SURVEY PELABUHAN DAN PERAIRAN PANTAI disampaikan untuk kuliah di Pelabuhan Laut
Port and Marine
Haryono Putro Program Sarjana & Magister Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Gunadarma
Komponen Survey Pelabuhan
Arus Laut Gelombang Laut Pasang Surut Bathimetri Sedimen
A R U S
L A U T
Tujuan : Untuk mengetahui pola arus di lokasi pengukuran Untuk mengetahui dominansi jenis arus di perairan (arus pasut atau arus non-pasut)
Sebagai data dasar dalam menganalisis kondisi eksisting untuk pemanfaatan serta perencanaan, baik untuk keperluan engineering, kelayakan perairan untuk budidaya, dll Sebagai data untuk validasi/verifikasi model matematik
ARUS LAUT
Metodologi : METODE PENGUKURAN ARUS
1. Metode Euler Merupakan metode pengukuran arus pada lokasi yang tetap (misal : current meter). Nama Motede Euler sendiri diambil dari nama matematikawan Swiss Leonhard Euler (1707-1783) yang pertama kali merumuskan persamaan pergerakan fluida
2. Metode Lagrange Merupakan metode pengukuran arus dengan mengikuti jejak suatu alat (misal : pelampung). Ditemukan oleh Joseph Lagrange (1736-1811), seorang matematikawan Prancis.
METODE EULER
menggunakan Current meter Berdasarkan Sensor Kecepatan yang digunakan Current Meters di bagi menjadi 2 : 1.
Sensor Mekanik Merupakan pengukuran arus yang dihasilkan dari perputaran rotor
2.
Sensor Non Mekanik pengukuran arus yang dihasilkan dari perubahan gelombang elektromagnetik atau perbedaan waktu transmisi akustik di sepanjang jalur akustik
Tipe Current Meters Mekanik (Rotor) 1. 2. 3. RCM
Current Meters seri RCM Current Meters Vektor Rata-rata (VACM) Vector Measuring Current Meter (VMCM) VACM
Tipe Current Meters Non-Mekanik 1. 2. 3.
Acoustic Current Meter (ACM) Elektromagnetik Current Meter (ECM) Acoustic Doppler Current Meter (ADCM)
METODE LAGRANGE
menggunakan PELAMPUNG 1. Cara Kuno/Konvensional Dengan terjun langsung ke lapangan Didapat data jarak, lokasi dan waktu pengukuran Karena pergerakan pelampung dekat dengan permukaan laut, maka gerakan pelampung sangat dipengaruhi oleh tarikan angin dan dorongan gelombang. Pergerakan pelampung tidak terkontrol, sehingga dapat dimungkinkan jejaknya tidak ditemukan
2. Cara Modern Dinamakan Pencatat arus Quasi-Lagrange Pencatat arus Quasi-Lagrange dapat dibedakan ke dalam 2 tipe utama; 1. Pencatat Arus Permukaan yang memiliki pelampung permukaan yang disambungkan ke parasut bawah permukaan di beberapa kedalaman tertentu (umumnya kurang dari 300m) 2. Bawah Permukaan, pelampung netral yang didesain untuk tetap tinggal/berada pada permukaan densitas lapisan bawah permukaan
GAMBAR BERBAGAI MACAM PARASUT
GAMBAR SKEMA DRIFTER
Prototype pelampung SOFAR (www.whoi.edu/science)
Cara kerja pelampung RAFOS (www.dosits.org)
Pelampung ALACE diprogram untuk turun sampai kedalaman 2000 m, dan melakukan drifting selama 2 minggu. Saat di permukaan mengirimkan data lokasi dan kondisi di laut pada para peneliti lewat satelit (www.dosits.org)
ARUS LAUT
Metodologi : METODE PENENTUAN LOKASI metode penentuan lokasi pengukuran arus biasanya menggunakan metode sampling, yaitu penentuan lokasi ditentukan pada lokasi tertentu dengan pertimbangan dapat mewakili karakteristik wilayah perairan setempat. 1.
Karakteristik Daerah Pantai/Lepas Pantai Pertimbangan yang digunakan adalah lokasi dekat pantai (near shore) untuk mengetahui karakteristik arus di dekat pantai dan lokasi lepas pantai (off shore) untuk karakteristik arus lepas pantai
2.
