BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pengumpulan Data Dalam suatu penelitian perlu dilakukan pemgumpulan data untuk diproses, sehingga hasilnya dapat digunakan untuk analisis. Pengadaan data untuk memahami karakteristik arus dan pasut di Muara Gembong dilakukan dengan pengukuran langsung dan pengumpulan data dari instansi yang berwenang Pengukuran Langsung Untuk memahami karakteristik arus dan pasut di Kecamatan Muara Gembong, dilakukan pengukuran arus dan pasut. Pengukuran arus dilakukan selama dua hari dan pengukkuran pasut dilakukan selama 15 hari. A. Pengukuran Arus Data arus didapat dengan menggunakan alat yaitu current meter. Alat ini dapat menghasilkan data pengukuran berupa kecepatan arus dan arah pergerakan arus tiap detiknya. Pengambilan data arus ini bertempat di titik arus pertama ,0 LS ,8 BT dan titik arus kedua ,3 LS ,0 BT yang berlangsung selama dua hari dan memakan waktu kurang lebih 22 jam dimulai dari tanggal 26 April 2012 pukul 11:57:54 malam hingga tanggal 27 April 2012 pukul 10:19:41 pagi. Data arus direkam tiap 5-10 menit tiap sesinya dan satu sesi ditentukan tiap jam. Data arus yang didapat tergolong data arus atas. Arus atas merupakan arus yang bergerak di permukaan laut. 23

2 Tabel 3.1 Data Arus Dari Pengamatan Current Meter Tanggal Waktu Arus (m/s) Arah (derajat) 26/04/ :00 0, ,061 26/04/ :00 0, ,580 26/04/ :00 0,076 48,477 26/04/ :00 26/04/ :00 0,077 45,918 26/04/ :00 0,065 66,261 26/04/ :00 26/04/ :00 26/04/ :00 26/04/ :00 0,073 15,186 26/04/ :00 0, ,626 26/04/ :00 0, ,033 27/04/2012 0:00 0, ,093 27/04/2012 1:00 0, ,943 27/04/2012 2:00 0, ,608 27/04/2012 3:00 0, ,987 27/04/2012 4:00 0, ,367 27/04/2012 5:00 27/04/2012 6:00 0, ,665 27/04/2012 7:00 0, ,983 27/04/2012 8:00 0, ,103 27/04/2012 9:00 0, ,715 27/04/ :00 0, ,191 27/04/ :00 27/04/ :00 Data arus ini kemudian digunakan sebagai pembanding dengan hasil pemodelan arus. Hal ini ditujukan untuk melihat apakah hasil pemodelan arus yang dibuat sama atau berbeda dengan data pengukuran. 24

3 B. Pengukuran Pasut Data pasut didapat dengan pengamatan palem yang dibuat dalam skala desimeter dan dipasang di stasiun pasut yang telah ditentukan berada di ,18 LS ,36 BT. Pengamatan ini dilakukan secara periodik dengan selang waktu pengamatan tiap jam selama 15 hari, dimulai pada tanggal 12 April 2012 pukul 06:00 hingga 27 April 2012 pukul 05:00. Data pasang surut yang didapat adalah data pasut terhadap nol palem seperti pada Tabel 3.2. Tabel 3.2 Data Pasut Terhadap Nol Palem Waktu Pengamatan Pasut (dm) 12/04/2012 6: /04/2012 7:00 18,9 12/04/2012 8: /04/2012 9:00 19,3 12/04/ :00 19,8 12/04/ :00 20,1 12/04/ :00 20,8 12/04/ : /04/ :00 21,6 12/04/ :00 22,2 12/04/ :00 21,7 12/04/ :00 21,3 12/04/ :00 21,1 12/04/ :00 20,5 12/04/ :00 19,3 12/04/ :00 18,4 12/04/ :00 17,5 12/04/ : /04/2012 0:00 15,3 13/04/2012 1:00 15,2 13/04/2012 2:00 14,6 13/04/2012 3:00 15,1 13/04/2012 4:00 15,9 25

4 Lanjutan Tabel 3.2 Data Pasut Terhadap Nol Palem Wakti Pengamatan Pasut (dm) /04/2012 2:00 14,8 26/04/2012 3:00 14,3 26/04/2012 4:00 16,2 26/04/2012 5:00 16,9 26/04/2012 6:00 17,3 26/04/2012 7:00 18,9 26/04/2012 8:00 19,2 26/04/2012 9:00 19,9 26/04/ :00 20,1 26/04/ :00 20,1 26/04/ :00 20,2 26/04/ : /04/ :00 19,5 26/04/ :00 19,3 26/04/ :00 18,8 26/04/ :00 18,5 26/04/ :00 17,9 26/04/ :00 17,3 26/04/ :00 17,4 26/04/ :00 15,4 26/04/ :00 14,9 26/04/ :00 14,2 27/04/2012 0:00 14,2 27/04/2012 1:00 14,5 27/04/2012 2:00 14,8 27/04/2012 3: /04/2012 4: /04/2012 5: /04/2012 6:00 17,4 26

