ESTIMASI TRANSPOR SEDIMEN DI PERAIRAN KECAMATAN …

JURNAL GEOLOGI KELAUTAN Volume 17, No. 1, Juni 2019

49

ESTIMASI TRANSPOR SEDIMEN DI PERAIRAN KECAMATAN BREBES, JAWA TENGAHBERDASARKAN LAJU SEDIMENTASI DAN PENDEKATAN MODEL NUMERIK

SEDIMENT TRANSPORT ESTIMATION IN THE BREBES SUB-DISTRICT WATERS, CENTRAL JAVABASED ON SEDIMENTATION RATE AND NUMERICAL MODEL APPROACH

Ulung J. Wisha dan Wisnu A. Gemilang

Loka Riset Sumber Daya dan Kerentanan Pesisir, KKP, Jl. Raya Padang-Painan km. 16, Bungus, Padang, Sumatera Barat, IndonesiaEmail: [email protected]

Diterima : 05-11-2018, Disetujui : 11-03-2019

ABSTRAK

Erosi dan akresi telah menjadi masalah utama di perairan Kecamatan Brebes. Perubahan pesisir yang sangatdinamis dipicu oleh faktor hidro-oseanografi yang mengendalikan mekanisme transpor sedimen yang terjadi baik dimuara maupun diwilayah pantai. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui tingkat rata-rata laju sedimentasidan transpor sedimen yang terjadi di kawasan pantai Kecamatan Brebes. Pengambilan data laju sedimentasimenggunakan sediment trap yang kemudian dianalisis secara statistik. Perhitungan total transportasi sedimen dandistribusi vertikal suspensi sedimen dilakukan dengan pendekatan model numerik. Nilai laju sedimentasi berkisar

antara 0,243 – 22,724 g.m-2.hari-1 dimana laju tertinggi berada di hulu sungai Pemali, Sungai Pemuda dan hilir sungaiPemali. Nilai sortasi sedimen menunjukkan nilai 1,1 – 1,59 (pemilahan buruk). Nilai skewness (Ski) berkisar antara0,21 – 0,46 (dominan menceng sangat halus). Nilai kurtosis berkisar antara 1,79 – 4,45 (sangat runcing). Total

transportasi sedimen sebesar 43,88 x 10-5 m3/s dan distribusi vertikal konsentrasi sedimen tersuspensi berkisar antara1-176 mg/L (pasang) dan 3-198 mg/L (surut) dimana transpor sedimen sangat dipengaruhi oleh kondisi oseanografi(gelombang, pasang surut, dan arus sepanjang pantai). Pada saat tinggi gelombang pecah meningkat maka transporsedimen yang terjadi juga semakin intens termasuk mekanisme erosi dan sedimentasi yang terjadi di dasar perairan.

Kata kunci: Laju sedimentasi, model numerik, transpor sedimen, perairan Brebes

ABSTRACT

Erosion and accretion has become the main issues in Brebes Sub-District waters. Coastal changes which are verydynamic are triggered by hydro-oceanography factors controlling sediment transport mechanism occurred both in theestuary and coastal area. This study aims to determine the average of sedimentation rate and the sediment transportdepiction in Brebes Sub-District coast. Sedimentation rate data collection was done using cylinder sediment trap whichwas then analyzed statistically. Total transport sediment and suspended sediment vertical distribution were calculated

employing numerical model approach. The value of sedimentation rate ranged from 0.243 – 22.724 g.m-2.day-1 inwhich the highest value was observed upstream Pemali River, Pemuda River, and downstream Pemali River. Sedimentsortation ranged from 1.1 – 1.59 (poorly sorted). Skewness (Ski) value ranged from 0.21 – 0.46 (very fine skewed).

Kurtosis value ranged from 1.79 – 4.45 (very leptokurtic). Total sediment transport reached 43.88 x 10-5 m3/s andvertical distribution of suspended sediment ranged from 1-176 mg/L (flood) and 3-198 mg/L (ebb) respectively whereinthe sediment transport is strongly controlled by the oceanography conditions (waves, tidal, and longshore current).When the breaking wave crest enhanced, the sediment transport occurs intensely including erosion and sedimentationin the bottom of water.

Keywords: Sedimentation rate, numerical model, sediment transport, Brebes waters

JURNAL GEOLOGI KELAUTANVolume 17, No. 1, Juni 2019

50

PENDAHULUAN

Erosi dan sedimentasi menjadi masalah utamayang terjadi di pesisir utara Pulau Jawa(Sardiyatmo dkk., 2013). Dinamika pantai utaraJawa (Pantura) berlangsung secara cepat dan tidakstabil yang awalnya dipicu oleh perubahan tataguna lahan dan kondisi geologi yang mendukungmundurnya garis pantai (Setiyarso dkk., 2016).Selain itu faktor cuaca dan input sedimen daridarat yang berkurang juga menjadi pendukungsemakin parahnya erosi di Pantura. Hingga kinimasalah tersebut memicu terjadinya rob yangberkepanjangan dan berdampak pada hilangnyapemukiman warga hingga berkilo-kilo meterkearah darat. Segala upaya telah dilakukantermasuk membangun breakwater hinggamenggunakan hybrid engineering dan rehabilitasimangrove (Ondara and Wisha, 2016), namunbelum terlihat hasil yang signifikan.

