Studi Karakteristik Fisik Muara Sungai Batang Natal Kabupaten Mandailing Natal

STUDI KARAKTERISTIK FISIK MUARA SUNGAI BATANG
NATAL KABUPATEN MANDAILING NATAL
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan
memenuhi syarat untuk menempuh Colloqium Doqtum/
Ujian Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh :

DIVA Y. U. RANGKUTI
07 0404 107

BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberi
karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas
Akhir ini. Shalawat dan salam kepada Rasullah Muhammad SAW yang telah
memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehinggga menjadi panutan
dalam menjalankan setiap aktifitas sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang
sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah
dalam menyelesaikan penulisan ini.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan
studi pada Program Studi Strata Satu (S1) Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:
“Studi Karakteristik Fisik Muara Sungai Batang Natal Kab. Mandailing
Natal”
Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak
terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu :
1.

Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia Tarigan, M.Sc selaku Dosen

Pembimbing, yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai,
masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam
membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Universitas Sumatera Utara

2.

Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.

3.

Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4.

Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc; Bapak Ivan Indrawan, ST, MT; dan Ibu Emma
Patricia Bangun, ST. M.Eng, selaku Dosen Pembanding, atas saran dan

masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.

5.

Bapak Muhammad Faisal, ST, MT, terimakasih atas bantuan dan diskusinya
selama pengerjaan Tugas Akhir ini.

6.

Ibu Kamsiah Tarigan, ST, Sp selaku Pejabat Pembuat Komitmen Perencanaan
dan Program Balai Wilayah Sungai Sumatera II yang telah membantu
memberikan data yang diperlukan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

7.

Bapak Syakbandi, SST selaku Kepala Urusan Teknik Perencanaan dan
Program Balai Wilayah Sungai II yang juga telah memberikan data dan
bantuannya dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

8.

Ibunda Almh. Hamidah, dan Ayahanda Ir.H. Darwin Yusuf Rangkuti, M.Si,
tercinta yang telah banyak berkorban, memberikan motivasi hidup, semangat
dan nasehat.

9.

Bou Hj. Syafridah Rangkuti dan Kakak Syauqiatul Afnani Rangkuti, ST, MT
tercinta yang telah banyak memberikan nasihat, motivasi dan semangat untuk
dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

10. Vivi Julianti yang selalu memberikan semangat, motivasi, dan dukungan
setiap saat untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Universitas Sumatera Utara

11. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
12. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini

kepada penulis.
13. Saudara-saudara “Killing Time”, Saki, Ghufran, Alfry, Akong, Dikin, Diki,
Tomo, Bagus, Iqbal, Citez, Alef, Dean, Dina, Putri, Tesa, Vina, Dita.
Terimakasih atas seluruh bantuannya untuk selama ini sehingga Tugas Akhir
ini dapat terselesaikan
14. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2007, Arul, Muna, Hafiz, Incen,
Arsyad, Sam, Riki, Agung, Zul, Kahfi, Jora, Yance, Arie Afrian, Didi
Susanto, Dhani,Juangga,Yusuf, Jay, Alfi, Adit, Andreas cs, Ramot, Dedy
Gultom, Dedy Juntak, Endra, Alfin serta teman-teman angkatan 2007 yang
tidak dapat disebutkan seluruhnya terimakasih atas semangat dan bantuannya
selama ini.
15. Teman-teman di JCI Medan, Bang Diki, Rey, Beni, Oki, Taufiq, Yoe, Rozi,
Afri, terimakasih atas semangat dan bantuannya selama ini.

16. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam
mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir
ini dapat diselesaikan dengan baik.
Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka
penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca

diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.

