BAB III METODOLOGI. Tabel 3.1 Data dan Sumber No Data Sumber Keterangan. (Lingkungan Dilakukan digitasi sehingga 1 Batimetri

Transkripsi

1 BAB III METODOLOGI 3.1 Pengumpulan Data Data awal yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah data batimetri (kedalaman laut) dan data angin seperti pada Tabel 3.1. Tabel 3.1 Data dan Sumber No Data Sumber Keterangan Peta LPI Skala 1: (Lingkungan Dilakukan digitasi sehingga 1 Batimetri Pantai Indonesia) didapatkan kontur batimetri dan Bakosurtanal garis pantai Dapat diunduh di NCEP (National Data angin yang bertiup 10 m Kecepatan dan Center for 2 di atas permukaan laut Arah Angin Environmental Interval data setiap 6 jam Prediction) Resolusi data 1,875 o x1,875 o (Kalnay, dkk. 1996) 3.2 Pemodelan Langkah-langkah yang dilakukan dalam pemodelan gelombang metode numerik dengan SWAN yaitu: (Gambar 3.1) a. Pembuatan Domain Model Proses awal pemodelan adalah menentukan domain model yang akan dipakai. Data yang digunakan adalah data batimetri yang diproses dengan penghitungan grid dan dilakukan interpolasi kontur kedalaman. Untuk membedakan daratan dengan lautan, nilai kedalaman daratan didefinisikan 16

2 sebagai dan tidak dimasukkan dalam penghitungan gelombang. Karena metode yang dipakai pada SWAN adalah nesting (bersarang), maka diperlukan domain berskala spasial lebih luas terlebih dahulu hingga didapat domain sesuai daerah studi (Gambar 3.2). Domain yang digunakan adalah: Domain A (Indonesia Barat) Domain ini terletak pada 100 o -119,8 o BT dan 4,875 o LU 10 o LS dengan grid berjumlah 197x237 dan resolusi grid 11225x7004 m. Domain B (Pantai Utara Jawa Barat) Domain ini terletak pada 104,288 o -109,533 o BT dan 5,179 o -6,95 o LS dengan jumlah grid 201x181 dan resolusi grid 2914x1093 m. Domain C (Muara Gembong) Domain ini terletak pada 106,9 o -107,1 o BT dan 5,83 o -6,11 o LS dengan grid berjumlah 141x121 dengan resolusi grid 159x259 m. 17

3 Mulai Data Batimetri dan Garis Pantai Pembuatan Domain Model Pendefinisian Syarat Awal dan Syarat Batas Data Angin Pendefinisan Parameter Masukan Parameter yang diuji Uji Sensitivitas Parameter Model Terpilih Pemodelan Dua Musim Angin Model Gelombang Selesai Gambar 3.1 Diagram Alir Pemodelan 18

4 Gambar 3.2 Domain Model b. Pendefinisian Syarat Awal dan Syarat Batas Kedua syarat ini perlu ditentukan agar pemodelan yang dilakukan sesuai dan semakin mendekati dengan hasil sesuai kondisi sebenarnya. Syarat awal yang digunakan yaitu kecepatan angin pada t=0 adalah 0 m/s. Syarat batas terdiri dari 2 jenis, yaitu syarat batas terbuka dan terutup. Syarat batas tertutup pada pemodelan ini adalah daratan, sehingga penghitungan gelombang hanya dilakukan pada daerah yang terdefinisi sebagai lautan. Untuk syarat terbuka tidak digunakan pada model A. Jadi, gelombang dihitung hanya dari data masukan. Pada model B dan C, syarat batas terbuka adalah hasil nesting dari model dengan domain yang lebih luas. Jadi, hasil pemodelan domain A digunakan sebagai syarat batas domain B, dan seterusnya. Hal ini berhubungan dengan fetch dalam penghitungan gelombang, yaitu jarak perjalanan tempuh gelombang dari awal pembangkitannya yang dibatasi oleh bentuk daratan yang mengelilingi laut. c. Pendefinisian Parameter Masukan Nilai parameter masukan pemodelan dapat diperoleh dari pengukuran maupun hasil pemodelan yang sudah dilakukan sebelumnya. Parameter masukan yang digunakan pada pemodelan ini adalah data kecepatan dan arah 19