Salah satu wilayah terdampak adalah pantaiBrebes. Perairan pantai Brebes merupakan pantaidangkal tersusun dari dataran alluvial akibatbeberapa aktivitas sungai besar dan kecil yangbermuara di perairan tersebut. Perubahan sifatsungai baik di hulu maupun hilir mempengaruhikondisi pantai termasuk terjadinya abrasi danakresi pantai (Gemilang dkk., 2018). Terdapat duasungai besar yang diduga menjadi pemasok utamasedimen dari darat yaitu Sungai Pemali dan SungaiNipon (Gemilang dkk., 2017). Selain itu beberapatahun terakhir ditemukan bentukan pulau pasir(beting gisik) di sebelah utara pantai Brebes. Haltersebut mengindikasikan bahwa dinamika pesisirpantai Brebes cukup dinamis.

Bencana erosi bergantung pada tingkatsedimentasi yang terjadi, bila jumlah sedimen yangterangkut lebih besar dari kemampuan laut untukmengendapkan sedimen, maka erosi akan menjadikondisi dominan di perairan pantai (Diposaptonodan Budiman, 2007). Erosi diperparah bilasedimen sungai yang menjadi penyeimbang tidakcukup mengganti sedimen yang tererosi(Helfinalis dkk., 2010). Upaya pengurangan areaerosi secara alamiah dibutuhkan laju sedimentasiyang cukup besar pada daerah muara – muarasungai. Sedimen yang diperoleh dari aliran sungaiyang tertransport dari hulu dan selanjutnya akanterdeposit di bagian pesisir pantai yang mengalamierosi (Gemilang dkk., 2017).

Transpor sedimen merupakan faktor utamayang memicu beberapa fenomena dinamika pantaiBrebes. Sedimen transport dapat dirancang untukmengukur besarnya suatu proses atau laju tingkatrespon, lokasi sedimen dan waktu pengendapan

atau untuk mengeksplorasi pengaruhberkontribusi terhadap perubahan morfologidaerah pesisir (Reid dan Dunne, 2016).Pendekatan sedimen transport dikombinasikandengan pemahaman geomorfologi pesisir dandistribusi sedimen menggunakan kerangka geologidapat memahami perpindahan sedimen dan garispantai pada skala waktu saat ini dan masa depan(Thom dkk, 2018).

Pendekatan model numerik dapatmemprediksi dan menggambarkan mekanismetransport yang terjadi di pantai. Determinasiparameter-parameter fisik seperti arus sepanjangpantai, laju sedimentasi, pasang surut dangelombang menjadi penting dalam mengungkapproses transportasi sedimen dari muara hingga kelaut (Pranoto dan Atmodjo, 2016). Pendekatanmodel yang dilakukan akan lebih efisien didukungoleh validasi kondisi dilapangan (Wisha dkk.,2017). Erosi yang terjadi di pesisir Brebesberkaitan erat dengan proses akresi yangmenggambarkan laju sedimentasi yang terjadi.Kondisi yang tidak stabil dipicu olehketidakmampuan parameter fisik (pasang surut,arus, dan gelombang) untuk mengangkut sedimendi muara untuk menutupi area yang terkikis (Caroldkk., 2013).

Mekanisme transportasi sedimen di daerahpesisir sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungandan oseanografi yang sangat fluktuatif (Ondaradkk., 2018). Jika angkutan sedimen dari sungaitidak mendukung daerah yang terkikis, dalampanjang akan mengakibatkan perubahan garispantai di pantai Brebes. Arus sepanjang pantaiadalah faktor utama yang memiliki peran besardalam mekanisme transportasi sedimen di daerahpesisir Brebes. Pesisir Kecamatan Brebes telahbanyak diteliti sejak terjadinya fenomena abrasi,rob, dan perubahan garis pantai.

Beberapa studi dan penelitian yang telahdilakukan di pesisir Kecamatan Brebes meliputiabrasi, mangrove, laju sedimentasi dan simulasimodel gelombang (Hendrarto dan Radjasa, 2015;Marfai, 2017; Gemilang dkk., 2017; Hutabarat,2017; Cerlyawati, 2017; Gemilang dkk., 2018;Ondara dkk., 2018). Namun penelitian terkaitmekanisme gerak sedimen dan laju sedimentasi dipesisir Kecamatan Brebes belum dilakukan. Olehkarena itu penelitian dengan pendekatan modelnumerik sangat perlu dilakukan untuk mengetahuimekanisme gerak sedimen di Pesisir KecamatanBrebes (Gambar 1). Tujuan dari penelitian iniadalah untuk mengetahui tingkat rata-rata lajusedimentasi dan transpor sedimen dari berbagai


51

sumber input sedimen serta mengetahui modelmekanisme transpor sedimen sepanjang pesisir.Sehingga hasil penelitian dapat digunakan sebagaidata awal penentuan bangunan pelindung pantaiuntuk mengurangi dampak abrasi pesisirKecamatan Brebes.

METODE PENELITIAN

Pengambilan data laju sedimentasimenggunakan sedimen trap berbentuk silinderdilakukan sebanyak 24 titik pengukuran.Sedimentrap terbuat dari pipa paralon dengan diameter 5cm dan tinggi 30 cm. Sedimen trap yang digunakansudah mengalami modifikasi karena lokasipengambilan data berada di sepanjang aliran sungaihingga muara dan bagian depan pesisir yangmenghadap ke laut (Gambar 2). Kedalaman lokasipenanaman sedimen trap bervariasi mulai dari 2meter hingga 4 meter. Waktu pengukuran sedimentrap dilakukan selama 1 kali saat kondisi pasangdan 1 kali saat kondisi surut, namun beberapasedimen trap terpasang hampir 24 jam. Kondisiperbedaan waktu pemasangan dikarenakanbeberapa faktor alam.