Karakteristik Daerah Teluk Pertimbangan yang digunakan adalah lokasi di dalam teluk untuk megetahui karakteristik arus di dalam teluk dan lokasi di luar teluk untuk karakteristik arus di luar teluk
CONTOH LOKASI PENGAMBILAN DATA ARUS DI PERAIRAN BOJONEGARA
Lokasi Lepas Pantai
Lokasi Dekat Pantai
CONTOH LOKASI PENGAMBILAN DATA ARUS DI PERAIRAN TELUK BAYUR
Lokasi di dalam Teluk
Lokasi di luar Teluk
1
3
2 Keterangan Gambar : 1. Persiapan Pemasangan ADCP di atas kapal 2. Proses penurunan alat dari kapal 3. Penyelam untuk membantu pemasangan ADCP di dasar perairan
Ilustrasi Pengukuran (Perekaman Data) Kecepatan dan Arah Arus Menggunakan ADCP
Hasil (Output) Data Lapangan : Karakteristik arus lepas pantai (off shore) (di stasiun 1 lokasi pengukuran perairan Bojonegara, Banten)
Vektor dan Scatter Arus hasil perata-rataan terhadap kedalaman perairan
Current Rose Hasil perata-rataan kedalaman :
Kedalaman Permukaan
Kedalaman Tengah
Kedalaman Dasar
Karakteristik arus dekat pantai (near shore) (di stasiun 2 lokasi pengukuran perairan Bojonegara, Banten)
Keadaan Angin Bulan Juli (Tahun 1998 - 2007) (Sumber : Pengolahan Data dari Stasiun Meteorologi Serang, Banten Tahun 19982007)
Catt: 1 knot= 1,852 km/jam = 0,5144 m/det
Ilustrasi Kondisi Arus di Stasiun 1 dan Stasiun 2 Perairan Bojonegara, Prop. Banten.
Current Rose Kedalaman rata-rata
Kedalaman Tengah
Kedalaman Permukaan perairan
Kedalaman Dasar
Hasil (Output) : Karakteristik arus lepas pantai (off shore) adalah ARUS PASUT (di stasiun 1 lokasi pengukuran perairan Bojonegara, Banten)
Karakteristik arus dekat pantai (near shore) adalah ARUS NONPASUT (longshore current atau near shore current) (di stasiun 2 lokasi pengukuran perairan Bojonegara, Banten)
Hasil (Output) Model Matematik : Model Besar
Kondisi Pasang Menuju Surut
Kondisi Surut Menuju Pasang
Model Menengah
Kondisi Pasang Menuju Surut
Kondisi Surut Menuju Pasang
Kondisi arus perairan Pelabuhan Bojonegara saat Spring, Pasang
Kondisi arus perairan Pelabuhan Bojonegara saat Spring, Surut
Verifikasi Data Pengukuran Lapangan dan Hasil Model Matematik
Verifikasi di lokasi pengukuran STASIUN 1
Verifikasi di lokasi pengukuran STASIUN 2
G E L O M B A N G
L A U T
Tujuan : Untuk mengetahui karakteristik dan parameter gelombang (meliputi tinggi, periode, panjang gelomb ng, dll) di lokasi pengukuran Sebagai data dasar dalam menganalisis kondisi eksisting untuk pemanfaatan serta perencanaan, baik untuk keperluan engineering, kelayakan perairan
untuk budidaya, dll Sebagai data untuk validasi/verifikasi model matematik
GELOMBANG LAUT
Metodologi : METODE PENGUKURAN GELOMBANG LAUT
1. Metode Langsung Merupakan metode pengukuran gelombang pada lokasi secara langsung (misal nya menggunakan papan berskala, meteran, serta wave rider atau wave recorder)
2. Metode Tak Langsung Merupakan metode pengukuran gelombang melalui informasi atau perekaman dari citra satelit.
GELOMBANG LAUT
Metodologi : METODE PENENTUAN LOKASI metode penentuan lokasi pengukuran gelombang sama halnya dengan metode arus, yaitu menggunakan metode sampling, yaitu penentuan lokasi ditentukan pada lokasi tertentu dengan pertimbangan dapat mewakili karakteristik wilayah perairan setempat. 1.
Karakteristik Daerah Pantai/Lepas Pantai Pertimbangan yang digunakan adalah lokasi dekat pantai (near shore) untuk mengetahui karakteristik gelombang di dekat pantai dan lokasi lepas pantai (off shore) untuk karakteristik gelombang lepas pantai
2.
