III METODOLOGI

3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian

Pengambilan data lapangan seperti pengukuran batimetri, pasang surut dan

sedimen dilakukan pada bulan Maret 2008 di pesisir sekitar muara Sungai

Jeneberang, Kota Makassar. Panjang garis pantai yang ditelaah adalah sekitar 10

km yang terbentang mulai dari pantai Barombong sebelah selatan hingga ujung

spit Tanjung Bunga di sebelah utara. Secara geografis lokasi penelitian terletak

antara 5o 08 40 sampai 5o 12 40 LS dan 119o 21 00 sampai 119o 24 10

BT. Lokasi pengukuran data angin (Stasiun Potere) terletak pada 5o 07 12 LS

dan 119o 24 36 BT. Lokasi penelitian dapat dilihat pada Gambar 2.

3.2 Alat dan Bahan

Alat dan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

Echosounder digunakan untuk mengukur kedalaman laut

Bottom grab sampler digunakan untuk pengambilan sampel sedimen

dasar

GPS (Global Positioning System) digunakan untuk penentuan posisi

pengukuran.

Tiang skala digunakan untuk pengukuran pasang surut.

Perahu digunakan untuk transportasi selama pengukuran.

Peta Lingkungan Pantai Indonesia (LPI) skala 1 : 50000, digunakan

sebagai peta dasar.

Peta citra Landsat tahun 1990, 1999, 2003 dan 2008 digunakan untuk

mengetahui perubahan garis pantai.

Sieve Net digunakan untuk menentukan ukuran butiran sedimen.

Timbangan digital digunakan untuk mengukur massa jenis sedimen.

Hardware dan Software Komputer (Excel, Surfer 9, Visual Fortran,

ErMapper6.4, Map Info dan Arc View 3.3) digunakan untuk analisis

data.

26

Gam

bar 2

Pet

a lo

kasi

pen

eliti

an.

27

3.3 Pengumpulan Data

3.3.1 Data kecepatan dan arah angin

Dalam penelitian ini data kecepatan dan arah angin diperoleh dari Badan

Meteorologi dan Gefisika Wilayah IV Kota Makassar yang direkam pada stasiun

Potere (Gambar 3). Data kecepatan dan arah angin diukur di pantai pada

ketinggian 12 m di atas permukaan laut dengan menggunakan alat anemometer.

Data yang dikumpulkan adalah data kecepatan angin harian mulai tahun

1990-2008.

3.3.2 Pengukuran kedalaman dasar laut

Pengukuran kedalaman dasar laut (batimetri) dilakukan dengan

menggunakan echosounder, sedangkan posisi pengukuran menggunakan GPS.

Pengukuran kedalaman dilakukan di sepanjang pantai delta Sungai Jeneberang

dengan membentuk lintasan, seperti diperlihatkan pada Gambar 3. Untuk

memperoleh kedalaman laut dengan referensi MSL (muka laut rata-rata), maka

hasil pengukuran ini dikoreksi dengan hasil pengukuran pasang surut. Hasil

pengkuran batimetri diplotkan ke dalam gambar guna mendapatkan kontur

kedalaman laut daerah penelitian.

3.3.3 Pengukuran pasang surut

Pengukuran pasang surut dilakukan dengan pengamatan langsung tinggi

muka laut dengan menggunakan rambu ukur (palm staff) yang dipasang di pantai.

Rambu ukur ini dipasang di lokasi yang aman dan tidak akan bergerak akibat

terpaan gelombang dan arus. Pengamatan pasang surut dilakukan pada tanggal

4-18 Maret 2008 dengan cara membaca skala pada rambu ukur yang terkena atau

berimpit dengan permukaan air laut pada setiap interval waktu satu jam mulai

pukul 00.00 sampai pukul 23.00 selama 15 hari pengamatan. Lokasi pengukuran

pasang surut diperlihatkan pada Gambar 3.

28

Gam

bar 3

Pet

a lo

kasi

pen

guku

ran

batim

etri,

pas

ang

suru

t dan

sedi

men

.

29

3.3.4 Pengambilan sampel sedimen

Pengambilan sampel sedimen dasar pantai dilakukan untuk analisis

distribusi ukuran butir dan massa jenissedimen di lokasi penelitian. Pengambilan

sampel sedimen dasar dilakukan dengan menggunakan alat Bottom grab sampler,

sedangkan posisi pengambilan sampel ditentukan dengan menggunakan GPS.

