Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan Komoditas Unggulan

Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan
Komoditas Unggulan Lokal Pertanian dan Kelautan
Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura
Juni, 2013
PENGARUH GELOMBANG TERHADAP TRANSPOR SEDIMEN
DI SEPANJANG PANTAI UTARA PERAIRAN BANGKALAN
Dina Faradinka, Aries Dwi Siswanto, dan Zainul Hidayah
Jurusan Ilmu Kelautan, Fakultas Pertanian, Universitas Trunojoyo Madura
PO BOX 2, Jl. Raya Telang, Kamal, Bangkalan, Madura
Korespondensi : [email protected]; [email protected]
ABSTRAK
Beranekaragam permasalahan di daerah pantai pada sebagian besar perairan di
Indonesia, tidak terkecuali daerah perairan Bangkalan. Salah satu masalah yang ada di
perairan pantai di Kabupaten Bangkalan berupa abrasi pantai, yang diakibatkan oleh
transpor sedimen (Romimoharto, 2003). Pergerakan sedimen akibat pengaruh
gelombang sangat menarik untuk diteliti karena memberikan dampak terhadap sedimen
sepanjang pantai sekaligus berpengaruh terhadap stabilitas pantai, khususnya di perairan
Kabupaten Bangkalan. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui pengaruh gelombang
terhadap transpor sedimen di Pantai Utara Perairan Kabupaten Bangkalan. Penelitian
dilakukan pada bulan November 2012. Substrat sedimen dianalisa ukuran butir untuk
mengetahui jenis sekaligus karakteristiknya. Parameter gelombang dianalisa
menggunakan metode SMB sesuai hasil konversi angin, dan selanjutnya menjadi input
utama untuk menghitung transpor sedimen sesuai persamaan CERC (Triatmodjo, 1999).
Hasil penelitian menunjukkan tinggi gelombang periode 5 tahun (2008–2012) terbesar
0,87 m (bulan Januari) dan terkecil 0,48 m (bulan November), sedangkan tinggi
gelombang pecah terbesar 2,75 m (bulan Januari) dan terkecil 0,57 m (bulan
November). Jenis sedimen dilokasi penelitian berupa silt, clay, sand, dan gravel;
dengan pemilahan yang baik (0,031), kepencengan puncak sangat tumpul (0,06452),
dan nilai mean yang kecil. Hal ini diduga karena pergerakan sedimen oleh gelombang
yang mendeposisikan ukuran butir sedimen dalam kisaran pendek dan proses seleksi
butiran halus lebih banyak oleh butiran kasar yang selektif. Uji Regresi Linear Berganda
menunjukkan nilai R (Corelasi determinasi) 0,993 dan R square 0,986 yang berarti data
akurat serta terdapat hubungan antara tinggi gelombang maupun tinggi gelombang
pecah terhadap pergerakan transpor sedimen.
Kata Kunci: Transpor Sedimen, Karakteristik Gelombang
PENDAHULUAN
Indonesia memiliki perairan yang cukup luas sehingga permasalahan yang
muncul relative beragam, khususnya didaerah perairan pantai, tidak terkecuali di
perairan utara Kabupaten Bangkalan. Fenomena menarik pada sebagian besar
permasalahan pantai adalah adanya abrasi dan sedimentasi, yang sebagian besar
disebabkan oleh adanya proses transpor sedimen di sepanjang pantai (Siswanto, 2010;
2011; Triatmodjo, 1999; CERC, 1984). Gelombang diduga menjadi salah satu faktor
oseanografi penting berpengaruh terhadap proses transpor sedimen. Salah satu
645
Juni, 2013
Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan
Komoditas Unggulan Lokal Pertanian dan Kelautan
Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura
pembangkit penting bagi terbentuknya gelombang adalah factor angin. Pergerakan
angin di permukaan laut akan membangkitkan gelombang dengan kecepatan yang
bervariasi tergantung pada kecepatan dan durasi angin berhembus, yang seringkali
direpresentasikan dengan fetch efektif. Gelombang yang bergerak menuju pantai, akan
menimbulkan gesekan antara gelombang di dasar lautan sehingga menimbulkan
gelombang pecah. Gelombang pecah ini yang menyebabkan terjadinya pengadukan
sedimen pantai sehingga berpindah. Transpor sedimen yang berlebihan akan
menyebabkan sedimentasi di satu bagian pantai sekaligus menyebabkan abrasi pada
bagian lain di perairan pantai yang bersangkutan (Triatmodjo, 1999). Pergerakan
sedimen akibat pengaruh gelombang sangat menarik untuk diteliti karena memberikan
dampak terhadap sedimen sepanjang pantai sekaligus berpengaruh terhadap stabilitas
pantai, salah satunya adalah perubahan garis pantai, khususnya di perairan Kabupaten
Bangkalan.
