Penentuan Kedalaman dan Lebar

4.6 Penentuan Kedalaman dan Lebar

pemodelan kedalaman, lebar, dan luas penampang yang menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2 yang diberikan oleh wright dkk, 1973, karena wright dkk tidak memberikan koefisien kedalaman estuari b dan koefisien lebar estuari a, maka koefisien tersebut dapat dicari dengan menggunakan pendekatan regresi dengan bantuan Program Matlab. Dalam bantuan program Matlab ini persamaan yang digunakan harus dilinearkan agar bisa di input kedalam program ini. Persamaan lebar estuari yang dilinerkan untuk mendapatkan koefisien lebar estuary a, sehingga : Persamaan kedalaman estuari yang dilinierkan untuk mendapatkan koefisien Kedalaman estuari b sehingga : L x W W a W W L x a L x a W W e W W e W W n x x n x L x a x L x a x ~ ~ ~ ~ ~ ~ ln ln ln − = − = − = + = = − − L x D D a D D L x b L x b D D e D D e D D n x x n x L x b x L x b x ~ ~ ~ ~ ~ ~ ln ln ln − = − = − = + = = − − Universitas Sumatera Utara Urutan langkah – langkah yang harus dikerjakan dalam program Matlab ini adalah : Masukkan input data lebar estuari pada mulut muara dari kondisi lapangan Masukkan input data lebar estuari tiap titik peninajauan dari data lapangan Masukkan input data jarak tiap titik peninjauan. Data tersebut diselesaikan dengan bantuan program Matlab merubah persamaan menjadi persamaan linear Persamaan tersebut kemudian diselesaikan secara secara matriks untuk sehingga didapat koefisien lebar estuari a dan koefisien kedalaman estuari b Tabel 4.17 Kode pemerograman Matlab untuk koefisien lebar estuari a clc, clear Data Lebar Estuari Belawan Wo=[500] Lebar mulut muara esturi Wn=[500 437 350 300 250 220 195 150 100 27] Kedalaman profil X =[0:2000:18000] L =18000 Mencari Koefisien Lebar Muara Sungai Belawan dari Persamaan Wright dkk 1973: Wn=Woe.-axL Persamaan lebar estuari logWn=logWo-aXL Persamaan diatas di linearkan Jika [logWo-logWn]=q Jika [XnL]=x, maka persamaan matriks tersebut menjadi: xa=w Dimana w=[log500-log500;log500-log437;log500-log350;log500- log300;log500-log250;log500-log220;log500- log195;log500-log150;log500-log100;log500-log27] x=[0;0.1111;0.2222;0.3333;0.4444;0.5555;0.6666;0.7777;0.8888;1] q=w Maka diperoleh: a=w\x Universitas Sumatera Utara Tabel 4.18 Kode pemerograman Matlab untuk koefisien kedalaman estuari b clc, clear Data Kedalaman Estuari Belawan Do=[12] Lebar mulut muara esturi Dn=[12 10.70 9.6 8.0 6.50 5.60 4.0 3.5 2.7 1.9] Kedalaman estuari tiap titik peninjauan X =[0:2:18] L =18 Mencari Koefisien Kedalaman Estuari b Belawan dari Persamaan Wright dkk 1973: Dn=Doe.-bxL Persamaan Kedalaman estuari logDn=logDo-bXL Persamaan diatas di linearkan Jika [logDo-logDn]=q Jika [XnL]=x, maka persamaan matriks tersebut menjadi: xa=w Dimana w=[log12-log12;log12-log10.70;log12-log9.60;log12- log8.00;log12-log6.50;log12-log5.60;log12- log4.0;log12-log3.5;log12-log2.7;log12-log1.9] x=[0;0.1111;0.2222;0.3333;0.4444;0.5555;0.6666;0.7777;0.8888;1] Maka diperoleh: b=w\x Dari persamaan regresi diatas dapat diperoleh nilai koefisien lebar estuari a dan koefisien kedalaman estuari b yaitu: a = 0.4626 b = 0.6036 Setelah diperoleh nilai koefisien lebar dan kedalaman estuari dan dibandingkan dengan data hasil survei lapangan, pemodelan ini dibantu dengan program Microsoft office excel dengan mensimulasikan persamaan 2.1 dan 2.2  Perhitungan pemodelan kedalaman estuari Belawan adalah - Titik A m D e D B B 6 . 6 12 18 18 6036 . = = − Universitas Sumatera Utara - Titik B m D e D B B . 7 12 18 16 6036 . = = − - Titik C m D e D C C 5 . 7 12 18 14 6036 . = = − Hasil perhitungan pemodelan kedalaman untuk titik – titik berikutnya dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut ini. Tabel 4.19 Pebandingan antara kedalaman pemodelan dan kedalaman lapangan estuari Belawan A B C D E F G H I J 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Pemodelan Kedalaman Estuari m 6.6 7.0 7.5 8.0 8.6 9.2 9.8 10.5 11.2 12.0 Kedalaman Estuari Lapangan m 1.9 2.7 3.5 4.0 5.6 6.5 8.0 9.6 10.7 12.0 Perbandingan kedalaman model estuari dengan data kedalaman survei Gambar 4.18 Grafik Perbandingan Kedalaman Lapangan dan Kedalaman Pemodelan Muara Sungai Belawan Universitas Sumatera Utara  Perhitungan pemodelan lebar estuari Belawan adalah - Titik A m W e W A A 8 . 315 500 18 18 4626 . = = − - Titik B m W e W B B 3 . 332 500 18 16 4626 . = = − - Titik C m W e W C C 8 . 