Sampel sedimen diambil sebanyak 7 lokasi, seperti diperlihatkan pada Gambar 3.

Sampel sedimen yang diambil, kemudian dianalisis di laboratorium untuk

memperoleh besar ukuran butir dan massa jenis sedimen.

3.3.5 Citra Landsat

Citra satelit landsatdiperoleh melalui internet yang diunduh di situs

http://www. earthexplorer.usg.gov.html. Citra satelit landsat yang digunakan

adalah citra tanggal 4 April 1990, 20 September 1999, 22 Agustus 2003 dan 3

Agustus 2008 dengan resolusi spasial 30 x 30 m. Garis pantai yang diperoleh dari

citra satelit landsat tahun 1990 digunakan sebagai garis pantai awal, sedangkan

garis pantai citra tahun 1999, 2003 dan 2008 digunakan untuk membandingkan

garis pantai hasil model.

3.4 Analisis Data

3.4.1 Analisis data angin

Data angin yang diperoleh (Lampiran 1 dan 2) kemudian dianalisis secara

statistik dengan menggunakan Software WRPlot untuk mendapatkan persentase

kejadian kecepatan dan arah angin. Dalam melakukan analisis data angin, maka

data angin dikelompokkan dalam beberapa kelas dengan interval 0.5-2.1 m/det,

2.1- 3.6 m/det, 3.6-5.7 m/det, 5.7-8.8 m/det, 8.8-11.1 m/det dan > 11.1 m/det

dalam 8 arah angin. Data angin yang telah dikelompokkan digunakan untuk

menggambarkan wind rose tahunan dan musiman di pantai Makassar selama

tahun 1990 sampai 2008.

30

Tabel 2 Klasifikasi ukuran partikel sedimen (USACE 2003b)

31

3.4.2 Analisisdata sedimen

Data sedimen yang diperoleh dari lapangan dianalisis dengan cara ayakan

dan menggunakan metode sieve net yang mengikuti prosedur ASTM (American

Society for Testing and Material). Kemudian data ukuran butir sedimen dihitung

dengan memplot persentase berat kumulatif terhadap diameter sedimen pada

kertas semilog (Lampiran 3). Berdasarkan plot ini, maka dapat ditentukan nilai

diameter sedimen. Selanjutnya pengelompokan klasifikasi sedimen dilakukan

menurut Skala Wenworth seperti diperlihatkan pada Tabel 2. Analisis parameter

statistik sedimen (mean, skewness, sorting dan kurtosis) dilakukan dengan

menggunakan persamaan (Allen 1985 dan Lindholm 1987):

Mean :

(11)

Skewness

(12)

Sorting:

(13)

Kurtosis

(14)

Berdasarkan hasil perhitungan nilai skewness, sorting dan kurtosis maka

parameter statistik sedimen ditentukan dengan menggunakan Tabel 3.

Tabel 3 Distribusi nilai parameter statistik sedimen (Allen 1985)

Sorting (I) Skewness (SkI) Kurtosis (KG)

Very well sorted

Well sorted

Moderately well sorted

Moderately sorted

Poorly sorted

Very poorly sorted

Extremely poorly sorted

< 0.35

0.35 0.50

0.50 0.70

0.70 1.00

1.00 2.00

2.00 4.00

> 4.00

Very fine skewed

Fine skewed

Symmetrical

Coarse skewed

Very coarse skewed

0.3 1.0

0.1 0.3

0.1 -0.1

-0.1 -0.3

-0.3 -1.0

Very platykurtic

Platykurtic

Mesokurtic

Leptokurtic

Very leptokurtic

Extremely leptokurtic

< 0.67

0.67 0.90

0.90 1.11

1.11 1.50

1.50 3.00

> 3.00

32

3.4.3 Analisis data pasang surut

Data pasang surut yang diperoleh dari hasil pengukuran (Lampiran 4)

dianalisis dengan menggunakan metode Admiralty (Beer 1997). Analisis ini

bertujuan untuk mendapatkan nilai konstanta harmonis pasang surut yaitu : S0,

K1, S2, M2, O1, P1, N2, M4, MS4. Nilai konstanta pasang surut tersebut

selanjutnya digunakan untuk memperoleh tipe pasang surut dan tunggang pasang

surut untuk penentuan kedalaman dan pembuatan peta batimetri.

