4250-wahyudi citros-oe-dr. wahyudi & dikor_studi simulasi sedimentasi

12
JURNAL TEKNOLOGI KELAUTAN Vol. 8, No. 2, Juli 2004: 74 - 85 Studi Simulasi Sedimentasi Akibat Pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya Wahyudi 1 dan Dikor Jupantara 2 1) Staf Pengajar Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS, Surabaya Gedung WA, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Email: [email protected] 2) Mahasiswa Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS, Surabaya Abstrak: Berdasarkan kebutuhan dan peningkatan pelayanan kepada masyarakat, maka saat ini merupakan waktunya bagi Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya untuk melakukan pengem- bangan. Makalah ini memaparkan hasil studi pola sedimentasi dari simulasi dengan software SMS 6.0 bila dilakukan pengembangan di pelabuhan Tanjung Perak. Pengembangan dilaku- kan dengan satu Rencana Awal dan tiga alternatif reklamasi daerah sekitar wilayah teluk Kali Lamong. Berdasarkan hasil simulasi dapat diketahui bahwa, konsentrasi penyebaran rata-rata sedimen yang terjadi untuk Rencana Awal pada kondisi HWL, MSL, dan LWL adalah sama sebesar 0.111 kg/m 3 . Sedangkan untuk alternatif I, pada saat HWL, MSL, dan LWL sebesar 0.108 kg/m 3 . Pada alternatif II, saat HWL, MSL, dan LWL sebesar 0.109 kg/m 3 . Pada alter- natif III, pada saat HWL, MSL, dan pada saat LWL sebesar 0.108 kg/m 3 . Perubahan rata-ra- ta kontur dasar laut pada Rencana Awal sebesar 0.089 m, untuk Alternatif I sebesar 0.077 m, untuk Alternatif II sebesar 0.097 m, dan pada Alternatif III sebesar 0.082 m. Berdasarkan ha- sil tersebut disimpulkan bahwa untuk Alternatif I penyebaran sedimen rata-rata yang terjadi adalah yang paling sedikit, sehingga sesuai untuk pengembangan pelabuhan. Kata kunci: pengembangan pelabuhan, sms versi 6.0, alternatif pengembangan 1. PENDAHULUAN Pelabuhan Tanjung Perak merupakan pelabuhan terbesar kedua di Indonesia yang sangat stra- tegis dalam mendukung transportasi laut dari dan ke wilayah bagian timur Indonesia. Dengan semakin meningkatnya kegiatan di Pelabuhan Tanjung perak, maka sudah saatnya digagas pe- ngembangan dengan menambah lahan terutama terminal peti kemas. Pada sisi lain lahan pela- buhan sangat terbatas, sehingga pengembangan pelabuhan dapat dilakukan di areal perairan se- kitar muara Kali Lamong seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Kajian yang pernah dilakukan di daerah studi di antaranya adalah studi AMDAL oleh PSL-ITS (Pudjiastuti, 2001). Studi ini tidak menekankan bagaimana pola sedimentasi yang terjadi bila dilakukan pengembangan pelabuhan, tetapi hanya ditekankan pada perubahan dan dampak lingkungan. Penelitian yang lain dilakukan oleh Purwadi (1996) tentang alur pelayaran di selat Madura. Studi mengenai sedimentasi di muara Kali Lamong dalam kaitannya dengan pengem- bangan Pelabuhan Tanjung Perak belum pernah dilakukan. Apabila dilakukan pengembangan terhadap Pe- labuhan Tanjung Perak, maka perlu ada analisa proses fisik perairan yang akan terjadi untuk mengantisipasi agar pengembangan tidak mem- bawa dampak yang merugikan bagi wilayah sekitarnya. Makalah ini mengungkapkan hasil penelitian tentang simulasi dan analisa pola sedimentasi di perairan Kali Lamong bila dilakukan pengembangan dengan berbagai bentuk layout pengembangan. Dalam makalah ini disajikan hasil pemodelan pola sedimentasi yang terjadi di sekitar wilayah Kali Lamong dengan program SMS (Surface-water Modeling System), serta disajikan pula bentuk skenario reklamasi pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak yang paling sedikit menimbulkan sedi- mentasi di sekitar Kali Lamong. Makalah ini diharapkan dapat bermanfaat untuk memberikan

Upload: banzai2remoray2

Post on 02-Jan-2016

77 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

JURNAL TEKNOLOGI KELAUTAN Vol. 8, No. 2, Juli 2004: 74 - 85

Studi Simulasi Sedimentasi Akibat Pengembangan

Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya

Wahyudi1 dan Dikor Jupantara2 1) Staf Pengajar Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS, Surabaya

Gedung WA, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Email: [email protected] 2) Mahasiswa Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS, Surabaya

Abstrak: Berdasarkan kebutuhan dan peningkatan pelayanan kepada masyarakat, maka saat ini merupakan waktunya bagi Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya untuk melakukan pengem-bangan. Makalah ini memaparkan hasil studi pola sedimentasi dari simulasi dengan software SMS 6.0 bila dilakukan pengembangan di pelabuhan Tanjung Perak. Pengembangan dilaku-kan dengan satu Rencana Awal dan tiga alternatif reklamasi daerah sekitar wilayah teluk Kali Lamong. Berdasarkan hasil simulasi dapat diketahui bahwa, konsentrasi penyebaran rata-rata sedimen yang terjadi untuk Rencana Awal pada kondisi HWL, MSL, dan LWL adalah sama sebesar 0.111 kg/m3. Sedangkan untuk alternatif I, pada saat HWL, MSL, dan LWL sebesar 0.108 kg/m3. Pada alternatif II, saat HWL, MSL, dan LWL sebesar 0.109 kg/m3. Pada alter-natif III, pada saat HWL, MSL, dan pada saat LWL sebesar 0.108 kg/m3. Perubahan rata-ra-ta kontur dasar laut pada Rencana Awal sebesar 0.089 m, untuk Alternatif I sebesar 0.077 m, untuk Alternatif II sebesar 0.097 m, dan pada Alternatif III sebesar 0.082 m. Berdasarkan ha-sil tersebut disimpulkan bahwa untuk Alternatif I penyebaran sedimen rata-rata yang terjadi adalah yang paling sedikit, sehingga sesuai untuk pengembangan pelabuhan. Kata kunci: pengembangan pelabuhan, sms versi 6.0, alternatif pengembangan