5 3.1.2 Data Instansi Yang Berwenang Pada penelitian ini, data dari instansi yang berwenang digunakan untuk membangun model hidrodinamika. Adapun data yang digunnakan dapat dilihat pada Tabel 3.3. Tabel 3.3. Data dan Sumber No Jenis Data Sumber Keterangan 1 Batimetri dan Garis Pantai 2 Angin Peta LPI Kecamatan Muara Gembong dari Bakosurtanal NCEP (National Center for Environmental Prediction) 3 Pasut Pasut Global TPXO Dilakukan digitasi untuk mendapatkan data batimetri Dapat diunduh di ta/gridded/data.ncep.html Nilai yang dimasukkan dalam syarat batas dan syarat awal Data angin yang digunakan bersumber dari NCEP Reanalysis data yang diolah oleh NOAA/OAR/ESRL PSD, Boulder, Colorado, USA. 3.2 Pemodelan Hidrodinamika Pemodelan Hidrodinamika yang dilakukan adalah untuk melihat karakteristik arus dan pasut laut wilayah pesisir Muara Gembong. Pemodelan dengan metode numerik ini digunakan perangkat lunak Delft3D. Perangkat lunak ini dapat memodelkan arus dan pasut yang diperoleh dari data peristiwa pasang surut atau proses laut lainnya dengan rumus matematika yang digunakan yaitu persamaan Navier Stokes. Pemodelan ini menggunakan data penelitian berupa batimetri (kedalaman laut), angin, dan pasut dengan sumber seperti pada Tabel

6 3.2.1 Langkah-langkah Pemodelan Hidrodinamika Untuk memodelkan arus dan pasut suatu wilayah, terdapat beberapa langkah awal yang perlu dilakukan. Langkah-langkah yang dilakukan dalam pemodelan hidrodinamika untuk penelitian ini adalah : A. Penentuan Domain Model Proses awal pemodelan yaitu menentukan domain model dari Kecamatan Muara Gembong, Bekasi, Jawa Barat. Pembuatan domain model ini memerlukan data kedalaman (batimetri) dan garis pantai yang diperoleh dari peta LPI Bakosurtanal. Peta batimetri yang digunakan merupakan peta kontur dalam format dijital. Dalam penetuan domain, langkah selanjutnya yang dilakukan adalah pembuatan grid dengan perintah yang terdapat pada perangkat lunnak Delft3D. pada pemodelan inni, resolusi grid yang dibuat adalah 300 x 300 meter. Grid dibuat dalam sistem proyeksi koordinat UTM dengan menentukan titik awal terlebih dahulu pada -6,138 (X) dan 106,812 (Y). Selanjutnya, grid diperkecil sesuai dengan domain model yang diinginkan. (Gambar 3.1) Data batimetri yang dimasukkan merupakan kontur kedalaman dari Muara Gembong. Kontur kedalaman ini kemudian diinterpolasi untuk mengisi kekosongan data kedalaman dan diperhalus agar membentuk kontur kedalaman yang baik seperti pada Gambar 3.2. Kontur kedalaman yang kurang baik akan berpengaruh terhadap hasil pemodelan. B. Penentuan Syarat Batas dan Syarat Awal Penentuan syarat batas (boundary condition) bertujuan menentukan nilai-nilai masukan yang digunakan di daerah batas-batas domain pemodelan. Penentuan syarat batas ini ada dua, yaitu syarat batas tertutup dan syarat batas terbuka. Syarat batas tertutup adalah nilai batas antara daratan dan lautan atau identik dengan garis pantai, sedangkan syarat batas terbuka adalah nilai-nilai batas yang terhubung dengan laut. Nilai yang dimasukkan dalam syarat batas adalah nilai konstanta pasut yang diperoleh dari model pasut global TPXO di titik-titik batas model, yaitu titik A, B, dan C (Gambar 3.3). Nilai yang dimasukkan dihitung berdasarkan rumus Navier 28