Tipe pasang surut ditentukkan berdasarkan bilangan Formzal (F) yang

dihitung dengan menggunakan persamaan (Beer 1997):

(15)

dimana:

F = bilangan Formzahl

O1 = amplitudo komponen pasang surut tunggal utama yang disebabkan gaya tarik

bulan,

K1 = amplitudo komponen pasang surut tunggal utama yang disebabkan gaya

tarik bulan dan matahari,

M2 = amplitudo komponen pasang surut ganda utama yang disebabkan gaya tarik

bulan

S2 = amplitudo komponen pasang surut ganda utama yang disebabkan gaya tarik

matahari

Berdasarkan nilai F, maka tipe pasang surut kemudian dikelompokkan sebagai

berikut;

F 0,25 = pasang surut tipe ganda

0,25 < F 1,5 = pasang surut campuran condong tipe ganda 1,5 < F 3,0 = pasang surut campuran condong bertipe tunggal F > 3.0 = pasang surut tipe tunggal

3.4.4 Analisiscitra

Pengolahan awal pada citra dilakukan untukkoreksi terhadap kesalahan

geometrik. Kesalahan geomterik merupakan kesalahan distribusi spasial dari nilai-

nilai piksel yang terekam oleh sensor yang terjadi akibat berbagai faktor. Koreksi

33

geometrik dimaksudkan untuk mengoreksi distorsi spasial obyek pada citra

sehingga posisi obyek yang terekam sesuai dengan koordinat di lapangan (real

world coordinate). Data raster umumnya ditampilkan dalam bentuk raw data

yang memiliki kesalahan geometrik sehingga perlu dikoreksi secara geometrik ke

dalam sistem koordinat bumi.

Koreksi geometri dilakukan dengan cara pengambilan Ground control point

(GCP) yang disebut titik kontrol di bumi yang dilakukan dengan proyeksi

Universal Tranverse Mercator (UTM) sebanyak 32 titik kontrol (Lampiran 5)

dengan menggunakan Global Positioning System (GPS). Pengukuran titik kontrol

dilakukan pada lokasi-lokasi yang kodisinya dianggap tidak berubah dari tahun

1990 2008, seperti simpangan jalan dan jembatan pada lokasi penelitian. Titik

kontrol tersebut menjadi titik ikat pada semua citra Landsat yang akan dianalisis

sehingga didapatkan citra yang sesuai dengan kondisi yang sebenarnya di

lapangan (di muka bumi).

Penentuan garis pantai dilakukan dengan menggunakan citra tahun 1990,

1999, 2003 dan 2008. Citra satelit yang telah dikoreksi secara geometrik

digunakan untuk menentukan garis pantai yang dilakukan dengan komposit

RGB 542. Dari hasil komposit warna ini, selanjutnya dilakukan deliniasi garis

pantai pada setiap citra.

Hasil deliniasi garis pantai dari citra akan menghasilkan garis pantai pada

tahun 1990, 1999, 2003 dan 2008. Garis pantai tersebut kemudian dikoreksi

terhadap pasang surut. Koreksi garis pantai terhadap pasang surut dilakukan

dengan cara :

(1) Mula-mula ditentukan kelerengan pantai (tan ) dengan menggunakan

persamaan (Gambar 4):

(16)

Gambar 4 Penentuan kelerengan pantai.

34

(2) Menentukan selisih tinggi muka air pada saat perekaman citra dengan MSL

(), seperti pada Gambar 5.

Gambar 5 Penentuan posisi muka air pada saat perekaman citra.

(3) Menentukan jarak pergeseran garis pantai hasil koreksi pasang surut (x)

dengan menggunakan persamaan :

(17)

(4) Jika perekaman citra dilakukan pada saat tinggi muka air laut lebih besar dari

pada MSL (keadaan pasang), maka garis pantai digeser sejauh x meter ke arah

laut. Sebaliknya jika keadaan surut maka garis pantai digeser sejauh x meter

ke arah darat.