1. PENDAHULUAN Pelabuhan Tanjung Perak merupakan pelabuhan terbesar kedua di Indonesia yang sangat stra-tegis dalam mendukung transportasi laut dari dan ke wilayah bagian timur Indonesia. Dengan semakin meningkatnya kegiatan di Pelabuhan Tanjung perak, maka sudah saatnya digagas pe-ngembangan dengan menambah lahan terutama terminal peti kemas. Pada sisi lain lahan pela-buhan sangat terbatas, sehingga pengembangan pelabuhan dapat dilakukan di areal perairan se-kitar muara Kali Lamong seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Kajian yang pernah dilakukan di daerah studi di antaranya adalah studi AMDAL oleh PSL-ITS (Pudjiastuti, 2001). Studi ini tidak menekankan bagaimana pola sedimentasi yang terjadi bila dilakukan pengembangan pelabuhan, tetapi hanya ditekankan pada perubahan dan dampak lingkungan. Penelitian yang lain dilakukan oleh Purwadi (1996) tentang alur pelayaran di selat

Madura. Studi mengenai sedimentasi di muara Kali Lamong dalam kaitannya dengan pengem-bangan Pelabuhan Tanjung Perak belum pernah dilakukan. Apabila dilakukan pengembangan terhadap Pe-labuhan Tanjung Perak, maka perlu ada analisa proses fisik perairan yang akan terjadi untuk mengantisipasi agar pengembangan tidak mem-bawa dampak yang merugikan bagi wilayah sekitarnya. Makalah ini mengungkapkan hasil penelitian tentang simulasi dan analisa pola sedimentasi di perairan Kali Lamong bila dilakukan pengembangan dengan berbagai bentuk layout pengembangan. Dalam makalah ini disajikan hasil pemodelan pola sedimentasi yang terjadi di sekitar wilayah Kali Lamong dengan program SMS (Surface-water Modeling System), serta disajikan pula bentuk skenario reklamasi pengembangan Pelabuhan Tanjung Perak yang paling sedikit menimbulkan sedi-mentasi di sekitar Kali Lamong. Makalah ini diharapkan dapat bermanfaat untuk memberikan

Page 2: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

Studi Simulasi Sedimentasi Akibat .....................(Wahyudi) 75

masukan bagi instansi terkait dalam pengem-bangan pelabuhan Tanjung Perak.

Gambar 1. Lokasi daerah studi

2. DASAR TEORI 2.1 Pasang Surut Wilayah pelabuhan Tanjung Perak berada di perairan selat di antara pantai Surabaya-Gresik dan pantai barat Bangkalan, secara geografis merupakan teluk dan selat yang terlindung dari angin dan gelombang dari laut lepas (Gambar 1). Seperti wilayah pantai pada umumnya, di daerah ini selalu terjadi interaksi antar elemen dalam sistem pantai. Karena lokasi daerah studi yang terlindung dari gelombang, maka proses pantai yang dominan adalah proses yang dipe-ngaruhi pasang surut. Penyebab utama pola arus dan gerakan sedimen di daerah pantai tertutup seperti daerah studi a-dalah fluktuasi muka air laut karena pasang su-rut. Arus pasang surut juga efektif bila bekerja di daerah muara, mulut teluk atau selat yang ter-lindung dari gelombang (Komar, 1976). Pasang surut mempengaruhi elevasi tinggi gelombang yang membawa material sedimen dari dan me-nuju kearah pantai. Selain itu pasang surut juga berpengaruh pada kecepatan dan arah arus. Arus yang ditimbulkan oleh pasang surut cukup

kuat untuk membawa material sedimen dalam jumlah yang cukup besar. 2.2 Sedimentasi Properti sedimen merupakan faktor penting da-lam proses erosi dan sedimentasi, antara lain u-kuran partikel dan distribusi butir, rapat massa, bentuk, kecepatan endap, dan tahanan terhadap erosi. Kecepatan endap material tak kohesif se-perti pasir dipengaruhi oleh rapat massa dan air, viskositas air, dimensi dan bentuk partikel. Se-dangkan untuk sedimen kohesif, kecepatan en-dap dipengaruhi oleh konsentrasi sedimen sus-pensi, salinitas, dan diameter partikel. Di daerah pantai, gerakan air dapat terjadi karena adanya kombinasi dari gelombang dan arus. Gelom-bang berperan untuk mengaduk dan melepaskan material di dasar laut, sementara arus memin-dahkan material sedimen ke tempat lain. Transpor sedimen merupakan perpindahan ma-terial sedimen dari suatu tempat tertentu ke tem-pat lainnya. Perpindahan ini berupa penambah-an (inflow) atau pengurangan material (outflow). Jika outflow lebih banyak daripada inflow maka akan terjadi erosi dan sebaliknya jika out flow lebih sedikit dibandingkan dengan in flow maka terjadi proses akresi. Selanjutnya transpor sedi-men terjadi dalam tiga tahapan, yaitu teraduk-nya material kohesif dari dasar laut hingga ter-suspensi atau lepasnya material nonkohesif dari dasar laut, perpindahan material secara horison-tal serta pengendapan. 2.3 Pemodelan dengan Software SMS 2.3.1 Analisa Pola Arus Analisa pola arus diperlukan dalam perhitungan besarnya sedimen yang terjadi di pantai. Dalam studi ini dipakai software yang dibuat oleh King and Norton dalam Resource Management As-sosiates (RMA) dan Waterway Experiment Sta-tion (WES) Coastal and Hydroulic Laboratory Brigham Young University. RMA2 WES (SMS, 2000) melakukan analisa pola arus dan kecepat-annya dalam dua dimensi, yang menggunakan persamaan seperti di bawah ini.

