Jurnal Geocelebes Vol. 5 No. 2, Oktober 2021, 182 – 188

## ANALISIS KARAKTERISTIK ARUS DI PERAIRAN TELUK PAREPARE, SULAWESI SELATAN
Sri Ningsih 1 * , Bergita Gela M. Saka 2
1 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Luwuk Banggai, Indonesia.
2 Jurusan Pendidikan Fisika, Universitas Kristen Indonesia Toraja, Indonesia.
*Corresponding author. Email: sriningsih.jmfaperta03@gmail.com
Manuscript received: 1 January 2020 *) ; Received in revised form: 22 September 2021; Accepted: 27 October 2021

## Abstrak
Perairan  Teluk  Parepare  merupakan  teluk  semi-tertutup,  beberapa  titik  tertentu  terdapat submarine canyon (kontur  yang  menjorok  ke  dalam)  yang  secara  viskositas  dinilai  dapat  mempengaruhi  pola sirkulasi arus laut yakni vektor dan magnitude-nya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola arus dan kecepatan arus pasang surut yang disebabkan oleh karakteristik kedalaman di perairan Parepare. Metode  penelitian  menggunakan  analisis  deskriptif  kualitatif.  Sementara  analisis  hidrodinamika menggunakan software SMS  ( Surface  Water  Modelling  System )  dengan  sub-program  RMA-2  yang diturunkan dari persamaan beda hingga 2D. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi perairan di Teluk Parepare pada waktu-waktu tertentu terjadi rotasi arus dan pertemuan arus yang disebabkan oleh variasi kedalaman dan adanya perubahan kecepatan. Perubahan dari kecepatan yang tinggi 0,068 – 0,21 m/s ke kecepatan yang cukup rendah 0,0029 – 0,0051 m/s. Pada daerah submarine canyon (kontur yang menjorok  ke  dalam),  pola  arus  membentuk  pusaran  (turbulensi)  dengan  kecepatan  rata-rata  berkisar 0,031 m/s. Sehingga dapat dikatakan bahwa tipe kontur kedalaman dapat mempengaruhi pola arus di perairan Teluk Parepare. Karakteristik kondisi arus pada saat musim barat (hujan) kecepatan arus lebih besar dan lebih fluktuatif (tidak stabil) dibandingkan dengan kecepatan arus rata- rata pada musim timur (kemarau).
Kata Kunci : kontur kedalaman; SMS; Teluk Parepare.

## Abstract
The  waters  of  the  Parepare  Bay  are  semi-closed  bays  that  at  certain  points  have  submarine  canyons (contours that protrude into the inside) viscosity which are considered to be able to affect the circulation pattern of ocean currents namely the vector and its magnitude. This study aims to determine the pattern of currents and tidal currents caused by depth characteristics in Parepare waters. The research method uses descriptive qualitative analysis. While hydrodynamic analysis uses SMS (Surface Water Modeling System) software with RMA-2 sub program derived from difference equation to 2D. The results showed that the condition of the water in Parepare Bay at certain times there was a current rotation and flow of currents caused by variations in-depth and speed changes. The change from a high speed of 0.068  – 0.21  m/s  to  a  fairly  low  speed  of  0.0029  –  0.0051  m/s.  In  the  submarine  canyon  area  (contour  that protrudes inward), the current pattern forms a vortex (turbulence) with an average speed of around 0.031 m/s. So it can be said that the type of depth contour can affect the current pattern in Parepare Bay waters. Characteristics of current conditions during the west season (rainy), the current velocity is greater and more volatile (unstable) compared to the average current velocity in the east season (dry).
Keywords : depth contour; Parepare Bay; SMS.