3.5 Desain Model

3.5.1 Struktur model perubahan garis pantai

Tujuan model ini adalah untuk memprediksi perubahan garis pantai akibat

pengaruh angkutan sedimen sejajar pantai yang dibangkitkan oleh gelombang

pecah. Pada model ini dilakukan berbagai penyederhanaan terhadap fenomena

kompleks dengan tujuan untuk mendapakan model yang sederhana dengan tetap

mempertimbangkan akurasi perhitungan. Model ini lebih ditujukan untuk pantai

berpasir yang didominasi oleh pengaruh gelombang dan angkutan sedimen sejajar

pantai, sedangkan pengaruh pasang surut dan angkutan sedimen tegak lurus pantai

tidak diperhitungkan. Model ini terdiri atas empat submodel yaitu (Lampiran 6):

(1) Submodel prediksi gelombang laut lepas yang dibangkitkan oleh angin.

(2) Submodel transformasi gelombang dari laut lepas ke garis pantai

35

(3) Submodel angkutan sedimen sejajar pantai

(4) Submodel perubahan garis pantai

Keempat submodel ini dikendalikan oleh satu program utama yang

mengatur proses secara keseluruhan termasuk input data dan pencetakan output.

Struktur model utama diperlihatkan pada Gambar 4. Model utama ini dimulai

dengan pembacaan data seperti : data angin, batimetri, sedimen yang tersimpan

dalam bentuk file. Proses pertama yang dilakukan adalah menghitung gelombang

yang terbangkit oleh angin pada laut lepas sehingga diperoleh rekaman tinggi,

periode dan sudut datang gelombang di laut lepas. Informasi ini digunakan

sebagai kondisi batas di grid terluar (lepas pantai).

Proses kedua adalah penentuan posisi garis pantai awal berdasarkan data

batimetri. Diasumsikan bahwa batimetri dengan kedalaman lebih besar dari nol

(hi,j> 0) dianggap sebagai sel laut, sebaliknya kedalaman lebih kecil dari nol

(hi,j< 0) dianggap sebagai sel darat. Model akan mendeteksi garis pantai dengan

menghitung panjang lintasan dari titik referensi (j = 1) sampai dengan sel laut

yang terdekat. Kelerengan pantai dihitung pada setiap grid ke i berdasarkan data

bentangan dari tepi pantai sampai grid ke 100 dan kedalaman pada sel tersebut.

Proses ketiga adalah menghitung penjalaran gelombang dari laut lepas ke

garis pantai. Dalam perhitungan diasumsikan bahwa proses yang dominan adalah

proses refraksi dan shoaling. Proses difraksi, refleksi, interaksi nonlinier, gesekan

dasar, perkolasi, energy angin, irregularitas gelombang tidak ditinjau dalam model

karena dianggap tidak dominan (Balas & Inan 2002). Berdasarkan informasi

tinggi, periode dan sudut datang gelombang di laut lepas, maka model kemudian

menghitung transformasi gelombang dari laut lepas menuju pantai. Selain itu

dideteksi pula posisi gelombang pecah dengan menggunakan kriteria indeks

gelombang pecah ().

Setelah diperoleh data posisi garis pantai awal, gelombang yang berisikan

informasi berupa tinggi, periode, sudut gelombang dan posisi gelombang pecah

maka dimulai loop perhitungan perubahan garis pantai. Sebelum dilakukan

perhitungan perubahan garis pantai, maka terlebih dahulu dihitung angkutan

sedimen menyusuri pantai serta kontribusi sedimen dari sungai.

36

Gambar 6 Diagram alir program utama perubahan garis pantai.

Garis menunjukkan proses cascades yaitu output proses terakhir menjadi input pada proses berikutnya.

ya

ya

Mula

Data

Gelombang Laut Lepas

Transformasi Gelombang

Penentuan Posisi Garis Pantai

Jika t > 1 hari

Perhitungan Angkutan Sedimen

Update Batimetri

Perhitungan Perubahan Garis

Transformasi Gelombang

Cetak Hasil

Selesai

hrke =1

hrke

= h

rke+

1

t = t+

t

tidak

Jika hrke > hrke-n

tidak

37

Proses looping pertama dilakukan untuk menghitung angkutan sedimen dan

perubahan garis pantai yang dilakukan setiap interval t = 0.001 hari selama

sehari. Setelah t > 1 hari maka proses looping pertama telah selesai kemudian

data batimetri diperbaharui berdasarkan posisi garis pantai terakhir dan dilakukan

lagi perhitungan transformasi gelombang. Proses looping kedua dilakukan setiap

interval 1 hari sampai hari ke 6840 (19 tahun). Looping kedua merupakan proses

cascades yaitu output proses terakhir menjadi input pada proses berikutnya. Jika

perhitungan perubahan garis pantai belum cukup 6840 hari, maka perhitungan

dilakukan terus sampai hari ke 6840 (19 tahun).

