ISSN: 1907-9931 (print), 2476-9991 (online)

## PEMODELAN DINAMIKA ARUS PERMUKAAN LAUT ALUR PELAYARAN BARAT SURABAYA

## MODELLING THE DYNAMIC OF SEA SURFACE CURRENT OF THE WEST SURABAYA SHIPPING LANE
Alvinas Anwar Saputro 1 , Zainul Hidayah 1* , Harish Wirayuhanto 2
1 Program Studi Ilmu Kelautan Fakultas Pertanian Universitas Trunojoyo Madura Jl. Raya Telang No 02 Kamal Bangkalan Madura, Jawa Timur Indonesia
2 Program Studi Ilmu Kelautan Fakultas Ilmu Kelautan dan Perikanan Universitas Maritim Raja Ali Haji Jl. Raya Dompak Dompak Bukit Bestari Kota Tanjung Pinang, Kepulauan Riau Indonesia
*Corresponding author email : zainulhidayah@trunojoyo.ac.id
Submitted: 07 January 2023 / Revised: 29 April 2023 / Accepted: 29 April 2023 http://doi.org/10.21107/jk.v16i1.18269

## ABSTRAK
Alur  Perairan  Barat  Surabaya  (APBS)  merupakan  salah  satu  kawasan  transportasi  laut  tersibuk  di Indonesia. Perairan ini adalah pintu masuk dan keluar kapal-kapal yang berlabuh atau meninggalkan pelabuhan-pelabuhan  yang  berada  di  Surabaya  dan  Gresik.  Lokasi  APBS  yang  berdekatan  dengan muara sungai menyebabkan sedimentasi dan pendangkalan yang perlu diatasi. Informasi kecepatan dan arah arus permukaan laut penting sebagai data pendukung perawatan alur. Penelitian ini bertujuan untuk memberikan deskripsi dinamika arus permukaan laut melalui simulasi pemodelan hidrodinamika dan  perbandingan  karakteristiknya  pada  musim  dan  lokasi  yang  berbeda.  Model  hidrodinamika dibangun  menggunakan  data  utama  yaitu  batimetri  dan  pasang  surut  yang  divalidasi  menggunakan pengukuran data ADCP. Waktu simulasi yang digunakan untuk pemodelan arus yaitu pada bulan Maret 2020 – Februari 2021. Hasil simulasi menjelaskan pola yang berbeda antara musim peralihan 1 dan musim timur dengan musim peralihan 2 dan musim barat. Pada musim peralihan 1 dan musim timur dengan  musim peralihan 2 dan musim  barat. Kecepatan rata-rata  arus permukaan laut pada  musim peralihan 1 dan musim timur 0,182 m/s sampai dengan 0,427 m/s dengan arah arus dari selatan dan tenggara menuju utara dan barat laut. Sedangkan pada musim peralihan 2 dan musim barat rata-rata kecepatan arus mencapai 0,183 m/s hingga 0,521 m/s dengan arah dari utara dan barat laut menuju selatan dan tenggara. Validasi model cukup baik dengan RMSE  0,037 dan MAPE 28,7%.

## Kata Kunci : model hidrodinamika, arus permukaan laut, simulasi. validasi

## ABSTRACT
The  Surabaya  West  Shipping  Channel  (APBS)  is  one  of  Indonesia's  busiest  sea  transportation corridors.These waters serve as the entry and exit points for ships that dock or depart from Surabaya and Gresik ports.The proximity of the APBS to the river mouth causes sedimentation and siltation, which must be addressed.As support data for channel maintenance, information on the speed and direction of sea surface currents is essential.The purpose of this study is to provide a description of the dynamics of  sea  surface  currents  using  hydrodynamic  modeling  simulations,  as  well  as  a  comparison  of  their characteristics across seasons and locations. The main data, namely bathymetry and tides, were used to  build  the  hydrodynamic  model,  which  was  validated  using  ADCP  data  measurements.  Model simulation was conducted between March 2020 and February 2021.The simulation results explain the differences in patterns between transition season 1 and the east season, as well as transition season 2 and the west season. In the transition season 1 and the east season with the transition season 2 and the west season. The average speed of sea surface currents in the transition season 1 and the east season is 0.182 m/s to 0.427 m/s with the current direction from the south and southeast to the north and  northwest.  Whereas  in  the  transition  season  2  and  the  west  season  the  average  current  speed reaches 0.183 m/s to 0.521 m/s in a direction from north and northwest to south and southeast . Model validation is sufficient, with an RMSE of 0.037 and a MAPE of 28.7%.
Key Words : Hydrodinamic model, surface current, simulation, validation