5 Depth (m) Depth (m) angin. Gambaran awal data angin dapat dilihat pada Gambar 3.3 dan Gambar 3.4 dengan arah panah menunjukkan arah pergerakan angin. Gambar 3.3 Angin Musim Timur Gambar 3.4 Angin Musim Barat d. Uji Sensitifitas Proses ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari perubahan parameter pemodelan. Berdasarkan Windupranata, dkk. (2011a, 2011b) dilakukan pemodelan menggunakan parameter tertentu pada domain A dan B. Hasil pemodelan digunakan dalam pemodelan domain C dengan kondisi standar (Tabel 3.2). Setelah itu, kondisi beberapa parameter diuji dengan ketentuan pada Tabel 3.2. Arah angin yang diuji yaitu angin yang dari arah utara. 20

6 Tabel 3.2 Parameter Uji Sensitifitas No Parameter Kondisi standar Kondisi yang diuji 1 Resolusi grid 159x259 m 318x518 m; 79.5x129.5 m 2 Kecepatan angin 5 m/s 2,5 m/s; 10 m/s 3 Langkah waktu 1 jam 0,5 jam; 2 jam 4 Komponen fisik KOMEN JANSSEN; WESTHUYSEN Parameter komponen fisik merupakan metode penghitungan prediksi gelombang menggunakan rumus tertentu yang berbeda tiap karakter fisik laut yang berbeda. Pada uji sensitifitas ini digunakan rumus dari Komen, Janssen, dan Westhuysen. e. Pemodelan Dua Musim Angin Setelah didapatkan parameter yang sesuai dari uji sensitifitas, maka selanjutnya dilakukan pemodelan gelombang. Pemodelan dilakukan selama 1 bulan untuk 2 musim angin yang terjadi di Indonesia, yaitu Musim Angin Timur yang diwakili oleh data angin bulan Juli 2011 dan Musim Angin Barat oleh data angin bulan Januari Parameter yang dihasilkan antara lain Hsig, periode, dan arah gelombang. Agar karakter gelombang di pesisir Muara Gembong lebih mudah dipelajari, dilakukan pula pemodelan gelombang di 14 titik pengamatan yang tersebar sepanjang pesisir (Gambar 3.5) dengan koordinat seperti pada Tabel

7 Gambar 3.5 Sebaran Titik Pengamatan 3.3 Pemetaan Gelombang Pembuatan peta gelombang dilakukan dengan perangkat lunak pemetaan dengan berdasarkan data dari hasil pemodelan. 22

8 Tabel 3.3 Daftar Koordinat Titik Pengamatan No Lintang ( o LS) Bujur ( o BT) 1 6, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Penentuan Bangunan Pelindung Pantai Bangunan pelindung pantai pada Tugas Akhir ini ditentukan hanya berdasarkan faktor tinggi gelombang signifikan (Hsig), arah gelombang, sedimen, dan lokasi gelombang pecah. Hsig dan arah gelombang didapatkan dari hasil pemodelan. Data sedimen berdasarkan survei daerah studi dengan pengambilan sampel di beberapa titik sesuai Tabel 3.4 dan Gambar 3.6. Nilai d50, yaitu nilai diameter butiran sedimen yang 50% lolos dari penyaringan, kemudian akan dihitung dari masing-masing sampel sedimen untuk menentukan jenis sedimen di titik tersebut. Gelombang pecah yaitu saat kemiringan gelombang, perbandingan tinggi gelombang dengan panjang gelombang, bernilai lebih dari 1/7 (H/L > 1/7) (Sorensen, 2006). Dengan menggunakan perangkat lunak SWAN, gelombang pecah ini dapat dideteksi melalui penghitungan energi yang hilang akibat gelombang pecah (energy dissipation due to surf breaking). Lokasi gelombang 23

9 pecah digambarkan dalam suatu garis gelombang pecah (breaker line). Diagram alir keseluruhan proses ini adalah seperti pada Gambar 3.7. Gambar 3.6 Sebaran Titik Pengambilan Sampel Sedimen Tabel 3.4 Daftar Koordinat Titik Pengambilan Sampel Sedimen Titik Lintang ( o LS) Bujur ( o BT) A 6, ,98386 B 6, ,98922 C 6, ,00694 D 6, ,01277 E 6, ,00291 F 5, ,01275 G 5, ,00891 H 6, ,99741 I 6, ,99336 J 6, ,

10 Mulai Model gelombang Penentuan lokasi gelombang pecah Sebaran lokasi gelombang pecah Sedimen Analisis Bangunan Pelindung Pantai Selesai Gambar 3.7 Diagram Alir Penentuan Bangunan Pelindung Pantai 25