Analisa Kerentanan Pantai Terhadap Erosi Akibat

1
Analisa Kerentanan Pantai Terhadap Erosi Akibat
Kenaikan Muka Air Laut Di Pantai Kuta Dengan
Modifikasi Model Bruun
Taufan Febry Wicaksana, Suntoyo, dan Kriyo Sambodho
Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: [email protected]
Abstrak—Pantai Kuta dengan segala pesonanya
menyimpan potensi kerusakan akibat berhadapan langsung
dengan Samudera Hindia. Tugas akhir ini merupakan
penelitian terhadap kerentanan pantai terhadap erosi akibat
kenaikan muka air laut. Selain untuk mengetahui berapa
nilai dari indeks kerentanan pantai Kuta, penelitian ini juga
bertujuan untuk mengetahui pola perubahan garis pantai
hingga 50 tahun ke depan. Metode Bruun dan modifikasinya
oleh Hennecke dkk digunakan dalam perhitungan erosi (D).
Selain itu, dalam penilaian indeks kerentanan juga
menggunakan kriteria-kriteria seperti elevasi pantai (ME),
kenaikan muka air laut (S), tidal range (TL), tinggi
gelombang (WH), dan geomorfologi (G). Nilai dari masingmasing kriteria terdiri dari 1 (sangat rendah), 2 (rendah), 3
(sedang), 4 (tinggi), dan 5 (sangat tinggi). Dari perhitungan
indeks kerentanan akan didapatkan tingkat kerentanan
dengan tingkatan rendah (0-25), sedang (25-50), tinggi (5075), dan sangat tinggi (75-100). Penelitian diawali dengan
mencari laju kenaikan muka air laut dengan menggunakan
data pasang surut 1988-2004. Selanjutnya dilakukan
perhitungan besar kemuduran pantai yang terjadi. Setelah
itu dicari nilai-nilai dari kriteria penilaian indeks
kerentanan pantai. Dari analisa yang dilakukan didapatkan
hasil bahwa metode Hennecke dkk lebih baik dalam
prediksi kemunduran pantai Kuta yaitu dengan error
21,6%. Sedangkan error dari metode Bruun ialah 37,7%.
Pada tahun 2051, kemunduran pantai rata-rata dengan
menggunakan metode Hennecke dkk adalah 22,85 meter.
Nilai dari indeks kerentanan pantai Kuta adalah 64 yang
artinya pantai Kuta rentan terhadap ancaman dari enam
kriteria tersebut.
memiliki gelombang tinggi menyebabkan pantai kuta
rawan tergerus. Dalam rentang waktu 10 tahun yaitu
tahun 1978 hingga 1988 Pantai Kuta kehilangan sedimen
16.000 m3 per tahun [1].
Belum ada penelitian lebih lanjut yang memprediksi
garis pantai Kuta di masa mendatang. Selain itu belum
ada penelitian yang menunjukkan seberapa rentan pantai
Kuta terhadap ancaman pantai. Dengan demikian perlu
ada penelitian ini perlu dilakukan untuk memberi
gambaran bagi pemerintah profinsi Bali dalam upaya
melindungi pantai Kuta.
II. URAIAN PENELITIAN
A. Pengumpulan Data
Penelitian ini dilakukan di sepanjang pantai Kuta
sejauh 2 km. Panjang 2 km dimulai dari depan Discovery
mall hingga depan hotel Alam Kul-kul. Data yang
digunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder yang
didapatkan dari hasil Proyek Pengamanan Pantai Kuta
Tahun 2004 dan Universitas Hawaii.
Data yang berasal dari Proyek Pengamanan Pantai Kuta
Tahun 2004 adalah peta bathimetri tahun 2003 (gambar
1), data angin tahun 2000 hingga 2010, peta garis pantai
tahun 1992 dan 2001 (gambar 2). Sedangkan data yang
didapat dari Universitas Hawaii adalah data pasang surut
dari tahun 1988 hingga tahun 2004.