## PENDAHULUAN
Kondisi  sebuah  perairan  dipengaruhi  oleh beberapa faktor oseanografi diantaranya adalah pasang surut, arus dan gelombang laut. Arus  laut  merupakan  pergerakan  massa  air secara  vertikal  maupun  horizontal  yang dipengaruhi  oleh  berbagai  faktor  seperti gerakan  angin  di  permukaan  laut,  fenomena pasang  surut  serta  perbedaan  densitas (Permadi et al., 2015; Anisa et al., 2017; Irawan et  al., 2018).  Sebagai  salah  satu  faktor pembangkit arus, angin mentransferkan energi ke  permukaan  laut  sehingga  terjadi  arus permukaan  laut.  Selain  itu,  pasang  surut  juga dapat  menyebabkan  terjadinya  arus  laut  yang dominan terjadi pada kawasan selat, teluk dan estuari (Hiwari & Subiyanto, 2020).
Pola serta karakteristik arus berupa jenis  arus dominan, kecepatan, arah, serta pola pergerakan  dari  arus  laut  akan  membuat kondisi suatu perairan lebih dinamis. Distribusi pergerakan  arus  penting  diketahui  sebagai informasi bagi navigasi alur pelayaran (Pratomo et  al., 2020).  Informasi  tentang  pola arus  juga  merupakan  data  penting  bagi perencanaan pembangunan struktur bangunan laut  lepas  pantai  atau  pekerjaan  fisik  yang dilakukan di wilayah pesisir. Untuk mengetahui pola  pergerakan  arus,  maka  diperlukan pengamatan  dalam  waktu  yang  panjang khususnya  untuk  musim yang  berbeda (Saputra et al., 2017). Hal ini diperlukan karena pergerakan  arus  di  perairan  Indonesia  secara umum  dipengaruhi  oleh  angin  muson  dan pasang surut (Tanto et al., 2017, Hidayah et al., 2023).
Data kecepatan dan arah arus permukaan laut dapat diukur menggunakan beberapa instrumen antara lain current meter dan ADCP ( Acoustic  Doppler  Current  Profiler ).  Namun, pemanfaatan  instrumen-instrumen  tersebut lebih  banyak  digunakan  untuk  pengukuran sesaat.  Sedangkan  untuk  pengamatan  jangka panjang dapat menggunakan buoy (pelampung)  yang  dipasang  menetap  ( fixed buoy )  atau  dihanyutkan  ( drifting  buoy )  dan dilengkapi  GPS  serta  instrumen  pengukur parameter oseanografi lainnya. Namun keberadaan buoy ini untuk perairan antar pulau di  Indonesia  tidak  tersedia.  Oleh  karena  itu, pola  dinamika  arus  permukaan  laut  dapat dipelajari  dengan  menggunakan  pemodelan numerik  hidrodinamika  (Hapsari et  al., 2022; Hidayah et  al., 2021;  Milasari et  al., 2021; Pawitra et al., 2022). Pemodelan hidrodinamika selain  digunakan  untuk  mempelajari  arus  laut juga  banyak  diaplikasikan  untuk  studi  tentang pasang surut, banjir rob, pencemaran, distribusi
tumpahan minyak dan perubahan garis pantai (Efendi et  al., 2021;  Firmansyah et  al., 2021; Sagala et al., 2021; Suciaty et al., 2020). Model numerik merupakan metode paling cepat untuk memodelkan dan mengetahui kondisi hidrodinamika  laut  (Nirwana et  al., 2021). Metode  ini  dapat  dilakukan  sebagai  alternatif yang  lebih  cepat  namun  representatif  untuk mempelajari pola pergerakan arus  permukaan laut,  meskipun  tetap  harus  memeperhatikan validasi  dan  error  pada  model.  Melalui pemodelan dan simulasi hidrodinamika menggunakan  aplikasi  yang  tepat,  dinamika perubahan arah dan kecepatan arus permukaan laut dapat dianalisis secara spasial dan temporal (Ma’arif & Hidayah, 2020).
Alur  Pelayaran  Barat  Surabaya  (APBS) merupakan perairan sempit yang menghubungkan  Laut  Jawa  di  sebelah  utara dan Selat Madura di sebelah selatan. Perairan ini  terkenal  sebagai  pintu  masuk  kapal-kapal yang akan berlabuh di beberapa pelabuhan di Surabaya  atau  Gresik,  sehingga  termasuk salah  satu  perairan  paling  padat  di  Indonesia dengan kapasitas maksimum 27.000 pergerakan  kapal  setiap  tahun.  Panjang  alur APBS mencapai sekitar 43,6 km dengan sistem rute  yang  ditetapkan  adalah  dua  arah  ( two ways  route )  dan  lebar  alur  150  meter. Kedalaman  APBS  sekitar  -9  meter  terhadap Low  Water  Spring (LWS).  Setiap  tahun, perairan ini memerlukan perawatan pengerukan  ( maintenance  dredging )  akibat sedimentasi  yang  terbawa  oleh  aliran  sungai yang bermuara di APBS (Khomsin et al., 2019; Dewi et al., 2022).
Perencanaan  perawatan  APBS  yang  rutin dilaksanakan setiap tahun memerlukan tinjauan  dari  berbagai  faktor,  terutama  kondisi parameter  oseanografi  khususnya  pasang surut  dan  arus  permukaan  laut.  Selain  itu, akibat  padatnya  lalu  lintas  kapal,  kawasan  ini juga rawan terjadi kecelakaan laut yang dapat menimbulkan  tumpahan  minyak  atau  bahan pencemar  lainnya.  Penelitian  ini  bertujuan untuk  memberikan  deskripsi  dinamika  arus permukaan  laut  melalui  simulasi  pemodelan hidrodinamika dan perbandingan karakteristiknya  pada  musim  dan  lokasi  yang berbeda.  Hasil  analisis  penelitian  ini  dapat digunakan  sebagai  dasar  simulasi  pemodelan lainnya  seperti  tumpahan  minyak,  bahan pencemar atau sedimentasi.