3.5.2 Perhitungan tinggi dan periode gelombang

Untuk menghitung angkutan sedimen dan prediksi perubahan garis pantai,

maka perlu diketahui karakteristik gelombang laut lepas dan transformasi

gelombang serta gelombang pecah. Karakteristik gelombang pecah dihitung

berdassarkan tinggi gelombang laut lepas yang mengalami proses transformasi

pada saat bergerak menuju ke pantai. Tinggi gelombang di laut lepas dihitung

melalui parameter angin dengan menggunakan metode CEM.

a) Koreksi data angin

Data angin yang digunakan untukmemprediksi tinggi dan periode

gelombang laut lepas adalah data angin yang diukur di darat pada ketinggian 12 m

dari permukaan laut, sehingga sebelum digunakan dalam perhitungan tinggi dan

perioe gelombangdata angin tersebut perlu dikoreksi. Adapun koreksi yang

dilakukan adalah (USACE 2003a):

Koreksi ketinggian

Koreksi kecepatan angin rata-rata untuk durasi 1 jam

Koreksi pengukuran kecepatan angin di darat ke laut

Koreksi stabilitas

(1) Koreksi ketinggian, koreksi ketinggian dilakukan dengan menggunakan

persamaan (USACE 2003a):

(18) 1/ 7

1010

zU U z =

38

dimana : U10 = kecepatan angin yang diukur pada ketinggian 10 meter (m)

Uz = kecepatan angin pada ketinggian z (m).

(2) Koreksi durasi, koreksi ini dilakukan untuk memperoleh kecepatan angin

dengan durasi satu jam. Koreksi durasi dilakukan dengan menggunakan

persamaan (USACE 2003a):

(19)

untuk t < 3600 (20)

untuk 3600 < t < 36000 (21)

dimana : t = waktu (detik)

Ut = kecepatan angin dengan durasi waktu t

Ut=3600 = kecepatan angin dengan durasi 1 jam

(3) Koreksi pengukuran angin dari darat ke laut. Koreksi ini dilakukan untuk data

angin yang diukur di darat. Koreksi pengukuran angin dari darat ke laut

dilakukan dengan menggunakan Gambar 7untuk fetch yang lebih besar dari

10 mile. Berasarkan grafik hubungan antara RL dan UL pada Gambar 5, maka

diperoleh persamaan (USACE 2003a):

(22)

Sehingga UW dihitung dengan menggunakan persamaan :

(23)

dimana RL = perbandingan kecepatan angin di laut dan di darat

UL = kecepatan angin di laut (m/detik)

(4) Koreksi stabilitas. Untuk fetch yang lebih besar dari 10 mile, maka diperlukan

koreksi stabilitas. Koreksi stabilitas dilakukan dengan menggunakan nilai

RT = 1.1 (USACE 2003a), yang dihitung dengan menggunakan persamaan :

(24)

dimana UC = kecepatan angin terkoreksi (m/detik)

39

Gambar 7 Hubungan antara RL dengan kecepatan angin di darat (UL) (USACE 2003a).

b) Panjang fetch

Panjang fetch efektif (Fef) pada penelitian ini ditentukan mulai dari

kedalaman 20 m kemudian ditarik garis lurus ke arah laut hingga membentur

daratan. Apabila panjang fetchyang diperoleh lebih dari 200 km, maka panjang

fetchmaksimum yang digunakan adalah 200 km. Panjang fetch yang digunakan

selama penelitian diasumsikan tidak berubah. Panjang fetchditentukan dengan

menggunakan peta Lingkungan Pantai Indonesia (LPI) melalui langkah-langkah

sebagai berikut:

Mula-mula ditentukan arah angin

Menghitung panjang jari-jari di titik peramalan sampai titik dimana jari-jari

tersebut memotong daratan (Xi)

Panjang fecth dihitung melalui persamaan :

pi SXF = (25)