Kata kunci—Indeks kerentanan pantai, Bruun, Hennecke,
Erosi, Kenaikan Muka Air Laut
I. PENDAHULUAN
ANTAI Kuta merupakan daerah wisata yang terkenal
dengan pemandangan matahari terbenam dan
tingginya ombak. Sebagai kawasan wisata yang telah
dikenal luas, Pantai Kuta telah menjadi sentra
perekonomian di Bali. Di sepanjang wilayah Pantai Kuta
telah dibangun hotel, restaurant, dan mall sebagai
penunjang wisata. Selain itu, terdapat juga kedai dan kios
sederhana milik warga lokal yang menjajakan makanan,
minuman, cindera mata, tato, bahkan jasa pijat.
Namun di balik keindahan dan potensinya, Pantai Kuta
menyimpan permasalahan terutama masalah erosi.
Berbatasan langsung dengan Samudera Hindia yang
Gambar 1. Peta bathimetri pantai Kuta tahun 2001
2
diberikan oleh Bruun [2] yaitu: h = 2 Hb, dimana Hb
adalah tinggi gelombang pecah.
D. Validasi Model
Validasi digunakan untuk mengetahui metode mana
yang cocok untuk memodelkan kemunduran garis pantai
Kuta. Proses validasi menggunakan Mean Percentage
Error dengan persamaan
MPE = (Ʃ
Rpred −Rpeng ∗100
Rpeng
)/n
(4)
Gambar 2. Garis pantai Kuta tahun 1992 dan 2001
B. Kenaikan Muka Air Laut
Kenaikan muka air laut merupakan besar kenaikan
elevasi muka air laut dala waktu tertentu. Analisa
kenaikan muka air laut dilakukan dengan menggunakan
least square. Least square merupakan metode dalam
regresi linier yang mencari nilai error terkecil. Persamaan
dasar yang akan didapatkan adalah
ŷ = a + bx
(1)
dengan ŷ adalah elevasi muka air laut, a adalah
konstanta, b adalah kemiringan grafik, dan x adalah
jumlah bulan. Nilai a dan b didapatkan dari trendline dari
grafik pasang surut.
Data yang digunakan dalam analisa kenaikan muka air
laut adalah data pasang surut. Dari data pasang surut
dicari nilai Mean Sea Level (MSL) tiap bulan. Nilai MSL
tersebut yang diplot ke dalam grafik dan selanjutnya
ditarik garis lurus untuk dicari persamaan liniernya.
Persamaan (1) adalah yang digunakan untuk mengetahui
kenaikan muka air laut.
C. Kemunduran Garis Pantai
Kemunduran garis pantai dihitung dengan dua metode,
yaitu metode Bruun [2] dan metode Hennecke [3].
Metode Bruun [3] merupakan metode pertama yang
digunakan dalam memodelkan kemunduran garis pantai
akibat perubahan muka air laut yaitu dengan persamaan
𝑅=
𝐿∗𝑆
𝐵+ℎ
(2)
dimana R adalah kemunduran pantai, L jarak pantai ke
depth of closure, S kenaikan muka air laut, h kedalaman
depth of closure, dan B tinggi berm. Sedangkan
persamaan dalam metode Hennecke [3] ditunjukkan oleh
persamaan (3).
𝑅𝐴 =
𝛥𝑉
𝛥𝐿∗𝐵
(3)
Dimana RA merupakan kemunduran pantai, ΔVtot volume
sedimen total dalam area studi, ΔL adalah panjang pantai
tererosi, dan B adalah tinggi berm.
Sebelum menghitung kemunduran garis pantai, perlu
diketahui nilai depth of closure. Depth of closure
merupakan daerah dimana sediment tidak bergerak.
Dalam penelitian ini, persamaan yang digunakan untuk
mengetahui closure depth adalah pendekatan yang
dimana Rpred adalah kemunduran pantai prediksi dan Rpeng
adalah kemunduran pantai hasil pengukuran. Dari hasil
validasi akan diketahui metode mana yang lebih baik
dalam memodelkan perubahan garis panai Kuta. Metode
yang lebih cocok akan digunakan dalam prediksi
perubahan garis pantai 50 tahun ke depan.
E. Indeks Kerentanan Pantai
Indeks kerentanan pantai menunjukkan tingkat
sebarapa rentan suatu daerah terhadap anacaman pantai.