## MATERI DAN METODE Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober – Desember 2021. Lokasi studi meliputi
perairan  sekitar  APBS  dengan  tiga  titik pengamatan  yaitu  stasiun  1  (-6 o .906  LS  dan 112 o .719  BT),  stasiun  2  (-7.111 o LS  dan 112 o .661  BT)  dan  stasiun  3  (-7 o .240    LS  dan 112 o .888 BT). Waktu simulasi yang digunakan untuk pemodelan arus yaitu pada bulan Maret 2020 – Februari 2021. Periode waktu simulasi
dipilih untuk mewakili tiap musim di Indonesia, yaitu  musim  peralihan  1  (Maret-Mei),  musim timur  (Juni-Agustus),  musim  peralihan  2 (September-November)  dan  musim  barat (Desember-Februari). Lokasi penelitian
terdapat pada Gambar 1 berikut ini :
Gambar 1 . Lokasi Pemodelan dan Titik Pengamatan Data Hasil Simulasi (Sumber Peta : Google Earth & RBI)

## Data Pemodelan
Data  dasar  yang  digunakan  dalam  membuat pemodelan  arus  terdiri  dari  data  batimetri  dan pasang surut. Data batimetri kawasan perairan APBS  diperoleh  dengan  melakukan  digitasi pada  peta  batimetri  yang  berasal  dari  Pusat Hidro Oseanografi (PUSHIDROS) TNI Angkatan  Laut.  Sementara  itu  untuk  data pasang  surut  per  jam  diperoleh  dari  Badan Meterologi  Klimatologi  dan  Geofisika  (BMKG) Maritim Tanjung  Perak  Surabaya.  Selanjutnya digunakan  pula  data  hasil  pengukuran  ADCP yang dilakukan pada tanggal 6-9 Agustus 2021 sebagai validasi dari hasil pemodelan.

## Tahapan Pemodelan dan Simulasi
Alur pemodelan hidrodinamika arus permukaan laut di wilayah APBS terdiri dari pre-processing yang  meliputi  pembuatan  domain  dari  peta batimetri, processing yang meliputi pengaturan parameter  ( set-up  model )  dan running  model
yang meliputi visualisasi model simulasi hingga analisis hasil model. Perangkat lunak pemodelan yang digunakan pada penelitian ini adalah  DHI  Mike  21  HD  Module.    Alur pemodelan hidrodinamika terdapat pada Gambar 2 dibawah ini .
Peta  batimetri    digunakan  sebagai  bahan pembuatan  domain  model  ( mesh ).  Data tersebut dilakukan proses penyesuaian koordinat  ( rectifying )  menggunakan software Global  Mapper.  Proses  selanjutnya  yaitu digitasi peta untuk mengambil data kedalaman perairan menggunakan software Surfer. Format data  yang  digunakan  harus  dalam  bentuk (.text). Pembuatan domain model juga memerlukan data garis pantai untuk membatasi area  pemodelan  pada  sisi  daratan  ( land boundary ).  Data  batimetri  dan  data boundary diolah dengan menggunakan meshing triangulate pada Modul  Mesh  Generator Mike 21  untuk  membuat  domain  model  dengan format (.mesh).
Waktu simulasi dan time step yang digunakan dalam  simulasi  sesuai  dengan  inputan  model yaitu data pasang surut yang diatur pada setiap musim sehingga terdapat empat kali pemodelan arus dengan jumlah time step yang berbeda-beda. Penelitian ini menggunakan tiga boundary  condition yaitu land  zero atau  garis pantai  yang  berarti  batas  antara  daratan  dan lautan. Boundary kedua  dan  ketiga  berupa
batas  yang  terhubung  dengan  laut  yang digunakan  untuk  memasukkan  data  pasang surut. Hasil dari simulasi berupa kecepatan dan arah  arus  permukaan  secara  2  dimensi. Pengaturan waktu simulasi model berdasarkan musim  dapat  dilihat  pada Tabel  1 sedangkan parameter Set-Up model  dapat  dilihat  pada Tabel 2 .
Gambar 2 . Diagram Alir Proses Pemodelan Arus Permukaan Laut APBS
Tabel 1 . Pengaturan Waktu Simulasi Musim Waktu Interval Peralihan I 1 Maret - 31 Mei 2020 3600 detik Muson Timur 1 Juni – 31 Agustus 2020 3600 detik Peralihan II 1 September – 30 November 2020 3600 detik Muson Barat 1 Desember 2020 - 29 Februari 2021 3600 detik
Tabel 2 . Parameter Set Up Model pada DHI Mike 21 HD Module
No Parameter Pengaturan 1 Solution Technique Time  integration  :  Low  order,fast  algorithm  Space discretization : Low order,fast algorithm 2 Depth No depth correction 3
Flood and Dry
Standard
4 Density Barotropic

## Saputro et al., Pemodelan Dinamika Arus Permukaan Laut
No Parameter Pengaturan 5 Eddy Viscosity Type: Smagorinsky formulation Format : Constant 6 Bed Resistance Type : Manning number Format : Constant 7 Coriolis Forcing Varying in domain 8 Wind Forcing No wind forcing 9 Ice Coverage No ice coverage 10 Tidal Potential No tidal potential 11 Precipitation- Evaporation No precipitation No evaporation 12 Wave Radiation No wave radiation 13 Source No source 14 Structures No structures 15 Initial Condition Constant 16 Boundary Conditions Type : Specifed level Format : varying in time, constant along boundary Data file and item : pasang surut (.dfs0) 17 Decoupling No decoupling 18 Outputs Output Specification a) Field type : 2D b) Output format : Area Series Outputs Item a)  Basic variabel : surface elevation, U velocity, V velocity b)  Additional variabel : Current speed, Current direction
Persamaan matematika yang digunakan untuk simulasi pemodelan arus  mengikuti formula 1- 3.
Momentum  pada  sumbu  X  dan  Y  dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
Keterangan= ℎ (𝑥, 𝑦, 𝑡) :  kedalaman  air  (m); V, V x , V y (x,y,t) : komponen angin (m/s); 𝑑 (𝑥, 𝑦, 𝑡) : variasi  kedalaman  perairan  per  waktu  (m); Ω (x,y) :  parameter  coriolis  (s -1 ); 𝜁 (𝑥, 𝑦, 𝑡) : ketinggian  muka  air  (m); p a (x,y,t) :  tekanan atmosfer  (kg/m/s 2 ); 𝑝, 𝑞 :  XY  densitas  flux (m 3 /s/m); ρ w :  densitas  air    (kg/m 3 ); 𝐶 (𝑥, 𝑦) : chezy  barrier  (m 1/2 .  s); x,y :  koordinat; g :  gaya gravitasi  (m/s 2 ); t :  waktu  (s); f  (V) :  faktor gesekan  angin; τ xx ,  τ xy ,  τ yy ,:  komponen tegangan geser