Page 3: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

76 Jurnal Teknologi Kelautan Vol. 8, No.2, Juli 2004: 74-85

⎥⎦

⎤⎢⎣

∂∂

+∂∂

−∂∂

+∂∂

+∂∂

2

2

2

2

yvE

xuE

ph

yuhv

xuhu

tuh xyxx

( ) 2/12226/1

2

)486.1(vu

hgun

xh

xagh ++⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

∂∂

+∂∂

+

0sin2cos. 2 =−− φωψζ hvVa (1)

⎥⎦

⎤⎢⎣

∂∂

+∂∂

−∂∂

+∂∂

+∂∂

2

2

2

2

yvE

xuE

ph

yuhv

xuhu

tuh yyyx

( ) 2/12226/1

2

)486.1(vu

hgun

yh

yagh ++⎥

⎤⎢⎣

⎡∂∂

+∂∂

+

0sin2cos. 2 =−− φωψζ hvVa (2)

0=∂∂

+∂∂

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

+∂∂

+∂∂

yhv

xuu

yv

xuh

th (3)

dengan, h : kedalaman air u,v : kecepatan pada koordinat kartesius x,y,t : koordinat kartesius dan waktu ρ : densitas fluida E : koeffisien viskositas Eddy xx : untuk arah x yy : untuk arah y xy, yx : geser untuk arah setiap permukaan g : kecepatan gravitasi a : elevasi dasar n : koefisien kekasaran Manning 1,46 : konversi dari satuan SI ke non SI ζ : koefisien tegangan geser angin Va : kecepatan angin ϕ : arah angin ω : sudut rotasi bumi φ : garis lintang bumi Persamaan tersebut dapat diselesaikan melalui metode elemen hingga dengan menggunakan Galerkin Method. Variable waktu diasumsikan untuk bermacam-macam waktu untuk setiap langkah dalam bentuk: f (t) = f(to) + a.t + b.t2 (4) to ≤ t < to+ Δ t, variabel a, b, dan c konstan. Salah satu masalah utama yang diperiksa oleh RMA2 adalah kekasaran dasar. Perubahan ge-sekan dasar menyebabkan perubahan pada peri-

laku kecepatan dan arah dari fluida. Tegangan dasar geser dirumuskan:

gRSρτ = (5) dengan, τ : tegangan geser ρ : densitas fluida g : kecepatan gravitasi R : radius hidrolik S : kemiringan Tegangan geser dihitung dengan persamaan Manning jika masukan nilai kekasaran < 3.0, dan jika berlebih maka dipakai persamaan Chezy. Umumnya, dipilih koefisien Manning (n) dan nilai kekasaran ini dapat ditambahkan dalam global mesh sebagai tipe material, atau tingkat elemen. Persamaan Manning untuk aliran uniform adalah:

nSRV

2/13/2*49,1= (6)

Notasi V adalah kecepatan, dan n merupakan nilai Manning. Dengan menyelesaikan persamaan Manning untuk S dan disubtitusikan maka diperoleh persamaan untuk tegangan geser dasar yaitu:

3/1

22

49.1 RVng ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛= ρτ (7)

Dengan menyelesaikan R (radius) dan mensub-titusikan, maka diperoleh persamaan baru seper-ti pers. (8) dan (9) berikut ini.

3/1

222

49.1 hvuungx

+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= ρτ (8)

3/1

222

49.1 hvuungy

+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= ρτ (9)

Bersarnya turbulensi dihitung dengan persama-an berikut:

xvu

xxy

xyExx ∂

∂∂∂

+∂∂

=∂∂ ''

2

2

2 μ (10)

Page 4: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

Studi Simulasi Sedimentasi Akibat .....................(Wahyudi) 77

dengan, μ : molecular viscosity u’,v’ : turbulensi yang terjadi sesaat, dalam

kecepatan sesaat 2.3.2 Analisa Pola Sedimentasi Analisa pola sedimentasi diperlukan untuk me-ngetahui tingkat sedimentasi pada suatu pantai dan pola penyebarannya. Berdasarkan hasil ana-lisa ini, bisa diketahui tingkat keamanan sebuah struktur yang dibangun untuk penanggulangan adanya sedimentasi. Analisa sedimentasi dila-kukan dengan software SED2D-WES version 4.3. Persamaan dasar yang dipakai adalah se-perti di bawah ini. a. Persamaan Convection-Diffusion

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

∂∂

∂∂

=∂∂

+∂∂

+∂∂

xCD

xyCv

xCu

tC

x

21 αα ++⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

∂∂

+ CyCD

y y (11)

dengan, C : konsentrasi, kg/m3 U : kecepatan aliran pada arah x, m/det X : arah aliran utama, m V : Kecepatan aliran pada arah y, m/detik Y : arah tegak lurus terhadap x, m Dx : koefisien difusi efektif pada arah x, m2/detik Dy : koefisien difusi efektif pada arah y, m2/detik

