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

## STUDI TRANSPOR SEDIMEN DI TELUK BENOA MENGGUNAKAN PEMODELAN NUMERIK

## STUDY OF SEDIMENT TRANSPORT AT BENOA BAY USING NUMERICAL MODELLING
Herlambang Aulia Rachman * , I Gede Hendrawan, I Dewa Nyoman Nurweda Putra
Program Studi Ilmu Kelautan, Fakultas Kelautan dan Perikanan, Universitas Udayana Jalan Raya Kampus Unud, Bukit Jimbaran, Badung *Corresponding author e-mail: herlambangauliarachman@gmail.com
Submitted: 26 Agustus 2016 / Revised: 5 Oktober 2016 / Accepted: 29 Oktober 2016
DOI: http://dx.doi.org/10.21107/jk.v9i2.1617

## ABSTRACT
Benoa Bay is a semi-enclosed estuary located in the south of Bali. This area is became estuary for several rivers in Bali. The river is a source of material such as sediment transport stream that flowed into  the  sea.  Sediment  transport  processes  in  Benoa  Bay  can  be  approximated  by  numerical modeling FVCOM (Finite Volume Coastal Ocean Model) to determine the distribution of sediments found  in  the  bay  area.  Research  carried  out  at  Benoa  Bay  area  in  January  2016.  The  results  of numerical  models  show  that  the  process  of  sediment  movement  will  follow  the  current  pattern shape.  The  pattern  of the  movement  of  currents  in  the  Benoa  Bay  will  follow  the  pattern  of  tide where the current will flow lead into the bay at high tide and vice versa. Average flow velocity at the mouth reaches 0.8 m/s at the time to the tide and 0.9 m / s at the time towards low tide. Current speed  will  slow  down  when  the  condition  of  the  highest  and  lowest  tide  that  is  only  reached  an average of about 0.3 m/s. The highest sediment concentrations occur in the section near the mouth of the river that reached 100 mg/L and the mouth of the bay, which reached 150 mg/L. The high concentration of sediment at the mouth of the bay due to the erosion of the bottom waters due to the flow velocity is high. The results of the validation by tidal elevation models obtained root mean square  error  (RMSE)  of  9:18  cm  with  a  coefficient  of  determination  (R 2 )  reached  0.97.  For  the comparison of model results with observational data in the form of sediment Total Suspended Solid has a level of correlation of 0.77.
Keywords : Benoa Bay, Sediment, Numerical modelling

## ABSTRAK
Teluk Benoa merupakan estuari semi tertutup yang terdapat di wilayah selatan Bali. Kawasan ini merupakan daerah yang  menjadi muara bagi beberapa sungai besar yang terdapat di Bali. Sungai merupakan salah satu sumber aliran material seperti angkutan sedimen yang dialirkan menuju ke laut. Proses transpor sedimen di Teluk Benoa dapat didekati dengan pemodelan numerik FVCOM ( Finite Volume Coastal Ocean Model ) untuk mengetahui distribusi sedimen yang terdapat di daerah teluk. Penelitian dilakukan di seluruh area Teluk Benoa pada Januari 2016. Hasil model numerik menunjukkan  bahwa  proses  pergerakan  sedimen  akan  mengikuti  bentuk  pola  arusnya.  Pola pergerakan arus di Teluk Benoa akan mengikuti pola pasang surutnya dimana saat akan pasang pola arus akan mengarah ke dalam teluk dan sebaliknya. Kecepatan arus rata-rata pada bagian mulut mencapai  0.8 m/s  pada  saat  menuju  pasang  dan  0.9  m/s  pada  saat  menuju  surut. Besar kecepatan  arus  akan  mengalami  perlambatan  pada  saat  kondisi  pasang  tertinggi  dan  surut terendah  yakni  hanya  mencapai  rata-rata  sekitar  0.3  m/s.  Konsentrasi  sedimen  tertinggi  terjadi pada  bagian  dekat muara  sungai  yang mencapai  100 mg/L  dan mulut  teluk yang mencapai  150 mg/L. Tingginya konsentrasi sedimen di mulut teluk diakibatkan adanya erosi pada bagian dasar perairan akibat kecepatan arus yang cukup tinggi. Hasil validasi elevasi pasang surut pada model didapatkan root mean  square  error (RMSE)  sebesar  9.18  cm  dengan  koefisien  determinasi  (R 2 ) mencapai  0.97.  Untuk  perbandingan  hasil  model  sedimen  dengan  data  observasi  berupa  Total Suspended Solid memiliki tingkat korelasi sebesar 0.77
Kata Kunci : Teluk Benoa; Sedimen, Pemodelan numerik

## PENDAHULUAN
Sedimen adalah jenis polutan yang memiliki berat  dan  kemampuan  tersuspensi  paling tinggi  diantara  polutan  lainnya.  Sedimen yang  berada  di  kawasan  teluk  atau  daerah muara  sungai  pada  umumnya  berasal  dari aktivitas  pertanian  yang  berada  di  Daerah Aliran  Sungai  (DAS)  yang  digerakkan  oleh proses  hidrodinamika  menuju  muara  sungai atau  teluk  (Sinha  et  al.,  2007).  Konsentrasi sedimen yang berada teluk akan mempengaruhi  kondisi  perairan  terutama tingkat kekeruhan yang dapat mempengaruhi intensitas  cahaya  yang  masuk  ke  kolom perairan.  Proses  transpor  sedimen  ke seluruh  area  teluk  akan  mempengaruhi tingkat  konsentrasi  sedimen  yang  berada masing-masing  bagian  dari  teluk.  Tingkat konsentrasi  sedimen  yang  tinggi  juga  akan berpengaruh terhadap tingkat kadar oksigen terlarut yang terdapat di perairan (Talke et al., 2009).  Proses  penyebarannya  ini  akan dipengaruhi  oleh  kondisi  arus  yang terdapat di wilayah perairan tersebut.
