1

GEJALA PASANG DAN DRAINASE DARI DAERAH RENDAH 1. TERJADINYA PASANG 1.1 Penyebab Pasang adalah perubahan aras air laut yang berdaur ulang, yang disebabkan terutama oleh gaya tarik dan gaya sentrifugal yang berkaitan dengan gerakan relatif dari bumi, bulan dan matahari. Pengaruh bulan pada timbulnya pasang itu dua kali lebih besar dari pada pengaruh matahari. Hal ini disebabkan oleh karena massa matahari jauh lebih besar namun jaraknya ke bumi relatif lebih jauh. Dengan mengacu pada Gambar 1, nyatalah bahwa pada saat bulan baru dan bulan purnama: pengaruh bulan dan matahari pada timbulnya pasang akan saling memperkuat, sehingga akan terjadi pasang paling besar; pasang tersebut dinamakan pasang purnama. Sebaliknya, pada saat awal dan akhir perempatan bulan, pengaruh dari matahari dan bulan akan saling bertolak sehingga tinggi pasang akan minimum. Buaian pasang minimum ini dinamakan pasang perbani. 1.2 Pola Pasang Di daerah lintang rendah, maka pasang akan berlangsung selama 12,4 jam, sehingga akan mempunyai 2 air tinggi dan 2 air rendai dalam 1 hari. Pasang seperti ini dinamakan semi-diurnal. Di daerah lintang yang lebih tinggi, yang lebih menonjol adalah diurnal (yang mem-punyai periode lebih ukuran 24,6 jam besarnya). Daur pasang purnama dan perbani yang direkam pada bulan Oktober di bagian keluar sebelah barat Segara Tuahan, yang terletak di dekat laut terbuka diperlihatkan di Gambar 2. Segara Anakan itu adalah lagun pasang yang besar di bagian Selatan Pantai Jawa kira-kira 20 km di sebelah barat Cilacap. Badan air itu luas permukaannya 27 km2 pada ketinggian pasang purnama rata-rata dan berhubungan dengan laut pada dua tempat pasang keluar. Tahap bulan yang bersangkutan juga diperlihatkan di Gambar 2.

2

2

3

Gambar 2. Daur pasang purnama dan perbani yang direkam pada bulan Oktober

3

4

2. PERAMALAN PASANG 2.1 Teori Keseimbangan Hubungan antara gejala astronomi dan pasang telah diketahui selama berabad-abad. Gagasan modern yang ada bisa dirumit sampai Teori Keseimbangan yang dikemukakan oleh Darwin pada tahun 1898. Teori keseimbangan mengasumsikan bahwa bumi itu bulatan seragam yang berotasi pada sumbunya dan mempunyai selimut air yang menutupi permukaannya. Selain itu diasumsikan bahwa selimut air tersebut tetap diam sementara bumi berotasi. Akibat gaya sentrifugal dan gaya tarik (gravitasi) yang berkaitan dengan berputarnya bumi dan bulan pada satu sumbu yang sama, serta bumi dan matahari pada satu sumbu yang sama pula, maka penutup air yang bulat itu diubah bentuknya menjadi ellipsoid, sehingga seorang pengamat di seberang titik di permukaan bumi (yang berotasi), akan mengalami perubahan aras laut yang menanggapi pasang, ketika ia bergerak, melalui permukaan air diam yang mengairi bentuk (deformed). Dalam praktek, pasang itu tidak persis serupa dengan skema ideal yang diusulkan oleh teori keseimbangan, terutama karena:

1. Nyatanya massa air itu tidak mencapai keseimbangan, akan tetapi kecepatan tempuhnya dikendalikan oleh kedalaman air. Hal ini menerangkan mengapa selama pengamatan pasang purnama, pasang tinggi adalah dalam kondisi rata-rata 180° diluar fase dengan gaya maksimum penuntul pasang pada tengah hari dan tengah malam.

2. Pengaruh gaya coriolis itu penting untuk gerak pasang berskala besar, karena gaya-gaya yang tersangkut yang lain itu relatif kecil.

3. Pengaruh geser memperkeras atau memperkuat akibat yang disebabkan oleh bentuk dasar laut. (untuk bentuk matematika detail dari pokok masalah ini, harap diacu Ippen, Arthur T. 1986. Estuary and Coastline Hydrodynamics, (Bab 4) Mc Grawhill Book Company, Inc.)

4. Pengaruh massa lahan.

5. Studi mengenai peta pasang (yang memperlihatkan garis-garis yang tiap titiknya menggambarkan pemindahan maksimum yang terjadi secara bersamaan), memperlihatkan bahwa gaya yang meningkatkan pasang itu menimbulkan osilasi diam dan bukan gelombang pasang di seluruh dunia.

