1047 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2013 MODEL
advertisement
1047 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2013 MODEL ARUS TELUK HURUN, PROVINSI LAMPUNG Rezki Antoni Suhaimi, Muhammad Chaidir Undu, dan Makmur Balai Penelitian dan Pengembangan Budidaya Air Payau Jl. Makmur Dg. Sitakka No. 129, Maros 90512, Sulawesi Selatan E-mail: [email protected] ABSTRAK Model dapat digunakan untuk menggambarkan kondisi dinamika perairan secara spasial dan temporal, karena model merupakan suatu prototipe atau peniruan dari keadaan alam yang sebenarnya. Salah satu software untuk mensimulasi suatu model adalah software SMS (Surface-water Modeling System) yang digunakan untuk memodelkan arus, pasang surut (pasut), gelombang pada permukaan.Daerah yang dijadikan lokasi kajian adalah Perairan Teluk Hurun, Provinsi Lampung. Data kedalamanlokasi penelitian diukur sebanyak 77 titik,dan kemudian diinterpolasi dengan menggunakan ARCGIS 9.3. Data pasut diperolehdari data peramalan pasut Dishidros TNI AL. Data kedalamandan pasut kemudian menjadiinput model pada ADCIRC-SMS 8.1. Hasil analisa menunjukkan bahwa Teluk Hurun termasuk kedalam teluk yang dangkal yang mempunyai tipe pasut campuran cenderung berganda. Dari hasil model menggambarkan bahwa masa air akan bergerak menuju teluk ketika kondisi pasang dan sebaliknya akan bergerak ke luar teluk pada saat kondisi surut. Hasil model arus memperlihatkan bahwa nilai arus yang didapat berada pada kisaran 0.001 m/s sampai 0.072 m/s. KATA KUNCI: arus, Model, SMS 8.1, Teluk Harun, Lampung PENDAHULUAN Area laut di kawasanpesisir merupakan parameteryang sangat dinamis dan cepat mengalami perubahan. Arus, gelombang dan pasang surut(pasut) merupakan beberapa parameterperairan yang dapat memberikan pengaruh terhadap perubahan wilayah pesisir dan laut. Pergerakan arus mengakibatkan terjadinya transpot sedimen yang berpengaruh pada terbentuknya pendangkalan di suatu daerah pantai. Gelombang yang sampai di pantai akan pecah dan melepaskan energi dapat mengikis batuan dasar pantai, mengaduk material sedimen dan menyebarkan material sedimen sepanjang pantai (Knauss,1979). Pasut yang terjadi di perairan dekat pantai menimbulkanarus yang bergerak bolak balik menuju pantai dan sebaliknya, yang akhirnya dapat menggerakkan partikel sedimen di sekitar pantai. Arus yang kuat akan memperluas sebaran sedimen tersuspensi dan unsur hara (Lihan et al., 2008). Penelitian mengenai pemodelan arus air laut di Indonesia telah banyak dilaporkan, sebagai contoh, pemodelan arus di perairan Teluk Lampung (Koropitan et al. 2006). Namun demikian, penelitian yang dilaksanakan oleh Koropitan et al. mencakup perairan yang sangat luas sehingga hasilnya tidak detail untuk melihat kondisi perairan di Teluk Lampung. Teluk Hurun yang terletak di ProvinsiLampung,merupakan lokasi kegiatan budidaya perikanan meliputi budidaya ikan dalam keramba jaring apung, kerang mutiara, tambak udang intensif serta hatcheri.Pola pergerakan arus berperan penting dalam penyebaran limbah yang dilepaskan oleh kegiatan budidaya tersebut.Arus sangat mempengaruhi pergerakan air, sehingga nutrien ataupun polutan dapat berpindah mengikuti pola pergerakan arus. Arus yang terlalu kuat dapat menyebabkan rusaknya instalasi budidaya, sehingga tidak akan didapat hasil yang maksimal dalam kegiatan budidaya (Suhaimi, 2012). Model dapat digunakan untuk menggambarkan kondisi dinamika perairan secara spasial dan temporal karena model merupakan suatu prototipe atau peniruan dari keadaan