Sp = Skala peta

40

Gambar 8 Diagram alir koreksi kecepatan angin dan perhitungan tinggi serta periode gelombang laut lepas.

c) Prediksi gelombang

Prediksi tinggi (H0) dan periode gelombang (Tp) di laut lepas berdasarkan

data kecepatan angin dan fetchdilakukan dengan menggunakan persamaan

(USACE 2003a):

(26)

Fetch

Data Angin

Koreksi pengkuran di darat ke Laut UW = RL Ut=3600

Koreksi

Koreksi Durasi

Koreksi Stabilitas RT = 1.1

U* = (CD UC2)0.5

UC = RT UW

CD = 0.001(1.1+0.035 UC)

41

(27)

(28)

(29)

dimana : Ho = Tinggi gelombang di laut lepas (m)

Tp = Periode gelombang (detik)

g = Percepatan gravitasi (m/det2)

F = Fetch (m)

UC = Kecepatan angin yang telah dikoreksi (m/det).

Perhitungan koreksi data angin dan tinggi serta periode gelombang

dilakukan dengan menggunakan bahasa program FORTRAN dengan langkah-

langkah perhitungan diperlihatkan pada Gambar 8.

3.5.3 Transformasi Gelombang

Setelah gelombang di laut lepas terbentuk oleh angin, maka gelombang akan

merambat menuju ke pantai. Gelombang yang merambat dari laut lepas menuju ke

garis pantai akan mengalami perubahan bentuk seperti perubahan tinggi dan arah

gelombang (Balas & Inan 2002). Pada penelitian ini transformasi gelombang

menuju pantai hanya mempertimbangkan pengaruh shoaling dan refraksi. Daerah

studi dibagi menjadi beberapa titik grid yang berbentuk persegi empat. Tinggi

gelombang pada kedalaman h dihitung dengan menggunakan persamaan

(USACE 2003a):

(30)

dimana:

Ks = koefisien shoaling

(31)

(32)

(33)

(34)

42

(35)

Kr = koefisien refraksi

(36)

Sudut gelombang ditentukan dengan menggunakan persamaan

(USACE 2003a): yaitu:

(37)

Saat gelombang merambat dari laut lepas menuju pantai maka kelancipan

gelombang semakin meningkat karena pengaruh perubahan kedalaman laut. Bila

kelancipan gelombang telah mencapai nilai maksimum maka gelombang akan

pecah. Tinggi, sudut dan kedalaman diman gelombang pecah dihitung dengan

menggunakan asumsi (Horikawa 1988):

bila

maka (38)

(39)

dan (40)

dimana :Hh = Tinggi gelombang pada kedalaman h (m)

Hb = Tinggi gelombang pecah (m)

hb = Kedalaman dimana gelombang pecah (m)

b = Sudut gelombang pecah (derajat)

h = sudut gelombang pada kedalaman h (derajat)

Apabila gelombang pecah membentuk sudut b terhadap sumbu x seperti

diperlihatkan pada Gambar 9, maka sudut datang gelombang pecah terhadap garis

pantai bs dihitung dengan menggunakan persamaan (Horikawa 1988):

(41)

dimana :

= sudut garis pantai terhadap sumbu x

Dengan manipulasi matematika, maka sudut gelombang pecah terhadap

garis pantai dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

43

(42)

Gambar 9 Defenisi sudut gelombang pecah terhadap garis pantai (USACE 2003a).

Perhitungan tinggi dan sudut gelombang dilakukan pada setiap titik grid

dengan menggunakan grid yang berbentuk persegi empat seperti diperlihatkan

pada Gambar 10. Jumlah grid dalam arah sejajar pantai (arah x) adalah 978 titik

dengan jarak antara titik grid 10 meter, sedangkan dalam arah tegak lurus pantai

(arah y) adalah 2028 titik dengan jarak antara titik grid 5 meter. Perhitungan

tinggi dan periode gelombang di laut lepas dilakukan dengan menggunakan

persamaan 26 dan 27. Perhitungan tinggi dan sudut gelombang pada setiap titik

grid dilakukan dengan menggunakan persamaan 30 dan 37. Pada perhitungan ini

tinggi dan sudut gelombang pada semua titik grid j = 2028 menggunakan tinggi

dan sudut gelombang di laut lepas. Perhitungan tinggi gelombang pecah,

kedalaman dan sudut gelombang pecah sepanjang pantai menggunakan persamaan

38, 39 dan 40. Perhitungan transformasi gelombangdilakukan dengan

menggunakan bahasa program FORTRAN dengan kondisi awal dan kondisi batas

sebagai berikut:

a. Kondisi awal

Pada saat awal siasumsikan bahwa tinggi gelombang pada setiap titik grid

sama dengan nol (Hij = 0).