6. Kemungkinan beresonansinya teluk dan masukan yang berhubungan dengan laut yang kekerapan osilasi diamnya di cekungan lautan mendekati osilasi alami dari masa air di

5

dalam teluk dan masukan itu. Resonansi itu pokoknya bertanggung jawab atas adanya jarak pasang yang sangat besar yang terjadi di beberapa tempat di dunia ini.

Sebagai akibat dari faktor di atas maka Teori Keseimbangan tidak dapat dipakai untuk meramalkan amplitudo maupun fase dari pasang. Namun Teori Keseimbangan itu penting karena bisa memperlihatkan bagaimana gejala pasang dapat dipecah menjadi komponen-komponennya, yang masing-masing dihubungkan dengan daur matahari maupun bulan. 2.2 Analisis Harmonik Metode Analisis Harmonik adalah metode yang biasanya dipakai untuk meramalkan keragaman pasang di seberang lokasi yang ditentukan. Metode ini menyangkut penganalisaan pengukuran pasang sebelumnya di lokasi tersebut yang dilakukan dalam selang waktu yang lama. Selang waktu minimum yang diperlukan untuk analisis harmonik adalah 1 (satu) tahun, meskipun periode selama 19 tahun itu lebih baik. Metode ini didasarkan pada suatu premis (dari teori Keseimbangan) bahwa resultan pasang di seberang titik itu terdiri atas bagian-bagian yang masing-masing berhubungan dengan suatu daur bulan dan matahari yang khusus. Di hampir semua kasus, pasang yang terukur bisa diwakili dengan ketepatan yang lumayan, apabila kira-kira 10 komponennya dipertimbangkan. Selang waktu untuk masing-masing komponen itu ditentukan dari pemahaman sistem matahari, bumi dan bulan, dan bersilang antara 12,4 jam-jaman sampai 19 tahunan. Peramalan pasang melalui analisis harmonik bisa dipisah menjadi dua tahapan:

(i) Pengukuran data dianalisis untuk menentukan fase yang tidak diketahui dan karakteristik amplitudo dari setiap pembentuk pasang di suatu lokasi yang ditentukan.

(ii) Hasilnya (i), dipakai untuk meramal keragaman pasang yang akan datang di lokasi tersebut.

2.3 Faktor Penyebab Perbedaan antara Pasang Ramalan dan Kenyataan Ada beberapa faktor yang bisa menyebabkan pasang yang aktual secara kentara berbeda dari tinggi ramalannya. Faktor-faktor tersebut antara lain adalah

a) Geseran angin yang menyebabkan permukaan laut mengambil kelerengan yang secara inverse sebanding dengan kedalaman air.

b) Tekanan barometrik yang beragam yang bisa mengubah aras air sampai 10 mm per milibar perubahan tekanan. Ragam tekanan barometer juga bisa menimbulkan osilasi sementara yang agak besar yang ditambahkan secara super impase pada pasang.

c) Kerapatan air. d) Arus. e) Aliran sungai pada muara yang dipengaruhi pasang.

6

f) Faktor jangka menengah atau jangka panjang seperti naiknya aras air di dunia yang disebabkan oleh mencairnya penutup es di kutub (pengaruh rumah kaca) dan dorongan gaya geologi.

3. PENGARUH PASANG PADA PERILAKU BANJIR DAN DRAINASE Pengaruh pasang di dalam sungai bisa cukup jauh. Pola pasang itu ketika bergerak, masuk sungai atau saluran akan ditahan dan akhirnya mengecil dan hilang. Penetrasi pasang ini dibarengi dengan penggagasan air laut asin.

Menurut perkiraan Dr. Walter Jewman di City University of New York dan Dr. Rhodes Fairbridge of Columbia University, menulis dalam jurnal ’Natural’, aras laut rata-rata telah naik kira-kira 100 mm sejak 1982, meskipun secara potensial naiknya 130 mm bila diperhitungkan jumlah waduk yang telah dibangun manusia sejak 1982. Besar dan jauhnya penggerusan pasang dan air asin terutama tergantung pada aliran sungai. Penggerusan tersebut akan selalu lebih besar pada sungai dengan aliran yang mempunyai debit rendah daripada yang debitnya tinggi. Morfologi sungai juga mempunyai pengaruh. Di beberapa sungai buaian pasang dan penggogosan air asin masih bisa dilihat sampai 100 - 200 km masuk ke daratan. Pola pasang yang direkam selama tahun 1980 dan 1982 di Tidareja di Kali Cibeureum kira-kira 20 km di sebelah hulu masuknya ke Segara Anakan dapat dilihat di Gambar 4. Gambar tersebut memperlihatkan bagaimana kentaranya perubahan pasang di Sidareja pada saat aliran rendah namun mempunyai pengaruh yang bisa diabaikan selama aliran tinggi. Keragaman pasang pada aras air di pantai biasanya bisa diramalkan dengan tingkat kepercayaan cukup baik, bila digunakan suatu program pengukuran dan atau tebal pasang yang ada. Namun peramalan tersebut akan lebih sukar untuk sungai-sungai pasang. Metode komputasi banyak tersedia untuk menghitung aras air pada jarak yang berlainan, yang masuk semakin ke hulu sungai, dan untuk berbagai kondisi luahnya. Contoh dari metode yang diutarakan tadi adalah Model komputasi "BRANCH" yang dibuat oleh USGS. Program ini telah diadaptasikan untuk IBM - Compatible PC (1986) dan dengan sukses telah digunakan di Proyek Centading, untuk memodelkan hidrodinamika dari Lagun Segara Anakan dan sungai pasang yang mengalir ke lagun tersebut.

