PEMETAAN GELOMBANG LAUT DENGAN METODE PEMODELAN NUMERIK DAN PEMANFAATANNYA UNTUK MENGIDENTIFIKASI KERENTANAN WILAYAH PESISIR TERHADAP ABRASI (Wilayah Studi: Kabupaten dan Kota Cirebon) TUGAS AKHIR Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Oleh : IRWAN ABDUL ROHMAN 15108007 PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2012
LEMBAR PENGESAHAN Tugas Akhir Sarjana PEMETAAN GELOMBANG LAUT DENGAN METODE PEMODELAN NUMERIK DAN PEMANFAATANNYA UNTUK MENGIDENTIFIKASI KERENTANAN WILAYAH PESISIR TERHADAP ABRASI (Wilayah Studi: Kabupaten dan Kota Cirebon) Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya baik sebagian maupun seluruhnya, baik oleh saya maupun oleh orang lain, baik di ITB maupun di institusi pendidikan lainnya. Bandung, Agustus 2012 Penulis, Irwan Abdul Rohman NIM. 15108007 Pembimbing I, Bandung, Agustus 2012 Pembimbing Pembimbing II, Dr. rer. nat. Wiwin Windupranata, ST., M.Si. NIP. 19740504 199903 1 001 Dr. Ir. Dwi Wisayantono, MT. NIP. 19641008 199403 1 002 Disahkan oleh: Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung Dr. Ir. Kosasih Prijatna, M.Sc. NIP. 19600702 198810 1 001
PRAKATA Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Illahi Rabbi Yang Maha Kuasa atas seluruh alam dan isinya. Dengan rahmat dan karunia-nya, penulis pada akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini. Shalawat dan salam semoga tetap tercurah limpahkan kepada Rasulullah SAW, kepada para keluarganya, para sahabatnya dan semoga sampai kepada pengikutnya sampai akhir zaman. Tugas akhir ini berisi mengenai pemetaan gelombang dengan metode pemodelan numerik dan pemanfaatannya untuk mengidentifikasi kerentanan wilayah pesisir Cirebon terhadap abrasi. Hasil dari tugas akhir ini diharapkan akan memberikan kontribusi terhadap pembangunan wilayah pesisir di Indonesia. Penulis menyelesaikan tugas akhir ini dengan bantuan dari banyak pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Dr. rer. nat. Wiwin Windupranata, M.Sc. sebagai dosen pembimbing satu yang selalu memberikan bimbingan dan didikan selama penyusunan tugas akhir ini. 2. Dr. Ir. Dwi Wisayantono, MT. sebagai dosen pembimbing dua yang selalu memberikan wawasan dan pengetahuan untuk menjadi seorang sarjana. 3. Ir. Bambang Subekti, MT. sebagai dosen wali yang senantiasa memberikan arahan dan bimbingan selama menjalani pendidikan di Institut Teknologi Bandung. 4. Dr. Ir. Kosasih Prijatna, M.Sc. sebagai ketua program studi teknik geodesi dan geomatika ITB yang senantiasa mendukung penulis dalam penyusunan tugas akhir ini. 5. Orang tua penulis Enjam dan Enok Ruminingsih, adik-adikku Santi Wildaningsih dan Risma Nuryanti, serta calon ibu Desi K. Khasanah yang selalu mendoakan dan memberikan dukungan tiada henti. 6. Teman-teman Ikatan Mahasiswa Geodesi ITB yang selalu sedia untuk berdiskusi. i
7. Teman-teman Unit Aktifitas Tenis Meja ITB yang selalu menemani dalam refreshing di waktu luang. 8. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk karya masa depan yang lebih baik. Bandung, Agustus 2012 Penulis ii
ABSTRAK Sebagai negara kepulauan, banyak penduduk Indonesia yang tinggal di kawasan pesisir. Kawasan pesisir merupakan daerah peralihan antara ekosistem darat dengan ekosistem laut yang saling berinteraksi dan mempunyai karakteristik beragam di setiap tempatnya. Banyaknya interaksi yang terjadi akan berdampak pada kondisi kawasan pesisir, salah satunya adalah kerentanan terhadap abrasi yang disebabkan oleh fenomena laut. Gelombang merupakan salah satu aspek yang mempengaruhi kerentanan pesisir terhadap abrasi. Karena data pengukuran gelombang pada umumnya relatif sulit diperoleh, data gelombang dapat diperoleh melalui metode pemodelan numerik, seperti yang dilakukan pada penelitian ini untuk memperoleh data gelombang di wilayah pesisir Cirebon. Data yang diperlukan untuk melakukan pemodelan adalah data kedalaman laut dan data angin. Data tersebut menjadi input pemodelan gelombang menggunakan perangkat