Analisa laju sedimentasi dilakukan dengancara menghitung jumlah sedimen yang

terendapkan di dalam sedimen trap. Sebelummelakukan perhitungan, perlu dilakukan penelitiandi laboratorium meliputi pengeringan sampel,pengayakan sampel, penimbangan sampel danpenamaan sedimen berdasarkan ukuran butiruntuk analisis granulometri. Setelah sampeldiayak dengan sieve shaker dan terpisah sesuaiukuranbutirnya, kemudian dilakukan penamaanjenis sedimen berdasarkan ukuran butirnyamenggunakan segitiga Shepard tahun 1954 (Dyer,1986) dengan susunan sand, silt, clay.

Penafsiran sebaran, mekanismepengangkutan, dan pengendapan sedimenmenggunakan pendekatan statistik dari masing-masing kelompok sedimen. Analisis statistiksedimen berupa sorting, skewnees dan kurtosismenggunakan klasifikasi Folk dan Ward (1957),kemudian dihitung persentase ukuran butir danstatistik sedimen. Hasil sampel sedimen yangterperangkap kemudian dikeringkan dan ditimbangberat sedimennya, selanjutnya akan dilakukanperhitungan laju sedimentasi menggunakanmetode Lanuru dan Yusuf (2018).

Sampel air juga diukur untuk menganalisiskonsentrasi TSS di setiap titik pengamatan.Analisis sampel TSS dilakukan menggunakanmetode gravimetri SNI 06-6989.3-2004. Sekitar

Gambar 1. Peta lokasi penelitian


52

100 mL sampel air dikumpulkan, dikocok denganlembut dan disaring menggunakan pompa vakumdan kertas saring Whatman dengan ukuran pori0,45 µm. Hasil penyaringan kemudian ditimbangdan dihitung konsentrasi TSS.

Pengukuran arus, gelombang, dan pasangsurut dilakukan pada 21 Juli hingga 4 Agustus 2016dengan menggunakan ADCP (Acoustic DopplerCurrent Profiler). Pengaturan ADCP ditunjukkanpada Tabel 1. ADCP ditempatkan di 1 titikpengamatan (Gambar 2) denganmempertimbangkan lokasi aman dari kapal dankegiatan perikanan, yang terletak di kedalaman 10meter di bagian utara pantai Brebes. Data ADCPyang diambil kemudian digunakan untukmemvalidasi hasil model yang disimulasikanmenggunakan flow model. Validasi hasil modeldihitung dengan menggunakan rumus RMSE (RootMean Square Error) sebagai berikut:

dimana:

= Hasil model

= Hasil pengukuran lapangan

= Jumlah data

Simulasi yang diterapkan untuk 4 kondisiekstrim pasang surut disesuaikan dengan waktupengukuran lapangan. Set-up model hidrodinamikaditunjukkan pada Tabel 2. Flow model dibangunberdasarkan pengembangan persamaan aliran 2-dimensi secara spasial didiskritkan danditunjukkan oleh metode Cell-centered finitevolume. Model ini didukung oleh flexible mesh danprediksi pasang surut yang dibatasi oleh 5 kondisibatas. Simulasi yang dibuat ditunjukkan dalam

Gambar 2. Peta lokasi pengukuran in-situ

Tabel 1. Set-upalat ADCP


53

bentuk data area dan point series yang mewakiliarea pengamatan.

Transportasi sedimen di sepanjang pantaidihitung dengan menggunakan persamaan empirisyang dikembangkan berdasarkan pada pengukurandata model dan prototipe untuk pantai berpasir.Data model merupakan korelasi antaratransportasi sedimen dan komponen fluks energigelombang dalam bentuk persamaan fluks(Triatmodjo, 2012). Untuk menghitung totaltransportasi sedimen setiap tahun, menggunakanformula yang dikembangkan oleh Triatmodjo(2012) berdasarkan Pusat Penelitian CoastalEngineer, USA (CERC, 1984).

Distribusi sedimen di daerah gelombangpecah yang luasterlalu sulit untuk ditentukan.Selain itu, rumus CERC tidak mempertimbangkankarakteristik sedimen tempat terendapkannya.Rumus tersebut digunakan hanya untuk pantaiberpasir yang homogen dengan rata-rata diameterbervariasi 0,175-1 mm. Oleh karena itu, formulatersebut hanya diterapkan untuk pantai lain yangmemiliki tipe sedimen yang homogen. Rumusuntuk menghitung total transportasi sedimendikembangkan oleh Triatmodjo (2012). Modeltranspor sedimen digunakamuntuk mendukungpenghitungan transpor sedimen yang dilakukansebelumnya. Hal ini didasarkan pada pertimbanganbed load dan suspended load, model yangdikembangkan dapat menghitung beban sedimensecara terpisah dan kemudian dijumlahkan untukmendapatkan beban total yang didasarkan padakonsentrasi beban sedimen.

Pada lapisan permukaan, nilaidari fluks kondisi batas yang

digunakan adalah ,untuk lapisan dasar perairan, nilaidari fluks sedimen memiliki nilaideposisi dan erosi yang berbeda.Untuk sedimen yang mengendapmenggunakan nilai dari

, dan untuksedimen yang tererosimenggunakan formula

,dimana adalah fluks erosi,

adalah porositas di dasar,

adalah fraksi sedimen dasar,adalah tegangan geser di dasar, dan adalahtegangan geser kritis sedimen.

HASIL PENELITIAN

Laju SedimentasiHasil perhitungan laju sedimentasi di kawasan

pesisir Kec. Brebes, Jawa Tengah menunjukkanbeberapa variasi nilai laju sedimentasi. Variasi atauperbedaan nilai laju sedimentasi terlihat jelasperbedannya pada setiap stasiun pengamatan yangmeliputi lokasi sungai Pemali, sungai Pemuda danLaut. Nilai laju sedimentasi pada 3 lokasi bagianpengamatan berkisar antara 0,243 – 22,724 g.m-

2.hari-1. Data sedimen yang terperangkap padasedimen trap dari total 24 stasiun pengukuranberbeda pada tiap lokasi, dapat terlihat pada Tabel3.