7

4. DRAINASE DAERAH YANG RENDAH 4.1 Teknik yang Dipakai Drainase dari daerah yang rendah bisa dilakukan dengan salah satu atau lebih cara-cara berikut ini :

1) Pembangunan tanggul pasang di sekeliling daerah rendah tersebut. 2) Pembangunan tanggul sepanjang sungai dan saluran drainase yang melewati daerah

rendah tersebut. 3) Pembangunan polder (atau kompartemen) yang masing masing ditangguli dan

mempunyai keluaran individual ke sistem drainasenya (lihat gambar 3). Bila suatu tanggul merentas suatu jalan drainase alam, maka suatu saluran pengumpul harus diupayakan untuk mengumpulkan aliran drainasenya yang kalau tidak akan melimpas sepanjang tanggul saluran pengumpul tersebut pengumpul tersebut didesain untuk menyalurkan aliran semacam itu ke keluaran dari kompartemen. Tidak diperbolehkan ada aliran dari satu kompartemen lainnya.

4) Penggunaan pintu pengendali di keluaran dari kompartemen untuk mencegah aliran balik pada saat pasang naik dan/atau saat luah air tinggi. Pintu pengendali bisa otomatis atau yang dioperasikan secara manual, yakni pintu geser.

5) Penggunaan peralatan pompa. 6) penyediaan suatu cekungan penahan yang volumenya cukup dan kapasitas pintu keluar

di setiap keluaran kompartemen untuk menyimpan sementara air limpasan dari hujan badai yang kritis sampai air tersebut dapat diluahkan pada suatu periode yang cocok dari daur pasang.

8

Gambar 3. Denah Polder Pada Umumnya

9

Gambar 4. Pola pasang surut di daerah Sidareja 9

10

4.2 Pentingnya Survey Perlu ditekankan bahwa pengukuran tanah yang detil adalah kunci bagi pembuatan denah drainase yang berhasil terutama untuk daerah lahan yang rendah seluruh survei dapat dengan tepat diikatkan ke suatu bidang persamaan yang berhubungan dengan air laut rata rata.

4.3 Contoh Masalah Polder (atau kompartemen) yang diperlihatkan dalam gambar 5a meluahkan airnya ke suatu sungai yang dipengaruhi pasang yang terletak di dekat di hilir keluaran polder untuk kondisi pasang purnama dan aliran musim hujan yang umumnya di berikan di gambar 5b. Ada cekungan penahan dekat di hulu keluaran polder karakteristik hubungan volume dengan ketinggiannya diberikan di gambar 5c. Suatu penampang yang dipotong melalui keluaran diperlihatkan di gambar 5.d. Penelitian Hidrologi memperlihatkan bahwa banjir di sungai tidak terjadi pada saat yang sama dengan banjir di daerah perkotaan karena banjir sungai mempunyai waktu pemusatan atau konsentrasi yang lebih lama. Pintu pengendali yang ada di pengeluaran polder terdiri atas 2 pipa beton berdiameter 1200 mm yang dipasangi dengan pintu gerak yang disetimbangkan oleh pegas. Aras dasar bagian dalam pipa diletakkan pada + 0,5 m BPP (Bidang Persamaan Peta). Apakah struktur pintu pengendali yang ada cukup untuk menahan banjir di perumahan yang ada di sekeliling cekungan penahan selama pasang purnama? Aras lantai dari perumahan terendah di dekat cekungan tersebut adalah + 2,7 m BPP. Suatu hidrograf aliran di cekungan penahan telah disediakan untuk hujan badai 1 dalam 20 tahunan dengan jujuh 1 jam, 6 jam, 12 jam dengan menggunakan Metode Rational. Grafik tersebut diberikan di Gambar 6.

11

Gambar 5. Layout dan perhitungan polder

12

Gambar 6. Macam-macam bentuk inflow hidrograf