1α : koefisien untuk bentuk dasar, 1/detik

2α : konsentrasi equilibrium dari bagian bentuk dasar kg/m3/detik b. Tegangan Geser Dasar Beberapa persamaan bisa dipakai untuk meng-hitung tegangan dasar geser antara lain:

2*)(ub ρτ = (12) dengan, ρ : densitas air,

u* : shear velocity. c. Persamaan Tegangan Geser Manning

u* = 6/1

..CMED

nug (13)

dengan, g : kecepatan gravitasi n : nilai kekasaran Manning CMED : koeffisien (1.0 untuk satuan metric dan

1,486 untuk satuan British). d. Persamaan Jonsson, persamaan untuk tegangan geser permukaan yang disebabkan oleh gelombang dan arus:

u* = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +22

1 om

omw

comw uu

ufufuf (14)

dengan, uom : kecepatan maksimum gelombang fc : koeffisien tegangan CMED : koeffisien (1.0 untuk satuan metric dan

1,486 untuk satuan British). 3. METODOLOGI Pemodelan pola arus dan sedimentasi dalam studi ini dilakukan dalam tiga tahap yaitu pe-ngumpulan data, analisa data dan pemodelan yang menggunakan software SMS versi 6.0. Data yang digunakan meliputi peta topografi dan batimetri, dat pasang surut, data tanah, dan debit sungai yang bermuara di lokasi studi. Pengolahan data meliputi penentuan kondisi ba-tas model, penggambaran peta topografi, penen-tuan kondisi lingkungan model seperti keting-gian dan gerakan pasang surut, debit air sungai dan data tanah, serta pembuatan bentuk skena-rio dari rencana pengembangan pelabuhan Tan-jung Perak. Analisa hasil pemodelan pola arus dilakukan dengan dua cara, berdasarkan output data secara numerik dan animasi output data. Pola arus ini selanjutnya digunakan sebagai input untuk ana-lisa pemodelan pola sedimentasi. Hasil pemo-

Page 5: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

78 Jurnal Teknologi Kelautan Vol. 8, No.2, Juli 2004: 74-85

delan pola sedimen juga ada dua cara, yaitu se-cara numerik maupun output gambar animasi. Pemodelan pola sedimen memberikan gambar-an adanya endapan yang terbawa oleh sungai. 4. ANALISA DATA 4.1 Batimetri Data batimetri yang digunakan dalam studi ini adalah Peta Hidral Dinas Hidro-oseanografi TNI-AL dan dokumentasi yang dimiliki oleh PT Pelabuhan Indonesia III. Dari peta tersebut da-pat diketahui kedalaman rata-rata dari selat Ma-dura adalah 10 m. 4.2 Pasang Surut Data pasang surut untuk penelitian ini diperoleh dari laporan pengukuran selama 15 hari bertu-rut-turut dengan interval waktu 1 jam. Data di-peroleh dari data Dinas Hydro-oseanografi TNI AL, untuk bulan Januari tahun 2003. Gerakan pasang surut diramalkan terhadap suatu muka surutan yang letaknya 1.5 m di bawah DT, serta pengamatan dilakukan di daerah sekitar pela-buhan Surabaya. Konstanta pasang surut hasil perhitungan dengan metode Admiralty disajikan dalam Tabel 1. Tabel 1. Konstanta pasang surut metode Admiralty

Kompo-nen

Pasut M2 S2 N2 K2 K1 O1 P1 M4 Z0

Ampli-tudo

44 26 9 8 47 28 14 - 60

Fase 31 20 49 18 50 91 47 - -

Data pasang surut ini digunakan sebagai input boundary condition SMS untuk mendapatkan pola arus maupun pola sedimen. Data pasang surut ini dianalisa dan diurutkan menggunakan fasilitas Ms Excel dan merubah file *. xls menjadi file yang berekstensi *.xys. Dari data pasang surut didapatkan 360 time step. 4.3 Kondisi Sungai Sungai berpengaruh terhadap proses sedimenta-si yang terjadi. Sedimentasi bisa berasal dari material yang terbawa dari daratan maupun dari

erosi pantai itu sendiri, selain itu proses sedi-mentasi juga bisa diakibatkan karena adanya material yang terbawa oleh arus dari laut dalam. Kondisi umum dari sungai yang bermuara di sekitar teluk Lamong ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Data sungai

Nama Sungai

Luas DAS (km2)

Keda-laman

Su-ngai (m)

Slope Dasar Sungai

Luas Penam-

pang Sungai

(m2)

Ele-vasi

Muka Air

Rata2 (m)

Debit (m3/det)