Gornitz dkk [4] menentukan 6 kriteria yang termasuk
dalam penilaian indeks kerentanan pantai (tabel 1).
Tabel 1. Kriteria-kriteria kerenatan
very low
low
moderate
high
very high
1
2
3
4
5
Mean elevation (m)
Shoreline displacement
(m/yr)
>30
>20 &
≤30
>10 &
≤20
>5 & ≤10
≥0 & ≤5
>2
>1 & ≤2
>-1 & ≤1
>-2 & ≤-1
≤-2
Local subsidence (mm/year)
<-1
≥-1 & ≤1
>1 & ≤2
>2 & ≤4
>4
<1
≥1 & <2
≥2 & ≤4
>4 & ≤6
>6
≥0 & <3
Cliffed
coast
≥3 & <5
Medium
cliff
≥5 & <6
≥6 & <6.9
≥6.9
low cliff
lagoon
sand beach
Variable
Tidal range (m)
Significant wave height (m)
Geomorphology
Mean elevation adalah jarak pantai terhadap muka air
laut. Shoreline displacement adalah kemunduran garis
pantai. Dalam penelitian ini kemunduran garis pantai
yang digunakan adalah kemunduran pantai hasil dari
metode yang paling kecil errornya. Local subsidence
merupakan kenaikan muka air laut per tahun. Tidal range
adalah jarak HWL dengan LWL. Geomorfologi
merupakan jenis pantai. Maximum significant wave
height adalah tinggi gelombang significant yang diperoleh
dari persamaan (5) dan (6)
𝐻𝑠 = 1.416 𝐻𝑟𝑚𝑠
(5)
dengan,
𝐻𝑟𝑚𝑠 = 5.112 ∗ 10−4 ∗ 𝑈𝐴 ∗ 𝐹𝑒𝑓𝑓
(6)
dimana UA adalah faktor tegangan angin yang didapatkan
dari data angin dan Feff adalah fetch effektif.
Enam kriteria di atas dimasukkan dalam persamaan yang
diberikan oleh Doukakis [5] yaitu
3
IKP=
ME ∗3S ∗3D ∗3G ∗3WH ∗3TR
6
dimana,
ME
S
D
G
WH
TR
(7)
= Mean Elevation
= Local Subsidence
= Shoreline Displacement
= Geomorfologi
= Wave Height
= Tidal Range
Dengan persamaan (7) didapat suatu nilai yang
kemudian dicocokkan dengan tingkat kerentanan (tabel 2)
yang diberikan oleh Doukakis [5].
Tabel 2. Level Kerentanan Berdasarkan IKP
IKP
Kerentanan
<25
rendah
25-50
sedang
50-75
tinggi
>75
sangat tinggi
B. Kemunduran Garis Pantai
Pada persamaan (2) dan (3) terdapat variabel yang
berhubungan dengan depth of closure. Nilai depth of
closure sendiri adalah 2 kali tinggi gelombang pecah.
Hasil perhitungan tinggi gelombang pecah yang dilakukan
oleh penulis adalah sedalam 5 meter. Jarak depth of
closure dari garis pantai tentu saja bervariasi sesuai
dengan kontur perairan.
Selain mencari jarak depth of closure ke garis pantai,
penarikan pias seperti gambar 4 dilakukan juga untuk
mencari luas di antara pias. Luasan tersebut digunakan
dalam persamaan (3) untuk mencari kemunduran garis
pantai metode Hennecke [3]. Hasil dari perhitungan kedua
metode dapat dilihat pada tabel 4 dan tabel 5. Pada kedua
tabel tersebut ditampilkan besar kemunduran garis pantai
sebanyak 20 dari 50 pias yang digunakan.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Kenaikan Muka Air Laut
Kenaikan muka air laut ΔS merupakan salah satu
variabel dalam menghitung kemunduran garis pantai R.
Dalam analisa dengan menggunakan metode least square,
didapatkan grafik MSL perbulan sebagai berikut:
2,00
y = 0,000299x + 1,433
1,00
0,00
0
50
100
150
200
Gambar 3. Grafik msl per bulan 1988-2004
Dari gambar 3 terdapat persamaan yang digunakan
dalam prediksi muka air laut selama 50 tahun ke depan.
