laut, yaitu keadaan dasar, kelengkungan garis pantai
dan tonjolan dasar laut.
Ippen (1966); Triatmodjo (1999); CHL (2002), mengklasifikasikan
gelombang pada kedalaman relatif berdasarkan perbandingan antara kedalaman
air (d) dan panjang gelombang L (d/L) sebagai berikut :
1. Gelombang laut dangkal, jika
d / L ≤ 1/20
2. Gelombang laut transisi, jika
1/20 < d / L 256
Cobble
!6 s.d !8
64 – 256
Pebble
!2 s.d !6
4 – 64
Granule
!1 s.d !2
2–4
Very Coarse Sand
0 s.d !1
1–2
Coarse Sand
1 s.d 0
0.5 – 1
Medium Sand
2 s.d 1
0.25 – 1
Fine Sand
3 s.d 2
0.125 – 0.25
Very Fine Sand
4 s.d 3
0.062 – 0.125
Silt
8 s.d 4
0.0039 – 0.062
Clay
>8
< 0.0039
Sumber: Wentworth (1922) dalam Dyer (1986)
Kelas Ukuran Butir
Dalam distribusinya di perairan, berbagai jenis sedimen mengalami
percampuran seiring dinamika perairan, sehingga membutuhkan metode
penamaan yang mendeskripsikan percampuran ini. Penamaan sampel sedimen
tersebut menggunakan sistem grafik trianguler seperti pada gambar di bawah.
Gambar 2 Diagram segitiga campuran lumpur, pasir, dan kerikil. (Sumber :
Buchanan, 1984 dalam Holme dan Mc Intyre, 1984)
11
Krumbein (1934) dalam Dyer (1986) mengembangkan skala Wentworth
dengan menggunakan unit phi (φ). Hal ini dimaksudkan untuk mempermudah
pengklasifikasian jika suatu sampel sedimen mengandung partikel yang berukuran
kecil dalam jumlah yang besar. Skala phi didasarkan pada logaritma negatif
berbasis dua dengan bentuk konversi φ = − log 2 d , simbol d merupakan diameter
partikel dalam unit mm dan tanda negatif digunakan agar partikel dengan diameter
0,30
+0,30 ! +0,10
Menceng halus
Menceng simetris
+0,10 – !0,10
!0,10 – !0,30
Menceng kasar
< !0,30
Menceng sangat kasar
Sumber : Folk dan Ward dalam David (1977)
3. Kurtosis
Kurtosis ini dapat dihitung melalui grafik kurtosis serta menggambarkan
hubungan antara sortasi bagian tengah kurva dengan bagian bawah kurva.
13
Tabel 3 Penilaian harga kurtosis
Tingkat kurtosis
Harga kurtosis
< 0,67
Very platykurtic
Platykurtic
0,67 – 0,90
0,90 – 1,11
Mesokurtic
1,11 – 1,50
Leptokurtic
1,50 – 3,00
Very leptokurtic
> 3,00
Extremely lepto