Berdasarkan hasil analisis perhitungan lajusedimentasi, terlihat bahwa nilai tertinggi lajusedimentasi berada pada lokasi pengukuran di hulusungai Pemali, Sungai Pemuda dan hilir sungaiPemali. Nilai laju sedimentasi terkecil berada padalokasi pengukuran bagian depan pesisir Kec.Brebes yang menghadap ke laut lepas yaitu denganrata-rata nilai laju sedimentasi mencapai 1,088g.m-2.hari-1. Sedangkan nilai rata-rata lajusedimentasi di bagian hulu, hilir sungai Pemali danPemuda mencapai 10,690.m2 g.m-2.hari-1.

Karakteristik Ukuran Butir SedimenKlasifikasi jenis tekstur sedimen setiap

sampel yang terperangkap pada sedimen trapberdasarkan analisis ukuran butir (granulometri)menunjukkan jenis lanau dan lanau pasiran. Hasilanalisis terhadap persentase ukuran butir sedimen

Tabel 2. Set-up flow model fm


54

dapat dilihat pada Gambar 3, menggunakanklasifikasi diagram segitiga Shepard (1954),sehingga dapat memudahkan dalammenginterpretasikan jenis tekstur sedimennya.Secara umum jenis sedimen yang terperangkappada sedimen trap di lokasi penelitian berukuranlanau dan satu sampel berukuran lanau pasiran.Penelitian sebelumnya pada tahun 2015 terkaitjenis sedimen dasar perairan yang ada diKabupaten Brebes secara keseluruhan adalahberjenis pasir dan lanau. Jenis sedimen lanausangat mendominasi perairan yang ada diKabupaten Brebes (Apriyantoro dkk., 2016).

Secara umum jenis sedimen dasar perairanKecamatan Brebes terbagi atas 4 jenis sedimenberdasarkan persentase ukuran butir sedimenyaitu silt (lanau), sand (pasir), sandy silt (lanaupasiran), silty sand (pasir lanauan). Dominasi jenissedimen lanau hingga lanau pasiran tersebar padabagian Timur daerah penelitian yang merupakanbagian perairan laut yang berdekatan denganmuara sungai utama di Kecamatan Brebes yaituSungai Pemali dan Sungai Codetan (Gemilangdkk., 2018). Kondisi jenis sedimen dasar perairan,berkorelasi dengan jenis sedimen yangterperangkap pada sedimen trap dengan jenislanau.

Atribut tekstur sedimen meliputi mean (Mz),sorting (SD), skewness (Ski) dan kurtosis (KG),secara umum digunakan untuk merekonstruksilingkungan pengendapan sedimen (Angusamy danRajamanickam, 2006). Nilai sortasi sedimen dilokasi penelitian menunjukkan nilai 1,1 – 1,59sehingga masuk dalam tingkat pemilahan buruk(Folk dan Ward, 1957). Nilai skewness (Ski) padasampel sedimen memperlihatkan nilai kisaranantara 0,21 – 0,46 dengan dominasi kategori Skiyaitu menceng sangat halus.Nilai rentang kurtosishasil analisis sedimen trap 1,79 – 4,45 sehinggamasuk dalam kategori sangat runcing.

Hidrodinamika Perairan BrebesHasil model harus divalidasi sebelum

digunakan untuk menggambarkan fenomena alamyang diteliti. Validasi dilakukan denganmebandingkan data lapangan dan data hasil modeluntuk menghasilkan nilai kesalahan. Nilaikesalahan (RMSE) diperoleh sebesar 8,98% dan9,32% untuk data kecepatan arus dan pasangsurut. Verifikasi data kecepatan arus (Gambar 4)menunjukkan bahwa data lapangan dan hasil modelmemiliki fase fluktuasi yang sama dan perbedaankecepatan arus sebesar 1 m/s.

Sementara itu, untuk verifikasi data pasangsurut memiliki fase yang sama antara datalapangan dan hasil model (Gambar 5), oleh karenaitu, pada periode awal purnama (lingkaran hitam)dan awal perbani (lingkaran merah) menunjukkanbahwa elevasi permukaan sedikit berbeda dari fasepasang surut yang dilapangan. Hal itu mungkindisebabkan oleh gelombang badai yang pada saatitu terjadi (berdasarkan informasi lokal) yangmempengaruhi elevasi permukaan yangterbentuk. Menurut Garret dan Kunze (2007)disebutkan bahwa perubahan pasang surut diikutioleh periode rendah dari generasi gelombang

Gambar 3. Klasifikasi tekstur sedimen berdasarkandiagram segitiga Shepard 1954

Tabel 3. Hasil analisis laju sedimentasi


55

berkontribusi pada karakteristik elevasi yangterbentuk. Fenomena tersebut juga memicupeningkatan kecepatan akresi di sepanjang pantai.Deposisi sedimen akibat gelombang badaimemiliki peranpenting dalammekanisme akresi disepanjang pantai(Williams, 2012).Kecepatan arus padakonsisi pasang perbaniberkisar antara 0-0,21m/s, pada kondisisurut perbani berkisarantara 0-0,24 m/s,pada kondisi pasangpurnama berkisarantara 0-0,42 m/s, danpada kondisi surutpurnama berkisarantara 0-0,24 m/s(Gambar 6).Kecepatan arus padasaat kondisi purnamalebih tinggi daripadaperbani yang secaralangsung berpotensiuntuk terjadinya

transpor sedimen yang lebihbesar saat kondisi pasangpurnama (Wisha dkk., 2017).Diinterpretasikan bahwaadanya pertemuan dua arus disekitar muara Sungai Pemalipada setiap perubahan elevasipermukaan air, hal tersebutmenjadi faktor pemicuterbentuknya pulau pasir(beting). Sedimen dari daratmelalui muara Pemalitertranspor menuju kearahkiri muara dan mengendap,didukung dengan adanyaasupan sedimen dari lautyang terbawa oleh gelombangdan arus sepanjang pantai.Pulau pasir yang terbentuksecara alami tersebut baradadiwilayah intertidal dimana

pengaruh pasang surut sangat mendominasi.