METODE PENELITIAN
Materi utama dalam penelitian ini adalah data angin (BMKG Stasiun Maritim
Perak, Surabaya) yang dikonversi menjadi data gelombang untuk periode 2008-2012.
Analisa data dilakukan selama bulan November 2012. Adapun lokasi penelitian dimulai
7° 00' 21.93"S - 112°45'31.69"E sampai 7⁰ 02' 40.62”S - 112⁰41'24.05”T (Sepanjang
pantai Bancaran sampai pantai Kramat, Bangkalan) yang dibagi menjadi 12 stasiun
(Gambar 1) dengan pertimbangan kondisi morfologi garis pantai. Pada penelitian ini,
diasumsikan bahwa pada semua lokasi, arah datang gelombang adalah sama dengan
pertimbangan bahwa arah angin yang relative sama pada semua lokasi.
Gambar 1. Lokasi Penelitian
Data angin diolah menggunakan software WR-Plot untuk mengetahui kecepatan
angin rata-rata (kecepatan angin permukaan laut) dan arah dominan. Kemudian dihitung
tegangan angin berdasarkan persamaan:
646
Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan
Komoditas Unggulan Lokal Pertanian dan Kelautan
Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura
Juni, 2013
(Triatmodjo, 1999; CERC, 1984) ……………………………………..(1)
RL =
Dimana UL = Kecepatan angin yang di ukur di darat (m/s), Uw= Kecepatan angin di
laut (m/s). Kemudian dihitung nilai fetch berdasarkan persamaan:
Feff =
(Triatmodjo, 1999; CERC, 1984)
……………………….(2)
dengan Feff = fetch rerata effektif (km), Xi = panjang segmen fetch yang diukur dari titik
observasi gelombang ke ujung akhir fetch, dan
= deviasi pada kedua sisi dari arah
angin dengan menggunakan pertambahan 6⁰ sampai sudut sebesar 42⁰ pada kedua sisi
dari arah angin.
Pergerakan gelombang terjadi karena adanya angin, kemudian terjadi penjalaran
gelombang di dekat pantai yang mengalami pembelokan akibat adanya perubahan
topografi kedalaman dasar pantai, sehingga terbentuk gelombang pecah. Gelombang
pecah sangat mempengaruhi pada pergerakan sedimen sepanjang pantai sebagaimana
persamaan (Triatmodjo, 1999; CERC, 1984) :
Qs = K.P1n .............................................……………………………….(3)
P1 = Hb2 Cb Sinab Cosab …………………………………………….....(4)
Dimana : Qs angkutan sedimen sepanjang pantai (m3/hari), Pi komponen fluks energi
rapat massa air laut (kg/m3), Hb tinggi
gelombang pada saat pecah (Nm/s/m),
gelombang pecah (m), Cb cepat rambat gelombang pecah (m/s) =
, ab sudut
2
datang gelombang pecah, K, n konstanta, dan g percepatan gravitasi (m/s ). Sedangkan
sudut gelombang pecah yang membentuk sudut < 5⁰ akan mengalami arus sejajar pantai
dapat dihitung dengan persamaan (Triatmodjo, 1999; CERC, 1984) :
V = 1.17 ( g.Hb )1/2 sin ab.cos ab ....................................................................................................
(5)
Dengan : V kecepatan arus sepanjang pantai, g percepatan gravitasi, Hb tinggi
gelombang pecah, dan ab sudut datang gelombang pecah
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisa data angin selama lima tahun (2008-2012) yang dikonversikan menjadi
data gelombang menunjukkan bahwa arah angin dominan yang berpotensi
membangkitkan gelombang adalah dominan arah timur dengan panjang fetch efektif
sebesar 44,64 km, sehingga diperoleh nilai tinggi gelombang signifikan sebesar 0,69 m
dengan periode gelombang 6,06 jam (Tabel 1).
