Perubahan garis pantai yang terjadi secara alamiah (gelombang, badai dan kenaikan paras muka laut) dan non-alamiah (aktifitas manusia: penambangan pasir, reklamasi pantai dan lain-lain) akan berpengaruh negatif baik ditinjau dari aspek strategis atau lingkungan. Aspek strategis salah satunya adalah perubahan luasan wilayah di suatu kawasan pantai, sedangkan aspek lingkungan adalah hilangnya/bertambahnya habitat, sedimentasi dan lain-lain. Perubahan garis pantai pada umumnya karena terdapat proses abrasi, akresi dan kenaikan tinggi muka laut global. Abrasi pantai adalah mundurnya garis pantai ke arah darat dan akresi adalah majunya garis pantai ke arah laut, sedangkan kenaikan paras laut akan menyebabkan perubahan garis pantai ke arah darat yang disebabkan oleh meningkatnya volume air laut global. Abrasi dan erosi berasosiasi pula dengan pengaruh dari pola pasang-surut.
Teknologi pemodelan laut memiliki kemapuan untuk memprediksi perubahan garis pantai yang disebabkan terjadinya abrasi dan akresi, sedangkan prediksi kenaikan tinggi muka laut telah banyak ditekuni di seluruh dunia dengan menggunakan model atmosfer dan laut global karena dampak yang ditimbulkannya merupakan dampak global. Oleh karena itu, jika untuk mengkaji perubahan garis pantai di suatu perairan lokal, pendekatan yang dilakukan adalah mengkombinasikan pengaruh lokal (gelombang, badai dan sedimentasi) dengan pengaruh global (kenaikan tinggi muka laut).
Adapun analisa perubahan garis pantai dengan menggunakan model numerik dapat menggunakan beberapa modul pemodelan yang harus digunakan.
1. Pemodelan Arus
Modul hidrodinamika mensimulasikan variasi tinggi muka laut dan aliran arus yang dibangkitkan oleh beberapa sumber meliputi pasang-surut, angin, debit, dan refraksi gelombang (Stationary atau Quasi Stationary) serta parameter lain meliputi kekasaran dasar perairan (Manning Number atau Chezy Number), dan viskositas eddy (Flux atau Velocity based). Luaran dari modul hidrodinamika meliputi water level, P Flux, Q Flux, surface elevation, U-velocity, V-velocity, still water depth, x-shear stress dan y-shear stress.
Modul hidrodinamika ini dapat diterapkan pada domain area berbentuk grid (rectangular grid) baik satu atau kombinasi beberapa domain grid dan dalam bentuk mesh (flexible Mesh / Finite Mesh). Modul hidrodinamika dapat dituangkan dalam bentuk model hidrodinamika 2D (dua dimensi) untuk melihat aliran hidrodinamika dengan domain spasial atau 3D (tiga dimensi) untuk melihat aliran hidrodinamika dengan domain spasial dan vertikal.
2. Pemodelan Gelombang
Modul model gelombang spektral adalah generasi baru pemodelan gelombang yang dibangkitkan oleh angin pada jenis grid mesh (unstructured meshes). Modul model ini mensimulasikan pertumbuhan, pelemahan dan transformasi dari gelombang yang dibangkitkan oleh angin dan swell di pesisir dan lepas pantai. Formulasi persamaan yang digunakan terdiri dari dua tipe yaitu sebagai berikut:
1. Formulasi parameterisasi arah berpasangan gelombang spektral.
Tipe ini menggunakan persamaan konservatif dimana parameterisasi dari domain frekuensi aksi spektrum gelombang ditentukan oleh variabel yang digunakan oleh Holthuijsen (1989).
Tipe ini menggunakan persamaan konservatif dimana parameterisasi dari domain frekuensi aksi spektrum gelombang ditentukan oleh variabel yang digunakan oleh Holthuijsen (1989).
2. Formulasi semua arah gelombang spektral.
Tipe ini menggunakan persamaan konservatif dimana parameterisasi dari domain frekuensi aksi spektrum gelombang ditentukan oleh variabel yang digunakan oleh Komen et al (1994) dan Young (1999).