Dari hasil prediksi didapatkan persamaan linier
y=0,00029x+1,433. Dengan mencari nilai selisih elevasi
msl tiap tahun, maka didapat laju kenaikan muka air laut
0,0036 m/tahun. Untuk kebutuhan prediksi validasi model
dan prediksi perubahan garis pantai, dihitung pula laju
kenaikan muka air laut kumulatif dari tahun 1992-2001
dan 1992-2051. Didapatkan kenaikan muka air laut
kumulatif seperti pada tabel 3
Tabel 3. Besar kenaikan muka air laut
Tahun
MSL (m)
ΔS (m)
Keterangan
1992
1,440
-
patokan
2001
1,472
0,03
untuk validasi
2051
1,652
0,21
prediksi
Gambar 4. Penarikan pias dari garis pantai hingga depth of
closure
Tabel 4. Hasil perhitungan kemunduran pantai metode Bruun [2]
Pias
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
R1997(m)
4,72
4,64
4,57
4,76
4,84
4,64
4,40
4,43
4,60
4,55
4,54
4,46
3,64
3,55
3,62
3,59
1,50
1,36
1,34
1,50
R2001(m)
6,60
6,50
6,40
6,66
6,78
6,50
6,17
6,20
6,45
6,37
6,35
6,24
5,10
4,98
5,07
5,03
2,10
1,91
1,87
2,11
R2051(m)
30,18
29,71
29,24
30,45
30,98
29,72
28,19
28,33
29,47
29,12
29,04
28,53
23,31
22,74
23,19
22,99
9,58
8,73
8,55
9,63
4
Tabel 5. Hasil perhitungan kemunduran pantai metode
Hennecke [3]
Daerah
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
R1997(m)
2,83
4,68
4,60
4,66
4,74
4,52
4,42
4,52
4,58
4,54
4,54
4,01
3,60
3,59
3,61
2,54
1,43
1,35
1,42
1,56
R2001(m)
5,09
8,42
8,29
8,39
8,54
8,14
7,95
8,13
8,24
8,18
8,18
7,23
6,48
6,46
6,49
4,58
2,58
2,43
2,56
2,81
R2051(m)
33,35
55,21
54,34
55,02
55,96
53,38
52,10
53,29
54,01
53,61
53,61
47,36
42,45
42,34
42,57
30,03
16,88
15,93
16,76
18,45
Berdasarkan analisa yang dilakukan, kemunduran garis
pantai rata-rata per tahun dari metode Bruun [2] adalah
sebesar 0,20 meter/tahun. Sedangkan kemunduran garis
pantai rata-rata per tahun dari metode Hennecke dkk [3]
adalah sebesar 0,39 meter/tahun. Perbedaan besar
kemunduran garis pantai tersebut diakibatkan adanya
faktor volume sediment pada model Hennecke dkk [3].
C. Validasi Model
Validasi model dihitung dengan MPE. Nilai MPE
untuk metode Bruun [2] adalah 37,7 %. Sedangkan nilai
MPE untuk metode Hennecke dkk [3] adalah 21,6 %.
Garis pantai hasil pada tahun 2051 dari hasil prediksi
metode Bruun [2] dan Hennecke dkk [3] ditunjukkan
gambar 6 dengan kemunduran rata-rata sebesar 12,91
meter dan 22,85 meter.
D. Indeks Kerentanan Pantai
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, indeks
kerentanan pantai dinilai dengan meninjau enam kriteria yaitu
elevasi pantai, kenaikan muka air laut, kemunduran garis pantai,
geomorfologi, tidal range, dan tinggi gelombang signifikan.
Elevasi pantai yang digunakan adalah jarak dari LWS menuju
jalan raya di depan pantai Kuta dengan elevasi +5 meter.