## Pendahuluan
Teluk Parepare merupakan salah satu teluk yang  berbatasan  secara  langsung  dengan Selat Makasar, sehingga kondisi perairan di Teluk  Parepare  sangat  berkaitan  dengan mekanisme  sirkulasi  di  Selat  Makasar. Selat  Makassar  merupakan  salah  satu wilayah  perairan  yang  sensitif  terhadap perubahan iklim dan proses dinamika laut. Perairan Selat Makasar sering terjadi proses mixing atau turbulensi yang digenerasi oleh gaya pasang surut dan pengaruh ENSO ( El Nino–Southern  Oscillaton )  (Wisha  dan Heriati, 2016).
Teluk  Parepare  memiliki  karakteristik perairan  semi-tertutup  dan  terlindung  dari pengaruh  angin  dan  gelombang.  Sehingga lingkungan perairan memiliki energi kecil. Selanjutnya Teluk Parepare di bagian timur laut mendapat suplay sedimen dari  Sungai Karaja’e. Sehingga dinilai transport
sedimen  sungai  dapat  mempengaruhi karakteristik  kontur  kedalaman  teluk.
Ditambah lagi relatif tingginya pembangunan  di  sekitar  pesisir  yang memicu endapan total sedimen tersuspensi (TSS)  di  spot  area  area  tertentu.  Hal  ini sesuai  dengan Resources  Management Associates -2 (RMA) yang mampu menghitung  perubahan  elevasi  permukaan perairan  dan  komponen  kecepatan  arus horizontal  untuk  aliran  permukaan  bebas sub-kritis dalam medan aliran dua dimensi.
Pada  dasarnya  modul  ini  menyelesaikan masalah aliran turbulen Persamaan
Reynolds yang diturunkan dari  Persamaan Navier-Stokes.
Pengaruh kekasaran diperhitungkan dengan Koefisien Manning atau Chezy, sementara karakteristik turbulensi diperhitungkan
dengan memasukkan koefisien kekentalan turbulen ( eddy viscosity ). Baik masalah steady flow maupun unsteady  flow dapat  diselesaikan dengan baik.
Karakteristik  kontur  kedalaman  Teluk Parepare yang demikian sehingga
penelitian ini dilakukan, yakni menganalisis  karakateristik  arus  perairan Teluk  Parepare  berdasarkan  kedalaman. Arus yang disebabkan oleh pasang surut.