b. Kondisi Batas

Kondisi batas di perairan dalam diasumsikan bahwa tinggi gelombang pada

seluruh grid terluar sama dengan tinggi gelombang laut lepas.

g b

bs

Garis Pantai

Arah Gelombang

X

Y

44

Gambar 10 Bentuk grid yang digunakan dalam perhitungan transformasi gelombang.

Secara skematis bagan alir langkah-langkah perhitungan transformasi

gelombang dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11 Diagram alir transformasi gelombang.

Sudut glb laut lepas

Posisi grs Pantai

Periode glb laut

Kedalaman laut L t

Tinggi Glb Laut Lepas

20gTC = 20 56,1 TL =

=

LhLL 2tanh0

( )

+=

LhLhn/4sinh

/4121

C

Garis Pantai

Darat

Laut

= 10 m

= 5 m

(imax,1) (imax-1,1)

(imax,jmax) (1,jmax)

(1,jmax-1)

j

i (2,1) (1,1)

(1,2)

45

3.5.4 Perhitungan Angkutan Sedimen

Menurut Grant (1943) dalam USACE (2003b) angkutan sedimen di pantai

merupakan hasil kombinasi dari angkutan sedimen akibat gelombang dan

angkutan sedimen akibat arus. Dalam penelitian ini, angkutan sedimen tegak lurus

pantai tidak diperhitungkan, tetapi hanya memperhitungkan angkutan sedimen

sejajar pantaiyangdiakibatkan oleh gelombang pecah. Besar angkutan sedimen

sejajar pantai akibat gelombang pecah dihitung dengan menggunakan persamaan :

(43)

Dimana:

s = Massa jenis sedimen (kg/m3)

= Massa jenis air laut (kg/m3)

b = Indeks gelombang pecah

n = Porositas sedimen

bx= Sudut gelombang pecah (derajat)

Dalam perhitungan angkutan sedimen menggunakan persamaan (43),

terlebih dahulu dilakukan konversi tinggi gelombang pecah signifikan (Hbs)

menjadi tinggi gelombang pecah root mean square (Hbrms), dengan menggunakan

persamaan :

(44)

3.5.5 Perubahan Garis Pantai

Model perubahan garis pantai dapat dibuat berdasarkan pada persamaan

Budget sedimen (Perlin 1983, Van Rijn 1997 dan Horikawa 1988) yaitu sepanjang

pantai dibagi menjadi sejumlah sel dengan panjang yang sama (x), seperti pada

Gambar 12.

Pada setiap sel ditinjau angkutan sedimen yang masuk dan keluar dari sel.

Sesuai dengan hukum kekekalan massa, maka laju aliran massa sedimen netto di

dalam sel adalah sama dengan laju perubahan massa sedimen di dalam sel setiap

46

satuan waktu. Gambar 13 menunjukkan angkutan sedimen yang masuk dan keluar

sel dan perubahan volume yang terjadi di dalamnya.

Gambar 12 Pembagiangaris pantai menjadi sederetan sel (Horikawa 1988).

Gambar 13 Angkutan sedimen yang masuk dan keluar sel (Horikawa 1988).

Perubahan garis pantai akibat angkutan sedimen yang masuk dan keluar sel

diperlihatkan pada Gambar 14. Laju perubahan volume sedimen yang terjadi di

dalam sel adalah :

(45)

x

y

tQ tX

XQQ

+

Sejajar pantai

Tega

k pa

ntai

X

Y

Sel i

x

i + 1 i - 1 yi

Qi = Angkutan sedimenpantai

Garis pantai

x

y

47

dengan asumsi bahwa kedalaman dasar pantai homogen (kedalaman air sama

dengan tinggi sel), makadari geometri sel yang diperlihatkan pada Gambar 14

diperoleh:

(46)

Gambar 14 Perubahan garis pantai akibat angkutan sedimen (Horikawa 1988).