Sedimentasi  adalah  masuknya  muatan sedimen ke dalam suatu lingkungan perairan tertentu melalui media air dan diendapkan di dalam  lingkungan  tersebut  (Rijn,  1993). Proses  sedimentasi  yang  terjadi  di  suatu lokasi sangat dipengaruhi dinamika perairan pesisir.  Kondisi  hidrodinamika  di  wilayah pesisir akan menjadi penggerak utama dalam proses tansportasi sedimen yang berasal dari aliran  sungai  atau  aktivitas  yang  terjadi  di sekitar teluk. Pengamatan proses sedimentasi  di  Teluk  secara in  situ membutuhkan  banyak  waktu  serta  biaya yang tinggi. Beberapa metode telah diterapkan  dalam  upaya  menekan  waktu serta  biaya  dalam  pengamatan  distribusi sedimen diantaranya menggunakan teknologi remote  sensing dan  pemodelan numerik (Hendrawan dan Asai, 2008).
Teluk  Benoa  adalah  kawasan  pesisir  yang terletak  di  wilayah  selatan  Pulau  Bali. Lokasinya  yang  strategis  membuat  Teluk Benoa  menjadi  sangat  potensial  dalam mengembangkan  pembangunan  di  Provinsi Bali. Wilayah Teluk Benoa merupakan pusat dari  pengembangan  pembangunan,  zona pariwisata,  dan  terdapat  pusat  pelayanan Transporasi baik regional maupun internasional.  Di  sisi  lain  kawasan  Teluk Benoa  juga  memiliki  peranan  penting terhadap  lingkungan  karena  selain  tempat
bermuara  beberapa  sungai  di  Bali  Selatan dan  juga  terdapat  Taman  Hutan  Raya (TAHURA)  Ngurah  Rai.  Beberapa  sungai besar yang bermuara di Teluk Benoa antara lain  Tukad  Badung,  Tukad  Mati,  dan  Tukad Sama. Aliran ketiga sungai tersebut melewati daerah  dengan  aktivitas  pertanian  dan perkotaan  yang  tinggi  seperti  Badung  dan Kota Denpasar.
Kondisi hidrodinamika di suatu kawasan teluk akan  mempengaruhi  kualitas  perairan  dan penyebaran  polutan  di  dalamnya  (Cunha  et al., 2006). Secara umum proses hidrodinamika  di  Teluk  Benoa  dipengaruhi oleh  arus  pasang  surut  (Hendrawan  et  al. 2005).  Arus  pasang  surut  yang  terdapat  di Teluk  Benoa  masuk  melalu  bagian  mulut teluk  yang  berada  di  antara  Tanjung  Benoa dan  Pulau  Serangan.  Komponen  arus pasang  surut  yang  paling  berpengaruh  di Teluk  Benoa  adalah  M2  (Hendrawan  et  al., 2005; Ardana dan Mahendra, 2008).
Pemodelan  numerik  adalah  salah  satu metode  yang  banyak  digunakan  dalam menentukan pola arus yang terdapat di laut. Telah  banyak  model  hidrodinamika  yang telah dikembangkan dalam menentukan pola arus laut diantaranya POM ( Princeton Ocean Model )  yang  dikembangkan  oleh  Blumberg (1987)  dan  FVCOM  ( Finite  Volume  Coastal Ocean  Model )  yang  dikembangkan  oleh Chen et al (2006).