lunak Simulating Waves Nearshore (SWAN) yang akan menghasilkan karakteristik gelombang seperti tinggi signifikan, periode dan arah gelombang. Uji analisis sensitifitas diperlukan untuk menguji sensitifitas setiap parameter masukan pada model. Parameter yang menjadi input pada uji sensitifitas adalah jumlah grid, kecepatan angin, kondisi fisik dan langkah waktu perhitungan. Model gelombang yang didapatkan digunakan untuk mengidentifikasi kerentanan wilayah pesisir Cirebon terhadap abrasi. Berdasarkan pemodelan yang dilakukan, tinggi signifikan gelombang maksimum pada musim angin timur adalah 0,616 m dengan arah menuju barat dan barat laut. Sedangkan pada musim angin barat tinggi signifikan gelombang maksimum adalah 0,744 m dengan arah menuju tenggara dan selatan. Berdasarkan karakteristik gelombang yang dihasilkan dari pemodelan dan IKPA disimpulkan bahwa terdapat satu kecamatan yang termasuk dalam kategori kurang rentan, dan sembilan kecamatan lainnya termasuk dalam kategori rentan. Kecamatan yang kurang rentan adalah Kecamatan Lemahwungkuk. Sedangkan kecamatan yang rentan adalah Kecamatan Kapetakan, Suranenggala, Gunung Jati, Kejaksaan, Mundu, Astanajapura, Pangenan, Gebang dan Losari. Kata Kunci: gelombang, metode numerik, SWAN, kerentanan pesisir terhadap abrasi iii
ABSTRACT As an archipelagic country, most of Indonesian people live along the coastal area. Coastal is a transition area between land ecosystem and the marine ecosystem. It connect each other and have a various characteristic at different places. This interaction affect to the coastal area condition, as an example is the coastal erosion vulnerability due to ocean phenomenon. Sea wave is one of the phenomenon that affect coastal vulnerability. Since in general sea wave measurement data is very hard to find, numerical modelling of the sea wave is an alternative method to provide sea wave data, as it is carried out in this research. Required data for this modelling process are bathymetry and wind data. These data are used as input for sea wave modelling using SWAN (Simulating Waves Nearshore). The sea wave characteristics produced from this modelling are wave statistics parameters such as significant height, period and direction of sea wave. Sensitivity analysis is needed to test the sensitivity of parameters to the result. The input parameters in this sensitiviy test include total grid, wind velocity, physical condition and time step. The sea wave model results are used to identify the vulnerability of Cirebon coastal area. Based on the result, the maximum significant wave height on the east monsoon period is 0,616 m with direction to the west and northwest. While on the west monsoon period the maximum significant wave height is 0,744 m with direction to the south and southeast. Based on sea wave chacracteristic obtained from modelling, Kecamatan Lemahwungkuk is the less vulnerable area to coastal erosion. Whereas Kecamatan Kapetakan, Suranenggala, Gunung Jati, Kejaksaan, Mundu, Astanajapura, Pangenan, Gebang and Losari are the most vulnerable areas to coastal erosion. Keywords : sea wave, numerical method, SWAN, coastal erosion vulnerability iv
DAFTAR ISI PRAKATA... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR... viii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan... 2 1.3 Ruang Lingkup... 2 1.4 Metodologi Penelitian... 3 1.5 Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 6 2.1 Daerah Penelitian... 6 2.1.1 Kondisi Geografi... 6 2.1.2 Keadaan Oseanografi... 7 2.1.3 Keadaan Meteorologi... 8 2.1.4 Keadaan Pesisir... 9 2.2 Gelombang dan Pemodelannya... 9 2.3 Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi... 15 BAB III METODOLOGI... 19 3.1 Pengumpulan dan Pengolahan Data... 19 3.2 Skema Penelitian dan Pemodelan... 20 3.3 Tahap Pemodelan Gelombang dan Pemetaan Kerentanan... 20 3.3.1. Pembuatan Model Gelombang dengan Metode Numerik... 21 v
