ANALISIS TRANSPORT SEDIMEN DI MUARA SUNGAI SERUT KOTA BENGKULU ANALYSIS OF SEDIMENT TRANSPORT AT SERUT ESTUARY IN BENGKULU CITY Oleh Supiyati 1, Suwarsono 2, dan Mica Asteriqa 3 (1,2,3) Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Bengkulu Gedung FMIPA Universitas Bengkulu, Jalan Wr. Supratman Kandang Limun Bengkulu; Email : supiyati_116@yahoo.co.id, suwarsonounib@gmail.com, mica.asteriqa@yahoo.co.id, telp: (0736)21170 ext 234,208 Hp: 085267428948 ABSTRACT The purpose of this research was to determine the sediment transport by river discharge, discharge of bed load and suspended load in the Serut Estuary. The method used in this research is the field measurements and laboratory analysis which then results in the quantitative analysis. The results showed streamflow in the Serut Estuary highest 36.12 kg/s and lows 12.76 kg/s, the highest bed load discharge 61.85 kg/s and lows 22.15 kg/s, the highest discharge of suspended load 34, 55 kg/s to 51.90 kg/s and the lowest is 21.39 kg/s to 34.97 kg/s with the sedimentation rate is 0.1642 kg / s. Keywords: Sedimentation, discharge, suspended load, bed load, estuary Planer ABSTRAK Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui transport sedimen berdasarkan debit sungai, debit bed load dan suspended load di Muara Sungai Serut. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah pengukuran lapangan dan analisis di laboratorium yang kemudian hasilnya di analisis secara kuantitatif. Hasil penelitian menunjukan debit sungai di Muara Sungai Serut tertinggi 36,12 kg/s dan terendah 12,76 kg/s, debit bed load tertinggi 61,85 kg/s dan terendah 22,15 kg/s, debit suspended load tertinggi 34,55 kg/s hingga 51,90 kg/s dan terendah 21,39 kg/s hingga 34,97 kg/s. Kata Kunci: Sedimentasi, debit, suspended load, bed load, Muara Sungai Serut 1. PENDAHULUAN Muara sungai adalah bagian hilir dari sungai yang berhubungan dengan laut, sehingga kondisi muara sungai juga akan bergantung pada kondisi suatu perairan di sekitarnya. Sedimentasi di muara terjadi karenn aliran masuk sedimen yang terbawa oleh aliran arus sungai. Sedimen ini dapat berupa bead load dan suspended load yang terakumulasi kemudian mengendap di perairan yang tenang seperti di muara. Material 354
yang dibawa oleh aliran sungai tersebut dapat berasal dari darat ataupun dari erosi pinggiran sungai. Muara sungai Serut adalah salah satu muara sungai yang ada di kota Bengkulu yang saat ini mengalami pendangkalan di mulut muara. Berkembangnya usaha penambangan limbah batubara di sepanjang aliran sungai Serut juga memberikan pengaruh besar terhadap meningkatnya jumlah masuknya sedimen ke Muara Sungai Serut dan ini dapat dilihat dari warna airnya yang berwarna coklatan kehitam-hitaman. Dalam upaya pengembangan Muara Sungai Serut kedepan diperlukan informasi yang lengkap untuk mengatasi pendangkalan dan pemeliharaan lingkungannya. Penelitianpenelitian yang pernah dilakukan di Muara Sungai Serut ini seperti Rohayani (2012) melakukan kajian sedimen dengan melakukan pengukuran sedimen total di satu kondisi saja sehingga belum mewakili kondisi di lapangan sebenarnya dan didapat laju sedimentasi yang terjadi di bagian hilir sungai Serut sebesar 29,9 ton/hari. Haryadi (2009) melakukan penelitian sedimentasi di Muara Sungai Serut tetapi hanya membahas sedimentasi melayang saja pada keadaan air normal dan setelah turun hujan. Hasil penelitian menunjukkan konsentrasi sedimen melayang sebesar 1263,2 mg/l