Proses hidrodinamika merupakan penggerak secara  umum  segala  proses  penyebaran polutan yang terdapat di laut baik itu limbah, sedimen, atau yang lainnya. Model Transpor sedimen  telah  sukses  dilakukan  secara  2 Dimensi dan menunjukkan mampu mensimulasikan  proses  trannsport  sedimen yang  terjadi  di  kawasan  muara  sungai  atau teluk  (Sinha  et  al.,  2007;  Hendrawan  dan Asai,  2008).  Keuntungan  menggunakan pemodelan  numerik  dalam  mensimulasikan proses  transpor  sedimen  antara  lain  dapat menekan  waktu  dan  biaya  penelitian,  serta dapat  melakukan  simulasi  secara  harian, bulanan, atau musiman. Simulasi menggunakan  pemodelan  numerik  juga dapat diterapkan untuk melakukan forecasting,  nowcasting ,  dan hindacasting (Kampf, 2009).
Studi  tentang  transpor  sedimen  dengan pemodelan  numerik  di  Teluk  Benoa  sudah pernah  dilakukan  oleh  Hendrawan  dan  Asai (2008) menggunakan metode Princeton
Ocean  Model (POM).  Metode  POM  yang dikembangkan  oleh  Mellor  dan  Blumberg (1998) tersebut dalam pemecahan persamaan  menggunakan  metode finite difference dan horizontal  grid .  Metode  ini memiliki kelemahan yakni kurangnya fleksibilitas  secara  geometri  jika  diterapkan pada  garis  pantai  yang  cukup  kompleks seperti  perairan  Teluk  Benoa.  Salah  satu metode  pemodelan  numerik  yang  memiliki fleksibilitas  secara  geometri  adalah  metode Finite Volume Coastal Ocean Model (FVCOM).  Studi  transpor  sedimen  dengan menggunakan  metode  FVCOM  sebelumnya pernah dilakukan di Teluk Deep, Hongkong. Metode  ini  dalam  proses  diskritisasinya menggunakan  kombinasi  antara  metode pendekatan finite  difference dan finite element yang memakai unstructured triangular grid untuk memberikan fleksibilitas secara  geometri  terutama  pada  daerah dengan  garis  pantai  yang  kompleks  (Chen. et al., 2006). Dengan menggunakan metode tersebut  diharapkan  akan  memberikan  hasil yang  lebih  akurat  dalam  aplikasi  model numerik  untuk  perairan  Teluk  Benoa  yang memiliki  pola  garis  pantai  yang  kompleks. Oleh  karena  itu  perlu  dilakukan  penelitian tentang
pola transpor
sedimen menggunakan  metode Finite-volume yang dapat mencakup kompleksitas geometri garis pesisir yang terdapat di Teluk Benoa.
Dalam perkembangan ilmu teknologi rekayasa untuk menganalisa struktur banyak yang menggunakan  Metode  Elemen  Hingga diantaranya  dengan  melakukan  simulasi struktur  dudukan  mesin  M/E  kemudian didiskritisi  kedalam  bentuk-bentuk  elemen yang  terhubung  dalam  beberapa  nodal. Metode  Elemen  Hingga  digunakan  untuk mengetahui  berapa  tegangan  maksimum yang  terjadi,  baik  tegangan  geser  maupun tegangan  lentur  struktur  kapal  dengan memperhatikan batas tegangan pada struktur  dengan  memasukan  nilai  faktor keamanan,  dengan  hasil  tegangan  yang terjadi  tidak  boleh  melebihi  batas  yang diijinkan.  Sebagai  upaya  teknis  untuk memastikan analisa kekuatan dalam perancangan, bahwa kondisi-kondisi struktur kapal  penangkap  ikan  30  GT  berbahan fiberglass  dalam  tahap  ship  design  cukup aman  dari  adanya  resiko  yang  ditimbulkan oleh  beban  statis  maupun  dinamis  yang menimbulkan  bending  moment  pada  kapal. Dimana dapat dilakukan dengan memberikan
perhitungan di berbagai kondisi pembebanan, diantaranya pembebanan dasar, pembebanan sisi, pembebanan geladak, pembebanan akibat adanya muatan dan lain-lain.