3.3.2. Pembuatan Peta Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi... 26 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 27 4.1 Uji Sensitifitas Model... 27 4.2 Simulasi Dua Musim... 36 4.2.1. Simulasi pada Musim Angin Timur... 36 4.2.2. Simulasi pada Musim Angin Barat... 39 4.3 Kerentanan Wilayah Pesisir Cirebon terhadap Abrasi... 40 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 50 5.1 Kesimpulan... 50 5.2 Saran... 51 DAFTAR PUSTAKA... 52 LAMPIRAN... 54 vi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Indeks Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi (Windupranata, dkk. 2011a)... 16 Tabel 2.2 Nilai Bobot untuk Variabel Fisik yang Mempengaruhi Kerentanan (Mugiarto, 2012)... 17 Tabel 2.3 Nilai Bobot untuk Variabel Tinggi Signifikan dan Sudut Datang Gelombang... 17 Tabel 2.4. Indeks IKPA (Mugiarto, 2012)... 18 Tabel 3.1. Data yang digunakan dalam Pemodelan... 19 Tabel 3.2. Data Titik Sampel Analisis Sensitifitas... 25 Tabel 3.3. Nilai Parameter Masukan Uji Sensitifitas... 26 Tabel 4.1. Kecamatan Pesisir dan Titik Pengamatan yang Mewakilinya... 38 Tabel 4.2. Kecamatan Peisisir dan Titik Pengamatan Terdekat... 41 Tabel 4.3. Indeks Kerentanan terhadap Abrasi di Titik Pengamatan pada Bulan Juli 2011... 42 Tabel 4.4. Indeks Kerentanan terhadap Abrasi di Titik Pengamatan pada Bulan Januari 2012... 43 Tabel 4.5 IKPA Hasil Pembobotan pada Bulan Juli 2011... 44 Tabel 4.6 IKPA Hasil Pembobotan pada Bulan Januari 2012... 45 Tabel 4.7. Indeks Kerentanan terhadap Abrasi di setiap Kecamatan pada Bulan Juli 2011... 46 Tabel 4.8. Indeks Kerentanan terhadap Abrasi di setiap Kecamatan pada Bulan Januari 2012... 46 vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Skema Metodologi Penelitian... 3 Gambar 2.1. Peta Administrasi Cirebon... 7 Gambar 3.1. Skema Metode Penelitian... 20 Gambar 3.2. Skema Pemetaan Gelombang dengan Metode Numerik... 21 Gambar 3.3. Domain Model Indonesia Barat... 22 Gambar 3.4. Domain Model Pantai Utara... 23 Gambar 3.5. Domain Model Cirebon... 23 Gambar 3.6. Persebaran Titik Sampel Analisis Sensitifitas... 25 Gambar 4.1. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Angin di Titik 1... 27 Gambar 4.2. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Pengaruh Angin di Titik 2... 28 Gambar 4.3. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Angin di Titik 3... 28 Gambar 4.4. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Resolusi Grid di Titik 1... 29 Gambar 4.5. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Resolusi Grid di Titik 2... 30 Gambar 4.6. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Resolusi Grid di Titik 3... 30 Gambar 4.7. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Langkah Waktu Perhitungan di Titik 1... 32 Gambar 4.8. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Langkah Waktu Perhitungan di Titik 2... 32 Gambar 4.9. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Langkah Waktu Perhitungan di Titik 3... 33 Gambar 4.10. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Kondisi Fisik di Titik 1... 34 Gambar 4.11. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Kondisi Fisik di Titik 2... 34 Gambar 4.12. Grafik Tinggi Gelombang Signifikan berdasarkan Kondisi Fisik di Titik 3... 35 Gambar 4.13. Tinggi Signifikan dan Arah Gelombang pada tanggal 16 Juli 2011.. 37 viii
Gambar 4.14 Tinggi Signifikan Gelombang di Titik Pengamatan Kecamatan Pesisir pada Bulan Juli 2011... 38 Gambar 4.15. Tinggi Signifikan Gelombang dan Arah Gelombang pada tanggal 15 Januari 2012... 39 Gambar 4.16. Tinggi Signifikan Gelombang di Titik Pengamatan Kecamatan Pesisir pada Bulan Januari 2012... 40 Gambar 4.17. Peta Persebaran Titik-Titik Pengamatan di Perairan Cirebon... 41 Gambar 4.18. Peta Kerentanan Wilayah Pesisir Cirebon terhadap Abrasi pada Bulan Juli 2011... 47 Gambar 4.19. Peta Kerentanan Wilayah Pesisir Cirebon terhadap Abrasi pada Bulan Januari 2012... 48 Gambar 4.20. Peta Kerentanan Wilayah Pesisir Cirebon terhadap Abrasi... 49 ix