Tabel 1. Analisa Gelombang selama 5 tahun (2008-2012)
UL
RL
Uw
3,5
1,7 5,95
Arah Fetch
Fetch Efektif (Km)
Ua (m/s)
Hs (m)
T (jam)
ts (det)
Timur
44,64
6,37
0,69
6,06
4,10
647
Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan
Komoditas Unggulan Lokal Pertanian dan Kelautan
Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura
Juni, 2013
Keterangan :
UL = kecepatan angin di atas permukaan laut (m/s),Uw = Kecepatan angin di atas permukaan daratan
(m/s), Hs = tinggi gelombang signifikan, RL = hubungan antara kecepatan angin didaratan dengan kepatan
angin di laut, ts = waktu gelombang, T = Periode gelombang.
Analisa arah angin menggunakan software Wr-Plot mengindikasikan kecepatan
angin rata-rata sebesar 3,5 m/s yang bergerak dari timur ke barat dengan jarak fetch
44,64 km (Tabel 1). Jika gelombang mulai bergerak dari laut dalam menuju pantai,
gelombang mengalami perubahan bentuk sesuai dengan kedalaman pantai, saat
gelombang mendekati pantai, gelombang akan berbelok arah ke arah puncak gelombang
dan berpindahnya energi di sepanjang puncak gelombang serta adanya pemantulan
energi gelombang dikarenakan pembangunan dilokasi pantai. Sehingga lama- kelamaan
gelombang akan mulai memuncak, akan tetapi pada saat mendekati pantai, gelombang
di
permukaan
akan
semakin
kecil, laju gelombang akan lambat sehingga terjadinya pembelokan arah gelombang
yang berakibat pecahnya gelombang (Triatmodjo, 1999) dengan ketinggian 0,825 m
(Tabel 2) di kedalaman 1,5 m.
Tabel 2. Hasil Perhitungan Arus Sejajar Pantai dan Transpor Sedimen Selama 5 Tahun
(2008-2012)
Hb (m)
0,825
αb (⁰)
43,329
Sin αb
0,686
Cos αb
0,727
V (m/s)
1,66
Qs
0,132
Keterangan :
Hb = Tinggi Gelombang Pecah (m), αb = Sudut Datang Gelombang Pecah (⁰), V = Kecepatan Arus
Sejajar (m/s), Qs = Transpor sedimen (m3/hari)
Perhitungan arus sepanjang pantai (V) selama periode limat tahun (2008-2012)
menunjukkan bahwa nilai relatif tidak besar (1,66 m/detik). Hal ini menunjukkan bahwa
gelombang pecah yang terbentuk relatif tidak tinggi, sehingga arus sepanjang pantai
yang terjadi juga relative kecil. Konsekuensinya, transport sedimen yang terbentuk di
sepanjang pantai juga tidak terlalu besar, yaitu 0,132 (m3/hari).
Tabel 3. Analisa Gelombang pertahun selama 5 tahun
Tahun
2008
2009
2010
2011
2012
UL
(m/s)
3,27
2,85
2,67
4,30
4,39
RL
1,73
1,80
1,83
1,60
1,59
Uw
(m/s)
5,66
5,13
4,89
6,88
6,98
Arah
Fetch
Timur
Timur
Timur
Timur
Timur
Fetch Effektif
(Km)
44,642
44,642
44,642
44,642
44,642
Ua
(m/s)
5,983
5,305
4,997
7,612
7,748
Hs
(m)
0,646
0,573
0,539
0,822
0,837
T
(jam)
6,190
6,443
6,573
5,713
5,679
ts
(det)
4,017
3,859
3,783
4,353
4,379
Keterangan :
UL = kecepatan angin di atas permukaan laut (m/s),Uw = Kecepatan angin di atas permukaan daratan
(m/s), Hs = tinggi gelombang signifikan, RL = hubungan antara kecepatan angin didaratan dengan kepatan
angin di laut, ts = waktu gelombang, T = Periode gelombang.
Kecepatan angin tahunan selama periode 2008-2012 menunjukkan bahwa
kecepatan terkecil berkisar 3,27 m/s (2008) dan terbesar 4,39 m/s (2012), fetch 44,642
648
Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan
Komoditas Unggulan Lokal Pertanian dan Kelautan
Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura
Juni, 2013
km dengan arah timur. Arah angin dominan timur dan fetch yang sama selama periode
2008-2012 menunjukkan bahwa ada konsistensi arah angin, sehingga factor tegangan
angin (Ua) yang akan menentukan perbedaan tinggi gelombang signifikan (Hs). Tinggi
gelombang signifikan (Hs) terkecil sebesar 0,539 m (2010) dan terbesar 0,837 m (2012)
(Tabel 3).