Anak 1.985 0.48 0.001 2.07 0.48 0,38

Greges 5.765 1.21 0.005 4.77 1.21 1,5

Manukan 5.33 0.68 0.007 2.21 0.68 1,67

Branjangan 2.63 0.74 0.006 2.63 0.74 0,46

Semimi 7.64 0.84 0.008 8.01 0.84 1,83

Lamong 209 2.4 0.005 174.2 2.4 42,03

Debit sungai diperlukan sebagai input bounda-ry condition SMS untuk mendapatkan pola arus maupun pola sedimen. Data debit sungai ini di diurutkan menggunakan fasilitas Ms Excel dan merubah file *.xls menjadi file yang berekstensi *.xys. Data debit sungai dalam hal ini diambil sampai time step 360 atau 15 hari pengukuran menyamakan jumlah time step yang diambil da-lam data pasang surut. 5. PEMODELAN DENGAN SMS 6.0 5.1 Pemodelan Kontur Dasar Laut Langkah pertama pembuatan kontur dasar laut adalah membuat titik-titik atau node sesuai de-ngan gambar dari peta batimetri yang sudah di import ke dalam SMS dengan file Dxf. Kemu-dian dibuat peta gambar yang akan dipakai da-lam simulasi dengan cara menghubungkan titik-titik sesuai dengan peta yang akan dimodelkan. Setelah didapatkan model kontur dasar laut, ke-mudian dilakukan penginputan data pasang su-rut dan debit sungai. Dengan mengambil data pengukuran selama 15 hari pengukuran atau se-lama 360 jam. Grafik pasut dalam SMS ditun-jukkan pada Gambar 2. Pasang surut digunakan sebagai head (elevasi muka air) dan debit sungai sebagai flow. Data flow yang di masukkan ke dalam model adalah data sungai-sungai yang bermuara di teluk La-mong yaitu Kali Lamong, Kali Branjangan, Kali Semini, Kali Krambangan, Kali Manukan, dan Kali Anak.

Page 6: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

Studi Simulasi Sedimentasi Akibat .....................(Wahyudi) 79

Gambar 2. Grafik pasang-surut dalam SMS

Setelah pembuatan node dan peta modul dilan-jutkan dengan membuat kontur dasar dengan cara menggabungkan setiap node menjadi garis-garis pada SMS dan akan didapat pola kontur kedalaman dari Selat Madura (Gambar 3).

Gambar 3. Kontur kedalaman selat Madura

Dalam studi ini dibuat model simulasi dari be-berapa rencana bentuk pengembangan pelabuh-an. Rencana awal layout pelabuhan berdasarkan PT. PELINDO III, ditunjukkan pada Gambar 4. 5.2 Pemodelan Pola Arus dan Pola Sedi-

men Berdasarkan data pasang surut diperoleh bahwa pasang tertinggi (HWL) terjadi pada time step 191, pasut rerata (MSL) pada time step 47 dan surut terendah (LWL) pada time step 175 (Gambar 5). Setelah proses input data dan pemasangan kon-disi batas selesai tanpa ada kesalahan, kemudian dilakukan proses running. Dengan mengguna-kan modul RMA2 didapatkan pola arus. Pola a-rus digambarkan dalam bentuk vektor arah arus yang berupa anak panah serta perbedaan warna yang merupakan perbedaan kecepatan arus, da-lam bentuk flow trace (jejak) arus (Gambar 6).

Gambar 4. Rencana awal pengembangan Pelabuhan

Tanjung Perak, Surabaya

Gambar 5. Kondisi pasang surut

Gambar 6. Pola arus dalam bentuk flow trace

Pemodelan sedimentasi menggunakan modul SED2D dilakukan bila proses pemodelan pola arus telah selesai tanpa kesalahan. Dari pemo-delan ini didapatkan model konsentrasi sedimen dan perubahan kontur dasar laut. 5.2.1 Pola Arus dan Sedimen Rencana

Awal Pada pemodelan pola arus diambil sampel (titik A, B, dan C) yang dianggap mewakili daerah sekitarnya (Gambar 7). Contoh hasil simulasi pemodelan arus untuk kondisi Rencana Awal, disajikan pada kondisi MSL (pada timestep 47)

Page 7: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

80 Jurnal Teknologi Kelautan Vol. 8, No.2, Juli 2004: 74-85

pada Gambar 8. Sedangkan hasil simulasi sedi-men disajikan pada Gambar 9.

Gambar 7. Lokasi pengambilan sampel master plan

Gambar 8. Pola arus hasil simulasi untuk Pe-

ngembangan Rencana Awal pada time-step 47.

Gambar 8 menunjukkann bagaimana pola arus dan kecepatannya di sekitar rencana reklamasi pada timestep 47. Kecepatan arus di sekitar lokasi A adalah 0.115 m/s - 0.164 m/s, di sekitar lokasi B adalah 0.002 m/s - 0.034 m/s, dan di sekitar muara sungai (C) 0.002 m/s - 0.051 m/s.

Gambar 9. Pola penyebaran konsentrasi sedimen

pada time step 47 Gambar 9 menunjukkan pola penyebaran sedi-men yang terjadi, dapat dilihat bahwa sedimen

yang paling besar terjadi di sekitar muara su-ngai, karena interval warna terlihat sangat ba-nyak, karena muara sungai adalah pembawa material sedimen yang paling besar. Penyebaran konsentrasi sedimen di lokasi (A) adalah 0.10 kg/m3 - 0.26 kg/m3, di lokasi (B) adalah 0.13 kg/m3 - 0.20 kg/m3, di sekitar muara sungai lo-kasi (C) adalah 0.30 kg/m3 - 0.88 kg/m3. 5.2.2 Pola Arus dan Sedimen Alternatif I Pada Pengembangan dengan Alternatif I bentuk model tetap seperti pada Rencana Awal, tetapi jarak (kanal) yang terdapat pada reklamasi 1 dan 2 di tiadakan (Gambar 10). Hal itu dilakukan untuk melihat apakah sedimen yang terjadi di sekitar kolam labuh dapat dikurangi. Contoh hasil pemodelan arus dan sedimentasi untuk Pengembangan Alternatif I disajikan pada Gambar 11 dan 12.

Gambar 10. Lokasi pengambilan sampel Alternatif I

Gambar 11. Pola arus hasil simulasi pada time step

47 untuk Alternatif I Gambar 12 menunjukkan penyebaran konsen-trasi sedimen di sekitar lokasi A sebesar (0.00 - 0.13) kg/m3, di sekitar lokasi B (0.00 - 0.13) kg/m3, dan di sekitar muara sungai (C) (0.30 - 0.88) kg/m3.