7 Stokes dengan sistem pengulangan (iterasi) yang bekerja dalam perangkat lunak Delft3D, sehingga didapatkan nilai arus dan pasut yang berada di tengah domain model. Syarat awal (initial condition) merupakan nilai awal dimana pada penelitian ini diasumsikan tidak terjadi pergerakan arus (tanpa arus). Syarat awal sebelum proses simulasi pemodelan harus ditetapkan, dimana dalam hal ini kecepatan arus dan tinggi pasut pada saat awal pemodelan dianggap nol. Gambar 3.1 Pembuatan Domain Dan Grid Pemodelan Gambar 3.2 Interpolasi Kontur Kedalaman 29

8 Gambar 3.3 Posisi Titik A, B, C, dan Titik Observasi C. Penentuan Parameter Pemodelan hidrodinamika memerlukan beberapa syarat masukan parameter. Nilai parameter masukan ini dapat diperoleh dari data pengukuran ataupun data numerik lainnya. Nilai parameter masukan yang digunakan pada penelitian ini yaitu angin (wind), Chezy atau bottom roughness, dan langkah waktu (time step). Nilai parameter angin, langkah waktu, dan Chezy yang akan digunakan untuk proses simulasi pemodelan dapat dilihat di Tabel 3.4. D. Penentuan Titik Observasi Untuk menentukan titik observasi dilakukan proses input pada visualitation area secara manual dengan mengklik pada domain pemodelan. Titik-titiik observasi ditentukan sesuai dengan output arus dan pasut yang dibutuhkan pada domain. (Gambar 3.3) 30

9 3.2.2 Model Uji Sensitifitas Untuk melakukan pemodelan arus dan pasut diperlukan uji sensitifitas terlebih dahulu. Hal ini dimaksudkan untuk melihat tingkat sensitifitas parameter terhadap hasil pemodelan. Pemodelan ini dilakukan dengan menggunakan parameter masukan yang telah ditentukan yaitu langkah waktu (time step), angin, dan niai Chezy dari kekasaran dasar laut (bottom roughness). Nilai dari parameter masukan yang akan diuji dapat dilihat pada Tabel 3.4. Hasil uji sensitifitas model diambil dari salah satu titik observasi yang telah ditentukan. Dari titik observasi tersebut akan didapatkan nilai kecepatan arus dan pasang surut berupa grafik sinusoidal. Grafik sinusoidal tiap parameter uji Sensitifitas ini kemudian dibandingkan satu dengan lainnya. Perbandingan grafik ini dilakukan berdasarkan parameter yang sama. Acuan pembanding uji sensitifitas ini adalah model standar dengan langkah waktu 1 menit, tanpa angin, dan kekasaran dasar laut dengan nilai Chezy sebesar 65 (pasir). Kekasaran dasar laut berbanding terbalik dengan nilai Chezy, dimana semakin besar nilai Chezy yang digunnakan semakin halus kekasaran dasar laut suatu daerah perairan. Model uji Sensitifitas dilakukan dari tanggal 3-5 Januari Hal ini dilakukan karena tanggal 1-2 Januari bentuk grafik arus dan pasut yang didapat masih belum normal dan belum dapat dilihat polanya. Tabel 3.4 Parameter Masukan Model Uji Parameter Sensitifitas Time Step (menit) Chezy Angin (m/s) ,

10 3.2.3 Model Dua Musim Setelah dilakukan model uji sensitifitas dan didapatkan parameter masukan yang berpengaruh terhadap hasil pemodelan, langah selanjutnya adalah membuat simulasi model selama dua musim. Pemodelan dua musim dalam penelitian ini menggunakan data angin NCEP dan parameter lainnya seperti pada Tabel 3.5. Pemodelan ini dilakukan pada musim angin Barat dan musim angin Timur. Puncak pergerakan musim angin Barat pada bulan Desember sampai dengan bulan Februari. Untuk puncak pergerakan musim angin Timur pada bulan Juni sampai dengan Bulan Agustus. Pemodelan musim angin Barat dilakukan dengan memasukkan data angin NCEP dari 1 Januari 1 Februari Sedangkan pemodelan musim angin Timur dengan memasukkan data angin NCEP dari 1 Juli 1 Agustus Hasil model simulasi dua musim ini dapat dilihat dalam bentuk grafik sinusoidal seperti halnya dengan model uji sensitifitas. Dari grafik ini dapat terlihat kapan dan berapa nilai maksimum dari arus dan pasut yang terjadi. Setelah itu dilakukan pembuatan peta saat arus maksimum untuk melihat pola pergerakan arusnya di Muara Gembong Tabel 3.5. Data Untuk Proses Simulasi Dua Musim Parameter Masukan Angin Chezy Langkah Waktu Keterangan NCEP (National Center for Environmental Prediction) 2011 dan m 1/2 /s (setelah validasi) 1 menit 32