Gambar 4. Verifikasi hasil model dengan menggunakan data kecepatan arus

Gambar 5. Verifikasi hasil model dengan menggunakan data pasang surut

Gambar 6. Pola arus perairan Brebes pada empat kondisi ekstrim pasang surut


56

PEMBAHASAN

Mekanisme SedimentasiNilai rata-rata laju sedimentasi tertinggi

berada pada bagian hilir atau muara sungai Pemalisebesar 11,144 g.m-2.hari-1. Tingginya nilai lajusedimentasi pada bagian muara Sungai Pemali(TRP-07A, TRP-08A dan TRP-09A) merupakanbagian hilir sungai yang berhubungan dengan laut(Gambar 7). Oleh karena itu, faktor yangmempengaruhi nilai laju sedimentasi pada lokasimuara tersebut berasal dari sungai serta faktoryang berasal dari laut. Angkutan sedimen yangberasal dari hulu sungai dibawa oleh aliran sungaimenuju laut sedangkan angkutan sedimen yangberasal dari laut dibawa oleh pasang surut menujualur sungai melalui muara sungai. Bertemunyaaliran sungai yang membawa angkutan sedimendengan pasang surut yang juga membawaangkutan sedimen menyebabkan sedimentasi didaerah muara sungai (Hariadi dkk., 2017).

Hasil nilai laju sedimentasi pada lokasipenelitian nilai terbesar didominasi pada bagianpengukuran sungai, hal ini menunjukkan bahwasumber aliran hulu menjadi faktor utamaterjadinya sedimentasi di muara Sungai Pemali.Aliran sungai dari hulu ketika pasang angkutansedimen diendapkan di alur sungai ataupun muarasungai, sedangkan aliran sungai ketika surut,angkutan sedimen dibawa kembali ke laut. Namuntidak semua sedimen kembali ke laut melainkan

sebagian akan mengendap di alur sungai danmuara sungai pada saat aliran melemah. Haltersebut yang menyebabkan tingkat sedimentasiyang terjadi di alur sungai serta muara sungaidaerah penelitian cukup tinggi.

Tingginya nilai laju sedimentasi yang terjadi dibagian Sungai Pemali tidak terlepas dariadanyapengaruh debit sungai. Berdasarkan data debitsungai rata-rata tahunan yang diperoleh daristasiun pengamatan milik Pengelolaan SumberDaya Air Wilayah Sungai Pemali Comal tahun1990-2015 memperlihatkan nilai debit sungai yangfluktuatif dan cenderung meningkat disetiaptahunnya (Gemilang dkk., 2017). Selain ituberdasarkan hasil penelitian laju sedimenberdasarkan analisis radionuklida alam 210Pb yangdilakukan oleh Gemilang dkk (2017) menunjukkanbahwa adanya korelasi meningkatnya nilai lajuakumulasi sedimen terhadap nilai rata-rata debitsungai tahunan. Nilai laju akumulasi sedimencenderung meningkat disaat nilai rata-rata debitsungai meningkat.

Nilai sortasi mengindikasikan prosesmekanisme sistem pengendapan yang terjadi padasedimen, kategori pemilahan buruk menunjukkanbahwa sistem transport dan pengendapan sedimendipengaruhi oleh kekuatan arus yang fluktuatif.Adanya percampuran antara arus kuat dan lemahmenyebabkan ukuran butir sedimen yangterendapkan akan tercampur secara acak (Nugroho

dan Basit, 2014). Kondisitersebut yangmenyebabkanketidakseragaman ukuranbutir sedimen daerahsungai hingga pesisir Kec.Brebes (Gemilang dkk.,2018). Hal tersebutdiindikasikan terjadi padaperairan Sungai Pemali,dimana arus sungai yangfluktuatif bercampurdengan arus pasang dariarah laut menuju sungai.Kategori skewness mencengsangat halusmengindikasikan bahwainput terbesar pada lokasitersebut berasal dari sungai(Kumar dkk., 2010). Selainitu nilai Ski pada sampelsedimen juga menunjukkanpositive skewness yangmengindikasikan bahwaGambar 7. Peta distribusi nilai laju sedimentasi


57

sedimen searah atau pengendapan sedimen beradadi lingkungan energi rendah dan tertutup (Kumardkk., 2010). Nilai rentang kurtosis hasil analisissedimen trap 1,79-4,45 sehingga masuk dalamkategori sangat runcing yang berarti bahwasedimen mencapai pemilahan butir sedimen dilingkungan dengan energi tinggi (Friedman, 1967).Kurtosis sangat runcing secara alamiahmengindikasikan proses pemilahan denganmedium sorting (Irudhayanathan dkk., 2011).