alam yang sebenarnya. Model simulasi merupakan alternatif menarik yang dapat digunakan untuk mengungkapkan prosesproses yang sulit diukur (Droogers et al., 2000). Model merupakan bentuk pemisalan, persamaanpersamaan, dan cara-cara untuk melukiskan suatu sistem (Linsley et al., 1986). Model simulasi umumnya berupa rumus-rumus matematika untuk menirukan proses yang terjadi di alam yang Model arus Teluk Hurun, Provinsi Lampung ... (Rezki Antoni Suhaimi) 1048 didasarkan pada asumsi-asumsi. Tingkat kemiripan rumus tersebut ditentukan oleh tingkat kebenaran dalam mengambil anggapan/asumsi dari proses alam yang terjadi di alam. Salah satu software yang dapat digunakan untuk memodelkan arus, pasut, gelombang pada permukaan adalah SMS (Surface-water Modeling System). SMS adalah piranti yang komprehensif untuk satu, dua maupun tiga dimensi pemodelan hidrodinamika. SMS mempergunakan model matematik hidrodinamika sebagai basis pemrogramannya. Model matematik hidrodinamika merupakan simulasi numerik suatu aliran yang didasarkan pada formulasi persamaan-persamaan matematis yang menggambarkan prinsip hidrodinamika, atau yang menggambarkan fenomena fisik aliran dan penyelesaian persamaan-persamaan tersebut secara numerik. Penelitian ini bertujuan untuk membuat dan menganalisis model kecepatan arus dan tipe pasut di Teluk Harun, Lampung. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan data dan informasi dalam analisis penyebaran masa air dan nutrient terlarut di Teluk Hurun. BAHAN DAN METODE Penelitian ini dilaksanakan di Teluk Hurun,Lampung (Gambar 1).Data yang dikumpulkan meliputi data primer dan data sekunder. Data primer berupa data kedalaman perairan. Pengukuran kedalaman dilakukan dengan menggunakan GPSmap 178C sounder. Data kedalaman yang diperoleh selanjutnya dikalibrasi menggunakan data pasut. Data kedalaman selanjutnya diinterpolasi menggunakan metode krigging sehingga diperoleh gradien kedalaman untuk perairan Teluk Hurun. Data sekunder yang dikumpulkan berupa Peta Rupa Bumi Indonesia tahun 2011, Citra AlosAVNIR tanggal 6 September 2010 dan data pasutdari Dishidros TNI AL tahun 2011. Gambar 1. Peta lokasi penelitian dan sebaran titik sampling kedalaman (titik dengan warna hitam) dan lokasi kajian () Data kedalaman diperoleh dari 77 titik pengukurandi Teluk Hurun (Gambar 1). Data tersebut kemudian dikoreksi dengan MSL (Mean Sea Level) sehingga diperoleh kedalaman air yang sebenarnya disetiap titik pengukuran. Peta ini selanjutnya dibuatkankontur kedalamanmenggunakan scatter module secara manual. Peta kontur yang dihasilkan kemudian menjadi input pembuatan model arus pasut di Teluk Hurun. Model arus dimodelkan dengan menggunakan ADCIRC-SMS 8.1. ADCIRC(Advanced Circulation Multi Dimensional Hydrodynamic Model) mendasarkan pembuatan model arus laut dengan basis data pasang surut dan kontur kedalaman. Persamaan dasar hidrodinamika dalam menentukan arus pasut terdiri 1049 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2013 persamaan kontinuitas dan persamaan momentum. Persamaan ini mengasumsikan shear stress horizontal dianggap kecil sehingga diabaikan, suku konvektif pada persamaan momentum diabaikan, karena dalam arus pasut nilainya sangat kecil. Dalam persamaan momentum, pergerakan fluida ditimbulkan oleh suku gradient tekanan dan suku gesekan dasar.Hasil running model arus (diproses selama 5 hari) diperairan Teluk Hurun selanjutnya dibuat lay-out vektor arus dengan menggunakan program ARC GIS 9.3. HASIL DAN BAHASAN Berdasarkan hasil pengukuran dan interpolasi