Tipe ini menggunakan persamaan konservatif dimana parameterisasi dari domain frekuensi aksi spektrum gelombang ditentukan oleh variabel yang digunakan oleh Komen et al (1994) dan Young (1999).
Kedua formulasi tersebut, dapat diterapkan pada koordinat cartesian untuk skala dengan luas daerah pelabuhan dan pesisir pantai atau dengan menggunakan koordinat spherical pada daerah di lintang tinggi atau untuk skala dengan luas daerah yang besar (Laut Banda, Selatan Jawa, Laut Jawa, Selat Sunda dan lain-lain).
Modul model gelombang spektral telah menyertakan perhitungan-perhitungan yang mengakomodir fenomena-fenomena fisik meliputi sebagai berikut:
1. Pertumbuhan gelombang yang dibangkitkan oleh angin.
2. Interaksi antara gelombang-gelombang non linier.
3. Pelemahan gelombang yang disebabkan oleh karakteristik batas perairan
4. Pelemahan gelombang yang disebabkan oleh kekasaran dasar perairan
5. Pelemahan gelombang yang disebabkan oleh kedalaman yang menyebabkan gelombang pecah.
6. Refraksi dan shoaling gelombang karena variasi kedalaman.
7. Interaksi antara arus dan gelombang.
8. Efek perubahan kedalaman akibat pasang-surut.
2. Interaksi antara gelombang-gelombang non linier.
3. Pelemahan gelombang yang disebabkan oleh karakteristik batas perairan
4. Pelemahan gelombang yang disebabkan oleh kekasaran dasar perairan
5. Pelemahan gelombang yang disebabkan oleh kedalaman yang menyebabkan gelombang pecah.
6. Refraksi dan shoaling gelombang karena variasi kedalaman.
7. Interaksi antara arus dan gelombang.
8. Efek perubahan kedalaman akibat pasang-surut.
Diskretisasi dari persamaan gelombang pada koordinat geografik dan spherical menggunakan sel terpusat pada metode finite volume. Integrasi waktu yang digunakan adalah dengan pendekatan langkah fraksional dimana metode eksplisit multi sekuensial dipakai untuk propagasi aksi gelombang.
Data-data yang dibutuhkan untuk mensimulasikan modul model gelombang spektral adalah sebagai berikut:
1. Batimetri
2. Spektral diskretisasi
3. Tinggi muka laut
4. Arus permukaan laut
5. Angin
6. Energi transfer antar gelombang
7. Tinggi gelombang pecah
8. Kekasaran dasar perairan
9. White capping
10. Syarat batas meliputi : parameter gelombang, spektrum aksi gelombang, spektrum energi gelombang atau batas lateral.
2. Spektral diskretisasi
3. Tinggi muka laut
4. Arus permukaan laut
5. Angin
6. Energi transfer antar gelombang
7. Tinggi gelombang pecah
8. Kekasaran dasar perairan
9. White capping
10. Syarat batas meliputi : parameter gelombang, spektrum aksi gelombang, spektrum energi gelombang atau batas lateral.
Luaran dari modul gelombang spektral adalah sebagai berikut:
Tinggi gelombang signifikan
3. Model Spektral Gelombang Laut Dangkal
Modul model gelombang ini tepat digunakan di perairan dangkal untuk memperlihatkan perambatan gelombang yang dibangkitkan oleh angin, proses pembentukannya dan pelemahan gelombang dengan periode pendek dengan banyak gelombang pecah di perairan dangkal. Modul ini juga dapat menggambarkan terjadinya refraksi dan shoaling gelombang karena adanya efek perubahan kedalaman, kondisi angin lokal dan pelemahan energi gelombang karena pengaruh dari friksi dasar perairan dan gelombang pecah. Modul ini pula dapat memperlihatkan efek dari interaksi antara gelombang dan arus.
Modul gelombang ini bersifat stasioner, bervariasi berpasangan arah dan merupakan modul parametrik gelombang. Interaksi antara arus dan gelombang menggunakan persamaan koservasi untuk densitas aksi gelombang. Parameterisasi dari persamaan konservasi di dalam domain frekuensi dibentuk dari zeroth dan first moment dari aksi gelombang yang merupakan variabel bebas.