Tabel 4. Hasil Perhitungan Arus Sejajar Pantai Pertahun
Tahun
2008
2009
2010
2011
2012
Hb (m)
0,343
0,579
0,504
0,979
0,787
αb (⁰)
43,617
43,770
59,270
42,541
54,895
Sin αb
0,689
0,692
0,859
0,676
0,818
Cos αb
0,724
0,722
0,511
0,737
0,575
V (m/s)
1,071
1,392
1,142
1,805
1,529
Qs
0,014
0,055
0,034
0,205
0,111
Keterangan :
Hb = Tinggi Gelombang Pecah (m), αb = Sudut Datang Gelombang Pecah (⁰), V = Kecepatan Arus
Sejajar (m/s), Qs = Transpor sedimen (m3/hari)
Adapun tinggi gelombang pecah (Hb, m) yang terbentuk sangat dipengaruhi
oleh adanya perubahan kontur kedalaman dimana gelombang bergerak. Berdasarkan
analisa, diperoleh nilai tinggi gelombang pecah (Hb) terkecil 0,343 m (2008) dan
terbesar 0.979 m (2011). Konsekuensinya, arus sejajar pantai yang terbentuk
menunjukkan nilai terkecil 1,071 m/detik (2008) dan terbesar 1,805 m/detik (2011). Hal
ini berkorelasi dengan transpor sedimen yang terbentuk, yang menunjukkan nilai
terkecil 0,014 m3/hari (2008) dan terbesar 0,205 m3/hari (2011) (Tabel 4). Diduga
kecilnya nilai transpor sedimen yang terbentuk di lokasi penelitian disebabkan oleh
relative kecilnya kecepatan angin yang berhembus sehingga gelombang (Triatmodjo,
1999) yang terbentuk juga lemah, didukung oleh pendeknya fetch yang terbentuk, dan
perubahan kontur kedalaman diduga tidak terlalu bepengaruh terhadap nilai transpor
sedimen mengingat sudut gelombang pecah yang terbentuk relative tumpul.
Perhitungan laju transpor sepanjang pantai menunjukkan bahwa besar kecilnya
transpor sedimen yang terjadi diduga dipengaruhi oleh sudut datang gelombang.
Dengan demikian gelombang besar akan mengangkut sedimen lebih banyak tiap periode
dibandingkan digerakkan oleh gelombang kecil. Akan tetapi, jika gelombang kecil
terjadi dalam periode yang lama, maka gelombang tersebut dapat mengangkut sedimen
lebih banyak dibandingkan yang terjadi dengan gelombang besar (Triatmodjo, 1999).
Pada hasil uji Regresi Linear Berganda didapat bahwa untuk data tinggi
gelombang pecah (m), tinggi gelombang (m) dan pergerakan transpor sedimen dari
bulan Januari sampai bulan Desember dalam model summary diperoleh nilai R
(Corelasi determinasi) 0,993 dan R Square 0,986. Maka nilai R mendekati nilai 1
menunjukkan bahwa ada hubungan antara Tinggi gelombang dan Tinggi gelombang
pecah terhadap pergerakan transpor sedimen.
649
Juni, 2013
Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan
Komoditas Unggulan Lokal Pertanian dan Kelautan
Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura
PENUTUP
Kesimpulan
Hasil uji korelasi menunjukkan bahwa ada pengaruh tinggi gelombang dan
tinggi gelombang pecah terhada transpor sedimen sepanjang pantai.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai parameter oseanografi lainnya
untuk mengetahui pengaruhnya terhadap pergerakan sedimen sepanjang pantai dengan
pendekatan model numeric sehingga diperoleh gambaran lebih detail tentang
perpindahan sedimen yang ada.
DAFTAR PUSTAKA
CERC. 1984. Shore Protection Manual Volume I, 4
Engineering Research Center : Washington. U. S.
th
Edition. Army Coastal
Siswanto, A.D. 2010. Analisa Stabilitas Garis Pantai di Kabupaten Bangkalan.
[Tesis]. Surabaya : ITS
Siswanto, A.D. 2011. Kajian Substrat Sedimen Permukaan Dasar Di Perairan Pantai
Kabupaten Bangkalan. EMBRYO Vol 8 No. 1.
Triatmodjo. 1999. Tekhnik Pantai. Beta Ofset : Yogyakarta
650