## Metode Penelitian
Penelitian dilakukan pada Mei 2019 dengan lokasi berada di Teluk Parepare. Data yang digunakan adalah data sekunder, yaitu data pasang surut, data kedalaman (bathimetri), dan data kecepatan arus hasil pengukuran.
Metode  penelitian  yang  digunakan  adalah metode deskriptif kualitatif dan kuantitatif. Analisis data menggunakan software SMS ( Surface Water Modelling System ) dengan sub-modul RMA-2 dan GFGEN.
Perangkat  ini  diturunkan  dari  persamaan konservasi  massa  dan  momentum  yang diintegrasikan terhadap kedalaman (Wurjanto dan Ajiwibowo,  2020).
Persamaan konservasi massa:
𝜕ℎ 𝜕𝑡 + ℎ ( 𝜕𝑢 𝜕𝑥 + 𝜕𝑣 𝜕𝑦 ) + 𝑢 𝜕ℎ 𝜕𝑥 + 𝑣 𝜕ℎ 𝜕𝑦 = 0 (1)
Persamaan konservasi momentum: arah x
ℎ 𝜕𝑢 𝜕𝑡 + ℎ𝑢 𝜕𝑢 𝜕𝑥 + ℎ𝑣 𝜕𝑢 𝜕𝑦 − ℎ 𝜌 (𝐸 𝑥𝑥 𝜕 2 𝑢 𝜕𝑥 2 + 𝐸 𝑥𝑦 𝜕 2 𝑢 𝜕𝑦 2 ) + 𝑔ℎ ( 𝜕𝑎 𝜕𝑦 + 𝜕ℎ 𝜕𝑦 ) + 𝑔𝑢𝑛 2 (1,486ℎ 1 6 ⁄ ) 2 + (𝑢 2 + 𝑣 2 ) 1 2 ⁄ − 𝜁𝑉 𝑎 2 sin 𝜓 + 2ℎ𝜔𝑣 sin 𝜙 = 0 (2)
arah y
ℎ 𝜕𝑣 𝜕𝑡 + ℎ𝑢 𝜕𝑣 𝜕𝑥 + ℎ𝑣 𝜕𝑣 𝜕𝑦 − ℎ 𝜌 (𝐸 𝑥𝑥 𝜕 2 𝑣 𝜕𝑥 2 + 𝐸 𝑥𝑦 𝜕 2 𝑣 𝜕𝑦 2 ) + 𝑔ℎ ( 𝜕𝑎 𝜕𝑦 + 𝜕ℎ 𝜕𝑦 ) + 𝑔𝑣𝑛 2 (1,486ℎ 1 6 ⁄ ) 2 + (𝑢 2 + 𝑣 2 ) 1 2 ⁄ − 𝜁𝑉 𝑎 2 sin 𝜓 +
2ℎ𝜔𝑣 sin 𝜙 = 0 (3)
dengan:
h : kedalaman perairan
t : waktu
u, v : komponen kecepatan arah x dan y ρ : kerapatan fluida
g : percepatan gravitasi
E : koefisien kekentalan turbulen, xx  dalam  arah  normal  terhadap bidang  x,  yy  dalam  arah  normal terhadap bidang y, xy  dan yx masing-masing berimpit dengan bidang x dan y
a : elevasi dasar perairan
n : koefisien kekasaran Manning
ζ : koefisien tegangan geser angin empiris
Va : kecepatan angin ψ : arah angin
ω : kecepatan rotasi bumi ϕ : posisi lintang geografis

## Verifikasi Model
Verifikasi dilakukan dengan membandingkan  hasil  model  dengan  hasil pengukuran  lapangan  dengan  uji  statistik maupun perhitungan. Besar kesalahan yang terjadi dihitung dengan mencari nilai MRE ( Mean  Relatif  Error ).  Perhitungan  untuk mencari nilai tersebut adalah (Hatta, Thaha, dan Dharmawan, 2018):
𝑀𝑅𝐸 = | ℎ𝑐−ℎ𝑜 ℎ𝑜 | × 100% (4)
dengan hc : besar nilai hasil model ho : besar nilai hasil pengukuran lapangan