Karakteristik Daerah Teluk Pertimbangan yang digunakan adalah lokasi di dalam teluk untuk megetahui karakteristik gelombang di dalam teluk dan lokasi di luar teluk untuk karakteristik gelombang di luar teluk
CONTOH LOKASI PENGAMBILAN DATA GELOMBANG DI PERAIRAN BOJONEGARA
Lokasi Lepas Pantai
Lokasi Dekat Pantai
CONTOH LOKASI PENGAMBILAN DATA GELOMBANG DI PERAIRAN TELUK BAYUR
Lokasi di dalam Teluk
Lokasi di luar Teluk
1 3
2
Keterangan Gambar : 1. Persiapan Pemasangan Wave Recorder di atas kapal 2. Instalasi Deploy Wave Recorder 3. Penyelam untuk membantu pemasangan wave recorder di dasar perairan
Hasil (Output) Data Lapangan : Karakteristik Gelombang lepas pantai (off shore) (di stasiun 1 lokasi pengukuran perairan Bojonegara, Banten)
Pada kedalaman pengukuran gelombang di lokasi Stasiun 1 yaitu sekitar 21 meter, maka kecepatan orbital gelombang masih berpengaruh pada kedalaman tersebut.
Kedalaman sekitar 40 meter maka kecepatan orbital gelombang sudah tidak berpengaruh lagi terhadap dasar perairan, artinya dengan karakteristik gelombang seperti data diatas yaitu rata-rata H = 0,5m dan T = 6 det, maka kecepatan orbital gelombang tidak mempengaruhi sedimen dasar perairan pada kedalaman di atas 40 meter
Karakteristik Gelombang dekat pantai (near shore) (di stasiun 2 lokasi pengukuran perairan Bojonegara, Banten)
Dari data gelombang yang dihasilkan selama pengukuran di lokasi Stasiun 1, maka beberapa analisis lanjutan sebagai berikut. Dengan data yang digunakan adalah : • Tinggi gelombang H = 0,5 meter • Periode gelombang T = 6 detik • Kedalaman perairan d = 21 meter Maka diperoleh hasil perhitungan :
Dari data perhitungan dimana, L = 55,14 meter dan d = 21 meter, maka d/L = 0,38, artinya bahwa 1/20 < d/L < ½ sehingga termasuk klasifikasi gelombang laut transisi.
Hasil (Output) Model Penjalaran Gelombang :
Arah Dominan pembangkitan Angin dari UTARA
Arah Dominan pembangkitan Angin dari BARAT LAUT
Model Penjalaran Gelombang setelah dibangun Break water
Arah Dominan pembangkitan Angin dari UTARA
Arah Dominan pembangkitan Angin dari BARAT LAUT
Arah Dominan pembangkitan Angin dari TIMUR LAUT
P A S A N G
S U R U T
Maksud dan Tujuan : Pengumpulan data pasang surut dimaksudkan sebagai data dasar dalam menganalisis kondisi eksisting pasang surut, sehingga baik tipe pasut maupun komponen pasang surutnya dapat diketahui. Sedangkan tujuannya adalah untuk mengetahui : 1. Tipe pasang surut 2. Mean Sea level (MSL), , Mean High Water Level (HHWL), Mean Low Water Level (MLWL) dan Mean Lowest Low Water Level (MLLWL) 3. Tunggang air maksimum, minimum dan rata rata.
Bulan mati
Bulan Purnama Bm
BL
BL D C B A
Seperempat pertama
(A)
BL
Bm
A
(B)
B D
C
Seperempat terakhir
A :Tanpa pengaruh bulan dan matahari B : Pengaruh matahari C : Pengaruh Bulan
BL
D : Pengaruh bulan dan matahari
Tipe Pasang Surut
Sebaran pasang surut di perairan Indonesia
PASANG SURUT
Metodologi : METODE PENGUKURAN PASANG SURUT
1. Metode Langsung Merupakan metode pengukuran pasang surut pada lokasi secara langsung (misal nya menggunakan papan berskala, meteran, serta tide gauge automatic)
2. Metode Tak Langsung Merupakan metode pengukuran pasang surut melalui informasi atau perekaman dari citra satelit.
Pasang Surut
Metodologi : METODE PENENTUAN LOKASI metode penentuan lokasi pengukuran pasang surut sama halnya dengan metode arus maupun gelombang, yaitu menggunakan metode sampling, yaitu penentuan lokasi ditentukan pada lokasi tertentu dengan pertimbangan dapat mewakili karakteristik wilayah perairan setempat.