kontur kedalaman perairan di Teluk Hurun, diketahui bahwa teluk ini memiliki kedalaman yang bervariasi dengan rata-rata 6,54 m (Gambar 2). Berdasarkan data kedalaman, Teluk Hurun dikategorikan sebagai teluk yang dangkal. Hasil interpolasi kedalaman dari penelitian ini senada dengan hasil Wiryawan et al. (1999), yang menyatakan Teluk Lampung mempunyai kedalaman rata-rata 25-30 m, yang kemudian mendangkal hingga 20 m untuk daerah yang dekat dengan pantai seperti pada mulut teluk. Gambar 2. Peta kontur kedalamandi Teluk Hurun, Lampung Selatan Gambar 3 menunjukan data pasut hasil model SMS 8.1 di Teluk Hurun. Dari gambar tersebut menunjukkan bahwa perairan Teluk Hurun memiliki tipe pasut campuran cenderung ganda (24 jam terjadi dua kali pasang dan dua kali surut, tetapi tinggi permukaan air pada saat pasang dan surut Gambar 3. Grafik pemodelan tinggi muka air di Teluk Hurun, Lampung. Model arus Teluk Hurun, Provinsi Lampung ... (Rezki Antoni Suhaimi) 1050 pertama tidak sama dengan pasang dan surut kedua). Tipe pasut yang diperoleh pada penelitian ini sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Pariwono (1999).Hal ini menunjukkan bahwa pengukuran tipe pasang berdasarkan SMS dalam penelitian ini memiliki tingkat akurasi yang sama dengan metode pengukuran tipe pasutsebelumnya. Berdasarkan hasil pemodelan kecepatan arus (Gambar 4), diketahui bahwa kecepatan arus (selama 5 hari proses pemodelan) yang diperoleh cukup bervariasi. dengan kisaran nilai 0,001 m/s-0,07 m/s. Hasil pengukuran inilebih lambat bila dibandingkan dengan kecepatan arus yang dilaporkan oleh Riyadi & Yunisa (2007) di Teluk Hurun yaitu berkisar 0,05-0,48 m/s dan Pariwono (1999) di Teluk Lampung yaitu berkisar 0,01-0,45 m/s. Perbedaan nilai yang diperoleh dalam penelitian ini disebabkan karena perbedaan posisi pengambilan titik pengukuran arus. Riyadi & Yunisa (2007) mengukur kecepatan arus dilakukan di bagian dalam teluk (dasar dan permukaan) yang cenderung berarus kuat. Sebaliknya dalam penelitian ini, titik pengukuran dilakukan di mulut teluk yang berbatasan dengan rakit budidaya tiram mutiara yang diduga mereduksi kecepatan arus. Gambar 4. Grafik pemodelan kecepatan arus di Teluk Hurun, Lampung Arus yang diperoleh dalam penelitian ini dikategorikan sebagai arus pasut, karena arus yang terjadi dominan dipengaruhi oleh pasut. Arus pasang (flood current) terjadi ketika permukaan air laut naik dalam satu arah dan arus surut (ebb current) terjadi pada arah yang berlawanan pada saat permukaan air menurun (Pond & Pickard, 1983; Gross, 1990). Arah dan kecepatan arus yang terjadi juga mempunyai pola yang hampir sama dengan pola pasang surut (Gambar 3 dan 4). Pola ini juga menjadi salah satu ciri yang menegaskan bila arus pasut merupakan arus yang dominan di Teluk Hurun (Thurmann, 2007). Pada saat air pasang, pergerakan arus didominasi bergerak menuju ke arah teluk. Aliran arus bagian utara Teluk Hurun cenderung lebih cepat, hal ini disebabkan karena adanya penyempitan garis pantai yang membentuk sebuah teluk kecil di dalam Teluk Hurun (Gambar 5). Sementara di mulut Teluk Hurun, aliran air cenderung mengarah ke luar teluk. Hal ini dikarenakan volume air di dalam teluk mulai penuh oleh air pasang, sehingga sebagian masa air bergerak menuju luar teluk. Pada saat surut, arah arus bergerak dari dalam menuju luar teluk dengan kecepatan yang lebih besar dibandingkan pada saat pasang tertinggi (Gambar 6). Aliran arus ini sering dikenal dengan arus surut. Untuk daerah yang berbentuk teluk, aliran