Spektrum frekuensi diasumsikan sebagai puncak gelombang individu yang berarti bahwa interaksi fenomena gelombang di laut tidak dapat disimulasikan (open wind-wave dan swell). Persamaan dasar yang digunakan adalah teknik deferensiasi dari finite Eulerian dengan rectangular grid pada berbagai variasi diskret dari arah gelombang.
Modul ini tepat untuk menelaah gangguan gelombang pada pesisir pantai. Kajian yang mendalam mengenai tinggi gelombang, periode gelombang dan arah gelombang merupakan faktor penting untuk mengestimasi gaya-gaya pembentuk gelombang di sepanjang garis pantai. Hal penting dari enjinering pantai adalah untuk keperluan transport sedimen dimana pada daerah di dekat pantai sangat besar ditentukan oleh kondisi gelombang dan gelombang yang berasosiasi dengan arus. Arus yang terbentuk oleh gelombang dibangun melalui gaya-gaya radiasi gelombang pada permukaan air.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam membangun model gelombang dengan modul ini adalah apakah fenomena-fenomena yang akan ditelaah sudah diakomodir oleh modul ini? Fenomena-fenomena gelombang tersebut meliputi sebagai berikut:
1. Shoaling
2. Refraksi Gelombang
3. Difraksi Gelombang
4. Refleksi Gelombang
5. Pelemahan gelombang karena kekasaran dasar perairan.
6. Penghalang gelombang
7. Pemecah gelombang
8. Pembangkit dari angin
9. Penyebaran frekuensi gelombang
10. Penyebaran arah gelombang
2. Refraksi Gelombang
3. Difraksi Gelombang
4. Refleksi Gelombang
5. Pelemahan gelombang karena kekasaran dasar perairan.
6. Penghalang gelombang
7. Pemecah gelombang
8. Pembangkit dari angin
9. Penyebaran frekuensi gelombang
10. Penyebaran arah gelombang
Modul gelombang ini dapat mengkaji dengan mendalam fenomena-fenomena tersebut di atas kecuali difraksi gelombang, refleksi gelombang, interaksi antar gelombang dan penghalang gelombang.
Data-data yang dibutuhkan untuk mensimulasikan modul gelombang spektral di perairan dangkal adalah sebagai berikut:
1. Batimetri
2. Syarat batas lepas pantai (tipe syarat batas dan parameter syarat batas) dan syarat batas lateral (Symetrical atau absorbing)
3. Diskretisasi arah gelombang
4. Parameter numerik
5. Pelemahan gelombang oleh dasar perairan
6. Tinggi muka laut
7. Gelombang pecah
8. Parameter interaksi gelombang dan arus
9. Gaya pembangkit angin
2. Syarat batas lepas pantai (tipe syarat batas dan parameter syarat batas) dan syarat batas lateral (Symetrical atau absorbing)
3. Diskretisasi arah gelombang
4. Parameter numerik
5. Pelemahan gelombang oleh dasar perairan
6. Tinggi muka laut
7. Gelombang pecah
8. Parameter interaksi gelombang dan arus
9. Gaya pembangkit angin
Luaran dari modul gelombang Spektral di perairan dangkal adalah sebagai berikut:
1. Parameter-parameter gelombang
2. Komponen vektor gelombang
3. Gaya radiasi gelombang.
2. Komponen vektor gelombang
3. Gaya radiasi gelombang.
4. Perubahan Garis Pantai
Dari hasil gabungan sub modul transport sedimen non-kohesif dan sub modul arus menyusur pantai dan pergeseran littoral pada suatu pantai dengan profil pantai dan profil kedalaman yang beragam dan juga dapat dikombinasikan dengan struktur bangunan pantai, maka sub modul evolusi garis pantai dapat mensimulasikan perubahan garis pantai karena berubahnya profil dasar perairan dari hasil transport sedimen. Persamaan yang digunakan adalah persamaan kontinuitas untuk sedimen di zona littoral. Dampak dari struktur bangunan pantai sumber dan buangan sedimen diikutsertakan pada perhitungannya. Selain itu jika terdapat dermaga dan pemecah ombak model klimatologi gelombang juga disertakan.
0 comments:
Post a Comment