1. Kriteria lokasi pengamatan pasang-surut adalah tersedianya informasi awal tentang kondisi lokasi, diutamakan pada lokasi yang sudah ada stasiun pengamatan pasang- surut dari Dishidros TNI - AL atau Bakosurtanal. 2. Pengamatan pasang-surut dilakukan untuk penentuan sifat pasut dan konstanta dan mean sea level dilakukan pengamatan pasut selama 15 piantan terus menerus dengan pembacaan palem pasang-surut setiap 1 jam atau 60 menit. Pencatatan pasang-surut menggunakan tide gauge dan media papan skala (peil schale) yang dibuat dari papan ukuran 2 cm x 10 cm x 300 cm yang diberi ukuran bacaan berbentuk kotak-kotak dan angka setup 1 (satu) cm. 3. Kondisi lingkungan stasiun pasut tidak terletak diujung tanjung yang lancip. 4. Lokasi stasiun pasut stabil dan terlindung dari ombak besar, angin, lalulintas kapal/perahu. 5. Kedalaman minimum air laut pada station pasut minimum 1 (satu) meter dibawah permukaan air laut terendah. 6. Lokasi stasiun pasut tidak didaerah yang mempunyai arus kuat. 7. Stasiun pasut tidak terganggu selama pengamatan berlangsung. 8. Stasiun pasut yang dibuat akan mempunyai posisi dekat dengan stasiun pengamatan arus. 9. Diikatkan pada BM yang permanent yang stabil dan dikontrol beda tinggi antara 0 Palem dengan BM setiap harinya
PERALATAN PENGAMBILAN DATA PASUT
PETA LOKASI PENGAMBILAN DATA PASANG SURUT BOJONEGARA
Hasil (Output) Pengamatan Pasang Surut :
Hasil (Output) Model Pasang Surut :
S E D I M E N
&
T S S
Maksud dan Tujuan : Pengumpulan data Sedimen dan TSS (sedimen tersuspensi) dimaksudkan sebagai data dasar dalam menganalisis kandungan sedimen baik di dasar perairan maupun di kolom air. Sedangkan tujuannya adalah untuk mengetahui : 1. Jenis Sedimen Dasar 2. Klasifikasi sedimen dasar 3. Konsentrasi sedimen tersuspensi
Metodologi : METODE PENENTUAN LOKASI metode penentuan lokasi pengukuran sedimen dasar dan sedimen tersuspensi (TSS), yaitu menggunakan metode purposive sampling method, yaitu penentuan lokasi ditentukan secara purposif dengan pertimbangan dapat mewakili karakteristik sedimen di wilayah perairan setempat.
TITIK – TITIK LOKASI PENGAMBILAN DATA SEDIMEN DAN TSS
Alat Pengambil Sampel : Grab sampler. Jenis analisa Laboratorium laboratorium : Analisa granulometri. Dari Pelaksanaan penyelidikan sedimen dimulai dari penentuan titik sampling, pengambilan sample, pengujian laboratorium untuk menentukan nilai parameter di antaranya yang utama adalah jenis sedimen, distribusi ukuran butir, rapat massa,nilai kohesi dan sudut gesek dalam. Pengambilan sampel sedimen melayang dilakukan pengukuran Total Suspended Sediment (TSS) dengan pengambilan sampel air. Selain itu dilakukan pula pengukuran laju sedimentasi yang dilakukan di lokasi yang terindikasi terjadinya sedimentasi, dengan memasang sedimen trap pada lokasi yang dapat mewakili kondisi setempat. Analisa yang dilakukan secara megaskopis dan analisa besar butir.