Transpor sedimen sepanjang pantaiPada bagian ini hasil pengukuran parameter

gelombang digunakan sebagai acuan untukmemprediksi total transpor sedimen di areapengukuran ADCP (utara Pantai Brebes). Selama14 hari pengukuran gelombang, disimulasikanbahwa fluks sedimen berkisar antara 0-6 m3/suntuk sedimen yang mengendap maupunterangkut (Gambar 8), namun rata-rata sedimenyang terangkut lebih mendominasi. Hal tersebutjelas karena lokasi obesrvasi terletak diwilayah

lepas pantai dimana gelombang mulai pecah (swell)dan lompatan hidrolik gelombang yang menjalarmenjadi maksimal yang memicu peristiwapengadukan sedimen dasar (scour) oleh gerakanpartikel gelombang. Gambar 8 juga menunjukkanbahwa pada saat tinggi gelombang pecahmeningkat maka transpor sedimen yang terjadijuga semakin intens termasuk mekanisme erosidan sedimentasi yang terjadi di dasar perairan.

Berdasarkan simulasi yang telah dilakukan,maka didapatkan total transportasi sedimensebesar 43,88 x 10-5 m3/s bila diprediksi dalamsehari mencapai 0,18 m3/hari dan selama 1 tahundiapatkan total transpor sedimen sebesar 68,219m3/tahun (Tabel 4). Tingginya nilai total transporsedimen di wilayah lepas pantai tersebut mungkindapat menjadi pemicu terbentuknya pulau pasir

(beting) karena pulau tersebut didominasi olehsedimen pasir pada bagian atas. Energi gelombangyang lebih besar di lepas pantai menyebabkanangkutan sedimen yang maksimal dan diendapkansaat energi gelombang sudah melemah di dekatpantai yang mana dalam hal ini arus sepanjangpantai (longshore current) memiliki peran pentingdalam tansportasi sedimen sepanjang pantai. Padaseluruh kondisi ekstrim pasang surut, arah arussepanjang pantai dominan terpusat disekitar pulaupasir (Gambar 6), sehingga jelas bahwa sedimendari laut maupun dari sungai sangat potensialuntuk mengendap dan terakumulasi di pulau pasirtersebut.

Fenomena pengadukan sedimen di wilayahgelombang pecah disebabkan oleh lompatanhidrolik dari penjalaran gelombang yang memicuturbulensi dibawah puncak gelombang utama (Qidan Gao, 2014; Docherty dan Chanson, 2010).Sedimen yang teraduk kemudian tertranspormenuju ke pantai yang memicu peningkatansedimentasi diwilayah yang lebih dangkal.

Menurut Braden (2015) difusivitas Eddy(kecenderungan sedimen menyebar) pada saatturbulensi menyumbang suspensi, pecampurandantransportasi sedimen. Intensitas turbulensiditunjukkan oleh kecepatan dari lompatangelombang acak dan jarak pecampuran sesuaidengan jarak terjadinya turbulesi. Karenaturbulensi adalah sebuah fenomea komparatif,maka beberapa wilayah di dekat pantai akan sangatjarang terjadi turbulensi dan diwilayah yang

Gambar 8. Fluks sedimen sepanjang pantai Perairan Brebes

Tabel 4. Total transportasi sedimen di Perairan Brebes


58

banyak terjadi turbulensi cenderung tidakmengalami sedimentasi.

Simulasi sedimen tersuspensi divalidasidengan membandingkan dua sumber data TSSyakni hasil pengukuran lapangan dan hasil modeldan didapatkan nilai RMSE sebesar 4,58 %(Gambar 9). Perbandingan tersebutmemperlihatkan bahwa nilai suspensi sedimenterendah diobservasi pada stasiun TSS-02 danTSS-08 yang berkisar antara 0-3 mg/L, sedangkannilai suspensi tertingi berada pada stasiun TSS-07yang mencapai 125 mg/L. Hal tersebut jelaskarena stasiun TSS-07 berada di area muaraSungai Pemali sehingga asupan sedimen dari daratdan laut saat kondisi surut akan mendominasi danmeningkatkan konsentrasi TSS secara signifikan.Mekanisme turbulensi oleh arus sepanjang pantai

memiliki peran penting dalampeningkatan nilai TSS (Wisha danHeriati, 2016).

Profil vertikal konsentrasisuspensi sedimen bervariasi padatiap perubahan elevasi pasangsurut yang berkisar antara 1-176mg/L pada kondisi pasang danberkisar antara 3-198 mg/L padasaat surut (Gambar 10). Padastasiun TSS-07 diidentifikasibahwa konsentrasi TSS terlampautinggi pada kondisi pasang maupunsurut di kolom air dekat dasar

(garis hitam) mencapai 198 mg/L. Untuk stasiunyang lain, degradasi kosentrasi TSS tidak terlalusignifikan meningkat, walaupun pada stasiun TSS-06 konsentrasi suspensi sedimen cenderung stabil(garis orange) yang berkisar antara 3-67 mg/L.Kondisi-kondisi tersebut membuktikan bahwaturbulensi dan resuspensi yang intensif cenderungterjadi pada kondisi pasang (Chao dkk., 2013).Resuspensi sedimen dalam skala regionaldikendalikan oleh profil gelombang (Warner dkk.,2010).

Gambar 9. Verifikasi model transport sedimen

Gambar 10. Distribusi TSS secara vertikal pada kondisi pasang (Kiri) dan surut (Kanan)


59

KESIMPULAN

Laju sedimentasi di kawasan pesisirKec.Brebes, Jawa Tengah memiliki nilai lajusedimentasi yang bervariasi. Nilai tertinggi lajusedimentasi berada pada lokasi pengukuran di huluSungai Pemali, Sungai Pemuda dan hilir SungaiPemali. Jenis sedimen yang terendapkandidominasi oleh tekstur lanau hingga lanaupasiran. Tingginya nilai laju sedimentasi yangterjadi di bagian sungai Pemali tidak terlepaskarena adanya pengaruh debit sungai dan pasangsurut yang memicu peningkatan laju sedimentasidi muara. Secara umum jenis sedimen yangterperangkap pada sedimen trap berukuran lanaudan lanau pasiran. Nilai sortasi burukmengindikasikan bahwa sistem transport danpengendapan sedimen dipengaruhi oleh kuat arusyang fluktuatif.