Universitas Sumatera Utara

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas
Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan,

Februari 2013
Penulis,

Diva Y.U. Rangkuti
07 0404 107

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Muara merupakan bagian pantai tempat bertemunya satu atau lebih sungai
yang mengalir ke daerah itu dengan aliran yang bebas menuju ke laut lepas.
Muara mempunyai nilai ekonomis yang penting karena dapat berfungsi sebagai

alur penghubung antara laut dan daerah yang cukup dalam di daratan. Dengan
demikian keberadaan muara akan mempercepat perkembangan daerah yang ada di
sekitarnya karena memungkinkan dibukanya pelabuhan-pelabuhan di daerah
tersebut. Atas dasar tersebut, pentingnya pengetahuan lebih lanjut tentang muara
akan dapat membantu perkembangan bagi muara itu sendiri, salah satunya dengan
cara studi karakteristik fisik muara yang mencakup pemodelan matematis pada
muara tersebut.
Dalam melakukan studi ini dilakukan pengumpulan data primer dan data
sekunder. Data primer mencakup tingkat kadar garam yang ada pada muara
Sungai Batang Natal. Data sekunder merupakan data yang diambil dari Balai
Wilayah Sungai Sumatera II. Data sekunder mencakup, data bathimetri muara,
pasang surut, serta arus pada Muara Sungai Batang Natal. Pemodelan matematis
muara dilakukan dengan menggunakan program Microsoft Excel yang meliputi
pemodelan bathimetri, pemodelan pasang surut, pemodelan arus dan salinitas.
Pemodelan dilakukan berdasarkan persamaan-persamaan terdahulu yang
mengandung parameter-parameter empiris. Parameter-parameter empiris ini
ditentukan dengan menggunakan data-data lapangan. Pemodelan bathimetri
dilakukan dengan menggunakan persamaan Wright et al dimana kedalaman dan
lebar muara yang akan di modelkan. Untuk pemodelan pasang surut yang dihitung
adalah komponen-komponen utama pasang surut dan fluktuasi muka air. Pada

pemodelan kecepatan arus yang dihitung adalalah jumlah air yang mengalir,
pertambahan kedalaman air tiap titik pengamatan. Sedangkan pada pemodelan
salinitas yang digunakan adalah persamaan Gauss sehingga dapat dibandingkan
salinitasnya. Pemodelan matematis muara akan lebih terlihat pengaruhnya
terhadap muara-muara dengan skala yang besar sehingga pengamatan-pengamatan
terhadap karakteristik pada muara dapat lebih terlihat.
Dari hasil pemodelan, pada pemodelan bathimetri, terdapat selisih yang
cukup jauh dengan kondisi di lapangan baik dalam lebar muara serta
kedalamannya dengan perbedaan yang paling besar terdapat pada titik P25 dan
P31 untuk bagian lebar dengan perbedaan sejauh 21 m, sedangkan pada
kedalaman perbedaan yang paling besar terdapat pada titik P39 dengan selisih 3
m. Pada pasang surut dapat dilihat bahwa pengaruh pasang surut masih cukup
besar sepanjang 2 kilometer titik tinjau. Pada pemodelan arus dapat dilihat
semakin ke hulu kecepatan arus akan semakin kecil karena adanya arus
berlawanan yang berasal dari arah hulu.
Kata Kunci : Muara, Pemodelan Matematis, Bathimetri, Pasang Surut, Arus,
Salinitas

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Kata Pengantar ......................................................................................................i
Abstrak....................................................................................................................v
Daftar Isi................................................................................................................vi
Daftar Gambar......................................................................................................ix
Daftar Tabel...........................................................................................................xi
Daftar Notasi........................................................................................................xii
Daftar Lampiran.................................................................................................xiv

BAB I .................................................................................................................. 1
1.1

LATAR BELAKANG ............................................................................ 1

1.2

PERUMUSAN MASALAH ................................................................... 3

1.3

MASALAH dan PEMBATASANNYA .................................................. 3

1.4

MAKSUD dan TUJUAN........................................................................ 4

1.5

MANFAAT PENELITIAN .................................................................... 4

1.6

SISTEMATIKA PENULISAN ............................................................... 5

BAB II ................................................................................................................. 7
2.1

MUARA ................................................................................................ 7

2.2

TIPE MUARA ..................................................................................... 10

2.2.1
2.3

Tipe Muara Berdasarkan Bentuk Morfologi....................................10

PEMODELAN MUARA BATANG NATAL....................................... 14

2.3.1

Pemodelan Bathimetri................................................................... 14

