Kondisi penampang muara Sungai Belawan Volume Upstream Volume sungai menuju laut Distribusi Gaussian dan Reverse Gaussian

4.2.1 Kondisi penampang muara Sungai Belawan

Dari hasil survei lapangan yang dilaksanakan pada tanggal 21 April 2010 diperoleh kondisi penampang muara Sungai Belawan tiap titik lokasi yang terlihat pada tabel 4.2 berikut ini. Tabel 4.2 Kondisi Penampang muara Sungai Belawan Jarak km Titik Kedalaman m Lebar Muara m Luas Penampang Cross Section m 2 18 A 1.9 27 51.3 16 B 2.7 100 270 14 C 3.5 150 525 12 D 4.0 195 780 10 E 5.6 220 1232 8 F 6.5 250 1625 6 G 8.0 300 2400 4 H 9.6 350 3360 2 I 10.7 437 4676 J 12.0 500 6000

4.2.2 Volume Upstream Volume sungai menuju laut

Perubahan volume air dari hulu ke hilir sungai yang di tinjau untuk tiap kedalaman per meter akibat pasang surut pada muara sungai menggunakan persamaan 2.31. • Titik A menuju titik B jarak 2000 m Lebar w pada titik A = 27 m Universitas Sumatera Utara • Titik B menuju titik C jarak 2000 m Lebar w pada titik B = 100 m Tabel 4.3 Hasil volume upstream dari sungai menuju mulut estuari Titik Lokasi A B C D E F G H I J Jarak dari mulut estuari km 18 16 14 12 10 8 6 4 2 Lebar Muara Sungai m 27.0 100 150 195 220 250 300 350 437 500 Kedalaman Muara Sungai m 1.9 2.7 3.5 4.0 5.6 6.5 8.0 9.6 10.7 12.0 Luas Penampang m 2 51 270 525 780 1,232 1,625 2,400 3,360 4,676 6,000 Volume Upstream m 3 x 10 6 0.05 0.25 0.55 0.94 1.38 1.88 2.48 3.18 4.06 5.06

4.2.3 Distribusi Gaussian dan Reverse Gaussian

Distribusi Gaussian dan reverse Gaussian berfungsi sebagai penyebaran parameter suhu temperature dan kadar garam salinity yang terjadi pada badan air dari mulut estuari menuju sungai. Rumus yang digunakan tedapat pada persamaan 2.34 adalah      − = 2 2 2 exp x x x C σ Dimana : x adalah jarak tiap titik lokasi km σ adalah suatu variasi dari parameter yang akan terjadi pada badan air. Universitas Sumatera Utara Tabel 4.4 Nilai variasi dari distribusi Gaussian σ x 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 -18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 -16 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.03 -14 0.00 0.00 0.00 0.01 0.02 0.04 0.07 -12 0.00 0.00 0.01 0.03 0.06 0.09 0.14 -10 0.00 0.02 0.04 0.08 0.14 0.19 0.25 -8 0.03 0.07 0.14 0.21 0.28 0.35 0.41 -6 0.14 0.23 0.32 0.41 0.49 0.55 0.61 -4 0.41 0.52 0.61 0.67 0.73 0.77 0.80 -2 0.80 0.85 0.88 0.91 0.92 0.94 0.95 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 