Tingginya nilai total transpor sedimen diwilayah lepas pantai berkorelasi denganterbentuknya pulau pasir (beting). Energigelombang yang lebih besar di lepas pantaimenyebabkan angkutan sedimen yang maksimaldan diendapkan saat energi gelombang sudahmelemah di dekat pantai dalam bentuk arussepanjang pantai (longshore current) yang memilikiperan penting dalam tansportasi sedimensepanjang pantai. Konsentrasi suspensi sedimentertinggi berada di sekitar muara Sungai Pemalisehingga asupan sedimen dari darat dan laut saatkondisi surut akan mendominasi danmeningkatkan konsentrasi TSS secara signifikan.

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terimakasih diberikan kepada LokaRiset Sumber Daya dam Kerentanan Pesisir(LRSDKP) BRSDMKP atas DIPA Anggaranpenelitian tahun 2016 di Kecamatan Brebes, sertakepada DKP Kab. Brebes dan kelompok MangrovePandansari yang telah membantu dalam prosespengambilan data dilapangan

DAFTAR ACUAN

Angusamy, N., & Rajamanickam, G. V. 2006.Depositional environment of sedimentsalong the southern coast of Tamil Nadu,India. Oceanologia, 48(1).

Apriyantoro, K., Saputro, S., & Hariadi, H. 2016.Studi Sebaran Sedimen Dasar Di PerairanMuara Sungai Kluwut, Kabupaten Brebes,Jawa Tengah. Journal of Oceanography, 5(4),435-440.

Braden, G. E. 2015. Turbulence, diffusion andsedimentation in stream channel expansionsand contractions. In Proceedings of theOklahoma Academy of Science (Vol. 31, pp.73-77) February 2015.

Carol, E., Mas-Pla, J., & Kruse, E. 2013.Interaction between continental andestuarine waters in the wetlands of thenorthern coastal plain of Samborombón Bay,Argentina. Applied geochemistry, 34, 152-163.https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2013.03.006.

CERC, U. A. 1984. Shore protection manual. USArmy Corps of Engineers, Washington.

Cerlyawati, H., Anggoro, S., & Zainuri, M.2017.Strategi Pengelolaan Lingkungan PadaKawasan Rehabilitasi Mangrove Di DesaKaliwlingi Brebes, Desa Mojo Pemalang,Dan Desa Bedono, Demak (DoctoralDissertation, School Of Postgraduate).

Chao, W., Chao, S., Wang, P. F., Jin, Q., Jun, H., &LIU, J. J. 2013. Modeling of sediment andheavy metal transport in Taihu Lake,China.Journal of Hydrodynamics, Ser. B,25(3), 379-387. https://doi.org/10.1016/S1001-6058(11)60376-5

Disaptono, S., Budiman. 2006. Hidup AkrabDengan Gempa dan Tsunami. Buku Ilmiahpopuler, 383.

Docherty, N. J., Chanson, H. 2010.Characterization of Unsteady Turbulence inBreaking Tidal Bores Including the Effectsof Bed Roughness. Hydraulic Model Reports.School of Civil Engineering, The Universityof Queensland, Report CH76/10. 100 pp.https://doi.org/10.1061/(asce)ww.1943-5460.0000048.

Dyer, K., 1986. Coastal and estuarine sedimentdynamics. John Wiley And Sons, Chichester,Sussex(Uk), 1986, 358.

Folk R.I dan Ward W.C. 1957. Brazos River bar: astudy in the significance of grain sizeparameters. Journal of Sedimentary Petrology,27; 3-26p. https://doi.org/10.1306/74d70646-2b21-11d7-8648000102c1865d.

Friedman, G. M. 1967. Dynamic processes andstatistical parameters compared for sizefrequency distribution of beach and riversands.Journal of Sedimentary Research,37(2), 327-354.https://doi.org/10.1306/74d716cc-2b21-11d7-8648000102c1865d.


60

Garrett, C., and E. Kunze. 2007. Internal tidegeneration in the deep ocean.Annu. Rev.Fluid Mech., 39, 57-87. https://doi.org/10.1146/annurev.fluid.39.050905.110227.

Gemilang, W. A., Wisha, U. J., & Rahmawan, G. A.2018. Particle Size Characteristics ofRiverbed Sediment Transported By TidalBore" Bono"(Case Study: Kampar Big RiverEstuary, Riau, Indonesia). Marine Researchin Indonesia, 43(1). http://dx.doi.org/10.14203/mri.v43i1.293.

Gemilang, W.A., Kusumah, G., Wisha, U.J. andArman, A., 2017. Laju Sedimentasi DiPerairan Brebes, Jawa TengahMenggunakan Metode Isotop 210pb. JurnalGeologi Kelautan, 15(1).

Gemilang, W.A., Rahmawan, G.A., Dhiauddin, R.and Wisha, U.J., 2018. Karakteristik SebaranSedimen Pantai Utara Jawa Studi Kasus:Kecamatan Brebes Jawa Tengah. JurnalKelautan Nasional, 13(2), pp.65-74.

Hariadi, A., Satriadi, A., & Subardjo, P. 2017. LajuSedimentasi Di Muara Sungai TayuKabupaten Pati Jawa Tengah. Journal ofOceanography, 6(1), 322-329.

Helfinalis, P., 2010. Hadikusumah (2010). StudiKelayakan Pembangunan Dermaga diLingkungan Perairan Pantai Ujung GebangIndramayu, Laporan Akhir Program InsentifPeneliti dan Perekayasa LIPI tahun.