## Validasi Model
Validasi atau keakuratan model arus permukaan  laut  yang  dibuat  diukur  dengan
melakukan  perbandingan  arah  dan  kecepatan arus  antara  hasil  simulasi  dengan  hasil pengukuran arus secara langsung menggunakan  alat  ADCP.  Akurasi  model ditentukan  dengan  menghitung  nilai  RMSE (Root Mean  Square  Error )  dan  MAPE  ( Mean Absolute Percentage Error ) dengan persamaan dibawah ini.
𝑅𝑀𝑆𝐸 = √ ∑(𝐴𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙−𝑀𝑜𝑑𝑒𝑙)2
𝑛 …………………... (4)
𝑀𝐴𝑃𝐸 = ∑ (𝑀𝑜𝑑𝑒𝑙−𝐴𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙) 𝐴𝑘𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑛 × 100% .................... (5)

## HASIL DAN PEMBAHASAN Batimetri
Berdasarkan  hasil  interpolasi  data  batimetri, dapat  dilihat  bahwa  lokasi  penelitian  yang berada  di  Alur  Pelayaran  Barat  Surabaya merupakan perairan  yang  memiliki kedalaman berkisar 5-30 meter. Bagian utara APBS  yang berbatasan  dengan  perairan  Laut  Jawa memiliki  kedalaman  sekitar  7-10  meter, sedangkan  di  posisi  tengah  APBS  memiliki kedalaman  sekitar  10-15  meter.  Selanjutnya bagian APBS yang terhubung dengan perairan Selat  Madura  tercatat  memiliki  kedalaman sekitar  6-30  meter.  Profil  kedalaman  APBS disajikan pada Gambar 3 .
………………………………. (1) ……………………….……. (2)
…………………………..…. (3)

## Gambar 3 . Profil 3D Batimetri Perairan APBS

## Pasang Surut
Analisis  pasang  surut  pada  penelitian  ini menggunakan data ketinggian muka air laut per jam  dari  bulan  Maret  2020  hingga  Februari 2021.  Data  tersebut  kemudian  dikelompokkan
berdasarkan  musim  yang  kemudian  diolah dengan  menggunakan  metode Least  Square untuk  menentukan  tipe  pasut  dan  beberapa parameter  ketinggian  muka  air  laut  lainnya. Grafik  pasut  yang  diwakili  oleh  hasil  analisis pada musim timur disajikan pada Gambar 4 .
Gambar 4 . Pola Pasang Surut Perairan APBS
Tabel 3 . Parameter Pasang Surut Perairan APBS (meter)
Parameter Peralihan 1 Muson Timur Peralihan 2 Muson Barat Higher High Water Level (HHWL) 3,10 3,06 3,06 3,07 Mean High Water Level (MHWL) 2,65 2,60 2,65 2,64 Mean Sea Level (MSL) 1,50 1,50 1,50 1,50 Mean Low Water Level (MLWL) 0,47 0,45 0,45 0,46 Lower Low Water level (LLWL) 0,12 0,10 0,10 0,10
Tabel 3 menunjukkan nilai beberapa parameter ketinggian  muka  air  berdasarkan  data  pasang surut  di  perairan  APBS.  Nilai  tinggi  muka  air tertinggi  saat  pasang  (HHWL)  untuk  seluruh musim  berkisar  antara  3,06  -  3,10  meter, sedangkan tingga muka air terendah saat surut mencapai  0,10 –  0,12  meter.  Sementara  itu nilai  muka  air  laut  rerata  (MSL)  untuk  seluruh musim  menunjukkan  hasil  yang  sama  yaitu 1,50  meter.  Berdasarkan  hasil  analisis  dapat diketahui  bahwa  tipe  pasut  di  perairan  APBS adalah  campuran  condong  ke  harian  ganda ( Mixed  Tide  Prevailing  Semidiurnal )  dengan nilai Formzahl berkisar  antara 0,93 - 1,385
(0,25 < F < 1,5). Sebagai perairan sempit yang menghubungkan  perairan  Laut  Jawa  pesisir utara  Jawa  Timur  dan  Selat  Madura,  kondisi pasang  surut  di  APBS  dipengaruhi  oleh perairan  di  sekitarnya.  Tipe  pasang  surut perairan APBS yang diperoleh pada penelitian ini mengkonfirmasi hasil penelitian sebelumnya di  perairan  Selat  Madura  yang  menunjukkan tipe pasang surut yang sama (Fajar et al., 2014; Prayogo,  2021).  Namun,  tipe  pasang  surut  ini berbeda  dengan  perairan  Laut  Jawa  yang cenderung  termasuk  dalam  tipe  campuran condong  ke  harian  tunggal  ( Mixed  Tide Prevailing Diurnal) . Perbedaan tersebut terjadi karena  kondisi  pasang  surut  di  perairan  Laut
Jawa merupakan  hasil  interaksi  antara  massa air laut yang datang dari Samudera Pasifik dan Hindia yang kemudian masuk ke Laut Jawa dari arah  timur,  serta  massa  air  laut  yang  datang dari  Laut  Cina  Selatan  yang  masuk  ke  Laut Jawa  dari  arah  barat  melalui  Selat  Karimata (Budi & Pamungkas, 2017; Wei et al., 2016).