pada keadaan normal dan 3072,3 mg/l setelah turun hujan sedangkan laju sedimentasinya sebesar 4034,7605 ton/hari. Fatima (2010) melakukan penelitian kecepatan sedimentasi dengan meninjau di wilayah pesisir pantai kecamatan sungai serut Kota Bengkulu, penelitian ini meninjau sedimen yang terangkut oleh arus menyusur pantai (longshore current) dan dari penelitian ini diketahui sedimen yang ter angkut sepanjang pantai adalah 16,026 110,959 m /hari. Untuk mengatasi pendangkalan di Muara Sungai Serut dari beberapa penelitian yang perna dilakukan selama ini belum memberikan data yang lengkap mengenai sedimentasi di Muara sungai Serut, sehingga masih perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk mengatasi permasalahan diatas dengan melakukan penelitian transport sedimentasi yang meninjau debit sungai, debit suspended load dan bed load, serta laju sedimentasinya di berbagai kondisi, yaitu kondisi pasang, surut, normal, dan setelah hujan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui transport sedimen berdasarkan debit sungai, debit bed load dan suspended load, serta laju sedimentasi di Muara Sungai Serut. Dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi data kepada pihak terkait yang berencana menangani sedimentasi yang terjadi di Muara Sungai Serut. Dapat mempermudah dalam pemeliharaan fungsi Sungai Serut sebagai saluran drainase. 355
2. METODOLOGI PENELITIAN 2.1 Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan pada penelitan ini adalah : Meteran, Current meter, GPS, 1 set perlengkapan pengukuran suspended load, 1 set perlengkapan pengukuran bed load, dan 1 set komputer. 2.2 Lokasi Penelitian Pengukuran data di sungai dan pengambilan sampel dalam penelitian ini dilakukan pada tanggal 1-13 Desember 2014 dengan daerah kajian dalam penelitian ini adalah Muara Sungai Serut seperti yang ditunjukan pada (Gambar 1). Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah berupa data pengukuran lapangan, yaitu meliputi, data parameter debit sungai, parameter bed load, dan data parameter suspended load. Lokas Gambar 1. Peta lokasi Penelitian (Google Map, 2014) 2.3 Penentuan Debit Sungai Debit sungai merupakan jumlah air yang mengalir didalam saluran atau sungai per unit waktu (Pradipta, 2013). Data debit sungai diperoleh dengan mengukur kecepatan aliran sungai dan luas penampang melintang sungai. Untuk pengukuran kecepatan aliran sungai menggunakan current meter pada tiga titik berbeda, yaitu pada sisi kiri sungai, tengah sungai, dan sisi kanan sungai untuk mendapatkan data kecepatan arus sungai yang lebih akurat dan mewakili kecepatan arus pada penampang sungai. Sedangkan untuk mendapatkan luas penampang melintang sungai dilakukan dengan mengukur lebar permukan sungai, lebar dasar sungai dan kedalaman sungai. Perhitungan debit sungai ditentukan dengan menggunakan Persamaan (2.1). 356
Q = V A... (2.1) A = 2 b... (2.2) dimana Q = Debit sungai, A = Luas penampang melintang antara garis pengukuran dalamnya air c dan d, V = Kecepatan aliran pada garis pengaliran d, b = Lebar permukaan sungai, dan c, d, e = Dalamnya air setiap pengukuran Gambar 2. Sketsa garis pengukuran (Sumber : Takeda, 2003) 2.4 Penentuan suspended load dan bed load Pengambilan sampel suspended load sebanyak 6 titik yaitu, 3 titik di bagian hulu muara dan 3 titk di bagian hilir muara. Masing-masing sampel tersebut di ambil di tepi kiri sungai, tengah sungai dan di tepi kanan sungai. Sedangkan titik pengambilan sampel Bed load dilakukan sebanyak 9 titik, dengan 6 titik sama dengan titik pengambilan suspended load dan 3 titik lagi di mulut muara, dekat pantai. Pengambilan data sampel sedimen ini dilakukan selama 15 hari dengan interval pengambilan setiap 3 hari sekali dengan ketentuan Periode I pada kondisi setelah hujan, periode II dan III pada kondisi pasang, periode IV pada kondisi normal dan Periode ke V pada kondisi surut, dan titik pengambilan sampel seperti yang ditunjukan oleh Gambar. 