## MATERI DAN METODE
Penelitian  dilakukan  di  kawasan  Teluk Benoa,  Bali  pada  periode  Januari  2016. Pengambilan  data Total  Suspended  Solids (TSS) dan debit sungai dilakukan pada setiap muara  sungai  yang  kemudian  dijadikan sebagai  input  model.  Data  sebagai  input dilakukan  setiap  minggu  selama  waktu penelitian.  Metode  yang  digunakan  dalam pengujian sampel air dilakukan berdasarkan prosedur  Standar  Nasional  Indonesia  (SNI) No 06-6989.3-2004 tentang cara uji padatan tersuspensi  secara  gravimetri.  Untuk  lokasi pengambilan  data  input  dan  validasi  data ditunjukkan pada gambar 1. Sungai merupakan point  source yang menyumbang sedimen paling banyak di perairan, terutama perairan Teluk yang merupakan daerah yang menjadi muara sungai (Sinha et al., 2010).
Model  yang  digunakan  dalam  membuat simulasi transport sedimen ini adalah model 3-D  dengan unstructured  grid , free-surface , primitve  equation yang  biasa  disebut  Finite Volume  Coastal  Ocean  Model  (FVCOM) (Chen et al, 2006).  Berbeda dengan bentuk diferensial  yang  digunakan  dalam finite- difference dan finite-element ,  diskritisasi yang  dilakukan  FVCOM  dilakukan  secara berbeda  dengan  menggabungkan  kedua metode  tersebut.  Dalam  persamaan  ini persamaan  integral  dapat  diselesiakan secara  numerik  dengan  perhitungan fluks (metode finite-difference ) dan terdapat triangular  grid  dengan  ukuran  yang  dapat disesuaikan  sehingga  memberikan  geometri garis  pantai  yang  lebih  fleksibel  (metode finite-element ).  Untuk  koordinat  secara vertical  dilakukan  transformasi  ke  dalam bentuk  sigma  koordinat  (σ)  sehingga memberikan  bentuk  vertical  layer  akan mengikuti  bentuk  dari  topografi  dasar perairan.  Bentuk  transformasi    persamaan pembangun dalam model σ koordinat adalah sebagai persamaan 1-6.
: 𝜕𝜁 𝜕𝑡 + 𝜕𝐷𝑢 𝜕𝑥 + 𝜕𝐷𝑉 𝜕𝑦 + 𝜕𝜔 𝜕𝜎 = 0 (1)
𝜕𝑢𝐷 𝜕𝑡 + 𝜕𝑢2𝐷 𝜕𝑥 + 𝜕𝑢𝑣𝐷 𝜕𝑦 + 𝜕𝑢𝜔 𝜕𝜎 − 𝑓𝑣𝐷 =   −𝑔𝐷 𝜕𝜁 𝜕𝑥 − 𝑔𝐷 𝜌0 [ 𝜕 𝜕𝑥 (𝐷 ∫ 𝜌𝑑𝜎) + 𝜎𝜌 𝜕𝐷 𝜕𝑥 ] + 1 𝐷 0 𝜎 𝜕 𝜕𝜎 (𝐾 𝑚 𝜕𝑢 𝜕𝜎 ) + 𝐷𝐹 𝑥 (2) 𝜕𝑣𝐷 𝜕𝑡 + 𝜕𝑣2𝐷 𝜕𝑥 + 𝜕𝑢𝑣𝐷 𝜕𝑦 + 𝜕𝑣𝜔 𝜕𝜎 − 𝑓𝑢𝐷 =   −𝑔𝐷 𝜕𝜁 𝜕𝑦 − 𝑔𝐷 𝜌0 [ 𝜕 𝜕𝑦 (𝐷 ∫ 𝜌𝑑𝜎) + 𝜎𝜌 𝜕𝐷 𝜕𝑦 ] + 1 𝐷 0 𝜎 𝜕 𝜕𝜎 (𝐾 𝑚 𝜕𝑣 𝜕𝜎 ) + 𝐷𝐹 𝑦 (3) 𝜕𝑇𝐷 𝜕𝑡 + 𝜕𝑇𝑢𝐷 𝜕𝑥 + 𝜕𝑇𝑣𝐷 𝜕𝑦 + 𝜕𝑇𝜔 𝜕𝜎 = 1 𝐷 𝜕 𝜕𝜎 (𝐾 ℎ 𝜕𝑇 𝜕𝜎 ) + 𝐷𝐻 + 𝐷𝐹 𝑇 (4)
𝜕𝑆𝐷 𝜕𝑡 + 𝜕𝑆𝑢𝐷 𝜕𝑥 + 𝜕𝑆𝑣𝐷 𝜕𝑦 + 𝜕𝑆𝜔 𝜕𝜎 = 1 𝐷 𝜕 𝜕𝜎 (𝐾 ℎ 𝜕𝑆 𝜕𝜎 ) + 𝐷𝐹 𝑆 (5)
𝜌 = 𝜌(𝑇, 𝑆) (6)
Gambar 1. Peta lokasi penelitian dan pengambilan sampel in-situ

## Model Transpor Sedimen
Pada model Transpor sedimen yang terdapat dalam  FVCOM  mencakup  model  untuk Transpor  bed load  dan suspended  load .