## Pengukuran  Arus Menggunakan  ADCP dan Uji Validasi Model
Pengukuran arus permukaan laut menggunakan  ADCP  di  perairan  APBS dilakukan selama 3 hari yang dimulai tanggal 6 Agustus  2021  pukul  22.00  WIB  hingga  9 Agustus 2021 pukul 17.00 WIB dengan interval waktu 10 menit. Alat ADCP pada penelitian ini dipasang  pada  kedalaman  7  meter  dengan pembacaan  data  setiap  1  meter.  Lokasi penempatan  ADCP  adalah  di  stasiun  2.  Pada prinsipnya, ADCP bekerja dengan mentransmisikan  gelombang  suara  ke  kolom air dengan pola tertentu dan kemudian diterima kembali  pantulannya  yang  disebabkan  karena partikel-partikel  yang  ada  di  dalam  kolom  air. Informasi  tersebut  dianalisa  berdasarkan pergeseran  frekuensi  menurut  teori  Doppler. Ilustrasi  pemasangan  dan  cara  kerja  ADCP ditampilkan pada Gambar 5 .
Gambar 5 . Pemasangan ADCP untuk Pengukuran Arus Permukaan Laut (Sumber : Armono et al., 2021)
Hasil  yang  didapatkan  pada  pengukuran  arus menggunakan  ADCP  di  perairan  APBS mendapatkan nilai kecepatan arus paling tinggi yaitu    0,181  m/s,  dan  kecepatan  paling rendahnya  sebesar  0.016.  Nilai  tersebut didapatkan dari data ADCP segmen  ke 6 dan 7  yang  merupakan  layer  yang  terletak  di dipermukaan  air.  Kecepatan  arus  yang dihasilkan  oleh  ADCP  ditampilkan  dengan keterangan  kontur  pada  masing-  masing
lapisan  ( Gambar  6a ).  Hasil  pengukuran  arus pada  lapisan  1  hingga  lapisan  4  didominasi oleh arus  yang berkecepatan 0,01 m/s hingga 0,08  m/s.  Kecepatan  arus  yang  lebih  besar berada  pada  lapisan  5  dan  6,  dengan  kisaran kecepatan  arus  0.12  m/s  hingga  0.2  m/s. Selanjutnya arah pergerakan arus dapat dilihat berdasarkan  diagram  pencar  komponen  U (arah barat-timur) dan komponen V (arah utara- selatan).  Berdasarkan  hasil  analisa  dapat
diketahui  bahwa  arus  permukaan  laut  APBS saat pengukuran menggunakan ADCP dominan bergerak dari timur menuju barat dan
terlihat  pula  pergerakan  arus  dari  arah  utara menuju selatan ( Gambar 6b ).
Gambar 6 . (a) Penampang Vertikal Hasil Pengukuran Arus Permukaan Laut Menggunakan ADCP; (b) Diagram Pencar Arah Arus Permukaan Laut
Selanjutnya hasil pengukuran ADCP digunakan untuk  melakukan  validasi  model  arus  yang dibuat menggunakan modul HD pada Mike 21. Validasi  model  digunakan  untuk  mengetahui keakuratan hasil yang diperoleh dari pemodelan  dengan  hasil  pengamatan  secara
langsung  di  lapangan.Model  disimulasikan sesuai dengan periode waktu pengukuran arus menggunakan  ADCP.  Selanjutnya  kecepatan arus hasil simulasi model dibandingkan dengan kecepatan  arus  hasil  pengukuran  ADCP ( Gambar 7 ).
Gambar 7 . Perbandingan Kecepatan Arus Hasil Simulasi Model dan Pengukuran ADCP
Perbedaan  kecepatan  arus  di  perairan  APBS antara hasil simulasi dengan data ADCP relatif konstan  dengan  kisaran  nilai  perbedaan  yang dominan sebesar 0.03 m/s. Kecepatan tertinggi dari  hasil  modeling  sebesar  0.63  m/s  dan kecepatan arus terendahnya sebesar 0.04 m/s. Hasil  kecepatan  arus  yang  dihasilkan  untuk data  ADCP  memiliki  kecepatan  tertinggi  yaitu 0.51  m/s,  sedangkan  untuk  kecepatan  arus terendah  adalah  0.01  m/s.  Hasil  uji  akurasi
menggunakan RMSE mendapatkan nilai sebesar 0,037 dan MAPE 28,7%. Perhitungan akurasi berdasarkan nilai RMSE menunjukkan perbedaan antara hasil simulasi dan pengukuran  ADCP  relatif  kecil.  Hal  ini  juga didukung  oleh  hasil  perhitungan  MAPE  yang berada  pada  kisaran  20-50%  dan  termasuk kategori  wajar  (Hidayah et  al., 2021).  Hasil  uji validasi  menggunakan  nilai  RMSE  dan  MAPE menunjukkan  bahwa  model  arus  pemukaan
Simulasi Model Pengukuran  ADCP -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Kecep ata n Aru s (m /s)
laut  yang  dibuat  cukup  representatif  untuk menggambarkan kondisi sebenarnya.