Hendrarto, B., & Radjasa, O. K. 2015. PemetaanDegradasi Ekosistem Mangrove dan AbrasiPantai Berbasis Geographic InformationSystem di Kabupaten Brebes-JawaTengah.OSEATEK,9(01).

Hutabarat, T. 2017. Aplikasi Dating Pb-210 UntukEstimasi Laju Sedimentasi Muara CigedeDan Ciomas Pada Daerah Tangkapan WadukMalahayu-Brebes. Ilmu Dan Budaya,40(49).

Irudhayanathan, A., Thirunavukkarasu, R. andSenapathi, V., 2011. Grain sizecharacteristics of the Coleroon estuarysediments, Tamilnadu, East coast of India.carpathian journal of earth andenvironmental sciences, 6(2), p.151157.

Kumar, G., Ramanathan, A. L., & Rajkumar, K.2010. Textural characteristics of the surfacesediments of a Tropical mangroveecosystem Gulf of Kachchh, Gujarat, India.

Indian Journal of Marine Sciences, 39(3),415-422p.

Lanuru, M. and Yusuf, S., 2018. Bed sedimentdistribution in the river estuary and coastalsea of Malili (South Sulawesi, Indonesia).Jurnal Ilmu Kelautan SPERMONDE, 4(2).

Marfai, M. A. 2017. The hazards of coastal erosionin Central Java, Indonesia: An overview.Geografia-Malaysian Journal of Society andSpace, 7(3).

Nugroho, S. H., & Basit, A. 2014. Sebaran sedimenberdasarkan analisis ukuran butir di TelukWeda, Maluku Utara. Jurnal Ilmu danTeknologi Kelautan Tropis, 6(1), 229-240.http://dx.doi.org/10.29244/jitkt.v6i1.8644.

Ondara, K., & Wisha, U. J. 2016. Simulasi NumerikGelombang (Spectral Waves) dan BencanaRob Menggunakan Flexible Mesh dan DataElevation Model Di Perairan KecamatanSayung, Demak.Jurnal Kelautan: IndonesianJournal of Marine Science and Technology,9(2), 164-174.https://doi.org/10.21107/jk.v9i2.1694.

Ondara, K., Rahmawan, G. A., Gemilang, W. A.,Wisha, U. J., & Dhiauddin, R. 2018.Numerical Hydrodynamic Wave ModellingUsing Spatial Discretization in BrebesWaters, Central Java, Indonesia.International Journal on Advanced Science,Engineering and Information Technology,8(1), 257-263.https://doi.org/10.18517/ijaseit.8.1.4166.

Pranoto, H. R., & Atmodjo, W. 2016. StudiSedimentasi pada Bangunan Groin diPerairan Timbulsloko, KabupatenDemak.Journal of Oceanography, 5(1), 86-95.

Qi, W. G., & Gao, F. P. 2014. Physical modeling oflocal scour development around a large-diameter monopile in combined waves andcurrent.Coastal Engineering,83, 72-81.https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2013.10.007.

Reid, L. and Dunne, T., 2016. Sediment budgets asan organizing framework in fluvialgeomorphology. In: Kondolf, GM; Piégay, H.,eds. Tools in Fluvial Geomorphology.Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd: 357-379. Chapter 16, pp.357-379.

Sardiyatmo, S., Supriharyono, S., & Hartoko, A.2013. Dampak Dinamika Garis PantaiMenggunakan Citra Satelit Multi Temporal


61

Pantai Semarang Provinsi Jawa Tengah(Study Of The Dynamics Of Image UsingSatellite Beach Line Multi-Temporal BeachSemarang Central Java Province).SaintekPerikanan: Indonesian Journal Of FisheriesScience And Technology, 8(2), 33-37.https://doi.org/10.14710/ijfst.8.2.33-37.

Setiyarso, B., Muryani, C., & Sarwono, S. 2016.Analisis Perubahan Garis Pantai DanPerubahan Penggunaan Lahan KabupatenRembang Tahun 2003-2014.GeoEco,2(1).

Thom, B.G., Eliot, I., Eliot, M., Harvey, N., Rissik,D., Sharples, C., Short, A.D. and Woodroffe,C.D., 2018. National sediment compartmentframework for Australian coastalmanagement. Ocean & coastal management,154, pp.103-120.

Triatmodjo, B. 2012. Coastal Building Planning.Beta Offset. Yogyakarta. Indonesia.

Warner, J. C., B. Armstrong, R. He, and J.B.Zambon. 2010. Development of a coupled

ocean–atmosphere–wave–sedimenttransport (COAWST) modelingsystem.Ocean Modelling, 35(3), 230-244.https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2010.07.010.

Wisha, U. J., Al Tanto, T., Pranowo, W. S., &Husrin, S. 2017. Current movement inBenoa Bay water, Bali, Indonesia: Pattern oftidal current changes simulated for thecondition before, during, and afterreclamation. Regional Studies in MarineScience,18, 177-187.https://doi.org/10.1016/j.rsma.2017.10.006.

Wisha, U.J. and Heriati, A., 2016. Analisis JulatPasang Surut (Tidal Range) danpengaruhnya terhadap Sebaran TotalSedimen Tersuspensi (TSS) di PerairanTeluk Pare. Jurnal Kelautan: IndonesianJournal of Marine Science and Technology,9(1), pp.23-31.


62

ESTIMASI TRANSPOR SEDIMEN DI PERAIRAN KECAMATAN …

Documents

Transcript of ESTIMASI TRANSPOR SEDIMEN DI PERAIRAN KECAMATAN …