Page 8: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

Studi Simulasi Sedimentasi Akibat .....................(Wahyudi) 81

5.2.3 Pola Arus dan Sedimen Alternatif II Pengembangan dengan Alternatif II dilakukan reklamasi seperti ditunjukkan pada Gambar 13. Contoh hasil pemodelan arus dan sedimentasi untuk Pengembangan Alternatif II disajikan pada Gambar 14 dan 15.

Gambar 12. Pola penyebaran konsentrasi sedimen

pada time step 47 (jam ke 47)

Gambar 13. Lokasi pengambilan sampel pada

Alternatif II

Gambar 14. Pola arus hasil simulasi pada time step 47 untuk model Alternatif II

Pada Gambar 14 ditunjukkan simulasi kecepat-an arus di sekitar lokasi A adalah (0.115-0.164) m/s, di sekitar B (0.018 - 0.115) m/s, dan di se-

kitar C (0.002 - 0.051) m/s. Sedangkan penye-baran konsentrasi sedimen ditunjukkan pada Gambar 15. Konsentrasi sedimen di sekitar lo-kasi A adalah (0.01 - 0.13) kg/m3, di sekitar B (0.13 - 0.20) kg/m3, dan di sekitar lokasi C ada-lah (0.30 - 0.88) kg/m3.

Gambar 15. Pola penyebaran konsentrasi sedimen pada time step 47 untuk Pengembangan Alternatif II

5.2.4 Pola Arus dan Sedimen Pada Alter-

natif III Pada Pengembangan Alternatif III dilakukan re-klamasi dengan model seperti ditunjukkan pada Gambar 16. Sedangkan contoh hasil pemodelan arus dan sedimentasi untuk Pengembangan de-ngan Alternatif III disajikan pada Gambar 17 dan 18, yang masing-masing diambil pada time step 47.

Gambar 16. Lokasi pengambilan sampel model Pe-

ngembangan Alternatif III Pada Gambar 17 ditunjukkan simulasi kecepat-an arus di sekitar lokasi A adalah sebesar (0.068 - 0.118) m/s, di sekitar B (0.019 - 0.051) m/s, dan di sekitar C (0.002 - 0.051) m/s. Sedangkan

Page 9: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

82 Jurnal Teknologi Kelautan Vol. 8, No.2, Juli 2004: 74-85

penyebaran konsentrasi sedimen ditunjukkan pada Gambar 18. Konsentrasi sedimen di seki-tar lokasi A adalah (0.01 - 0.18) kg/m3, di seki-tar B (0.01 - 0.09) kg/m3, dan di sekitar lokasi C adalah (0.26 - 0.75) kg/m3.

Gambar 17. Pola arus hasil simulasi pada time step

47 untuk Pengembangan Alternatif III

Gambar 18. Pola penyebaran konsentrasi sedimen

pada time step 47 untuk Pengembangan Alternatif III

5.3 Pemodelan Perubahan Kontur Dasar

Laut 5.3.1 Perubahan Kontur Dasar Laut pa-

da Pengembangan Rencana Awal Penyebaran konsentrasi sedimen yang terjadi a-kibat dari pengembangan pelabuhan pada Ren-cana Awal ditunjukkan pada Tabel 3, dengan tiap-tiap lokasi sampel mewakili daerah di seki-tarnya. Penomeran atau node yang tercantum pada Tabel 3 adalah titik yang diambil pada ti-ap-tiap lokasi.

Perubahan kontur dasar laut akibat rencana pe-ngembangan pelabuhan pada Rencana Awal da-pat diketahui dalam Tabel 4. Perubahan kontur dasar laut ini diperoleh setelah running program SED2D selesai tanpa ada error. Perubahan kon-tur dasar laut tersebut adalah hasil running SMS setelah 360 time step atau 15 hari. Tabel 3. Konsentrasi sedimen pada tiap kondisi pa-

sang surut pada rencana awal

Lokasi Analisa di

Sungai

Node ID

Sediment Consentration (kg/m3)

Kondisi

HWL MSL LWL

Lamong 1133 0.2020 0.2020 0.2020

Semini 2798 0.1638 0.1638 0.1638

Branjangan 3821 0.1333 0.1333 0.1333

Manukan 4661 0.1514 0.1514 0.1514

Krambangan 5326 0.1647 0.1648 0.1649

Anak 4142 0.0619 0.0619 0.0619 Pelabuhan

Penumpang 5061 0.0073 0.0073 0.0073

Pelabuhan Peti Kemas 2784 0.0030 0.0030 0.0030

Tabel 4. Perubahan kontur dasar laut pada Rencana Awal saat kondisi awal dan akhir

Lokasi Analisa di

Sungai

Node ID

Bed Change (m) Awal

(TS=0) Akhir

(TS=360) Lamong 1133 0 0.204104512

Semini 2798 0 0.106987409 Branjangan 3821 0 0.055760774 Manukan 4661 0 0.061784863

.Krambangan 5326 0 0.195746824 Anak 4142 0 0.036586694

Pelabuhan Penumpang 5061 0 0.023574437

Pelabuhan Peti Kemas 2784 0 0.030733644

5.3.2 Perubahan Kontur Dasar Laut pa-

da Pengembangan Alternatif I Pada Alternatif I terlihat perbedaan konsentrasi sedimen dengan Rencana Awal, serta terdapat juga perbedaan node. Hal ini dikarenakan urut-an penomerannya yang berbeda tetapi lokasi dan tempat diambilnya sampel random adalah sama dengan Rencana Awal. Konsentrasi sedi-

Page 10: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

Studi Simulasi Sedimentasi Akibat .....................(Wahyudi) 83

men akibat rencana pengembangan pelabuhan pada Alternatif I disajikan pada Tabel 5, se-dangkan perubahan kontur dasar laut yang ter-jadi pada Alternatif I disajikan dalam Tabel 6, di mana tiap-tiap lokasi mempunyai nilai peru-bahan kontur yang terjadi dalam 15 hari.