PERALATAN PENGAMBILAN DATA SEDIMEN DAN TSS
Metode Pengambilan Data Sedimen dg Grab sampler
Kegiatan Pengambilan data sampel TSS dg botol nansen
Diagram triangular untuk mengetahui klasifikasi sedimen
Hasil (Output) Analisis Data Sedimen: No
Lokasi (Nama Sampel)
Gravel
1 2 3 4 5 6
Sed BJN – 1 Sed BJN – 2 Sed BJN – 3 Sed BJN – 4 Sed BJN – 5 Sed BJN – 6
-
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Sed BJN – 7 Sed BJN – 8 Sed BJN – 9 Sed BJN – 10 Sed BJN – 11 Sed BJN – 12 Sed BtsPant BJN - 1 Sed BtsPant BJN - 2 Sed BtsPant BJN - 3 Sed BtsPant BJN - 4 Sed CekungPantai Sed Dump – 1 Sed Dump – 2
-
Klasifikasi Ukuran Butir (%) Sand Clay Nama Sedimen Silt (lanau) (pasir) (lempung) 90,66 7,34 2 Silty sand (Pasir berlanau) 63,62 29,63 6,75 Silty Sand (Pasir berlanau) 55,31 34,77 9,92 Silty Sand (Pasir berlanau) 43,8 46,22 9,98 Sandy silt (Lanau berpasir) 74,9 19,33 5,77 Silty Sand (Pasir berlanau) 14,94 69,02 16,04 Clay silt (Lanau berlempung) 27,28 78,19 70,24 16,11 15,73 51,76 98,52 97,83 93,8 93,55 40,81 84,4 56,76
56,07 17,62 25,29 58,79 65,68 38,43 1,03 1,93 4,39 4,89 51,01 12,22 34,92
16,65 4,19 4,47 25,1 18,59 9,81 0,45 0,24 1,81 1,56 8,18 3,38 8,32
Sandy silt (Lanau berpasir) Silty Sand (Pasir berlanau) Silty Sand (Pasir berlanau) Sandy silt (Lanau berpasir) Sandy silt (Lanau berpasir) Silty Sand (Pasir berlanau) Silty Sand (Pasir berlanau) Silty Sand (Pasir berlanau) Silty Sand (Pasir berlanau) Silty Sand (Pasir berlanau) Sandy silt (Lanau berpasir) Silty Sand (Pasir berlanau) Silty Sand (Pasir berlanau)
Hasil (Output) Analisis Data Sedimen Tersuspensi: No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Lokasi (Nama Sampel) Sed BJN – 1 Sed BJN – 2 Sed BJN – 3 Sed BJN – 4 Sed BJN – 5 Sed BJN – 6 Sed BJN – 7 Sed BJN – 8 Sed BJN – 9 Sed BJN – 10 Sed BJN – 11 Sed BJN – 12 Sed Dump – 1 Sed Dump – 2
Konsentrasi TSS (mg/L) 7,2 4,0 2,8 7,8 54,8 8,8 10,0 14,0 6,4 11,2 6,8 5,6 4,0 5,6
Ukuran Butir (mm)
% Berat Tertahan
% Berat Kumulatif Tertahan
4
-
-
2 1,0 0,5 0,2 0,1 0,05 0,02 0,005 0,002
14,23 32,57 20,85 12,56 6,32 4,13 3,62 1,46 2,26
14,23 46,8 67,65 80,21 86,53 90,66 94,28 95,74 98
0,001
2
100
Klasifikasi Ukuran Butir (%)
Nama Sedimen
Gravel (krakal)
Sand (pasir)
90,66 Silty sand (Pasir berlanau)
Silt (lanau)
7,34
Clay (lempung )
2
Grafik Wenthworth Klasifikasi Ukuran Butir Sedimen Dasar Perairan Bojonegara, Banten (Stasiun : Sed BJN – 1) (Sumber : Pengolahan Data Lapangan, Juli 2008)
B A T H I M E T R I Maksud dan Tujuan : Pengumpulan data bathimetri dimaksudkan sebagai data dasar dalam menganalisis kedalaman perairan laut. Sedangkan tujuannya adalah untuk : 1. Mengetahui topografi dasar laut 2. Keperluan perencanaan engineering (pembuatan pelabuhan, breakwater, dll)
Metodologi : METODE PENENTUAN LOKASI metode penentuan lokasi pengukuran bathimetri, yaitu menggunakan metode pemeruman, yaitu penentuan lokasi ditentukan secara sistematis dengan pertimbangan dapat mewakili karakteristik kedalaman di wilayah perairan setempat.
Prinsip Pengukuran Kedalaman Laut
Contoh Rencana Jalur Pengukuran Kedalaman Laut
Penempatan Transducer dan Antena GPS di Perahu
Proses Pelaksanaan Survei Bathimetri
Hasil (Output) Pemeruman Bathimetri:
Hasil (Output) Akhir Peta Bathimetri:
