Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan Juni, 2013 PENGARUH GELOMBANG TERHADAP TRANSPOR SEDIMEN DI SEPANJANG PANTAI UTARA PERAIRAN BANGKALAN Dina Faradinka, Aries Dwi Siswanto, dan Zainul Hidayah Jurusan Ilmu Kelautan, Fakultas Pertanian, Universitas Trunojoyo Madura PO BOX 2, Jl. Raya Telang, Kamal, Bangkalan, Madura Korespondensi : ariesdwisiswanto@trunojoyo.ac.id; ariesdwisiswanto@yahoo.co.id ABSTRAK Beranekaragam permasalahan di daerah pantai pada sebagian besar perairan di Indonesia, tidak terkecuali daerah perairan Bangkalan. Salah satu masalah yang ada di perairan pantai di Kabupaten Bangkalan berupa abrasi pantai, yang diakibatkan oleh transpor sedimen (Romimoharto, 2003). Pergerakan sedimen akibat pengaruh gelombang sangat menarik untuk diteliti karena memberikan dampak terhadap sedimen sepanjang pantai sekaligus berpengaruh terhadap stabilitas pantai, khususnya di perairan Kabupaten Bangkalan. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui pengaruh gelombang terhadap transpor sedimen di Pantai Utara Perairan Kabupaten Bangkalan. Penelitian dilakukan pada bulan November 2012. Substrat sedimen dianalisa ukuran butir untuk mengetahui jenis sekaligus karakteristiknya. Parameter gelombang dianalisa menggunakan metode SMB sesuai hasil konversi angin, dan selanjutnya menjadi input utama untuk menghitung transpor sedimen sesuai persamaan CERC (Triatmodjo, 1999). Hasil penelitian menunjukkan tinggi gelombang periode 5 tahun (2008 2012) terbesar 0,87 m (bulan Januari) dan terkecil 0,48 m (bulan November), sedangkan tinggi gelombang pecah terbesar 2,75 m (bulan Januari) dan terkecil 0,57 m (bulan November). Jenis sedimen dilokasi penelitian berupa silt, clay, sand, dan gravel; dengan pemilahan yang baik (0,031), kepencengan puncak sangat tumpul (0,06452), dan nilai mean yang kecil. Hal ini diduga karena pergerakan sedimen oleh gelombang yang mendeposisikan ukuran butir sedimen dalam kisaran pendek dan proses seleksi butiran halus lebih banyak oleh butiran kasar yang selektif. Uji Regresi Linear Berganda menunjukkan nilai R (Corelasi determinasi) 0,993 dan R square 0,986 yang berarti data akurat serta terdapat hubungan antara tinggi gelombang maupun tinggi gelombang pecah terhadap pergerakan transpor sedimen. Kata Kunci: Transpor Sedimen, Karakteristik Gelombang PENDAHULUAN Indonesia memiliki perairan yang cukup luas sehingga permasalahan yang muncul relative beragam, khususnya didaerah perairan pantai, tidak terkecuali di perairan utara Kabupaten Bangkalan. Fenomena menarik pada sebagian besar permasalahan pantai adalah adanya abrasi dan sedimentasi, yang sebagian besar disebabkan oleh adanya proses transpor sedimen di sepanjang pantai (Siswanto, 2010; 2011; Triatmodjo, 1999; CERC, 1984). Gelombang diduga menjadi salah satu faktor oseanografi penting berpengaruh terhadap proses transpor sedimen. Salah satu 645
