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