2. Sampel sedimen yang telah diambil kemudian dikeringkan, dan setiap sampel yang telah kering diambil untuk dianalisis dengan diayak. Sampel sedimen yang lolos saring kemudian ditimbang untuk diketahui beratnya masing-masing. Ukuran sampel yang dominan (lebih dari 50%) yang lolos maka ukuran diameter ayakan menjadi ukuran diameter sampel sedimen (Febriyani, 2013). Setelah dilakukan pengukuran lapangan selanjutnya menentukan besarnya debit suspended load dengan perhitungan menggunakan Persamaan (2.3), dan untuk kadar muatan sedimen suspensi (C ) dilakukan dengan metode APHA (Pradipta, 2013) dengan pendekatan Persamaan (2.4). 357
Q = 0,001 C. Q... (2.3) dimana : Qs = Debit suspended load (kg/s), Cs = Kadar muatan suspensi (mg/l), Q = Debit aliran sungai (m 3 /s), dan 0,001 = Faktor konversi. C =... (2.4) Diketahui C = Kadar muatan suspensi (mg/l), a = Berat kertas saring dan residu sesudah pemanasan (gram), b = Berat kertas saring (gram), c = Volume sampel air (ml)). Kemudian untuk menentukan debit bed load (Q ) dapat dihitung dengan menggunakan pendekatan Meyer - Peter sebagai berikut. ( ) ( ) 0,047 = 0,25 γ/g ( )... (2.5) dimana: q = q dan Q = Q q dengan Q = Debit muatan sedimen dasar seluruh lebar dasar aliran (kg/s), q = Debit muatan sedimen dasar persatuan lebar (kg/s/m), q = Laju beban alas (m/s), D = Diameter butir sedimen rata-rata (m), V = Kecepatan aliran (m/s), g = Percepatan gravitasi (m/s 2 ), h = Kedalaman rata-rata (m), R = Jari-jari hidrolis R = (m), k= Koefisen kekasaran dasar saluran (k k) = 0,5, γ = Berat spesifik sedimen dan γ = Berat spesifik air. Sedangkan laju sedimentasi dihitung dengan menggunakan pendekatan Persamaan (2.6): V = D... (2.6) dimana: V : Laju Sedimentasi (kg s), D : Diameter Sedimen (m), C : Koefisien hambatan (C = 0,4), ρ : Massa jenis sedimen (kg m ), ρ : Massa Jenis Air (kg m ), dan g : Gaya gravitasi (m s ). 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Debit Sungai Debit sungai merupakan volume air yang mengalir pada suatu luas penampang persatuan waktu. Hasil pengukuran parameter debit sungai seperti yang dapat dilihat pada Tabel 3.2. 358
Tabel 3.2 Debit Sungai Serut Periode Debit Kecepatan Arus Luas Penampang Sungai (m/s) Sungai (m Sungai ) (m s) I 0,60 60,20 36,12 II 0,20 66,38 13,28 III 0,20 63,80 12,76 IV 0,40 55,90 22,36 V 0,30 53,13 15,94 Rata-rata 19,99 Dari data yang diperoleh pada Tabel 3.2 terlihat bahwa debit sungai rata-rata adalah 19,99 m s. Debit sungai tertinggi pada kondisi setelah hujan yaitu 36,12 m s, pada kondisi ini meskipun luas penampang sungai relatif lebih kecil dari kondisi pasang tetapi karena kecepatan arusnya dua kali lebih tinggi maka debit sungai menjadi lebih besar, kondisi yang seperti ini disebabkan karena kondisi sungai pada bagian hulu sungai sedang turun hujan. Debit sungai terkecil pada kondisi pasang yaitu 12,76 m s, pada kondisi ini meskipun luas penampang sungai cukup besar namun debit sungai pada kondisi ini lebih kecil dari pada debit pada kondisi lainnya. Hal ini dapat terjadi karena pada saat pasang, air yang masuk melalui muara akan menghalangi aliran air dari hulu sungai sehingga pada saat dilakukan pengukuran, kecepatan arus akan lebih kecil. 