## Hasil dan Pembahasan

## Model Sirkulasi Arus saat Muson Timur
Model sirkulasi arus pada saat muson timur merupakan  model  sirkulasi  arus  pada kondisi  musim  kemarau.  Pada  wilayah kajian  kondisi  kemarau  dengan  jumlah curah  hujan  paling  sedikit  terjadi  pada bulan juli. Pada kondisi ini dinilai pengaruh debit  aliran  sungai  kurang  mempengaruhi dibanding  dengan  musim  hujan.  Untuk mengetahui  kondisi  tersebut  dapat  dilihat pada Gambar 1 sampai 3.
Gambar  1  menunjukkan  kondisi  perairan Teluk  Parepare  pada  saat  menuju  surut terendah  dengan  kecepatan  arus  rata-rata sebesar 0,015 m/s dan elevasi muka air laut
sebesar  1.046  m.  Kondisi  ini  terjadi  pada time  step 73  jam.  Sementara  terlihat  jelas pada  model  kondisi  perairan  bagian  utara Pelabuhan  Nusantara  kecepatan  arus menujukkan  adanya  kecepatan  arus  yang relative  lebih  besar  dibanding  dengan lokasi bagian lainnya, yakni berkisar 0,069 –  0,129  m/s.  Pergerakan  arus  serempak bergerak menuju laut dalam.
Gambar 1 . Pola arus pada saat menuju surut terendah.
Gambar 2 . Pola arus pada saaat menuju pasang maksimum.
Gambar  2  menunjukkan  pola  arus  menuju pasang tertinggi terjadi pada time step 233 jam dengan kecepatan arus rata-rata 0,010 m/s.  Kondisi  ini  terjadi  dengan  elevasi muka air laut sebesar 2.098 m. Pada kondisi arus  menuju  pasang,  kondisi  perairan sekitar  Pelabuhan  Nusantara,  vektor  arus serentak  bergerak  menuju  pantai.  Pada kolam  perairan  Pelabuhan  Nusantara. vektor arus dari laut dalam melewati mulut teluk  dan terus  bergerak  serempak melewati  kolam  pelabuhan.  Sementara pada  bagian  Utara  Pelabuhan  Nusantara
terjadi  percepatan  arus  dengan  kecepatan rata-rata berkisar antara 0,039 – 0,099 m.
Gambar 3 . Kondisi arus Pelabuhan ketika terjadi arus turbulensi pada musim timur.
Gambar 3 menunjukkan pada time step 123 jam dengan kecepatan arus rata-rata 0,030 m/s.  Pada  kondisi  ini  terjadi  penurunan kecepatan sehingga menyebabkan gerakan arus turbulensi. Kondisi ini terjadi salah  satunya  dipengaruhi  oleh  perubahan topografi kedalaman laut. Sekitar 200 m ke arah  barat  dari  Pelabuhan  Nusantara terdapat cekungan kedalaman yang menyebabkan kondisi tertentu dapat menyebabkan  adanya  gerakan  turbulensi/ rotasi  air  laut.  Terutama  terjadi  pada kondisi  surut,  sifat  dari  fluida  massa  air akan  mencari  posisi  yang  lebih  rendah dalam  artian  massa  air  akan  bergerak menuju  pada  tingkat  topografi  kedalaman yang  lebih  tinggi.  Pada  kondisi  terjadi ketika arus menuju surut dengan kecepatan yang relatif rendah berkisar 0,002 – 0,004 m/s,  selain  itu  pada  saat  ini  terjadi pelepasan energi.