Juni, 2013 Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan pembangkit penting bagi terbentuknya gelombang adalah factor angin. Pergerakan angin di permukaan laut akan membangkitkan gelombang dengan kecepatan yang bervariasi tergantung pada kecepatan dan durasi angin berhembus, yang seringkali direpresentasikan dengan fetch efektif. Gelombang yang bergerak menuju pantai, akan menimbulkan gesekan antara gelombang di dasar lautan sehingga menimbulkan gelombang pecah. Gelombang pecah ini yang menyebabkan terjadinya pengadukan sedimen pantai sehingga berpindah. Transpor sedimen yang berlebihan akan menyebabkan sedimentasi di satu bagian pantai sekaligus menyebabkan abrasi pada bagian lain di perairan pantai yang bersangkutan (Triatmodjo, 1999). Pergerakan sedimen akibat pengaruh gelombang sangat menarik untuk diteliti karena memberikan dampak terhadap sedimen sepanjang pantai sekaligus berpengaruh terhadap stabilitas pantai, salah satunya adalah perubahan garis pantai, khususnya di perairan Kabupaten Bangkalan. METODE PENELITIAN Materi utama dalam penelitian ini adalah data angin (BMKG Stasiun Maritim Perak, Surabaya) yang dikonversi menjadi data gelombang untuk periode 2008-2012. Analisa data dilakukan selama bulan November 2012. Adapun lokasi penelitian dimulai 7 00' 21.93"S - 112 45'31.69"E sampai 7⁰ 02' 40.62 S - 112⁰41'24.05 T (Sepanjang pantai Bancaran sampai pantai Kramat, Bangkalan) yang dibagi menjadi 12 stasiun (Gambar 1) dengan pertimbangan kondisi morfologi garis pantai. Pada penelitian ini, diasumsikan bahwa pada semua lokasi, arah datang gelombang adalah sama dengan pertimbangan bahwa arah angin yang relative sama pada semua lokasi. Gambar 1. Lokasi Penelitian Data angin diolah menggunakan software WR-Plot untuk mengetahui kecepatan angin rata-rata (kecepatan angin permukaan laut) dan arah dominan. Kemudian dihitung tegangan angin berdasarkan persamaan: 646
Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan Juni, 2013 R L = (Triatmodjo, 1999; CERC, 1984)..(1) Dimana U L = Kecepatan angin yang di ukur di darat (m/s), Uw= Kecepatan angin di laut (m/s). Kemudian dihitung nilai fetch berdasarkan persamaan: F eff = (Triatmodjo, 1999; CERC, 1984).(2) dengan F eff = fetch rerata effektif (km), Xi = panjang segmen fetch yang diukur dari titik observasi gelombang ke ujung akhir fetch, dan = deviasi pada kedua sisi dari arah angin dengan menggunakan pertambahan 6⁰ sampai sudut sebesar 42⁰ pada kedua sisi dari arah angin. Pergerakan gelombang terjadi karena adanya angin, kemudian terjadi penjalaran gelombang di dekat pantai yang mengalami pembelokan akibat adanya perubahan topografi kedalaman dasar pantai, sehingga terbentuk gelombang pecah. Gelombang pecah sangat mempengaruhi pada pergerakan sedimen sepanjang pantai sebagaimana persamaan (Triatmodjo, 1999; CERC, 1984) : Qs = K.P n 1....(3) P 1 = Hb 2 C b Sina b Cosa b...(4) Dimana : Qs angkutan sedimen sepanjang pantai (m 3 /hari), Pi komponen fluks energi gelombang pada saat pecah (Nm/s/m), rapat massa air laut (kg/m 3 ), H b tinggi gelombang pecah (m), C b cepat rambat gelombang pecah (m/s) = 647, a b sudut datang gelombang pecah, K, n konstanta, dan g percepatan gravitasi (m/s 2 ). Sedangkan sudut gelombang pecah yang membentuk sudut < 5⁰ akan mengalami arus sejajar pantai dapat dihitung dengan persamaan (Triatmodjo, 1999; CERC, 1984) : V = 1.17 ( g.hb ) 1/2 sin a b.cos a b... (5) Dengan : V kecepatan arus sepanjang pantai, g percepatan gravitasi, Hb tinggi gelombang pecah, dan a b sudut datang gelombang pecah HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa data angin selama lima tahun (2008-2012) yang dikonversikan menjadi data gelombang menunjukkan bahwa arah angin dominan yang berpotensi membangkitkan gelombang adalah dominan arah timur dengan panjang fetch efektif sebesar 44,64 km, sehingga diperoleh nilai tinggi gelombang signifikan sebesar 0,69 m dengan periode gelombang 6,06 jam (Tabel 1). Tabel 1. Analisa Gelombang selama 5 tahun (2008-2012) UL RL Uw Arah Fetch Fetch Efektif (Km) Ua (m/s) Hs (m) T (jam) ts (det) 3,5 1,7 5,95 Timur 44,64 6,37 0,69 6,06 4,10