4.3 Suspended Load Dalam penentuan debit muatan suspended load selain debit sungai juga diperlukan parameter konsentrasi sedimen layang (suspended load-cs). Hasil pengukuran konsentrasi suspended load seperti ditunjukkan pada table 1. Tabel.1 Konsentrasi suspended load (C ) Titik Konsentrasi sedimen (mg/l) Pengukuran Periode I Periode II Periode III Periode IV Periode V 1 1437,00 220,20 114,40 1017,75 34,75 2 1326,40 210,60 106,60 962,60 49,25 3 1564,00 218,20 159,40 1083,80 64,50 4 1164,00 64,25 150,80 1107,20 92,40 5 1390,80 82,20 176,80 1103,40 82,20 6 956,60 198,80 143,20 944,40 90,80 359
Pada Tabel.1 berdasarkan kondisi lapangan saat pengukuran maka konsentrasi sedimen tertinggi berada pada periode I, yaitu kondisi setelah hujan berkisar antara 1437 mg l hingga 1564 mg l. Sedangkan konsentrasi sedimen terendah berada pada periode V yaitu pada kondisi surut dengan konsentrasi sedimen berkisar antara 34,75 mg l hingga 64,50 mg l. Debit muatan sedimen layang (suspended load) adalah jumlah sedimen terlarut yang melewati suatu penampang aliran dalam satuan kg/s. Berdasarkan datadata yang diperoleh maka dilakukan perhitungan untuk mendapatkan debit muatan suspended load (Q ) dengan menggunakan Persamaan 2.3. Data hasil perhitungan debit suspended load ditunjukkan pada Gambar 3.. 60.00 Grafik Debit Suspended Load (Qs) Debit Sedimen (kg/s) 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 I II III IV V Periode Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 3 Titik 5 Titik 6 Gambar 3. Grafik debit muatan suspended load (Qs) (kg/s) Muara Sungai Serut Debit muatan suspended load tertinggi berada pada kondisi setelah hujan yaitu berkisar antara 34,55 kg s hingga 51,90 kg s seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.. Pada kondisi ini merupakan periode dimana debit sedimen layang (suspended load) mencapai maksimum. Hal ini terjadi ketika pada saat pengambilan data pada bagian hulu sungai sedang turun hujan sehingga debit air dari hulu sungai meningkat. Debit air ini juga membawa muatan sedimen hasil erosi di sepanjang aliran sungai sehingga menambah jumlah suplay sedimen. Sedangkan debit muatan suspended load terendah berada pada kondisi surut yaitu berkisar antara 21,39 kg s hingga 34,97 kg s. Debit muatan suspended load pada kondisi pasang lebih tinggi dibanding kondisi surut walaupun debit sungai pada periode ini lebih kecil. Hal ini disebabkan pada kondisi pasang partikelpartikel sedimen dari laut terbawa oleh arus pasang masuk ke muara sungai serut. 360
4.4 Bed Load Debit muatan sedimen dasar (bed load) (Q ) merupakan jumlah muatan sedimen dasar (bed load) yang melewati penampang pada luasan dan kecepatan tertentu. Dan klasifikasi ukuran butiran sedimen di muara Sungai Serut berdasarkan hasil analisis dari tabel pengklasifikasian ukuran butir sedimen (Triatmojo, 1999) didapat bahwa sedimen di muara Sungai Serut di dominasi oleh pasir kasar dengan diameter 0,5 mm. Semakin menuju ke laut persentase sedimen pasir kasar semakin besar. Hal ini menunjukkan bahwa arus berpengaruh terhadap penyebaran sedimen, semakin besar arus maka partikel sedimen dengan ukuran besar akan semakin banyak yang terangkut dan ini bersesuaian dengan Supiyati (2013) yang menyatakan bahwa pergerakan sedimen dapat terjadi ketika gaya angkat partikel lebih besar dari pada gaya beratnya. Dalam penelitian ini, debit muatan bed load (Q ) dihitung dengan menggunakan formula Meyer Peter persamaan 2.2, dan hasil perhitungannya dapat dilihat pada Gambar.4. Grafik Debit Sedimen Dasar (Bed Load) Qb Debit Sedimen Dasar (kg/s) 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 I II III IV V Periode Gambar 4. Grafik debit muatan bed load (Q ) (kg/s) Muara Sungai Serut Pada gambar 4 terlihat bahwa debit muatan sedimen dasar (bed load) (Q ) tertinggi ada pada kondisi setelah hujan, yaitu 61,85 kg s. Tingginya debit sedimen ini disebabkan karena kecepatan arus pada periode ini cukup tinggi, yaitu 0,60 m/s dan juga pada saat dilakukan pengambilan data kondisi hulu sungai sedang turun hujan. Sehingga aliran air dari hulu sungai membawa muatan sedimen hasil erosi dari pinggiran maupun badan sungai dengan intensitas cukup tinggi. Pada kondisi pasang debit muatan sedimen dasar (bed load) (Q ) tergolong rendah karena pada saat pasang kecepatan aliran sungai rendah yang hanya 0,20 m s, sedangkan kedalaman (h) sungai yang cukup tinggi yaitu 361
±1,7 meter, maka gaya penggerak partikel menjadi lebih kecil. Sehingga, muatan sedimen dasar (bed load) (Q ) yang terangkut menjadi lebih sedikit. Pada kondisi surut debit muatan bed load (Q ) juga rendah yaitu 23,50 kg s. Rendahnya debit muatan sedimen pada kondisi surut ini selain dikarenakan penampang sungai menjadi lebih kecil pada saat air surut juga disebabkan debit sungai yang rendah, sehingga muatan bed load yang terbawa arus sungai yang melewati penampang ini menjadi lebih sedikit jika dibandingkan pada saat kondisi air normal yaitu periode IV. Debit sedimen yang diperoleh dari hasil penelitian ini jika dibandingkan dengan hasil penelitian sebelumnya, yaitu Rohayani (2012) dengan metode yang berbeda, yaitu metode Englund dan Hansen didapat debit bed load (Q ) yang terangkut di sepanjang aliran sungai Serut berkisar antara 10,34 kg s hingga 17,65 kg s. Hal ini menunjukan bahwa transport sedimen di muara sungai Serut mengalami peningkatan sebesar 44,2 kg/s. 4. KESIMPULAN Dari penelitian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan Debit sungai di Muara Sungai Serut tertinggi 36,12 kg/s dan terendah 12,76 kg/s, dan Debit bed load tertinggi 61,85 kg/s dan terendah 22,15 kg/s, serta debit suspended load tertinggi 34,55 kg/s hingga 51,90 kg/s dan terendah 21,39 kg/s hingga 34,97 kg/s. Hal ini menunjukan bahwa transport sedimen di muara sungai Serut mengalami peningkatan sebesar 44,2 kg/s. DAFTAR PUSTAKA [1]. Fatima, S. 2010. Penentuan Kecepatan Sedimentasi Di Wilayah Pesisir Pantai Kecamatan Sungai Serut Kota Bengkulu. Universitas Bengkulu: Bengkulu. [2]. Febriyani, A. 2013. Skripsi: Analisis Sedimentasi yang Terjadi Sekitar Daerah Breakwater Pelabuhan Pulau Baai Bengkulu. Universitas Bengkulu: Bengkulu. [3]. Sasrodarsono, S dan K. Takeda. 1987. Hidrologi Untuk Pengairan. PT Pradnya Paramita: Jakarta. [4]. Supiyati. 2013. Oseanografi Fisika. Universitas Bengkulu Press: Bengkulu. [5]. Triatmojo, B. 1999. Teknik Pantai. Beta Offset: Yogyakarta [6]. Pradipta, 2013. Laju Sedimentasi Di Muara Sungai Slamaran Pekalongan. Jurnal Oseanografi. Volumue 2. Nomor 4. Hal. 378-386. [7]. Rohayani, N. 2012. Skripsi: Laju Sedimentasi Pada Aliran Sungai Serut Kota Bengkulu dengan Metode Englund dan Hansen. Universitas Bengkulu. 362