2 0.80 0.85 0.88 0.91 0.92 0.94 0.95 4 0.41 0.52 0.61 0.67 0.73 0.77 0.80 6 0.14 0.23 0.32 0.41 0.49 0.55 0.61 8 0.03 0.07 0.14 0.21 0.28 0.35 0.41 10 0.00 0.02 0.04 0.08 0.14 0.19 0.25 12 0.00 0.00 0.01 0.03 0.06 0.09 0.14 14 0.00 0.00 0.00 0.01 0.02 0.04 0.07 16 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.03 18 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 Gambar 4.2 Grafik variasi dari distribusi Gaussian Nilai variasi ini dilakukan dengan cara coba-coba trial and error Universitas Sumatera Utara • Distribusi Gaussian titik J x = 0 • Distribusi Gaussian titik H x = 2km Distribusi Gaussian merupakan suatu metode yang digunakan sebagai penyebaran parameter yang terjadi sepanjang muara sungai, sedangkan reverse gaussian merupakan kebalikannya. penyebaran suhu yang terjadi pada badan air muara sungai dapat diperoleh dari persamaan 2.34 untuk kasus penyebaran suhu pada daerah tropis, dimana suhu laut lebih besar dari suhu sungai. Hasil survei lapangan diperoleh : Suhu laut T R : 31 °C Suhu Sungai T S : 28 °C • Penyebaran Suhu Titik J T titik J = 28 – 31 °C C titik J + 31 °C = 28 °C Universitas Sumatera Utara • Penyebaran suhu titik I T titik I = 28 – 31 °C C titik I + 31 °C = 28.23 °C Penyebaran parameter kadar garam yang terjadi pada Muara Sungai Belawan dengan menggunakan persamaan 2.38. dimana salinitas mulut muara S adalah 28 ‰ dengan menggunakan distribusi Gaussian dapat diperoleh penyebaran suhu tiap titik peninjauan adalah sebagai berikut : • Penyebaran salinitas titik J S titik J = 28 C titik J = 28 ppt • Penyebaran salinitas titik I S titik I = 28 C titik I = 25.86 ppt Tabel 4.5 Hasil penyebaran parameter badan air tiap titik lokasi Titik Lokasi A B C D E F G H I J Jarak dari sungai km 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Gaussian 0.00 0.01 0.02 0.06 0.14 0.28 0.49 0.73 0.92 1.00 Reverse Gaussian 1.00 0.92 0.73 0.49 0.28 0.14 0.06 0.02 0.01 0.00 Suhu ° C 31.00 30.98 30.94 30.83 30.59 30.16 29.53 28.82 28.23 28.00 Kadar Garam ppt 0.04 0.17 0.57 1.60 3.84 7.85 13.70 20.38 25.86 28.00 Universitas Sumatera Utara Perbandingan antara data hasil survey dengan model kadar dan suhu dapat dilihat pada grafik brikut ini. Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Parameter Badan air lapangan dengan Model 4.3 Kedudukan Pasut Estuari Belawan Spring – Neap Tide Universitas Sumatera Utara Untuk menghitung pasang surut yang terjadi akibat gaya tarik Matahari dan Bulan digunakan persamaan 2.12 dan 2.13 dan untuk mengetahui tinggi muka air total pengaruh pasut yang terjadi sehari – hari digunakan persamaan 2.14 yang merupakan sistem sinusoidal, dimana data – data yang diperlukan adalah sebagai berikut: - AS 2 = 0.4 m dari tabel 3.5 - AM 2 = 0.9 m dari tabel 3.5 - DT = 1.50 m - TS 2 = 12 jam priode pasut untuk semidiurnal pengaruh gaya gravitasi matahari terhadap bumi - TM 2 = 12.42 jam priode pasut untuk semidiurnal pengaruh gaya gravitasi bulan terhadap bumi - 2π sudut rotasi bumi = 2x180° = 360°. Pengaruh pasang dan surut pada suatu perairan terjadi perubahan tiap waktu yang dipengaruhi akibat rotasi benda-benda angkasa, maka: • Untuk waktu t = 0 jam - Pasut akibat gaya tarik akibat matahari S 2 hS 2 t = AS 2 sin 2πtTS 2 hS 2 = 0.4 sin 2180012 = 0 m - Pasut akibat gaya tarik akibat bulan M 2 hM 2 t = AM 2 sin 2πtTM 2 hM 2 0 = 0.9 sin 2180012.42 = 0 m - Total pasut total tide ht = hS 2 + hM 2 + DT = 0 + 0 + 1.5 = 1.5 m Universitas Sumatera Utara • Untuk waktu t = 1 jam - Pasut akibat gaya tarik akibat matahari S 2 hS 2 t = AS 2 sin 2πtTS 2 hS 2 1 = 0.4 sin 2180112 = 0.2 m - Pasut akibat gaya tarik akibat bulan M 2 hM 2 t = AM 2 sin 2πtTM 2 hM 2 1 = 0.9 sin 2180112.42 = 0.4 m - Total pasut total tide ht = hS 2 + hM 2 + DT = 0.2 + 0.4 + 1.5 = 2.1 m • Untuk waktu t = 2 jam - Pasut akibat gaya tarik akibat matahari S 2 hS 2 t = AS 2 sin 2πtTS 2 hS 2 2 = 0.4 sin 2180212 = 0.3 m - Pasut akibat gaya tarik akibat bulan M 2 hM 2 t = AM 2 sin 2πtTM 2 hM 2 2 = 0.9 sin 2180212.42 = 0.8 m - Total pasut total tide htotal = hS 2 + hM 2 + DT = 0.3 + 0.8 + 1.5 = 2.6 m • Untuk waktu t = 3 jam - Pasut akibat gaya tarik akibat matahari S 2 hS 2 t = AS 2 sin 2πtTS 2 hS 2 5 = 0.4 sin 2180312 = 0.4 m Universitas Sumatera Utara - Pasut akibat gaya tarik akibat bulan M 2 hM 2 t = AM 2 sin 2πtTM 2 hM 2 5 = 0.9 sin 2180312.42 = 0.9 m - Total pasut total tide htotal = hS 2 + hM 2 + DT = 0.4 + 0.9 + 1.5 = 2.8 m Untuk perhitungan tinggi muka air pasang dan surut yang terjadi di estuari akibat pengaruh gaya tarik Bulan lunar dan Matahari solar pada bulan april 2010 diperlihatkan pada tabel 4.3 berikut ini. Tabel 4.5 Pasang surut yang terjadi pada muara sungai Belawan Waktu jam S2 m M2 m Pasang Surut m Tanggal 1 0.0 0.0 1.51 1 0.2 0.4 2.14 2 0.3 0.8 2.61 3 0.4 0.9 2.80 4 0.3 0.8 2.66 5 0.2 0.5 2.22 6 0.0 0.1 1.60 7 -0.2 -0.4 0.95 8 -0.3 -0.7 0.45 