Dalam implementasi dari model tersebut load
sedimen  dihitung  secara  terpisah  dan kemudian  ditambahkan  untuk  menghasilkan total  load .  Model  untuk  menghitung  nilai suspended load adalah pendekatan berbasis konsentrasi dengan persamaan 7.
𝜕𝐶𝑖 𝜕𝑡 + 𝜕𝑢𝐶𝑖 𝜕𝑥 + 𝜕𝑣𝐶𝑖 𝜕𝑦 + 𝜕(𝑤−𝑤𝑖)𝐶𝑖 𝜕𝑧 = 𝜕 𝜕𝑥 (𝐴 𝑢 𝜕𝐶𝑖 𝜕𝑥 ) + 𝜕 𝜕𝑦 (𝐴 𝑢 𝜕𝐶𝑖 𝜕𝑦 ) + 𝜕 𝜕𝑧 (𝐾 ℎ 𝜕𝐶𝑖 𝜕𝑧 ) (7)
dimana  C i adalah  nilai  konsentrasi  dari sedimen  yang  tersuspensi,  Ah  adalah  nilai viskositas  eddy  secara  horizontal,  dan  Kh adalah  viskositas  eddy  secara  vertikal. Sedangkan untuk w i adalah nilai dari Settling Velocity (kecepatan  mengendap) yang disesuaikan dengan input jenis sedimen yang
dimasukkan  ke  dalam  model.  Pada  area permukaan,  nilai flux  boundary  condition yang  digunakan  untuk  konsentrasi  sedimen adalah sebagai berikut :
𝐾 ℎ 𝜕𝐶𝑖 𝜕𝑧 = 0, 𝑧 = 𝜁 (8)
Untuk area dasar, nilai sediment flux memiliki perbedaan  antara  deposisi  dan  erosi.  Untuk nilai deposisi sedimen digunakan persamaan sebagai berikut :
𝐾 ℎ 𝜕𝐶𝑖 𝜕𝑧 = 𝐸 𝑖 − 𝐷 𝑖 , 𝑧 = 𝜁 (9)
dan untuk erotion rate dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
𝐸 𝑖 = Δ𝑡𝑄 𝑖 (1 − 𝑃 𝑏 )𝐹 𝑏𝑖 ( 𝜏𝑏 𝜏𝑐𝑖 − 1) (10)
dimana  Q i adalah  erosion  flux,  P b adalah porosity  yang terdapat  di  dasar  perairan,  F bi adalah  fraction  dari  sedimen  di  dasar, adalah tekanan bottom shear stress, dan adalah  nilai  dari critical  shear  stress dari sediment tersebut.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Verifikasi Elevasi Permukaan Air
Verifikasi  data  lapangan  perlu  dilakukan dalam suatu pemodelaan numerik agar dapat diketahui  sejauh  mana  penyimpangan  dari hasil  simulasi  yang  telah  dilakukan.  Sebuah model  dapat  dikatakan  valid  jika  hasil simulasinya  memiliki  pola  yang  konsisten dengan data lapangan. Dalam model ini data elevasi  muka  air  akan  diverifikasi  dengan data  lapangan  milik  BMKG.  Verifikasi dilakukan  dengan  membandingkan  data elevasi  hasil  elevasi  pasang  surut  model dengan data pengamatan pada stasiun pasut milik  BMKG  yang  terdapat  di  Teluk  Benoa pada periode Januari 2016.
Gambar 1. Grafik perbandingan Elevasi Hasil Model dengan Observasi Lapangan Gambar 2. Grafik Scatter Ploy Elevasi Muka Air Hasil Model dan Observasi -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 El evas i ( cm ) Observ asi y = 0.9933x + 6.3039 R² = 0.9795 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100
Berdasarkan  Gambar  1  dan  2 menunjukkan bahwa secara umum data elevasi hasil model dan data lapangan memiliki pola yang sama. Perhitungan secara kuantitatif menggunakan rumus  Root  Mean  Square  Error  (RMSE), perbedaan anatar hasi model dan observasi memiki  error  hanya  sebesar  9.18  cm.  Dari gambar  4.1b  menunjukkan  bahwa  hasil scatter plot antara hasil model dan observasi yang  didekati  dengan  garis  linear  yang memiliki nilai koefisien R 2 sebesar 0.97 yang artinya  memiliki  pola  yang  mirip  antara keduanya.