Jika persamaan (46) disubsitusi ke (45), maka diperoleh:

(47)

Atau

(48)

Pada lokasi penelitian terdapat sumber sedimen yang berasal dari dua muara

Sungai Jeneberang, sehingga persamaan (48) dapat ditulis menjadi:

(49)

Dengan menggunakan metode beda hingga(finite difference), maka diperoleh hasil

diskretisasi persamaan (49) sebagai berikut :

(50)

dimana:

= Jarak antara geris pantai dan garis referensi di titik i pada waktu t (m)

= Angkutan sedimen sejajar pantai di titik i pada waktu t(m3/det)

= Angkutan sedimen sejajar pantai di titik i-1 pada waktu t(m3/det)

Garis Pantai Baru outQ

inQ

yx

h

Garis Pantai Lama

48

= Angkutan sedimen dari sungai-1 per satuan lebar pada waktu t(m3/det/m)

= Angkutan sedimen dari sungai-2 per satuan lebar pada waktu t(m3/det/m)

t = Step waktu (detik)

x = Jarak antara titik grid sejajar pantai (m)

h = Kedalaman air (m)

Dalam persamaan (50), nilai t dan x adalah tetap sehingga y hanya

tergantung pada nilai Q dan Qs. Apabila jumlah Q dan Qs negatip (transpor

sedimen yang masuk lebih kecil dari yang keluar sel) maka y akan negatip, yang

berarti pantai mengalami abrasi. Sebaliknya, jika jumlah Q dan Qs positif

(transpor sedimen yang masuk lebih besar dari yang keluar sel) maka y akan

positif atau pantai mengalami akresi. Apabila Q + Qs = 0 maka y = 0 yang

berarti pantai tetap.

Pada lokasi penelitian terdapat dua muara Sungai Jeneberang yaitu muara

bagian selatan dan bagian utara. Kedua muara tersebut mensuplai sedimen (Qs) ke

daerah pantai lokasi panelitian. Muara bagian selatan terletak pada titik grid

i = 492 sedangkan bagian utara terletak pada titik grid i = 801 yang mensuplai

sedimen ke pantai pada setiap perhitungan. Program model ini diselesaikan

dengan menggunakan bahasa program FORTRAN dengan kondisi awal dan

kondisi batas sebagai berikut:

a. Kondisi awal

Pada kondisi awal siasumsikan bahwa angkutan sedimen di sepanjang pantai

serta dari sungai sama dengan nol (Q = 0 dan Qs= 0).

b. Kondisi Batas

Kondisi batas disebelah utara dan selatan daerah penelitian diasumsikan bahwa

posisi garis pantai pada grid pertam sama dengan posisi garis pantai pada grid

kedua (Yi=1 = Yi=2) dan posisi garis pantai pada grid terakhir sama dengan

posisi garis pantai pada grid sebelumnya (Yimax = Yimax-1).

Secara umum input data yang digunakan dalam simulasi model terdiri dari :

Massa jenis sedimen = 2593 kg/m3

Massa jenis air laut = 1025 kg/m3

Porositas material dasar = 0.4

Diameter sedimen rata-rata = 0.57 mm

49

Persentase kejadian gelombang = 0.01

Percepatan gravitasi = 9.81 m/detik

Jumlah titik grid dalam arah x (sejajar pantai) = 798

Jarak titik grid dalam arah x = 10 m

Jumlah titik grid dalam arah y (tegak lurus pantai) = 2 028

Jarak titik grid dalam arah y = 5 m

Bila garis pantai hasil model tidak mendekati hasil citra sebagai validasi,

maka dilakukan proses coba ulang (trial and error) terhadap model. Proses coba

ulang dilakukan dengan cara mengubah-ubah nilai Cn (persentase kejadian

gelombang) sampai didapat garis pantai yang mendekati hasil citra.

Secara skematis diagram alir langkah-langkah perhitungan angkutan

sedimen dan perubahan garis pantai dapat dilihat pada Gambar 15.

Gambar 15 Diagram alir perhitungan angkutan sedimen dan perubahan garis pantai.

b Sudut Glb Pecah (b)

Diameter Sedimen

Sedimen Sungai Batimetri

Tinggi Glb Pecah (Hb)

Massa jenis Sedimen

Massa jenis air lau