© 2014 Program Studi Ilmu Lingkungan PPS Universitas Riau
Mubarak., Edison., Fitria, S R 2014:8 (1)

## ANALISIS ARUS DAN SEBARAN SEDIMEN TERSUSPENSI DAMPAK TAMBANG TIMAH DI LAUT  (KASUS PERAIRAN PULAU RANGSANG KABUPATEN KEPULAUAN MERANTI)

## Mubarak
Dosen Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Riau, Kampus Bina Widya KM 12,5 Simpang Baru, Pekanbaru, 28293. Telp. 0761-63267.

## Edison
Dosen Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Riau, Kampus Bina Widya KM 12,5 Simpang Baru, Pekanbaru, 28293. Telp. 0761-63267.

## Sri Fitria R
Dosen Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Muhammadiyah Riau, Jalan KH. Ahmad Dahlan, Pekanbaru
Analysis Flow And Distribution Of Suspended Sediment Impact Tin Mine on Marine (Case Pulau Rangsang Water Regency Meranti District)

## Abstract
.
Utilization of marine natural resources at this current  becoming one of the option that is  used  by  several  Indonesian  regions  as  motors  of  regional  development.  One  of  the natural  resources  potential is  tin  mining.  Tin  mining over  the ocean not only provides economic  value,  but  also  resulting  negative  impacts  on  marine  waters.  The  alleged  of negative impact is the increasing of suspended sediment in the waters due to leaching of mining  activities  on  the  ship.  Current  circulation  patterns  that  generated  by  tidal  of Pulau Rangsang waters  Regency of Meranti Islands, when the tide to ebb is heading to the  Southward  and  when  the  ebb  to  tide  is  heading  to  northward.  The  resultant  of currents  circulation  tend  to  align  with  the  mainland  of  Pulau  Topang.  Suspended sediment  transport  generated  by  ocean  currents,  showing  the  distribution  of  the suspended  sediment  concentration  of  0.08  kg/m3  or  80  ppm  spreads  about  2  km  from the material source.
Keywords : Ocean currents, Suspended sediment

## PENDAHULUAN
Pemanfaatan sumber daya alam baik  yang berada di darat maupun  yang berada di laut untuk tujuan kesejahteraan rakyat Indonesia dilindungi oleh UUD 45. Salah satu sumber daya  alam  tersebut  adalah  mineral  timah  yang  berada  di  laut.  Peningkatan  terhadap permintaan  timah  dan  berkurangnya  ketersediaan  cadangan  timah  di  bumi,  telah menjadikan timah menjadi salah satu komoditi tambang yang bernilai ekonomis tinggi.
© 2014 Program Studi Ilmu Lingkungan PPS Universitas Riau
Tingginya  nilai  ekonomis  timah,  telah  mendorong  beberapa  daerah  di  Indonesia  untuk menjadikan  potensi  timah  sebagai  modal  dasar  untuk  pembangunan  daerahnya. Kegiatan penambangan timah, selain memberikan nilai ekonomi, juga sangat berpotensi terhadap percepatan terjadinya kerusakan lingkungan. Salah satu kerusakan yang terjadi akibat  penambangan  timah  dilaut  adalah  terjadinya  peningkatan  sedimen  tersuspensi di kolom air laut.
Luas  sebaran  dampak  peningkatan  sedimen  tersuspensi  akibat  penambangan  timah di  laut  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor,  diantaranya  adalah  kecepatan  arus,  ukuran butir  dan  jumlah  material  tambang  yang  terbuang  ke  laut.  Karena  masing-masing perairan  laut  memiliki  karakteristik  tertentu,  maka  penelitian  ini  ditujukan  untuk mempelajari  penyebaran  sedimen  tersuspensi  akibat  penambangan  timah  di  perairan laut pulau Rangsang Kabupaten Kepulauan Meranti Propinsi Riau.
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  menggunakan  metode  komputasi. Dimana penyebaran sedimen tersuspensi disimulasikan melalui dua model utama, yakni model  hidrodinamika  dan  model  transpor  sedimen  tersuspensi.  Upaya  memodelkan sebaran  sedimen  tersuspensi,  terlebih  dahulu  harus  dimodelkan  sirkulasi  arus.  Model sirkulasi  arus  laut  disusun  berdasarkan  persamaan  gelombang  perairan  dangkal  yang dirata-ratakan  terhadap  kedalaman,  dimana  persamaan  kekekalan  massa  (persamaan kontinuitas)  dan  persamaan  kekekalan  momentum  dalam  arah  horizontal  yang  diubah dalam  bentuk  transpor  ( vertically  integrated  velocity ).  Persamaan  pembangun  model disajikan sebagai berikut :
Persamaan Kontinuitas :
0          y V x U t  Persamaan Kekekalan Momentum :
W + W W = U A + H V + U rU + x gH + y U V + x U U + t U 2 y 2 x x H 2 H 2 2 2  
         W + W W = V A + H V + U rV + y gH + y V V + x V U + t V 2 y 2 x y H 2 H 2 2 2  
        