## Validasi Model Transport Sedimen
Pola  sebaran  konsentrasi  sedimen  hasil simulasi numerik telah divalidasi dengan data
lapangan. Validasi dilakukan dengan membandingkan  data  hasil  model  dengan data  lapangan  berupa  konsentrasi  Total Suspended  Solid  (TSS).  Hasil  validasi menunjukkan pola yang hampir sama antara konsentrasi sedimen hasil validasi dan Total Suspended  Solid  dengan  korelasi  yang cukup baik yakni mencapai 0.77. Perbedaan jumlah  konsentrasi  tersebut  disebabkan karena untuk konsentrasi TSS yang dihitung merupakan total dari semua fraksi suspended  solid  yang  terdapat  di  perairan seperti  sedimen,  dissolve  organic  meter, bahan organik, plankton dan lain sebagainya. Sedangkan untuk parameter yang disimulasikan  dalam  model  hanya  meliputi sedimen  lumpur  yang  merupakan  material anorganik.
Gambar 3. Grafik Perbandingan konsentrasi TSS dan konsentrasi sedimen hasil model.

## Pola Pergerakan Arus
Simulasi hasil model ini merupakan pola arus yang  terdapat  di  Teluk  Benoa  yang dipengaruhi  oleh  adanya  perbedaan  tinggi muka  air  di open  boundary (batas  terbuka) yang terdapat di batas terbuka di bagian luar wilayah Teluk. Adanya proses naik turunnya muka air secara vertikal secara periodik akan
mengahsilkan gaya yang akan
membangkitkan  pola  arus.  Simulasi  model pola  arus  ini  dilakukan  pada  saat  kondisi pasang ( flood tide ) dan surut ( ebb tide ). Dari kedua kondisi tersebut terdapat dua tinjauan yang  dilakukan  berdasarkan  elevasi  muka air, pada saat menuju pasang atau surut dan pasang tertinggi atau surut terendah
(a)
(b)
Gambar 4. (a) Kondisi pola arus pada saat menuju pasang (b) kondisi pola arus pada saat menuju surut
Pada  saat  air  mulai  pasang  (gambar  4a) pergerakan  massa  air  masuk  ke  dalam bagian  teluk  melalui  mulut  teluk  yang terdapat  diantara  pulau  serangan  dan wilayah  tanjung  benoa.  Pada  saat  tersebut kecepatan  arus  permukaan  di  bagian  mulut teluk mencapai nilai 0.6 m/s. Kondisi tersebut dikarenakan  ukuran  lebar  mulut  teluk  yang relatif  cukup  kecil  sehingga  membuat kecepatan  arus  yang  masuk  cukup  tinggi. Pada  bagian  dalam  dan  wilayah  luar  teluk, arus yang dihasilkan cenderung lebih rendah daripada yang terdapat di bagian mulut teluk.
Hal  ini  dikarenakan  luasan  daerah  tersebut lebih  lebar  serta  untuk  bagian  dalam  teluk arah  arus  akan  di  belokkan  dengan  adanya close boundary yakni wilayah daratan. Pada saat  kondisi  pasang  tertinggi  (gambar  4b), rata-rata  nilai  besaran  kecepatan  arus semakin  menurun  dibandingkan  dengan kondisi menuju  pasang.  Pada  bagian  dalam Teluk,  pergerakan  air  cenderung  memutar dan membentuk eddy akibat adanya boundary yang membatasi area teluk. Besar kecepatan arus di area dalam teluk berkisar antara 0 - 0.1 m/s. Sedangkan untuk bagian
mulut  teluk,  pergerakan  air  cenderung bergerak semakin melemah dengan kecepatan maksimal mencapai 0.3 m/s.
(a)
(b)
Gambar 5. (a) Kondisi pola arus pada saat  menuju surut (b) kondisi pola arus pada saat surut terendah
Pada saat kondisi menuju surut (gambar 5a), pola  pergerakan  arus  mengarah  keluar melalui  area  mulut  teluk.  Kecepatan  arus yang mengarah keluar pada bagian permukaan mencapai 0.7 m/s. Kondisi mulut
teluk  yang  relatif  lebih  sempit  serta  besar volume air yang bergerak menuju keluar teluk pada saat surut membuat kecepatan arus di area  ini  cukup  tinggi.  Pada  bagian  dalam teluk  pergerakan  air  cenderung  bergerak
menuju  keluar  teluk  benoa.  Kondisi  surut terendah memiliki kondisi yang hampir sama saat  pasang  tertinggi  dimana  rata-rata kecepatan  arus  cukup  rendah.  Kontur batimetri  yang  cukup  dangkal  membuat bagian  dalam teluk  pada  saat  surut  terndah tidak  terendam  air  sehingga  akan  terlihat seperti  daratan.  Dalam  simulasi  model bagian-bagian  yang  tidak  terendam  air tersebut  akan  di  hitung  sebagai  vektor  nol atau  memiliki  kecepatan  sama  dengan  nol. Pola  pergerakan  arus  hanya  berada  pada bagian  mulut  teluk  yang  merupakan  alur pelayaran  sehingga  kontur  batimetri  lebih dalam  daripada  bagian  dalam  teluk    Pola pergerakan  arus  pada  mulut  teluk  akan bergerak cenderung keluar dengan kecepatan  mencapai  0.3  m/s.  Sementara untuk bagian luar teluk, kecepatan arus akan
semakin  menurun  dibandingkan  pada  saat kondisi pasang menuju surut.