9 -0.4 -0.9 0.21 10 -0.3 -0.8 0.31 11 -0.2 -0.6 0.71 12 0.0 -0.2 1.31 13 0.2 0.3 1.96 14 0.3 0.6 2.49 15 0.4 0.9 2.77 16 0.3 0.9 2.72 17 0.2 0.7 2.36 18 0.0 0.3 1.78 19 -0.2 -0.2 1.13 20 -0.3 -0.6 0.58 21 -0.4 -0.8 0.26 22 -0.3 -0.9 0.26 23 -0.2 -0.7 0.58 Waktu jam S2 m M2 m Pasang Surut m Tanggal 2 0.0 -0.4 1.13 25 0.2 0.1 1.77 26 0.3 0.5 2.34 27 0.4 0.8 2.70 28 0.3 0.9 2.75 29 0.2 0.8 2.47 30 0.0 0.5 1.96 31 -0.2 0.0 1.32 32 -0.3 -0.4 0.74 33 -0.4 -0.8 0.35 34 -0.3 -0.9 0.26 35 -0.2 -0.8 0.48 36 0.0 -0.5 0.96 37 0.2 -0.1 1.58 38 0.3 0.3 2.18 39 0.4 0.7 2.59 40 0.3 0.9 2.73 41 0.2 0.9 2.55 42 0.0 0.6 2.11 43 -0.2 0.2 1.51 44 -0.3 -0.2 0.92 45 -0.4 -0.6 0.47 46 -0.3 -0.9 0.29 47 -0.2 -0.9 0.42 Universitas Sumatera Utara Waktu jam S2 m M2 m Pasang Surut m Tanggal 4 0.0 -0.9 0.64 73 0.2 -0.6 1.07 74 0.3 -0.2 1.61 75 0.4 0.2 2.12 76 0.3 0.6 2.46 77 0.2 0.9 2.56 78 0.0 0.9 2.38 79 -0.2 0.7 1.99 80 -0.3 0.3 1.48 81 -0.4 -0.1 0.98 82 -0.3 -0.5 0.61 83 -0.2 -0.8 0.48 84 0.0 -0.9 0.60 85 0.2 -0.7 0.95 86 0.3 -0.4 1.43 87 0.4 0.0 1.93 88 0.3 0.5 2.31 89 0.2 0.8 2.48 90 0.0 0.9 2.40 91 -0.2 0.8 2.10 92 -0.3 0.5 1.65 93 -0.4 0.1 1.17 94 -0.3 -0.4 0.78 95 -0.2 -0.7 0.58 Waktu jam S2 m M2 m Pasang Surut m Tanggal 22 0.0 -0.1 1.43 529 0.2 -0.5 1.21 530 0.3 -0.8 1.05 531 0.4 -0.9 1.00 532 0.3 -0.8 1.07 533 0.2 -0.5 1.24 534 0.0 0.0 1.47 535 -0.2 0.4 1.71 536 -0.3 0.7 1.90 537 -0.4 0.9 2.00 538 -0.3 0.8 1.97 539 -0.2 0.5 1.84 540 0.0 0.1 1.62 541 0.2 -0.3 1.38 542 0.3 -0.7 1.16 543 0.4 -0.9 1.02 544 0.3 -0.9 0.99 545 0.2 -0.6 1.09 546 0.0 -0.2 1.28 547 -0.2 0.2 1.53 548 -0.3 0.6 1.78 549 -0.4 0.9 1.96 550 -0.3 0.9 2.03 551 -0.2 0.7 1.98 Waktu jam S2 m M2 m Pasang Surut m Tanggal 3 0.0 -0.7 0.82 49 0.2 -0.3 1.40 50 0.3 0.1 1.99 51 0.4 0.6 2.46 52 0.3 0.8 2.68 53 0.2 0.9 2.59 54 0.0 0.7 2.24 55 -0.2 0.4 1.69 56 -0.3 -0.1 1.10 57 -0.4 -0.5 0.62 58 -0.3 -0.8 0.37 59 -0.2 -0.9 0.40 60 0.0 -0.8 0.71 61 0.2 -0.5 1.22 62 0.3 0.0 1.80 63 0.4 0.4 2.30 64 0.3 0.7 2.58 65 0.2 0.9 2.60 66 0.0 0.8 2.33 67 -0.2 0.6 1.85 68 -0.3 0.1 1.29 69 -0.4 -0.3 0.79 70 -0.3 -0.7 0.47 71 -0.2 -0.9 0.42 Waktu jam S2 m M2 m Pasang Surut m Tanggal 21 0.0 -0.4 1.07 505 0.2 -0.8 0.94 506 0.3 -0.9 0.95 507 0.4 -0.8 1.09 508 0.3 -0.5 1.33 509 0.2 -0.1 1.60 510 0.0 0.3 1.85 511 -0.2 0.7 2.01 512 -0.3 0.9 2.04 513 -0.4 0.8 1.95 514 -0.3 0.6 1.75 515 -0.2 0.2 1.49 516 0.0 -0.3 1.24 517 0.2 -0.6 1.06 518 0.3 -0.9 0.98 519 0.4 -0.9 1.02 520 