BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pengumpulan dan Pengolahan Data Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data batimetri, garis pantai dan data angin. Pada Tabel 3.1 dicantumkan mengenai data yang digunakan dan penjelasannya. No 1 2 3 Tabel 3.1. Data yang digunakan dalam Pemodelan Jenis Data Sumber Keterangan Data Peta LPI Cirebon dari Dilakukan digitasi untuk Batimetri Bakosurtanal No. 1309-03 mendapatkan data batimetri Data angin musim timur pada rentang waktu 30 Juni 2011 pukul 19.00 2 Agustus 2011 pukul 01.00 Data angin musim barat pada rentang waktu 31 Desember 2011 pukul 19.00 2 Februari Data NCEP (National Center for 2012 pukul 01.00 Angin Environmental Prediction) Interval data setiap 6 jam Data angin reanalisis yang digunakan bersumber dari NOAA/OAR/ESRL PSD, Boulder, Colorado, USA diunduh dari situs web http://www.esrl.noaa.gov/psd/ Garis Pantai Peta LPI Cirebon dari Bakosurtanal No. 1309-03 Dilakukan digitasi untuk mendapatkan data garis pantai Data pada Tabel 3.1 akan digunakan untuk melakukan pemodelan gelombang dengan metode numerik di wilayah perairan Kota dan Kabupaten Cirebon. 19
3.2 Skema Penelitian dan Pemodelan Langkah-langkah penelitian yang dilakukan pada tugas akhir ini digambarkan hubungan antara langkah penelitian yang satu dengan yang lainnya dalam bentuk skema pada Gambar 3.1. Persiapan Studi Literatur Pengumpulan Data: Data Batimetri Data Garis Pantai Data Angin Pemodelan Gelombang Data Sekunder Model Gelombang Pembuatan Peta Gelombang Identifikasi Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi Peta Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi Selesai Gambar 3.1. Skema Metode Penelitian 3.3 Tahap Pemodelan Gelombang dan Pemetaan Kerentanan Dari seluruh langkah penelitian yang dilakukan dalam tugas akhir ini, dalam subbab ini yang akan dijelaskan adalah tahap pemodelan gelombang dengan metode numerik dan tahap pemetaan kerentanan yang mengacu pada indeks kerentanan wilayah pesisir terhadap abrasi. 20
3.3.1. Pembuatan Model Gelombang dengan Metode Numerik Pada pembuatan model gelombang dengan metode numerik ini terdiri dari enam tahap. Produk yang dihasilkan dari pemodelan numerik ini berupa peta gelombang yang akan digunakan untuk mengidentifikasi tingkat kerentanan di wilayah pesisir Kota dan Kabupaten Cirebon terhadap abrasi. Gambar 3.2 menunjukkan skema pemetaan gelombang dengan metode numerik yang dilakukan pada tugas akhir ini. Persiapan Penentuan Daerah Model dan Batimetri Syarat Awal dan Syarat Batas Nilai Awal Prameter Masukan Uji Sensitivitas Model Simulasi Dua Musim Pemetaan Gelombang Selesai Gambar 3.2. Skema Pemetaan Gelombang dengan Metode Numerik Langkah-langkah pemetaan gelombang dengan pemodelan numerik pada Gambar 3.2 akan dijelaskan lebih jelas pada pembahasan berikut ini. a. Penentuan Daerah Model dan Batimetri Pembuatan domain model merupakan langkah awal dalam proses pemodelan numerik ini. Dalam penentuan daerah model dan batimerti ini dibuat tiga domain pemodelan. 21
a.1. Domain Indonesia Barat Domain ini terletak pada 100 o 119,8 o BT dan 4,875 o LU 10 o LS. Data yang digunakan dalam pembangunan domain model Indonesia barat (Gambar 3.3) adalah data batimetri. Kemudian melakukan penentuan grid dan pembuatan kontur kedalaman. Grid yang dibuat yaitu dengan jumlah 197 x 237 yang mempunyai resolusi 11.225 m x 7.004 m. Gambar 3.3. Domain Model Indonesia Barat a.2. Domain Pantai Utara Domain ini terletak pada 104,288 o 109,533 o BT dan 5,179 o LS 6,95 o LS. Data yang digunakan untuk pembangunan domain model pantai utara (Gambar 3.4) masih menggunakan data yang sama dengan data yang digunakan dalam pembangunan domain model Indonesia barat. Grid yang dibuat mempunyai jumlah 201 x 181 dengan resolusi 2.914 m x 1.093 m. 22
Gambar 3.4. Domain Model Pantai Utara Domain model Indonesia Barat dan domain model Pantai Utara telah dikembangkan oleh Windupranata, dkk (2011b). a.3. Domain Cirebon Domain ini terletak pada 108,536 o BT 108,829 o BT dan 6,503 o LS 6,816 o LS. Data yang digunakan dalam pembangunan domain model Cirebon (Gambar 3.5) adalah data batimetri dari peta lingkungan pesisir Indonesia produksi BAKOSURTANAL. Data yang ada berupa kontur kedalaman laut dalam format digital. Setelah tersedia data koordinat dan kedalaman, langkah selanjutnya adalah pembuatan grid dan pembuatan kontur kedalaman laut (batimetri). Jumlah grid yang dibuat adalah 151 x 151 grid dengan resolusi 218 m x 232 m. Gambar 3.5. Domain Model Cirebon 23