## Model Arus pada saat Muson Barat
Pada kondisi muson barat atau musim hujan perairan Teluk Parepare sangat dipengaruh oleh aliran debit sungai, khususnya Sungai Karaja’e.  Berdasarkan  data  Pemerintah Kota  Parepare  (2014)  besarnya  debit  rata- rata  harian  aliran  maksimal  mencapai 1084,25  m 3 /s.  Selanjutnya  aliran  tersebut dengan segalanya kondisinya dapat mempengaruhi kondisi hidrodinamika
perairan Teluk Parepare khususnya kondisi pasang surut.
Gambar 4 menunjukkan kondisi perairan di sekitar Pelabuhan Nusantara dengan kecepatan  rata-rata tertinggi  sebesar  0,024 m/s.  Kondisi  ini  terjadi  pada time  step 27 jam  (hari  ke-2)  dengan  elevasi  muka  air sebesar  1.696  m.  Setelah  dua  jam berikutnya  elevasi  muka  air  pasang mencapai  puncak        maksimum  sebesar 2.257  m  dengan  kecepatan  arus  rata-rata menurun sebesar 0,017 m. kondisi pada saat ini  arus  bergerak  dari  laut  dalam  menuju teluk  dan  pelabuhan.  Di  sebelah  utara Pelabuhan  Nusantara  terdapat  pergerakan arus  dengan  kecepatan  yang  relatif  besar disbanding  dengan  kondisi  lokasi  lainnya, yakni  pada  daerah  penyempitan  Teluk Parepare. Kondisi ini di kedalaman 1 – 15 m.
Gambar 4 . Kondisi perairan pada saat arus menuju pasang dengan kecepatan arus rata-rata tertinggi.
Gambar 5 . Kondisi perairan pada saat menuju surut terendah dengan kecepatan arus rata-rata tertinggi.
Gambar 5 menunjukkan kondisi perairan di sekitar  Pelabuhan  Nusantara  pada  saat  air menuju surut terendah kecepatan rata- rata 0,016  m/s  dengan  elevasi  muka  air  laut 1.281 m. Kondisi ini terjadi pada time step 45 jam (hari ke-2), yakni pada waktu surut kedua.  Massa  air  laut  bergerak  terus menuju  laut  dalam  dengan  perlambatan kecepatan hingga 0,010 m/s dengan durasi waktu  selama  2  jam  sehingga  mencapai puncak surut paling rendah dengan elevasi sebesar 1.127 m.
Gambar 6 . Kondisi perairan pada saat terjadi arus turbulensi pada musim barat.
Pada Gambar 6 nampak bahwa terjadi arus turbulensi  (pusaran  arus)  di  bagian  barat laut  Pelabuhan  Nusantara.  Pusaran  arus terjadi  pada  saat  menuju  surut  setelah pasang  dengan  kecepatan  yang  relatif tinggi.  Pada  kondisi  ini  setelah  kecepatan pasang sebesar 0,020 m/s, kemudian surut dengan  kecepatan  arus  rata-rata  sebesar 0,016 m/s dengan elevasi muka air sebesar
1.280 m.
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  1  kali  siklus pasang  surut  selama  15  hari  terjadi  9  kali terjadi arus berotasi. Kondisi terjadi ketika terjadi  perubahan  kecepatan  arus  rata-rata yang  relatif  signifikan,  seperti  pada  kala ulang 254 jam. Pada kondisi ini terjadi arus surut dengan kecepatan sebesar 0,007 m/s. Selanjutnya  pada  kala  ulang  berikutnya pada  saat  arus  menuju  pasang  terjadi penurunan kecepatan arus rata-rata sebesar 0,003  m/s.  Kondisi  ini  juga  terjadi  kala ulang  lainnya  seperti  yang  nampak  pada
Tabel 1. Arah sirkulasi arus yang acak dan berotasi  kerap  terjadi  di  area-area  tertentu seperti  area  pendangkalan,  jurang  laut ataupun daerah diantara keduanya.
Tabel 1 . Kondisi arus saat terjadi gerakan arus acak, pusaran, tubulen.
Time Step (jam) Vrata- rata (m/s) Elevasi (m) Kondisi Pasang Surut Air Laut 23 0,004 1.188 Menuju pasang 30 0,004 2.245 Menuju surut 37 0,005 2.262 Menuju surut 103 0,004 2.131 Menuju surut 164 0,004 1.924 Menuju pasang 194 0,003 1.563 Menuju pasang 213 0,003 1.835 Menuju pasang 245 0,003 1.872 Menuju pasang 254 0,003 1.197 Menuju pasang
Pada  kondisi  daerah  pendangkalan  terjadi rotasi  arus.  Hal  ini  sesuai  dengan  Wisha, Husrin,  dan  Prihantono  (2015)  bahwa semakin  ke  atas  gerakan  arus  mulai  di pengaruhi oleh faktor lain, yaitu angin dan pasang  surut.  Gerakan  arus  menjadi semakin  cepat  di  permukaan  dan  sudah tidak  ada  lagi  hambatan  seperti  gesekan dasar dan densitas air laut.