dimana :
U,V = kecepatan transpor massa air arah x dan arah y
H   = kedalaman perairan
 = koefisien gesekan angin
Wx ,Wy= kecepatan angin arah x dan arah y
r = koefisien gesekan dasar laut
g   = percepatan gravitasi
AH  = koefisien turbulensi
Model Adveksi-Dispersi dikembangkan untuk mengetahui sebaran sedimen tersuspensi. Proses  sebaran  yang  masuk  kedalam  perairan  dipengaruhi  oleh  arus,  dan  potensi peningkatan  konsentrasi  sedimen  tersuspensi  dari  berbagai  sumber  dapat  dijabarkan
© 2014 Program Studi Ilmu Lingkungan PPS Universitas Riau
oleh persamaan berikut (Ng et.al . 2007). Persamaan adveksi dispersi adalah persamaan kekekalan massa.
) ( ) ( ) ( ) ( C C Q FHC y C HD y x C HD x VHC y UHC x HC s s y x                                 
dimana:
H    : kedalaman perairan
C    : konsentrasi kontaminan terlarut
Dx  :  koefisien dispersi arah x
Dy  :  koefisien dispersi arah y
Qs  : debit discharge dari sumber/ raib (source/sink)
F    :  peluruhan linier dari kontaminan
Cs   : konsentrasi kontaminan pada sumber/raib (source/sink)

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## a. Pasang Surut dan Kecepatan Arus
Adanya  pola  pasang  surut  akan  memberikan  pengaruh  kepada  kondisi  lingkungan setempat.  Tipe  pasang  surut  di  lokasi  studi  termasuk  kedalam  tipe  harian  ganda,  yaitu terjadi  dua  kali  pasang  dan  dua  kali  surut  dalam  waktu  24  jam.  Sedangkan  tunggang airnya  berdasarkan  prediksi  dari easytide.ukho.gov.uk berkisar  antara  2,7  –  3.5  m (Gambar 1).
Arus  di  suatu  perairan  dipengaruhi  oleh  berbagai  faktor  seperti  angin,  pasang  surut, gradien tekanan, kedalaman perairan, ataupun gaya coriolis . Besaran kontribusi masing- masing faktor terhadap kekuatan dan arah arus tergantung dari tipe perairan dan kondisi geografis.  Arus  di  perairan  Pulau  Rangsang  termasuk  arus  yang  cukup  kompleks sebagai  hasil  interaksi  berbagai  arus  yang  terdiri  dari  dari  arus  tetap  musiman,  serta faktor-faktor  lain  yang  mempengaruhi  arus  seperti  morfologi  dasar  perairan,  situasi garis pantai dan sebagainya.
© 2014 Program Studi Ilmu Lingkungan PPS Universitas Riau
Gambar 1.Pasang surut di lokasi studi Sumber:The United Kingdom Hydrographic Office Admiralty Easytide
Daerah  perairan  Pulau  Rangsang  di  keliling  oleh  perairan-perairan  yang  relatif  sempit yang  merupakan  bagian  dari  sistem perairan  Selat  Malaka,  daerah  pertemuan  arus dari utara  dan  selatan,  serta  memiliki  morfologi  dasar  laut  yang  relatif  dangkal,  yaitu berkisar  antara  5–40  m.  Dari  hasil  pemodelan  hidrodinamika  di  lokasi  studi menunjukkan  arus  di  perairan  sekitar  Pulau  Rangsang memiliki  kecepatan  0,9-1,1  m/s ketika pasang dan 0,3-0,5 m/s ketika surut.
© 2014 Program Studi Ilmu Lingkungan PPS Universitas Riau
(a)