## Pola Transport Sedimen
Hasil  pemodelan  numerik  untuk  proses transpor  sedimen  merupakan  pola  sebaran konsentrasi  sedimen  pada  setiap  layer kedalaman di saat pasang, surut, dan kondisi mean  sea  level  (menuju  pasang/surut). Dalam  model  simulasi  transport  sedimen, sumber  sedimen  diasumsikan  berada  pada setiap sungai yang bermuara di Teluk Benoa antara  lain  Tukad  Loloan,  Tukad  Mati,  dan Tukad  Buji.  Dari  setiap  sungai  tersebut parameter  yang  diberikan  adalah  nilai  debit sungai dan konsentrasi nilai TSS.
(a) (b)
(c)
(d)
Gambar 6. Pola konsentrasi sedimen (a) kondisi surut menuju pasang (b) kondisi pasang tertinggi (c) kondisi pasang menuju surut (d) kondisi surut terendah
Pola  transpor  sedimen  pada  saat  kondisi menuju pasang memiliki konsentrasi cenderung  rendah.  Hal  tersebut  diakibatkan karena  pada  saat  kondisi  menuju  pasang pola pergerakan arus yang membawa massa air  akan  bergerak  masuk  menuju  ke  dalam teluk  (gambar  4a).  Kondisi  tersebut  akan membuat konsentrasi sedimen yang terdapat didalam teluk akan mengalami pengenceran sehingga  menurunkan  nilai  konsentrasi sedimen.  Pada  saat  kondisi  surut  menuju pasang  nilai  konsentrasi  sedimen  tertinggi berada  pada  daerah  dekat  muara  sungai sebesar  120  mg/L  serta  pada  bagian  mulut teluk  dengan  kosentrasi mencapai  60 mg/L. Muatan  sedimen  yang  tinggi  pada  daerah dekat mulut teluk diduga akibat adanya arus yang cukup tinggi sehingga membuat muatan sedimen  yang  berada  pada  bagian  dasar teluk akan teraduk dan menaikkan konsentrasi sedimen di perairan.
Pada  saat  kondisi  pasang  tertinggi,  pola konsentrasi sebaran sedimen akan cenderung  rendah.  Hal  tersebut  diakibatkan adanya masukan air laut yang mengakibatkan terjadinya pengenceran terhadap konsentrasi sedimen yang terdapat di dalam teluk. Konsentrasi sedimen tertinggi pada  saat  pasang  terdapat  pada  bagian muara  sungai  dan  pada  mulut  teluk.  Pada bagian  muara  sungai  nilai  konsentrasi sedimen  mencapai  120  mg/L  pada  ketiga bagian  sungai  tersebut.  Sementara  pada bagian mulut teluk nilai konsentrasi sedimen mencapai nilai 60 mg/L. Tingginya konsentrasi di bagian muara sungai dikarenakan sungai merupakan point source. Tingginya konsentrasi sedimen di mulut teluk diduga  akibat  adanya  erosi  sedimen  yang terjadi  di  dasar  perairan.  Nilai  konsentrasi tersebut  relatif  lebih  tinggi  daripada  kondisi menuju  pasang  di  kolom  perairan.  Hal tersebut  karena  kecepatan  arus  yang semakin  melemah  sehingga  sedimen  akan mulai  tenggelam  menuju  dasar  perairan karena memiliki densitas lebih tinggi daripada air laut.