Tabel 5. Konsentrasi sedimen pada tiap kondisi pasang surut dari Alternatif I

Lokasi Analisa di

sungai

Node ID

Sediment Consentration (kg/m3)

Kondisi

HWL MSL LWL

Lamong 1115 0.1944 0.19442 0.1944

Semini 2551 0.1565 0.15647 0.1565

Branjangan 3595 0.1293 0.12932 0.1293

Manukan 4251 0.1546 0.15455 0.1546

Krambangan 5144 0.1633 0.16332 0.1633

Anak 3943 0.0613 0.06127 0.0613 Pelabuhan

Penumpang 4937 0.0015 0.00148 0.0015

Pelabuhan Peti Kemas 2376 0.0030 0.00298 0.0030

Tabel 6. Perubahan kontur dasar laut Alternatif I

pada kondisi awal dan akhir

Lokasi Analisa di

Sungai

Node ID

Bed Change (m) Awal

(TS=0) Akhir

(TS=360)Lamong 1115 0 0.186187133

Semini 2551 0 0.075281076

Branjangan 3595 0 0.047775525

Manukan 4251 0 0.050541620

.Krambangan 5144 0 0.181168526

Anak 3943 0 0.030069962 Pelabuhan

Penumpang 4937 0 0.011643613

Pelabuhan Peti Kemas 2376 0 0.030135095

5.3.3 Perubahan Kontur Dasar Laut pa-

da Pengembangan Alternatif II Ada perbedaan konsentrasi sedimen pada Alter-natif II dan Rencana Awal, serta terdapat juga perbedaan node. Hal ini dikarenakan perbedaan bentuk dengan Rencana Awal. Konsentrasi se-dimen akibat rencana pengembangan pelabuhan Alternatif II disajikan pada Tabel 7.

Perubahan kontur dasar laut yang terjadi pada Alternatif II disajikan dalam Tabel 8, dengan tiap-tiap lokasi mempunyai nilai perubahan kontur yang terjadi dalam 15 hari atau 360 time step. Tabel 7. Konsentrasi sedimen pada tiap kondisi pa-

sang surut dari Alternatif II

Lokasi Analisa di

Sungai

Node ID

Sediment Consentration (kg/m3)

Kondisi

HWL MSL LWL

Lamong 1276 0.1826 0.1828 0.1826

Semini 2676 0.1650 0.1650 0.1650

Branjangan 3903 0.1353 0.1353 0.1353

Manukan 4444 0.1503 0.1503 0.1503

Krambangan 5043 0.1697 0.1697 0.1697

Anak 4348 0.0575 0.0575 0.0575 Pelabuhan

Penumpang 3146 0.0085 0.0085 0.0085

Pelabuhan Peti Kemas 3118 0.0042 0.0042 0.0042

Tabel 8. Perubahan kontur dasar laut pada kondisi awal dan kondisi akhir dari Alternatif II

Lokasi Analisa di

Sungai

Node ID

Bed Change (m) Awal

(TS=0) Akhir

(TS=360)Lamong 1276 0 0.261884212

Semini 2676 0 0.100966297 Branjangan 3903 0 0.058052990 Manukan 4444 0 0.061060611

.Krambangan 5043 0 0.193783074 Anak 4348 0 0.034984756

Pelabuhan Penumpang 3146 0 0.025781530

Pelabuhan Peti Kemas 3118 0 0.035484604

5.3.3 Perubahan Kontur Dasar Laut pa-

da Pengembangan Alternatif III Penyebaran konsentrasi sedimen akibat pe-ngembangan pelabuhan dengan Alternatif III di-sajikan pada Tabel 9. Sedangkan perubahan rata-rata kontur dasar laut akibat pengembangan dengan Alternatif III disajikan pada Tabel 10. Penyebaran konsentrasi sedimen pada Tabel 9 terlihat bahwa, transpor sedimen terbesar bera-

Page 11: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

84 Jurnal Teknologi Kelautan Vol. 8, No.2, Juli 2004: 74-85

sal dari sungai yang mengalir ke muara dan akhirnya diendapkan di laut. Tabel 9. Konsentrasi sedimen pada tiap kondisi pa-

sang surut (Alternatif III)

Lokasi Analisa di

Sungai

Node ID

Sediment Consentration (kg/m3)

Kondisi

HWL MSL LWL

Lamong 1298 0.1914 0.1914 0.1913

Semini 2957 0.1630 0.1629 0.1629

Branjangan 3721 0.1267 0.1267 0.1267

Manukan 4363 0.1561 0.1561 0.1561

Krambangan 5100 0.1596 0.1596 0.1596

Anak 4477 0.0619 0.0619 0.0619 Pelabuhan

Penumpang 4217 0.0042 0.0042 0.0042

Pelabuhan Peti Kemas 3199 0.0023 0.0023 0.0023

Tabel 10. Perubahan kontur dasar laut pada kondisi

awal dan akhir (Alternatif III)

Lokasi Analisa di

Sungai

Node ID

Bed Change (m)

Awal TS=0

Akhir TS=360

Lamong 1298 0 0.191453

Semini 2957 0 0.088100

Branjangan 3721 0 0.056763

Manukan 4363 0 0.062467

.Krambangan 5100 0 0.185501

Anak 4477 0 0.037702

Pelabuhan Penumpang 4217 0 0.017514

Pelabuhan Peti Kemas 3199 0 0.021979

5.4 Perbandingan Hasil Pemodelan dari

Pengembangan Rencana Awal dan ke Tiga Alternatif

Perbandingan hasil proses sedimentasi yang terjadi akibat pengembangan pelabuhan di Te-luk Kali Lamong dapat dilihat pada Tabel 11 dan 12. Tabel 11 menyajikan perbedaan penye-baran sedimen yang terjadi pada tiap-tiap mo-del. Sedangkan perubahan rata-rata kontur dasar laut yang terjadi pada tiap-tiap model dirang-kum dalam Tabel 12.