Universitas Sumatera Utara

2.3.1.1 Penentuan Bathimetri.................................................................. 14
2.3.1.2 Formula Wright et.al Sebagai Fungsi Lebar dan Kedalaman ....... 16
2.3.2

Pemodelan Pasang Surut (Tides) ................................................... 18

2.3.2.1 Pembangkitan Pasang Surut ........................................................ 19
2.3.2.2

Teori Pasang Surut................................................................. 20

2.3.2.3

Komponen Pasang Surut ........................................................ 23

2.3.2.4

Tipe-Tipe Pasang Surut ......................................................... 25

2.3.3

Pemodelan Arus............................................................................ 26

2.3.4

Pemodelan Salinitas ...................................................................... 30

BAB III ........................................................................................................................ 37

3.1

TEMPAT dan WAKTU ....................................................................... 37

3.1.1

Kondisi Lokasi Studi .................................................................... 37

3.1.2

Kondisi Muara Batang Natal.......................................................... 39

3.2

BAHAN dan ALAT ............................................................................. 40

3.3

RANCANGAN PENELITIAN ............................................................. 41

3.4

PELAKSANAAN PENELITIAN ......................................................... 41

3.5

VARIABEL yang DIAMATI ............................................................... 46

3.5.1

Pemodelan Bathimetri................................................................... 46

3.5.2

Pemodelan Pasang Surut ............................................................... 46

3.5.3

Pemodelan Arus............................................................................ 47

3.5.4

Pemodelan Salinitas ...................................................................... 47

BAB IV ............................................................................................................. 48
4.1

PENYAJIAN DATA ............................................................................ 48

4.1.1

Data Primer .................................................................................. 48

Universitas Sumatera Utara

4.1.2
4.2

Data Sekunder .............................................................................. 49

ANALISA MUARA SUNGAI BATANG NATAL .............................. 51

4.2.1

Pemodelan Bathymetri.................................................................. 58

4.2.2

Pemodelan Pasang Surut ............................................................... 68

4.2.3

Pemodelan Aliran (currents) ......................................................... 79

4.2.4

Pemodelan Salinitas ...................................................................... 86

4.3

HASIL PEMODELAN ANALISA MUARA SUNGAI BATANG
NATAL................................................................................................ 87

BAB V............................................................................................................. 105
5.1

Kesimpulan ........................................................................................ 105

5.2

Saran .................................................................................................. 106

DAFTAR GAMBAR

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2. 1 Penempatan Gpsmap Sounder Dan Perlengkapannya Di Perahu..................... 14
Gambar 2. 2 Tipe Pasang Surut .......................................................................................... 24
Gambar 2. 3 Pengukuran Arus ........................................................................................... 28
Gambar 3. 1 Lokasi Penelitian...............................................................................................
35

Gambar 3. 2 Sketsa Lokasi Penelitian di Muara Batang Natal, Madina............................... 37
Gambar 3. 3 Contoh alat salinometer ................................................................................. 39
Gambar 3. 4 Diagram Alir Penelitian ................................................................................. 40
Gambar 3. 5. Contoh hasil akhir pemodelan bathimetri pada Sungai Deli
menggunakan program Microsoft Excel ............................................................................. 41
Gambar 3. 6 Contoh penggambaran kondisi eksisting Sungai Deli menggunakan
Microsoft Excel ................................................................................................................. 42
Gambar 3. 7 Contoh hasil akhir pemodelan Sungai Deli menggunakan Microsoft
Excel ................................................................................................................................. 42
Gambar 3. 8 Contoh pemodelan aliran pada Sungai Deli .................................................... 43
Gambar 3. 9 Contoh grafik hasil pemodelan salinitas dengan menggunakan
persamaan Gauss pada Microsoft Excel ............................................................................. 44
Gambar 4. 1 Tahapan Awal Pekerjaan Perhitungan Pemodelan .......................................... 57
Gambar 4. 2 Hasil Keseluruhan Pemodelan Kondisi Eksisting Muara Sungai
Batang Natal ...................................................................................................................... 58
Gambar 4. 3 Pemodelan Lebar Muara Sungai Batang Natal dengan Rumus Wright
et.al. ................................................................................................................................... 60
Gambar 4. 4 Pemodelan Kedalaman Muara dengan Rumus Wright et.al ............................ 61
Gambar 4. 5 Hasil Akhir Pemodelan Bathymetri Muara Sungai Batang Natal .................... 62
Gambar 4. 6 Grafik Hasil Pemodelan Bathymetri Muara Sungai Batang Natal ................... 63
Gambar 4. 7 Grafik Perbandingan Bathymetri antara Pemodelan dengan Keadaan
Eksisting pada Kawasan Muara Sungai Batang Natal ......................................................... 64
Gambar 4. 8 Komponen Pasut Pada Kawasan Muara Sungai Batang Natal........................ 67
Gambar 4. 9 Komponen spring neaps di Muara Sungai Batang Natal selama 14
hari .................................................................................................................................... 70