Pada  saat  kondisi  menuju  surut,  pola  arus akan  cenderung  mengarah  keluar  bagian Teluk  Benoa  dengan  kecepatan  rata-rata mencapai  0.6  m/s  (Gambar  5a).  Pola pergerakan sedimen pada saat menuju surut juga  akan  mengikuti  pola  dari  arah  arus dimana  sedimen  akan  bergerak  menuju  ke mulut  teluk.  Pada  saat  pergerakan  arus menuju  keluar  teluk  membuat  pada  bagian dekat  mulut  pada  dekat  pelabuhan  dan
pesisir  barat  tanjung  benoa  mengalami penumpukan  konsentrasi  sedimen.  Hal tersebut  diduga  karena  tingginya  kecepatan arus  yang  bergerak  keluar  teluk  yang bergesekan  dengan  dasar  perairan  yang relatif dangkal dengan mulut teluk. Konsentrasi sedimen yang tinggi juga berada pada  daerah  dekat  muara  sungai  yang menjadi point  source untuk  sedimen  di perairan.  Nilai  konsentrasi  sedimen  pada bagian  mulut  teluk  relatif  cukup  tinggi  yakni mencapai 80 mg/L. Sementara untuk muara sungai  nilai  konsentrasi  sedimen  mencapai 120  mg/L  dikarenakan  sungai  merupakan point source dari model sedimen.
Pada saat kondisi surut terendah pergerakan air  akan  bergerak menuju  keluar  area  teluk. Kecepatan arus pada kondisi surut terendah akan  mengalami  penurunan  dari  kondisi menuju  surut  karena  gaya  pembangkit  arus yang  berupa  pasut  akan  semakin  menurun. Penurunan  kecepatan  arus  tersebut  akan berdampak  pada  arah  pergerakan  arus dimana  pada  saat  menuju  surut,  arus  akan bergerak  menuju  langsung  ke  mulut  teluk akan berubah menuju titik tengah dari mulut teluk.  Melemahnya  kecepatan  arus  akan membuat  sedimen  yang  cukup  tinggi  pada saat  menuju  surut  akan  tertahan  di  bagian dalam  di  dekat  mulut  teluk.  Konsentrasi sedimen pada saat surut terendah mencapai 150  mg/L  dan  terpusat  pada  bagian  dekat mulut teluk.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Pola transpor sedimen yang terdapat di teluk benoa  akan  mengikuti  bentuk  dari  pola arusnya.  Kecepatan  arus  yang  cukup  tinggi pada daerah teluk diduga membuat gesekan terhadap  lapisan  sedimen  yang  terdapat  di dasar sehingga membuat sedimen di daerah mulut teluk cukup tinggi yang mencapai 100 mg/L.  Konsentrasi  sedimen  tertinggi  berada pada  bagian  dekat  muara  sungai  dengan konsentrasi mencapai 150 mg/L. Perbandingan  konsentrasi  sedimen  hasil model  dan  observasi  memiliki  pola  yang hampir  sama  dengan  nilai  koefisien  korelasi sebesar 0.77.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Fakultas  Kelautan  dan  Perikanan  yang memberikan
fasilitas Laboratorium Komputasi sebagai tempat dalam menjalankan penelitian ini. Ucapan terima
kasih  juga  disampaikan  kepada  seluruh  tim Laboratorium Komputasi yang turut membantu kelancaran dalam penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Ardana, K., & Mahendra, M. S. (2009). Study of  pollutant  distribution  in  Benoa  Bay using numerical simulation and satellite data. Ecotrophic, 3 (2), 81-86
Blumberg,  A.  F.,  &  Mellor,  G.  L.  (1987).  A Description  of  a  three-dimensional coastal  ocean  circulation  model.  In Three-dimensional Coastal  Ocean Model,  N.H.  Heaps,  ed., Coastal. Estuari. Sci., 1-6.
Chen,  C.,  Beardsley,  Cowles,  R.  C.,  & Geoffrey.  (2006). An  Unstructured Grid,  Finite  Volume  Coastal  Ocean Model (FVCOM) User Manual .
Hendrawan, I. G., & Asai, K. (2008). Study of Suspended Sediment Distribution
Using  Numerical  Model  and  Satellite
Data  in  Benoa  Bay-Bali,  Indonesia . Department of Civil and Environmental
Engineering, Yamaguchi University. Kampf,  J.  (2009). Ocean  Modelling  for Beginners . Springer Heidelberg Dordrecht London New York
Rijn, L. C. V. (1990). Principles of Sediment Transport  in  Rivers,  Estuaries  and Coastal  Seas .  Aqua  Publication. University  of  Utrecht  Department  of Physical Geography. Amsterdam
Sinha, P. C., Jena, G. K., Jain, I. R., Husain, A. D., & Lokman, M. (2010). Numerical of  Tidal  Circulation  and  Sediment Transport in the Gulf of Khambhat and Narmada Estuary, West Coast of India. Pertanika J. Sci and Technol . University Putra Malaysia Press.
Talke,  S.  A.,  &  de  Swart,  H.  E.  (2009).  An Idealized Model and Systematic Process  Study  of  Oxygend  Depletion in  Highly  Turbid  Estuaries. Estuaries and Coast 32 , 602-620.