b. Penentuan Syarat Awal dan Syarat Batas Syarat batas dan syarat awal dalam pemodelan numerik merupakan hal yang harus ditentukan di awal. Penentuan syarat batas ini terdiri dari dua macam, yaitu syarat batas tertutup dan syarat batas terbuka. Pada domain model Indonesia Barat tidak ada syarat batas, gelombang yang dimodelkan hanya berdasarkan data masukan. Sedangkan untuk model Pantura dan Cirebon syarat batas terbukanya menggunakan nilai dari pemodelan numerik dari wilayah yang lebih luas (model Indonesia Barat digunakan untuk model Pantura, dan model Cirebon menggunakan hasil dari model Pantura). Syarat batas tertutup adalah garis batas antara daratan dan lautan. Garis batas ini identik disebut dengan garis pantai. Daerah lautan merupakan wilayah yang akan dimodelkan, sedangkan wilayah daratan merupakan wilayah yang tidak akan dimodelkan. Pada penentuan syarat batas tertutup ini diasumsikan bahwa air tidak masuk ke wilayah daratan pada proses simulasi pemodelan. Proses pemodelan hanya terjadi di wilayah pemodelan saja, yaitu di wilayah laut. Syarat berikutnya yang harus ditetapkan adalah syarat awal. Syarat awal sebelum proses pemodelan dimulai adalah nilai lamanya waktu pengamatan, kecepatan angin sama dengan nol (0) pada domain model. c. Penentuan Nilai Awal Parameter Masukan Pada proses pemodelan dibutuhkan nilai awal parameter masukan. Nilai parameter ini dapat diperoleh dari data pengukuran atau dari data numerik lainnya. Nilai parameter masukan yang digunakan pada pemodelan ini adalah data kecepatan dan arah angin serta data kedalaman. d. Uji Sensitifitas Model Tujuan dari uji sensitifitas yang dilakukan adalah untuk mengetahui pengaruh perubahan nilai parameter masukan terhadap model gelombang yang dihasilkan. Perangkat lunak yang digunakan untuk uji sensitifitas ini menggunakan perangkat lunak SWAN. Langkah utama yang harus dilakukan dalam melakukan uji sensitifitas ini adalah menentukan sebaran titik-titik sampel yang akan diuji. Uji ini dilakukan dengan mengambil tiga titik sampel yang mewakili wilayah pemodelan. Titik sampel tersebut tercantum pada Tabel 3.2. 24
Tabel 3.2. Data Titik Sampel Analisis Sensitifitas No Titik Lintang Bujur Kedalaman 1-6.5796 LS 108.568 BT 8 m 2-6.7328 LS 108.612 BT 5.524 m 3-6.7711 LS 108.778 BT 1.629 m Lokasi distribusi titik-titik sampel analisis sensitifitas dapat dilihat pada Gambar 3.6. Gambar 3.6. Persebaran Titik Sampel Analisis Sensitifitas Dengan penyebaran titik sampel seperti Gambar 3.6 diharapkan bahwa titik-titik sampel tersebut akan mewakili kondisi perairan secara keseluruhan. Dari uji sensitifitas ini akan diketahui seberapa sensitif variabel yang diuji terhadap hasil pemodelan. Proses uji sensitifitas dilakukan dengan menggunakan empat parameter masukan, yaitu langkah waktu perhitungan, kecepatan angin, resolusi grid dan kondisi fisik. Nilai parameter masukan yang digunakan seperti yang tercantum pada Tabel 3.3. 25
Tabel 3.3. Nilai Parameter Masukan Uji Sensitifitas Parameter Nilai Langkah Waktu Perhitungan 0,5 ; 1 ; 2 jam Angin 2,5 ; 5 ; 10 m/s Resolusi Grid 109 m x 116 m; 218 m x 232 m; 436 m x 464 m Kondisi Fisik KOMEN ; JANSSEN ; WESTHUYSEN e. Simulasi Dua Musim Proses ini merupakan proses untuk mendapatkan model gelombang yang akan digunakan untuk mengidentifikasi kerentanan wilayah pesisir Cirebon terhadap abrasi. Pada simulasi ini dilakukan dua kali simulasi untuk mewakili musim yang terjadi sepanjang tahun, yaitu musim angin barat dan musim angin timur. Musim angin timur diwakili oleh bulan Juli dan musim angin barat diwakili oleh bulan Januari. Data yang digunakan untuk simulasi dua model ini menggunakan data angin dari NCEP. Proses simulasi ini menggunakan perangkat lunak SWAN dan hasil akhir dari simulasi ini adalah model gelombang setiap jam pada masing-masing musim. f. Pemetaan Gelombang Pembuatan peta gelombang berdasarkan data dari hasil pemodelan. Pembuatan peta gelombang ini menggunakan perangkat lunak pemetaan. Peta dasar yang digunakan pada pemetaan gelombang ini menggunakan referensi dari peta LPI Cirebon skala 1:50.000. 3.3.2. Pembuatan Peta Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi Pada tahap ini dibuat peta kerentanan terhadap abrasi berdasarkan IKPA dan peta gelombang yang telah dibuat. Gambar 3.7 menunjukkan skema pembuatan peta kerentanan wilayah pesisir terhadap abrasi. Peta Gelombang + Kriteria Kerentanan (IKPA) = Peta Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi Gambar 3.7. Skema Pembuatan Peta Kerentanan Wilayah Pesisir terhadap Abrasi 26