Berdasarkan Tabel 11 dan 12, diketahui bahwa penyebaran sedimen rata-rata yang terjadi sete-lah 360 time step bernilai paling kecil terdapat pada Alternatif I. Penyebaran sedimen pada Al-ternatif I pada semua kondisi pasang surut mempunyai nilai yang paling kecil. Demikian pula untuk perubahan kontur dasar laut, peru-bahan terkecil terjadi pada Alternatif I. Tabel 11. Penyebaran konsentrasi sedimen pada se-

tiap model untuk setiap kondisi pasang surut.

Model HWL (kg/m3)

MSL (kg/m3)

LWL (kg/m3)

Rencana Awal 0.110932 0.110960 0.110957

Alternatif I 0.107978 0.107978 0.107978

Alternatif II 0.109140 0.1091428 0.109141

Alternatif III 0.108170 0.108172 0.108170

Tabel 12. Perubahan kontur pada tiap-tiap model

Model Bed Change (m)

Rencana Awal 0.08940989

Alternatif I 0.07660031

Alternatif II 0.09649975

Alternatif III 0.08268446

5.5 Verifikasi Hasil Simulasi Hasil pengukuran elevasi muka air pasang surut secara langsung untuk verifikasi model diambil pada lokasi pengamatan pasang surut yang tidak digunakan sebagai kondisi batas, yaitu lokasi pengukuran Tanjungan. Hasil perbandingan an-tara pengukuran pasang surut secara langsung di Tanjungan dengan hasil simulasi disajikan pada Gambar 19. Pada Gambar 19 dapat dilihat bahwa elevasi muka air pasang surut hasil simulasi memberi-kan hasil yang bagus, sehingga diasumsikan bahwa validitas parameter-parameter model kontrol serta referensi kondisi batas pasang su-rut yang diaplikasikan telah mendekati kebenar-an sesuai kondisi lapangan.

Page 12: 4250-Wahyudi Citros-oe-Dr. Wahyudi & Dikor_Studi Simulasi Sedimentasi

Studi Simulasi Sedimentasi Akibat .....................(Wahyudi) 85

Tanjungan

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350

jam ke-

Elev

asi M

uka

Air

(m

LW

S)

pasut pengamatan pasut simulasi

Gambar 19. Kalibrasi terhadap data pasang surut

6. KESIMPULAN Penyebaran konsentrasi rata-rata sedimen yang terjadi pada Rencana Awal Pengembangan se-besar 0.11096 kg/m3; Alternatif I sebesar 0.10798 kg/m3; Alternatif II sebesar 0.10914 kg/m3 dan Alternatif II sebesar 0.10817 kg/m3. Bentuk sekenario reklamasi pengembangan pe-labuhan Tanjung Perak yang paling sedikit me-nimbulkan sedimentasi di sekitar wilayah Kali-Lamong adalah Alternatif I. DAFTAR ACUAN Buana, C. (2003), “Simulasi Hidrodinamis Per-

airan Terhadap Beberapa Alternatif Pe-ngembangan Pelabuhan Tanjung Perak di Muara Sungai Kali Lamong”, Master Te-sis, Program Pasca Sarjana Teknik Ke-lautan, FTK-ITS, Surabaya.

Coastal Engineering Research Center, (1984), Shore Protection Manual; Volume 1 and

2, U.S. Army Corps of Engineers, U.S. Government Printing Office, New York.

Horikawa, K. (1988), Nearshore Dynamics and Coastal Processes, University of Tokyo Press.

Horikawa, K. (1998), Coastal Engineering, An Introduction to Ocean Engineering, U-niversity of Tokyo Press.

Koestalam, P. (2001), Kajian Teknis Alur Pela-yaran Pelabuhan Tanjung Perak Suraba-ya, Lembaga Pengabdian kepada Masya-rakat-ITS, Surabaya.

Komar, P.D. (1984), CRC Handbook of Coas-tal Processes and Erosion, CRC, Flori-da.

PT. (Persero) Pelabuhan Indonesia III (2000), Masterplan Pelabuhan Tanjung Perak, PT. Pelabuhan Indonesia III, Surabaya.

Pudjiastuti, L. (2001), Studi Amdal Pengem-bangan Pelabuhan Tanjung Perak di Muara Kali Lamong dan Teluk Lamong, Lembaga Penelitian-ITS, Surabaya.

Purwadi, D. (1996), Pra Studi Kelayakan (Pre-feasibility Study) Pengembangan Kawas-an Pelabuhan Tanjung Perak Arah Barat Sampai Dengan Pelabuhan Gresik, Lem-baga Pengabdian kepada Masyarakat-ITS, Surabaya.

SMS (2000), Tutorial Version 7.0, Brigham Young University Environmental Model-ing Research Laboratory.

Triatmodjo, B. (1999), Teknik Pantai, Beta off-set, Yogyakarta.

Users Guide To RMA2WES Version 4.5, US Army, Engineering Research Develop-ment Center, Waterways Experiment Sta-tion, Coastal and Hydraulics Laboratory.