0.3 -0.7 1.18 521 0.2 -0.3 1.41 522 0.0 0.2 1.66 523 -0.2 0.6 1.87 524 -0.3 0.8 1.99 525 -0.4 0.9 1.99 526 -0.3 0.7 1.88 527 -0.2 0.4 1.68 Waktu jam S2 m M2 m Pasang Universitas Sumatera Utara Waktu jam S2 m M2 m Pasang Surut m Tanggal 24 0.0 0.6 2.13 577 0.2 0.2 1.94 578 0.3 -0.2 1.63 579 0.4 -0.6 1.29 580 0.3 -0.9 0.99 581 0.2 -0.9 0.82 582 0.0 -0.7 0.81 583 -0.2 -0.3 0.97 584 -0.3 0.1 1.27 585 -0.4 0.5 1.64 586 -0.3 0.8 1.97 587 -0.2 0.9 2.20 588 0.0 0.8 2.25 589 0.2 0.4 2.12 590 0.3 0.0 1.82 591 0.4 -0.5 1.44 592 0.3 -0.8 1.07 593 0.2 -0.9 0.80 594 0.0 -0.8 0.70 595 -0.2 -0.5 0.80 596 -0.3 -0.1 1.08 597 -0.4 0.4 1.47 598 -0.3 0.7 1.88 599 -0.2 0.9 2.19 Waktu jam S2 m M2 m Pasang Surut m Tanggal 26 0.0 0.9 2.40 625 0.2 0.8 2.51 626 0.3 0.5 2.36 627 0.4 0.1 2.00 628 0.3 -0.4 1.50 629 0.2 -0.7 0.99 630 0.0 -0.9 0.61 631 -0.2 -0.8 0.45 632 -0.3 -0.6 0.56 633 -0.4 -0.2 0.91 634 -0.3 0.3 1.41 635 -0.2 0.6 1.95 636 0.0 0.9 2.37 637 0.2 0.9 2.57 638 0.3 0.7 2.51 639 0.4 0.3 2.18 640 0.3 -0.2 1.68 641 0.2 -0.6 1.12 642 0.0 -0.8 0.66 643 -0.2 -0.9 0.41 644 -0.3 -0.7 0.43 645 -0.4 -0.4 0.73 646 -0.3 0.1 1.23 647 -0.2 0.5 1.80 Surut m Tanggal 23 0.0 0.3 1.81 553 0.2 -0.1 1.56 554 0.3 -0.6 1.29 555 0.4 -0.8 1.07 556 0.3 -0.9 0.95 557 0.2 -0.7 0.96 558 0.0 -0.4 1.10 559 -0.2 0.0 1.35 560 -0.3 0.5 1.63 561 -0.4 0.8 1.89 562 -0.3 0.9 2.05 563 -0.2 0.8 2.09 564 0.0 0.5 1.98 565 0.2 0.1 1.75 566 0.3 -0.4 1.45 567 0.4 -0.7 1.16 568 0.3 -0.9 0.95 569 0.2 -0.8 0.87 570 0.0 -0.6 0.94 571 -0.2 -0.1 1.15 572 -0.3 0.3 1.46 573 -0.4 0.7 1.78 574 -0.3 0.9 2.03 575 -0.2 0.9 2.16 Waktu jam S2 m M2 m Pasang Surut m Tanggal 25 0.0 0.8 2.34 601 0.2 0.6 2.28 602 0.3 0.2 2.01 603 0.4 -0.3 1.62 604 0.3 -0.7 1.19 605 0.2 -0.9 0.83 606 0.0 -0.9 0.63 607 -0.2 -0.6 0.65 608 -0.3 -0.3 0.89 609 -0.4 0.2 1.29 610 -0.3 0.6 1.75 611 -0.2 0.8 2.15 612 0.0 0.9 2.39 613 0.2 0.7 2.41 614 0.3 0.4 2.20 615 0.4 -0.1 1.80 616 0.3 -0.5 1.33 617 0.2 -0.8 0.89 618 0.0 -0.9 0.60 619 -0.2 -0.8 0.54 620 -0.3 -0.4 0.72 621 -0.4 0.0 1.10 622 -0.3 0.4 1.59 623 -0.2 0.8 2.06 Universitas Sumatera Utara Dari hasil kenaikan pasut diatas terlihat kedudukan pasut spring tide dan neap tide adalah: Adalah pasang tertinggi dan terendah pada saat kedudukan bulan dan matahari sejajar dengan bumi Spring Tide Adalah pasang tertinggi dan terendah pada saat kedudukan bulan dan matahari tegak lurus dengan bumi Neap Tide

4.4 Model Utama Fisik Estuari Belawan