arus akan bergerak menuju ke luar teluk dan mengikuti kontur kedalaman, dan akan semakin melambat hingga menuju kondisi surut (Bowden, 1980; Csanady, 1982). Pada kondisi surut terendah, kecepatan arus pasut di Teluk Hurun mulai melemah dengan aliran yang didominasi oleh aliran ke arah luar teluk (Gambar 7). Sebaliknya, ketika mulai pasang, kecepatan arus pasut meningkat kembali dengan arah menuju menuju ke dalam teluk. Arus ini akan terus bergerak menuju dalam teluk selama pasang dan kecepatannya akan menurun hingga mencapai pasang tertinggi (Gambar 8). 1051 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2013 Gambar 5. Peta pola arus pasut saat pasang tertinggi di perairan Teluk Hurun Gambar 6. Peta pola arus pasutsaat pasang menuju surut di perairan Teluk Hurun Model arus Teluk Hurun, Provinsi Lampung ... (Rezki Antoni Suhaimi) Gambar 7. Peta pola arus pasutsaat surut terendah di perairan Teluk Hurun Gambar 8. Peta pola arus pasutsaat surut menuju pasang di perairan Teluk Hurun 1052 1053 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2013 KESIMPULAN Perairan Teluk Hurun mempunyai tipe pasut campuran cenderung semi diurnal. Model arus untuk daerah perairan Teluk Hurun menunjukkan bahwa arus yang terjadi adalah arus pasang-surut, dengan pola pergerakannya mengikuti kondisi pasang-surut yang terjadi di perairan.Kecepatan arus hasil pemodelan menunjukkan nilai berkisar antara 0.001 m/s-0.072 m/s, dengan karakteristik saat pasang arus dominan bergerak ke dalam teluk dan saat surut arah arus akan cenderung ke luar teluk. DAFTAR ACUAN Agung Riyadi dan Merty Yunisa. 2007,”Pola Arus di Perairan Teluk Hurun Lampung Selatan. Jurnal Hidrosfir Indonesia,Vol. 2, No. 2,halaman 71-78. Bowden K.F. 1980. Phsycal Oceanography of Estuaries. Englewood Ltd. Csanady G.T. 1982. Circulation in The Coastal Ocean. Reidel. DroogersP., Bastiaanssen W.G.M., Beyazgul M., Kayam Y., Kite G.W., and Murray-Rust. 2000. Distributed Agro-hydrological Modelling of an Irrigation System in Western Turkey. Agricultural Water Management, Vol.43, No. 2,page 183-202. Gross M. 1990. Oceanography sixth edition”, Prentice-Hall.Inc. KnaussJ, A. 1979, Introductionto Physical Oceanography, Prentice-Hall.Inc. Koropitan A.F., Hadi S., & Radjawane I.M. 2006. Three-dimensional simulation of tidal current in Lampung Bay: diagnostic numeral experiments. Remote Sensing and Earth Sciences, Vol.3, page 41-50. Kowalik Z., and Murty, T.S. 1993 Numerical Modeling of Ocean Dynamics. World Scientific. Lihan T. and Saitoh. 2008, Satellite-measured temporal and spatial variability of the Tokachi River plume Estuarine. Coastal and Shelf Science, Vol.78, No.2, page 237-249. Linsley R.K., Ray K., Kohler M.A., and Paulhus H., 1986. Hidrology for Engineers. Mc-Graw-Hill Inc. Pariwono J.I. 1999. Kondisi Oseanografi Perairan Lampung. Proyek Pesisir Publication, Technical Report (TE-99/12-I) Coastal Resources Center, University of Rhode Island. Pond S.,and G.L Pickard. 1983. Introductory dynamical Oceanography. Pergamon Press. Suhaimi R.A., Makmur dan Mustafa A. 2012. Evaluasi Kesesuaian Lahan Untuk Budidaya Rumput laut (Kappaphycus Alvarezii) Di Kawasan Pesisir Kabupaten Pohuwato Provinsi Gorontalo. Prosiding Indoaqua - Forum Inovasi Teknologi Akuakultur, halaman 827-840. Thurmann, H.V., 2007. Introductory Oceanography. Bell and Howell Company. Wiryawan B., Bill M., Handoko AS., Ali K.B., Marizal A. dan Hermawati P., 1999. Atlas Sumberdaya Pesisir Lampung. Kerjasama Daerah Propinsi lampung dengan Proyek Pesisir Lampung.