## Hasil Simulasi Berdasarkan Musim Musim Peralihan I dan Musim Timur
Musim  peralihan  1  di  perairan  Indonesia berlangsung dari bulan Maret hingga Mei yang menandakan  pergantian  dari  musim  hujan menuju musim kemarau.  Pada  bulan-bulan  ini
curah hujan mulai berkurang dan angin bertiup dari arah tenggara  dan selatan.  Hasil simulasi model  di  perairan  APBS  menunjukkan  bahwa kecepatan arus rata-rata pada stasiun 1 sampai dengan 3 berturut turut yaitu  0,218 m/s, 0,427 m/s dan 0,261 m/s. Kecepatan arus maksimum berkisar  antara  0,463  m/s  hingga  0,634  m/s. Arah arus menunjukkan pergerakan massa air dari  selatan  dan  tenggara  menuju  utara  dan barat laut ( Gambar 8a ).
Gambar 8 . Simulasi Model Arus Permukaan Laut APBS  (a) Musim Peralihan 1 dan (b) Musim Timur
Sementara  itu,  pada  saat  musim  timur  yang berlangsung  dari  bulan  Juni  sampai  dengan Agustus  bertepatan  dengan  terjadinya  musim kemarau  di  Indonesia.  Kecepatan  rata-rata arus permukaan laut di stasiun 1 adalah 0,182 m/s.  Sedangkan  di  stasiun  2  dan  3  memiliki kecepatan arus rata-rata yang lebih tinggi yaitu 0,423 m/s dan 0,286 m/s. Sementara itu untuk kecepatan  arus  maksimum  seluruh  stasiun berkisar  antara  0,489  sampai  dengan  0,624
m/s.  Arah  arus  bergerak  dari  selatan  dan tenggara dari Selat Madura menuju utara atau keluar ke laut Jawa.

## Musim Peralihan 2 dan Musim Barat
Simulasi model arus permukaan laut kemudian dilanjutkan  untuk  musim  peralihan  2  yang merupakan periode pergantian musim kemarau ke musim hujan. Musim peralihan 2 merupakan
peralihan  antara  muson  timur  menuju  muson barat  yang  terjadi  di  bulan  September  sampai dengan  November.  Kecepatan  rata-rata  arus permukaan laut di stasiun 1 adalah 0,183 m/s. Sedangkan  di  stasiun  2  dan  3  memiliki
kecepatan arus rata-rata yang lebih tinggi yaitu 0,521 m/s dan 0,261 m/s. Sementara itu untuk kecepatan  arus  maksimum  seluruh  stasiun berkisar  antara  0,458  sampai  dengan  0,641 m/s.
Gambar 9 . Simulasi Model Arus Permukaan Laut APBS  (a) Musim Peralihan 2 dan (b) Musim Barat Sedangkan  pada  simulasi  musim  barat diperoleh  hasil  kecepatan  rata-rata  arus permukaan  laut  berkisar  antara  0,182  m/s hingga 0,433 m/s. Sedangkan kecepatan arus maksimum  relatif sama dengan musim peralihan  2  yaitu  sekitar  0,492  m/s  sampai dengan 0,605 m/s. Kecepatan arus di stasiun 2
lebih tinggi dibandingkan stasiun lainnya. Arah pergerakan arus dari arah utara dan barat laut menuju  selatan  dan  tenggara.  Apabila  ditinjau dari pergerakannya maka pada musim peralihan  2  dan  musim  barat  massa  air bergerak  dari  perairan  Laut  Jawa  masuk  ke perairan Selat Madura ( Gambar 9b ).