Geomorfologi dari pantai kuta adalah pantai berpasir yang
terbuka (gambar 5). Tidal range di pantai Kuta adalah 1,06
meter. Nilai tidal range didapat dari pengurangan elevasi HWL
dengan LWL pada bulan Januari 1989. Tinggi gelombang
signifikan didapat dari persamaan (5) dan (6) yaitu sebesar 2,44
meter. Elevasi pantai didapat dari cross section Pantai Kuta
yaitu setinggi 5 meter. Dengan demikian nilai dari masingmasing kriteria adalah sebagai berikut:
Tabel 6. Bobot Dari Variabel Kerentanan
Variable
Mean elevation (m)
Nilai
Bobot
5 meter
5
Shoreline displacement (m/yr)
0,39 m/yr
3
Local subsidence (mm/yr)
3,6 mm/yr
4
1,06 m
2
2,44 m
1
sandy coast
5
Mean tidal range (m)
Significant wave height (m)
Geomorphology
Nilai 5 pada mean elevation menunjukkan bahwa
elevasi Pantai Kuta rentan terhadap ancaman pantai
khususnya gelombang dan kenaikan muka air laut. Nilai 3
pada shore siplacement menunjukkan bahwa kemunduran
garis pantai di Pantai Kuta masih dalam batas normal.
Nilai 4 pada local subsidence menunjukkan bahwa
kenaikan muka air laut menjadi ancaman serius bagi
Pantai Kuta. Mean tidal range bernilai 2 menunjukkan
bahwa pasang surut yang tejadi bukan menjadi ancaman.
Tinggi gelombang signifikan bernilai 1 menunjukkan
bahwa tinggi gelombang sangat tidak mengancam.
Namun bobot dari tinggi gelombang signifikan tidak
cocok dengan perairan Indonesia yang rata-rata tinggi
gelombang antara 0,5 meter hingga 1,5 meter. Kriteria
yang digunakan dalam tabel 6 berdasarkan data
lingkungan di Amerika. Namun karena penelitian ini
mengacu pada kriteria dan pembobotan variabel
kerentanan oleh Gornitz dkk [6].
Dengan demikian, nilai dari indeks kerentanan
berdasarkan hasil pada tabel 6 dengan menggunakan
persamaan (7) adalah 64 atau dengan artian pantai Kuta
rentan terhadap ancaman.
Gambar 5. Bagian Pantai Kuta Yang Berpasir
5
Gambar 6. Garis pantai tahun 1992, 2001, dan 2051
IV. KESIMPULAN
Sesuai dengan tujuan penelitian yaitu mengetahui
perubahan garis pantai dan mengetahui nilai indeks
kerentanan pantai, maka didapatkan bahwa pada tahun
2051, dengan menggunakan metode Bruun [2] dan
Hennecke [3], pantai Kuta mengalami kemunduran garis
pantai rata-rata sebesar 12,91 meter dan 22,85 meter
dengan pola perubahan garis pantai seperti yang
ditunjukkan pada gambar 6. Perubahan tersebut diukur
dari garis pantai patokan pada tahun 1992. Nilai indeks
kerentanan pantai Kuta adalah 64. Hal tersebut
menunjukkan bahwa pantai Kuta rentan terhadap
ancaman. Dengan demikian pantai Kuta perlu mendapat
upaya perlindungan mengingat bahwa pantai Kuta
merupakan objek wisata unggulan di Bali.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Tanimoto, U. 1990. Investigation of Wave, Current, And
Topography Change In Bali Coral Beach. Technical Design
Bali Beach Conservation Project, Chapter 2, pp1.
[2] Bruun, P. 1988. The bruun Rule of Erosion By Sea-level
Rise: A Discussion of Large-Scale two and three
dimensional usages. Journal of Coastal Research 4, 627648.
[3] Hennecke, W. G., Greeve, C. A., Colwell, P. J. 2004. GISBased Behaviour Coastal Modelling and Simulation of
Potensial Land Property Loss: Implication of Sea-Level Rise
at Collaroy, Sidney, Australia. Coastal Management, 32,
449-480.
[4] Gornitz, V. M., Beaty, T. W., Daniels, R. C. 1997. A Coastal
Hazards Data Base For The U.S. West Coast.
Environmental Sciences Division Publication. Tennessee.
[5] Doukakis, E. 2005. Coastal Vulnerability adn Risk
Parameter. European Water, Vol 11, no. 6, 3-7.