349 500 18 14 4626 . = = − Hasil perhitungan pemodelan Lebar untuk titik – titik berikutnya dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut ini. Tabel 4.20 Pebandingan antara lebar pemodelan dan lebar lapangan estuari Belawan A B C D E F G H I J 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Pemodelan Lebar Estuari m 315.8 332.3 349.8 368.1 387.4 407.6 429.0 451.5 475.1 500.0 Lebar Estuari Lapangan m 27.0 100.0 150.0 195.0 220.0 250.0 300.0 350.0 437.0 500.0 Gambar 4.19 Grafik Perbandingan Lebar Lapangan dan Lebar Pemodelan Muara Universitas Sumatera Utara Sungai Belawan  Perhitungan luas penampang cross section dari pemodelan estuari Belawan adalah - Titik A 2 8 . 2080 6 . 6 8 . 315 m A x A A A = = - Titik B 2 6 . 2340 . 7 8 . 332 m A x A B B = =  Perhitungan luas penampang cross section dari data lapangan estuari Belawan adalah - Titik A 2 3 . 51 27 9 . 1 m A x A B B = = - Titik B 2 270 100 7 . 2 m A x A B B = = Hasil perhitungan pemodelan Lebar untuk titik – titik berikutnya dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut ini. Tabel 4.21 Pebandingan antara luas penampang pemodelan dan luas penampang lapangan estuari Belawan A B C D E F G H I J 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Luas Penampang Pemodelan m 2 2,080.8 2,340.6 2,632.9 2,961.7 3,331.5 3,747.5 4,215.5 4,741.8 5,334.0 6,000.0 Universitas Sumatera Utara Luas Penampang Lapangan m 2 51.3 270.0 525.0 780.0 1,232.0 1,625.0 2,400.0 3,360.0 4,675.9 6,000.0 Gambar 4.20 Grafik Perbandingan Lebar Lapangan dan Lebar Pemodelan Muara Sungai Belawan Hasil pemodelan yang menggunakan data kedalaman dan lebar dari persamaan yang diberikan oleh wright dkk di tunjukkan dengan gambar hasil MS. Office Excel sebagai berikut. Universitas Sumatera Utara Gambar 4.21 Kondisi batimetri estuari Belawan dengan MS. Office Excel kedalaman dan lebar menggunakan persamaan Wright dkk Universitas Sumatera Utara Dari hasil perbandingan antara data lapangan dengan penentuan dan lebar dengan menggunakan persamaan yang diberikan oleh wright dkk, terlihat terjadi peningkatan zat padat tersuspensi pada mulut estuari yang berpotensi pendangkalan dan menyebabkan kekeruhan pada estuari tersebut. Hal ini menunjukkan semakin meningkatnya kedalaman dan lebar dari suatu estuari tidak menjamin berkurangnya kandungan zat padat tersuspensi pada mulut estuari. Pemodelan fisik estuari yang terjadi tiap jam akibat pasut dari kondisi tersebut dapat dilihat pada gambar 4.22 pada titik lokasi I dimana kecepatan arus maksimum yang terjadi berkisar 0.235 mdet pada saat pasang dan 0.239 mdet pada saat surut, dari arus maksimum yang diperoleh memenuhi syarat untuk kapal berlabuh karena 1 mdet. Tapi untuk zat padat tersuspensi maksimum dari fisik yang dimodelkan berkisar 101,54 mgl, hal ini melebihi batas yang oleh mentri lingkungan yaitu 80 mgl untuk keperluan perikanan dan 23 mgl untuk penyelaman dan parawisata. Universitas Sumatera Utara Gambar 4.22 Hasil Pemodelan fisik estuari dengan Ms – Office Excel pada Titik Lokasi I Universitas Sumatera Utara Tabel 4.22 Perbandingan arus pasut dari penampang lapangan dengan Wrightdkk Waktu jam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Arus mdet 0.230 0.171 0.066 -0.055 -0.163 -0.230 -0.239 -0.187 -0.089 0.032 0.144 0.218 0.235 0.192 Arus mdet 0.150 0.111 0.042 -0.038 -0.109 -0.153 -0.159 -0.125 -0.060 0.020 0.093 0.142 0.154 0.125 Gambar 4.23 Grafik perbandingan arus pasut dari penampang lapangan dengan penampang menurut Wright dkk Tabel 4.23 Perbandingan TSS dari penampang lapangan dengan penampang dari persamaan Wright dkk Waktu jam 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TSS Conc mgdm 3 86.27 89.50 96.14 99.96 97.37 90.81 86.43 88.35 94.77 99.65 98.42 92.22 86.88 TSS Conc mgdm 3 101.54 101.18 100.43 100.00 100.29 101.03 101.52 101.31 100.59 100.04 100.18 100.87 101.47 Gambar 4.24 Grafik perbandingan perubahan TSS akibat pasut dari penampang lapangan dengan penampang menurut Wright dkk Dari kondisi muara sungai Belawan saat ini sudah cukup memadai, hal ini terlihat dari kandungan zat padat tersuspensi yang terkandung pada badan air dari penampang lapangan lebih kecil dari penampang menggunakan persaaman Wright dkk, Universitas Sumatera Utara namun perlu dilakukan perawatan pada penampang muara sungai agar dapat meminimalisir TSS pada badan air yang dapat menyebabkan pengkalan pada mulut muara Sungai Belawan dengan cara memproteksi dinding penampang ataupun memelihara hutan mangrove disekitar spadan muara Sungai Belawan.

4.7 Perhitungan Debit Banjir