Juni, 2013 Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan U L = kecepatan angin di atas permukaan laut (m/s),u w = Kecepatan angin di atas permukaan daratan (m/s), Hs = tinggi gelombang signifikan, R L = hubungan antara kecepatan angin didaratan dengan kepatan angin di laut, ts = waktu gelombang, T = Periode gelombang. Analisa arah angin menggunakan software Wr-Plot mengindikasikan kecepatan angin rata-rata sebesar 3,5 m/s yang bergerak dari timur ke barat dengan jarak fetch 44,64 km (Tabel 1). Jika gelombang mulai bergerak dari laut dalam menuju pantai, gelombang mengalami perubahan bentuk sesuai dengan kedalaman pantai, saat gelombang mendekati pantai, gelombang akan berbelok arah ke arah puncak gelombang dan berpindahnya energi di sepanjang puncak gelombang serta adanya pemantulan energi gelombang dikarenakan pembangunan dilokasi pantai. Sehingga lama- kelamaan gelombang akan mulai memuncak, akan tetapi pada saat mendekati pantai, gelombang di permukaan akan semakin kecil, laju gelombang akan lambat sehingga terjadinya pembelokan arah gelombang yang berakibat pecahnya gelombang (Triatmodjo, 1999) dengan ketinggian 0,825 m (Tabel 2) di kedalaman 1,5 m. Tabel 2. Hasil Perhitungan Arus Sejajar Pantai dan Transpor Sedimen Selama 5 Tahun (2008-2012) Hb (m) αb (⁰) Sin αb Cos αb V (m/s) Qs 0,825 43,329 0,686 0,727 1,66 0,132 Hb = Tinggi Gelombang Pecah (m), αb = Sudut Datang Gelombang Pecah (⁰), V = Kecepatan Arus Sejajar (m/s), Qs = Transpor sedimen (m 3 /hari) Perhitungan arus sepanjang pantai (V) selama periode limat tahun (2008-2012) menunjukkan bahwa nilai relatif tidak besar (1,66 m/detik). Hal ini menunjukkan bahwa gelombang pecah yang terbentuk relatif tidak tinggi, sehingga arus sepanjang pantai yang terjadi juga relative kecil. Konsekuensinya, transport sedimen yang terbentuk di sepanjang pantai juga tidak terlalu besar, yaitu 0,132 (m 3 /hari). Tabel 3. Analisa Gelombang pertahun selama 5 tahun UL Uw Arah Fetch Effektif Ua Tahun RL (m/s) (m/s) Fetch (Km) (m/s) 2008 3,27 1,73 5,66 Timur 44,642 5,983 0,646 6,190 4,017 2009 2,85 1,80 5,13 Timur 44,642 5,305 0,573 6,443 3,859 2010 2,67 1,83 4,89 Timur 44,642 4,997 0,539 6,573 3,783 2011 4,30 1,60 6,88 Timur 44,642 7,612 0,822 5,713 4,353 2012 4,39 1,59 6,98 Timur 44,642 7,748 0,837 5,679 4,379 U L = kecepatan angin di atas permukaan laut (m/s),u w = Kecepatan angin di atas permukaan daratan (m/s), Hs = tinggi gelombang signifikan, R L = hubungan antara kecepatan angin didaratan dengan kepatan angin di laut, ts = waktu gelombang, T = Periode gelombang. Kecepatan angin tahunan selama periode 2008-2012 menunjukkan bahwa kecepatan terkecil berkisar 3,27 m/s (2008) dan terbesar 4,39 m/s (2012), fetch 44,642 648 Hs (m) T (jam) ts (det)
Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan Juni, 2013 km dengan arah timur. Arah angin dominan timur dan fetch yang sama selama periode 2008-2012 menunjukkan bahwa ada konsistensi arah angin, sehingga factor tegangan angin (Ua) yang akan menentukan perbedaan tinggi gelombang signifikan (Hs). Tinggi gelombang signifikan (Hs) terkecil sebesar 0,539 m (2010) dan terbesar 0,837 m (2012) (Tabel 3). Tabel 4. Hasil Perhitungan Arus Sejajar Pantai Pertahun Tahun Hb (m) αb (⁰) Sin αb Cos αb V (m/s) Qs 2008 0,343 43,617 0,689 0,724 1,071 0,014 2009 0,579 43,770 0,692 0,722 1,392 0,055 2010 0,504 59,270 0,859 0,511 1,142 0,034 2011 0,979 42,541 0,676 0,737 1,805 0,205 2012 0,787 54,895 0,818 0,575 1,529 0,111 Hb = Tinggi Gelombang Pecah (m), αb = Sudut Datang Gelombang Pecah (⁰), V = Kecepatan Arus Sejajar (m/s), Qs = Transpor sedimen (m 3 /hari) Adapun tinggi gelombang pecah (Hb, m) yang terbentuk sangat dipengaruhi oleh adanya perubahan kontur kedalaman dimana gelombang bergerak. Berdasarkan analisa, diperoleh nilai tinggi gelombang pecah (Hb) terkecil 0,343 m (2008) dan terbesar 0.979 m (2011). Konsekuensinya, arus sejajar pantai yang terbentuk menunjukkan nilai terkecil 1,071 m/detik (2008) dan terbesar 1,805 m/detik (2011). Hal ini berkorelasi dengan transpor sedimen yang terbentuk, yang menunjukkan nilai terkecil 0,014 m 3 /hari (2008) dan terbesar 0,205 m 3 /hari (2011) (Tabel 4). Diduga kecilnya nilai transpor sedimen yang terbentuk di lokasi penelitian disebabkan oleh relative kecilnya kecepatan angin yang berhembus sehingga gelombang (Triatmodjo, 1999) yang terbentuk juga lemah, didukung oleh pendeknya fetch yang terbentuk, dan perubahan kontur kedalaman diduga tidak terlalu bepengaruh terhadap nilai transpor sedimen mengingat sudut gelombang pecah yang terbentuk relative tumpul. Perhitungan laju transpor sepanjang pantai menunjukkan bahwa besar kecilnya transpor sedimen yang terjadi diduga dipengaruhi oleh sudut datang gelombang. Dengan demikian gelombang besar akan mengangkut sedimen lebih banyak tiap periode dibandingkan digerakkan oleh gelombang kecil. Akan tetapi, jika gelombang kecil terjadi dalam periode yang lama, maka gelombang tersebut dapat mengangkut sedimen lebih banyak dibandingkan yang terjadi dengan gelombang besar (Triatmodjo, 1999). Pada hasil uji Regresi Linear Berganda didapat bahwa untuk data tinggi gelombang pecah (m), tinggi gelombang (m) dan pergerakan transpor sedimen dari bulan Januari sampai bulan Desember dalam model summary diperoleh nilai R (Corelasi determinasi) 0,993 dan R Square 0,986. Maka nilai R mendekati nilai 1 menunjukkan bahwa ada hubungan antara Tinggi gelombang dan Tinggi gelombang pecah terhadap pergerakan transpor sedimen. 649
Juni, 2013 Seminar Nasional : Menggagas Kebangkitan PENUTUP Kesimpulan Hasil uji korelasi menunjukkan bahwa ada pengaruh tinggi gelombang dan tinggi gelombang pecah terhada transpor sedimen sepanjang pantai. Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai parameter oseanografi lainnya untuk mengetahui pengaruhnya terhadap pergerakan sedimen sepanjang pantai dengan pendekatan model numeric sehingga diperoleh gambaran lebih detail tentang perpindahan sedimen yang ada. DAFTAR PUSTAKA CERC. 1984. Shore Protection Manual Volume I, 4 th Engineering Research Center : Washington. U. S. Edition. Army Coastal Siswanto, A.D. 2010. Analisa Stabilitas Garis Pantai di Kabupaten Bangkalan. [Tesis]. Surabaya : ITS Siswanto, A.D. 2011. Kajian Substrat Sedimen Permukaan Dasar Di Perairan Pantai Kabupaten Bangkalan. EMBRYO Vol 8 No. 1. Triatmodjo. 1999. Tekhnik Pantai. Beta Ofset : Yogyakarta 650