## (b)
Gambar 2. Arah arus (a) pasang menuju surut dan (b) surut menuju pasang

## b. Penyebaran Material Tersuspensi
Sebagaimana  yang  dijelaskan  pada  bagian  terdahulu,  bahwa  salah  satu  tujuan  dalam penelitian  adalah  dilakukannya  analisis  sebaran  material  suspensi  akibat  kegiatan penambangan timbah di laut. Pembuangan air yang terdapat pada bak (Hopper) dari sisa pencucian  timah  merupakan  sumber  material  suspensi.  Buang  dari  bak  diprakirakan akan  mengakibatkan  secara  langsung  meningkatkan  tingkat  kekeruhan  dan  padatan tersuspensi perairan di permukaan perairan.
Berdasarkan  hasil  modeling,  arah  sebaran  akan  mengikuti  perubahan  arah  arus  ketika pasang dan surut, yaitu ketika pasang sebaran ke arah tenggara dan ketika surut sebaran ke  arah  barat  laut.  Untuk  memberikan  gambaran  besarnya  penyebaran  padatan
© 2014 Program Studi Ilmu Lingkungan PPS Universitas Riau
tersuspensi yang lebih, maka dilakukan permodelan sebaran material tersuspensi dengan
beberapa asumsi: 1) Debit buangan = Dredging Pump Capacity =
200-220  cu.M/hour  = 0,061  m 3 /detik,  2)  Sedimen  jenis Silt dengan  butiran  terkecil,  3) Debit buangan ( Dredging Pump Capacity )  = 200-220  cu.M/hour = 0,061  m 3 /detik,  4) Kandungan sedimen (silt) =  30  %  dari  material  yang  terhisap.  Flux  silt  =  30%  x 0,061  m 3 /detik  =  0,0183  m 3 /detik  (density  of  silt  =  2700  kg/m 3 )  =  49,5  kg/detik. Konsentrasi Silt = 49,5 kg/detik / 0,061 m 3 /detik = 811,47 kg/ m 3 . Selain asumsi diatas, menurut  Van  Rijn  (1984a,  1984b)  transportasi  material  tersuspesi  juga  dipengaruhi ukuran  butiran  material.  Dalam  penelitian  ini,  ukuran  butiran  yang  digunakan  adalah 0,0039 mm.
Settling Velocity, berdasarkan perhitungan dengan menggunakan rumus hukum Stokes, diperoleh  kecepatan  jatuh  ( settling  velocity )  dari  Silt  di  perairan  air  laut  dengan  suhu 30 o C  sebesar  0,001038  m/s  atau  0,1038    cm/s.  Pola  arah  arus  ketika  terjadi  pasang disekitar  lokasi  kajian  mengarah  ke  Selatan  dan  ketika  surut  ke  arah  Utara.  Tipe  arus sejajar  dengan  daratan  Pulau  Topang  ( longshore  current ),  seperti  yang  terlihat  pada Gambar 3.
Berdasarkan  perhitungan  dari  debit  hisap  pompa Dredger dan  kandungan  Silt,  maka konsentrasi  Silt  yang  akan  dibuang  sebesar  811,47 kg/m 3 (811.470 ppm) dengan  debit air (debit hisap pompa dredger 0,016 m 3 /detik. Dalam  pemodelan  ini dimasukkan nilai kondisi  awal  sedimen  tersuspensi  ( Initial  Condition )  32  mg/m 3 (32  ppm)  yang merupakan  hasil  pengukuran  tertinggi  dari  beberapa  lokasi  pengambilan  sampel lapangan.
Hasil dari pemodelan sebaran sedimen tersuspensi di batas lokasi penambangan terdekat dengan  Pulau  Rangsang,  Pulau  Manggung,  dan  Pulau  Topang,  sebaran  konsentrasi sedimen  0,08  kg/m 3 atau  80  ppm  (batas  baku  mutu)  menyebar  sampai  kepantai  dari ketiga pulau tersebut atau dengan jarak sebaran sekitar 2 km (Gambar 3.5.)
© 2014 Program Studi Ilmu Lingkungan PPS Universitas Riau
Gambar 3. Sebaran sedimen tersuspensi saat pasang menuju surut dan surut menuju pasang

## KESIMPULAN
Tipe  pasang  surut  di  lokasi  studi  adalah  tipe  harian  ganda,  dengan  tunggang  airnya berkisar  antara  2,7  –  3.5  m.  Sirkulasi  arus  daerah  penelitian  masuk  ke  dalam  sistem perairan  Selat  Malaka,  yaitu  merupakan  pertemuan  arus  dari  utara  dan  selatan  dengan kecepatan 0,9-1,1 m/s ketika pasang menuju surut dan 0,3-0,5 m/s ketika surut menuju pasang.  Apabila  dilakukan  penambangan  timah  di  perairan  pulau  Rangsang  yang memiliki  kecepatan  arus  0,3  –  1,1  m/s,  maka  sebaran  material  suspensinya  dengan konsentrasi sekitar 0,08 kg/m3 atau 80 ppm sekitar 2 km dari lokasi penambangan.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada  Allah  SWT  atas  rahmat  Nya,  sehingga penelitian ini terlaksana dengan baik.

## DAFTAR PUSTAKA
Ng, F., Liu, S., Mavlyudov, B., Wang, Y. 2007. Climatic control on the peak discharge of glacier outburts floods. Geophysical Research Letters 34, L21503
Van  Rijn,  L.  1984a.  Sediment  transport,  part  I  :  bed  load  transport.  Journal  of  the Hydraulics Division, 110(10), 1431-1456.
Van  Rijn,  L.  1984b.  Sediment  transport,  part  II  :  suspended  load  transport.  Journal  of the Hydraulics Division, 110(11), 1613-1641.