## Saputro et al., Pemodelan Dinamika Arus Permukaan Laut

## Perbandingan  Kecepatan  Arus  Permukaan Laut
Simulasi  kecepatan  arus  permukaan  laut perairan  APBS  dengan  pengamatan  di  3  titik lokasi  menunjukkan  hasil  yang  konsisten berbeda  pada  seluruh  musim  ( Gambar  10 ). Titik  stasiun  2  yang  terletak  di  tengah  APBS memiliki  rata-rata  kecepatan  arus  tertinggi dibandingkan stasiun lainnya. Rata-rata kecepatan  arus  di  stasiun  2  sekitar  0,453  m/s
sampai dengan  0,641 m/s. Sementara stasiun 1  yang  mewakili  titik  di  perairan  Laut  Jawa memiliki kecepatan arus rata-rata 0,183 m/s – 0,218  m/s.  Sedangkan  di  stasiun  3  yang mewakili  titik  perairan  Selat  Madura  tercatat kecepatan arus rata-rata mencapai 0,260 m/s - 0,281  m/s.  Hasil  uji  statistik  menegaskan adanya  perbedaan  rata-rata  kecapatan  yang signifikan  diantara  ketiga  lokasi  ini  ( One  Way Anova , p value < 0,05, SK 95%).
Gambar 10 . Diagram Box Plot Perbandingan Hasil Simulasi Kecepatan Arus antar Stasiun
Perbedaan  kecepatan  arus  hasil  dari  simulasi ini disebabkan oleh bentuk perairan APBS yang menyempit  di  bagian  tengah.  Kondisi  ini berpengaruh terhadap massa air, dimana arus yang  melewati  lokasi  sempit  akan  mengalir lebih  cepat  dibandingkan  perairan  yang  lebih luas.  Fenomena  kecepatan  arus  yang  lebih tinggi  saat  melewati  selat  sempit  dapat  juga diamati di perairan Selat Bali dan Selat Lembeh Sulawesi  Utara  (Hiwari  &  Subiyanto,  2020; Setiawan et al., 2021).
Simulasi  yang  dilakukan  pada  penelitian  ini dapat menggambarkan pola musiman pergerakan arus yang terjadi di perairan APBS. Informasi pola arah dan kecepatan arus sangat berguna  sebagai  data  navigasi  kapal  laut  dan perencanaan  bangunan  di  pesisir  atau  lepas pantai, contohnya antara lain adalah
pembangunan darmaga/ jetty, platform pengeboran  minyak  lepas  pantai  (rig)  dan konstruksi bangunan pantai lainnya. Selain itu, hasil  yang  diperoleh  dari  simulasi  arus  laut dapat  digunakan  untuk  mendeteksi  dampak dari  terjadinya  kecelakaan  yang  menimbulkan tumpahan minyak di laut. Melalui informasi pola arah  dan  kecepatan  arus  dapat  diprediksi penyebaran  tumpahan  minyak  termasuk  luas dan  waktu  untuk  mencapai  lokasi  tertentu, sehingga dapat dilakukan upaya-upaya mitigasi yang diperlukan.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Simulasi arah  dan kecepatan arus permukaan laut  di  perairan  APBS  menjelaskan  pola  yang berbeda antara musim peralihan 1 dan musim timur  dengan  musim  peralihan  2  dan  musim
barat. Kecepatan rata-rata arus permukaan laut pada musim peralihan 1 dan musim timur 0,182 m/s  sampai  dengan  0,427  m/s  dengan  arah arus  dari  selatan  dan  tenggara  menuju  utara dan  barat  laut.  Sedangkan  pada  musim peralihan  2  dan  musim  barat  rata-rata kecepatan  arus  mencapai  0,183  m/s  hingga 0,521 m/s dengan arah dari utara dan barat laut menuju selatan dan tenggara. Kecepatan arus permukaan  laut  tertinggi  terjadi  di  stasiun  2 yang  terletak  di  bagian  sempit  APBS  dengan rata-rata  kecepatan  mencapai  0,453  m/s sampai  dengan  0,641  m/s.  Hasil  validasi pemodelan  menunjukkan  bahwa  model  yang dibangun  cukup  merepresentasikan  kondisi sebenarnya  dengan  RMSE  model  0,037  dan MAPE model 28,7%.