## Verifikasi Hasil Model
Gambar 7 . Kalibrasi data lapangan dan hasil model.
Hasil  pengukuran  kecepatan  arus  rata-rata secara  langsung  untuk  verifikasi  model diambil pada lokasi pengamatan. Kecepatan  arus  rata-rata  yang  tidak digunakan sebagai kondisi batas pemodelan,  yaitu  lokasi  pengukuran  di
sekitar Pelabuhan Nusantara dengan kedalaman  2  –  10  m.  Hasil  perbandingan antara pengukuran kecepatan arus rata-rata secara  langsung  di  perairan  Pelabuhan Nusantara  dengan  hasil  simulasi  disajikan pada Gambar 7.
Gambar  7  menunjukkan  kecepatan  arus rata-rata  hasil  simulasi  memberikan  hasil yang  tidak  berbeda  secara  signifikan. Sehingga diasumsikan validitas parameter- parameter  model  kontrol  serta  referensi kondisi batas kecepatan arus rata-rata yang diaplikasikan pada pemodelan telah mendekati kebenaran sesuai kondisi pengukuran lapangan.
Verifikasi kecepatan arus dilakukan dengan mengambil 6 stasiun daerah cuplik. Setiap stasiun diambil pada posisi dan kedalaman yang  relatif  sama.  Perhitungan  nilai error disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 . Verifikasi model untuk kategori kecepatan
arus. St Lapangan (m/s) Model (m/s) Presentase (%) 1 0,036 0,043 0,2408 2 0,078 0,077 -0,0994 3 0,042 0,051 0,3068 4 0,031 0,032 0,178 5 0,062 0.053 -0,1036 6 0,087 0.062 -0,2362 MRE 0,04773 4,7733

## Kesimpulan
Karakteristik kondisi arus pada saat musim barat (hujan) kecepatan arus lebih besar dan lebih fluktuatif (tidak stabil) dibandingkan dengan  kecepatan  arus  rata-rata  pada musim  timur  (kemarau).  Sementara  untuk kondisi  gelombang,  Pelabuhan  Nusantara di  Teluk  Parepare  dominan  dipengaruhi oleh angin dari arah barat. Arah gelombang dominan  bergerak  ke  arah  timur  laut dengan  tinggi  gelombang  rata-rata  0,20  m sampai 0,40 m.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  kepada  pihak konsultan yang telah memberikan data hasil survey  lapangan  berupa  data  bathimetri (kedalaman)  dan  data  pasang  surut. Sehingga  penelitian  ini  bisa  terselesaikan dengan baik.

## Daftar Pustaka
Hatta, M.P., Thaha, A., dan Dharmawan, A. 2018.
Pengaruh Kondisi Hidrodinamika  Pantai  Tarowang Terhadap  Penentu  Tipe  Pengaman Pantai .  Jurnal  Keteknikan  dan Sains. 1(2), pp.69–73. https://journal.unhas.ac.id/index.ph p/juteks/article/view/5345 Pemerintah Kota Parepare. 2014. PENYUSUNAN  RPI2-JM  TAHUN 2015 – 2019. https://sippa.ciptakarya.pu.go.id/ Wisha, U.J., Husrin, S., dan Prihantono, J. 2015. Hydrodynamics  Banten  Bay
During Transitional
Seasons (August-September) . Indonesian
Journal  of  Marine  Sciences.  20(2), pp.101–112.
https://10.14710/ik.ijms.20.2.101- 112
Wisha, U.J., dan Heriati. A. 2016. Analisis Julat  Pasang  Surut  (Tidal  Range) dan Pengaruhnya Terhadap
Sebaran Total Sedimen Tersuspensi (TSS)  di  Perairan  Teluk  Pare . Jurnal  Kelautan.  9(1),  pp.23–31. https://doi.org/10.21107/jk.v9i1.10 66
Wurjanto,  A.,  dan  Ajiwibowo,  H.  2020.
Analisis Hidrodinamika di Perairan Lemong, Kabupaten Barat, Provinsi Lampung  Menggunakan  Piranti Surface-Water  Modeling  System . Rekayasa. 13(2), pp.154–163.
https://doi.org/10.21107/rekayasa.v 13i2.6480
*)  Artikel  ini  telah  dipresentasikan  di Seminar  Nasional  Geofisika  2019  yang
dilaksanakan oleh Dept. Geofisika FMIPA
Universitas Hasanuddin di Science Building  FMIPA  Universitas  Hasanuddin pada tanggal 26 Oktober 2019.