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4. 10 Hasil perhitungan perubahan kedalaman air akibat spring-neaps
yang telah di plot ke dalam grafik ...................................................................................... 73
Gambar 4. 11 Hasil perhitungan perubahan kedalaman air pada pemodelan muara
yang telah diplot kedalam grafik ........................................................................................ 74
Gambar 4. 12 Hasil dari pemodelan perubahan volume air dari hulu muara........................ 77
Gambar 4. 13 Perhitungan Arus Pada Kondisi Eksisting .................................................... 80
Gambar 4. 14 Perhitungan Arus Pada Kondisi Yang Telah Dimodelkan............................. 80
Gambar 4. 15 Gambar Grafik dan Tabel Bathimetri Muara Sungai Batang Natal ............... 83
Gambar 4. 16 Grafik dan Tabel Pemodelan Bathimetri Muara Sungai Batang
Natal beserta Perbandingannya .......................................................................................... 84
Gambar 4. 17 Gambar Grafik Pasang Surut beserta Komponen-Komponen Pasang
Surut Muara Sungai Batang Natal ...................................................................................... 85
Gambar 4. 18 Gambar Grafik Pemodelan Pasang Surut beserta KomponenKomponen Pasang Surut Muara Sungai Batang Natal ........................................................ 86
Gambar 4. 19 Gambar Grafik dan Tabel Kecepatan Arus Muara Sungai Batang
Natal .................................................................................................................................. 87
Gambar 4. 20 Gambar Grafik dan Tabel Pemodelan Kecepatan Arus Muara
Sungai Batang Natal .......................................................................................................... 88
Gambar 4. 21 Grafik spring-neaps Muara Sungai Batang Natal ......................................... 98

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Delapan Komponen Utama Pasang Surut ................................................... 22
Tabel 2. 2 Salinitas Air Berdasarkan Garam Terlarut .................................................. 29
Tabel 4. 1 Data Salinitas Muara Sungai Batang Natal ................................................. 46
Tabel 4. 2 Data Topografi Muara Batang Natal ........................................................... 47
Tabel 4. 3 Data Pasang Surut Muara Sungai Batang Natal .......................................... 48
Tabel 4. 4. Hasil Perhitungan Lebar Muara dengan Metode Trial and Error
Untuk Mencari Nilai Koefisien Lebar (a) .................................................................... 50
Tabel 4. 5 Hasil Perhitungan Kedalaman Muara dengan Metode Trial and
Error Untuk Mencari Nilai Koefisien Kedalaman Muara (b)....................................... 53
Tabel 4. 6 Perhitungan Lebar Muara Sungai Batang Natal .......................................... 64
Tabel 4. 7 Perhitungan Kedalaman Muara Sungai Batang Natal .................................. 65
Tabel 4. 8 Perhitungan Komponen Pasut Pada Muara Sungai Batang Natal................. 68
Tabel 4. 9 Hasil Perhitungan Salinitas dengan Menggunakan Persamaan
Gauss .......................................................................................................................... 81
Tabel 4. 10 Perhitungan spring-neaps selama 14 hari .................................................. 89

DAFTAR LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

1. Peta Topografi Muara Sungai Batang Natal
2. Dokumentasi
3. Data Pasang Surut Daerah Pengamatan Sibolga

Universitas Sumatera Utara