## DAFTAR PUSTAKA
Anisa,  M.N.,  Purwanto.,  Indra  Budi  P.  (2017).
Studi  Pola  Arus  Laut  Di  Perairan Tapaktuan, Aceh Selatan.
Jurnal Oseanografi , 6 (1), 183-192
Armono,  H.  D.,  Sujantoko,  Hidayah,  Z.,  & Nuzula, N. I. (2021). Hydro- oceanographic  mapping  to  support coastal eco-tourism activities in Bawean Island,  East  Java. IOP  Conference
Series: Earth and Environmental Science , 649 (1). https://doi.org/10.1088/1755-
1315/649/1/012036
Budi, W., & Pamungkas, A. (2017). Perbandingan  Karakteristik  Oseanografi Pesisir  Utara  Dan. Prosiding  Seminar Nasional  Kelautan  Dan  Perikanan , September , 191 –202.
Dewi,  A.  E.  P.,  Hidayah,  Z.,  Farid,  A.,  & Wiyanto, D.  B. (2022). Karakteristik dan Distribusi  Spasial  Bahan  Organik  Pada Sedimen  Dasar  Perairan  Teluk  Pacitan Jawa  Timur. Journal  of  Marine  and Aquatic Sciences , 8 (2), 267-278.
Efendi,  U.,  Kristianto,  A.,  &  Pratama,  B.  E. (2021).  Respon  Hujan  Lebat  dan Kenaikan  Tinggi  Muka  Laut  terhadap Prediksi  Luasan  Banjir  Rob  Kota Semarang. Jurnal  Kelautan  Nasional , 16 (3), 157 –167.
Fajar, Purwanto, & Indriyanti, E. (2014). Kajian Potensi  Arus  Laut  Sebagai  Energi Alternatif  Pembangkit  Listrik  di  Perairan Sekitar  Jembatan  Suramadu Selat Madura . 3 (3),  294 –303.  http://ejournal- s1.undip.ac.id/index.php/jose
Firmansyah, M. D., Ismanto, A., Wulandari, S. Y.,  Widiaratih,  R.,  Rifai,  A.,  &  Atmodjo, W. (2021). Pemodelan Sebaran
Tumpahan Minyak di Perairan Karawang, Jawa Barat. Buletin
Oseanografi  Marina , 10 (2),  200 –212. https://doi.org/10.14710/buloma.v10i2.3 1736
Hapsari, L. P., Djari, A. A., & Ghifara, A. (2022). Pemodelan  Hidrodinamika  Pola  Arus dan  Pasang  Surut  di  Perairan  Pulau Tidung. Maspari , 14 (2), 79 –89.
Hidayah,  Z.,  Wirayuhanto,  H.,  Norma  Sari,  Z. R., & Wardhani, M. K. (2021). Modelling sea surface currents in the eastern coast of  Bawean  Island,  East  Java. IOP
Conference Series: Earth and Environmental Science , 925 (1). https://doi.org/10.1088/1755-
1315/925/1/012006
Hidayah,  Z.,  Maula,  M.,  &  Wardhani,  M.  K.
(2023).  Pemodelan  Arus  dan  Muatan Padatan Tersuspensi di Perairan Estuari Muara  Bengawan  Solo  Ujung  Pangkah Gresik. Buletin  Oseanografi  Marina ,
12 (1), 87-97 .
Hiwari,  H.,  &  Subiyanto.  (2020).  Pemodelan Arus  Permukaan  Laut  Selat  lembeh Sulawesi  Utara  Menggunakan  Aplikasi Mike 21. Jurnal Akuatek , 1 (2), 84 –93. Irawan, S., Fahmi, R., & Roziqin, A. (2018). Kondisi Hidro-Oseanografi (Pasang Surut, Arus Laut, Dan Gelombang) Perairan Nongsa Batam. Jurnal Kelautan: Indonesian Journal of Marine Science and Technology, 11(1), 56. https://doi.org/10.21107/jk.v11i1.4496 Khomsin, Yusuf, I. M., & Handoko, E. Y. (2019). Analisis Volume Pengerukan Alur Pelayaran Barat Surabaya dengan Data Multibeam Ecohosounder Menggunakan Perangkat Lunak Hypack dan Auto CAD Civil 3D. Geoid , 14 (2), 111 –116.
Ma’arif, N. L., & Hidayah, Z. (2020). Kajian Pola
Arus Permukaan
Dan Sebaran Konsentrasi Total Suspended Solid (Tss) Di  Pesisir  Pantai  Kenjeran  Surabaya. Juvenil:  Jurnal  Ilmiah  Kelautan  dan Perikanan , 1 (3), 417-426.
Milasari,  A.,  Ismunarti,  D.  H.,  Indrayanti,  E.,  & Muldiyatno,  F.  (2021).  Model  Arus Permukaan Teluk Lampung pada Musim Peralihan II dengan
Pendekatan Hidrodinamika. Buletin Oseanografi Marina , 10 (3), 259 –268.
https://doi.org/10.14710/buloma.v10i3.3 8293
Nirwana,  N.,  Subiyanto,  Nurul  Ihsan,  Y.,  & Yuniarti.  (2021).  Sediment  Transport Pattern  Modelling  in  Bojong  Salawe Coast  Pangandaran  using  Mike  21. International  Journal  of  Quantitative Research  and  Modeling , 2 (2),  97 –116. https://journal.rescollacomm.com/index. php/ijqrm/index
Pawitra,  M.  D.,  Indrayanti,  E.,  Yusuf,  M.,  & Zainuri,  M.  (2022).  Sebaran  Sedimen Dasar  Perairan  dan  Pola  Arus  Laut  Di Muara Sungai Loji, Pekalongan.
Indonesian  Journal  of  Oceanography , 4 (3),
22 –32. https://doi.org/10.14710/ijoce.v4i3.1344 3 Permadi,  L.,  Indrayanti,  E.,  &  Rochaddi,  B.
(2015). Studi Arus Pada Perairan Laut Di
Sekitar  Pltu  Sumuradem  Kabupaten Indramayu,  Provinsi  Jawa  Barat.  Jurnal
Oseanografi, 4(2), 116387.
Pratomo, D. G., Rinaldi, M., & Aziz, F. (2020). Optimasi  Penggunaan  Sediment  Trap pada  Alur  Pelayaran  Barat  Surabaya Menggunakan Pemodelan Transpor Sedimen. Geoid , 15 (2), 228 –239.
Prayogo, L. M. (2021). Analisis Kenaikan Muka Air Laut Di Perairan Kalianget Kabupaten Sumenep Tahun 2000-2020. Juvenil:Jurnal  Ilmiah  Kelautan  Dan Perikanan , 2 (1), 61 –68.
https://doi.org/10.21107/juvenil.v2i1.100 35 Sagala,  H.  A.,  Pasaribu,  R.  P.,  &  Ulya,  F.  K.
(2021). Pemodelan Pasang Surut dengan  Menggunakan  Metode  Flexible Mesh untuk Mengetahui Genangan Rob di  Pesisir  Karawang. Pelagicus , 2 (3), 141. https://doi.org/10.15578/plgc.v2i3.10341 Saputra,  V.  H.,  Rifai,  A.,  &  Kunarso.  (2017). Variabilitas  Musiman  Pola  Arus  di Perairan  Surabaya Jawa Timur. Journal of Oceanography , 6 (1), 439 –448.
https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/jo ce/article/view/20203
Setiawan,  F.,  Prasita,  V.  D.,  &  Widagdo,  S.
(2021).  Pergerakan  Arus  Permukaan
Laut  Selat  Bali  Berdasarkan  Parameter Angin Dan Cuaca. Jurnal Riset Kelautan
Tropis ,
1 (2), 25.
https://doi.org/10.30649/jrkt.v1i2.25 Suciaty,  F.,  Kemili,  P.,  &  Harkey,  T.  (2020).
Studi Distribusi Partikel Sedimen
Tersuspensi Di Teluk Balikpapan Dengan Menggunakan Pemodelan Dispersal. Jurnal  Rekayasa  Hijau , 3 (3), 193 –204. https://doi.org/10.26760/jrh.v3i3.3430. Tanto, T. Al, Wisha, U. J., Kusumah, G., Pranowo, W. S., & Husrin, S. (2017). Karakteristik Arus Laut Perairan Teluk Benoa-Bali. Jurnal Ilmiah Geomatika, 23 (1), 37 –48.
Wei,  Z.,  Fang,  G.,  Susanto,  R.D.,  Adi,  T.R., Fan, B., Setiawan, A., Li, S., Wang, Y. & Gao,
X.
(2016).  Tidal  elevation,  current,  and
energy  flux  in  the  area  between  the South China
Sea  and Java Sea. Ocean Science, 12 ,
517-531. DOI: 10.5194/os-12-517-2016