## PEMODELAN ALIRAN SEDIMEN DI KOLAM PELABUHAN (Studi Kasus : Kolam 1 Pelabuhan Tanjungpriok, Jakarta)
FLOW SEDIMENTS MODELLING IN A POOL OF PORT (Case Study: Pool 1 Port Tanjungpriok, Jakarta)
Adireta Dwi Witantono 1 , Khomsin 1
1 Jurusan Teknik Geomatika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Email: khomsin.asad@gmail.com

## Abstrak
Pelabuhan merupakan salah satu simpul dari mata rantai bagi kelancaran angkutan muatan laut dan darat. Pelabuhan harus  aman  dari  badai,  ombak,  maupun  arus.  Sehingga  kapal  dapat  berputar,  melakukan  bongkar  muat,  dan melakukan  perpindahan  penumpang  dengan  aman,  khususnya  di  Pelabuhan  Tanjungpriok,  Jakarta.  Jika  sedimen  di kolam  Pelabuhan  Tanjungpriok  yang  terbentuk  sudah  terlalu  tinggi,  hal  ini  dapat  menyebabkan  karamnya  kapal. Untuk  menghindari  hal  tersebut  dibutuhkan  pengerukan  sampai  dengan  kedalaman  tertentu  sehingga  kapal  bisa berlabuh  dengan  aman.  Berdasarkan  pertimbangan  keamanan  dan  pemberian  pelayanan  yang  memadai  bagi pengguna  pelabuhan,  faktor  utama  yang  mempengaruhi  terjadinya  proses  sedimentasi,  adalah  arus  pasang  surut. Oleh  karena  itu,  diperlukan  kajian  dan  analisis  pola  penyebaran  transpor  material  sedimen  di  lokasi  rencana pengerukan menggunakan simulasi model transpor material sedimen. Besar kecepatan arus pada kondisi saat pasang tertinggi  yang  terjadi  di  kolam  Pelabuhan  Tanjungpriok  adalah  sebesar  0,008-0,056  m/s.  Dan  pada  kondisi  surut terendah  sebesar  0,004-0,052  m/s.  Kecepatan  arus  paling  kuat  terletak  dimulut  kolam.  Besar  konsentrasi  sedimen saat  kondisi  pasang  tertinggi  memiliki  nilai  maksimal  sebesar  0,0325  g/m3  dan  minimal  sebesar  0,0025  g/m 3 . Sedangkan  besar  konsentrasi  sedimen  saat  kondisi  surut  terendah  memiliki  nilai  maksimal  sebesar  0,104  g/m 3 dan minimal sebesar 0,008 g/m 3 . Bed level change kolam pelabuhan tidak mengalami perubahan secara signifikan. Karena telah  dilakukan  pengerukan  sebulan  sebelum  penelitian.  Dan  karena  adanya  beberapa  parameter  yang  tidak digunakan.  Sedimen  paling  banyak  menumpuk  berada  di  koordinat  antara  (708200;9325700)    -  (708400;9325900). Dengan perubahan dasar perairan / bed level change paling banyak sebesar 0,055 mm.
Kata Kunci: Sedimentasi, Pola Arus, Simulasi Model

## Abstract
Port is one of the vertices of the chain for the smoothness of sea and land cargo transportation. Ports should be safe from storms, waves, and currents. So that ships can turn around, do loading and unloading, and move the passengers safely,  specially at  Tanjungpriok  Port, Jakarta. If the sediment  that  formed at  Tanjungpriok  Port pool is already too high,  it  can  cause  shipwreck.  To  avoid  this,  dredging  to  a  certain  depth  is  necessary  so  that  ship  could  dock securely.Based on safety considerations and the provision of adequate services for users of the port, the main factor that  influence the process of sedimentation is the tidal current. Therefore, it is necessary to review and analyze the spread  pattern  of  the  sediment  material  transport  at  the  site  of  dredging  plan  using  model  simulation  of  sediment transport. Flow rate at the highest tide conditions that occur in Tanjung Priok Port is at 0.008-0.056 m/s. And at the lowest  tide  condition  is  0.004-0.052  m/s.  The  most  powerful  current  speed  lies  at  the  mouth  of  the  pool. Concentrations of sediment that enters when at the highest tide conditions has a maximum value of 0.0325 g/m 3 and a  minimum  of  0.0025  g/m 3 .  While  concentrations  of  sediment  that  comes  out  during  low  tide  conditions  has  a maximum  value  of  0.104  g  /  m 3 and  minimum  of  0.008  g/m 3 .  Bed  level  change  of  port  pool  did  not  change significantly, because the small bed level change resulting from dredging has been done a month prior to the study. And moreover, it is because there are several parameters that are not used sediment that accumulate the most were in coordinates between (708200;9325700)  - (708400;9325900). With the change in bottom waters / bed level change at most by 0.055 mm.
Keywords: Sedimentation, Tidal Current Pattern, Modelling.

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Pelabuhan  merupakan  salah  satu  simpul  dari mata  rantai  bagi  kelancaran  angkutan  muatan laut dan darat. Pelabuhan harus aman dari badai, ombak,  maupun  arus,  sehingga  kapal  dapat berputar,  melakukan  bongkar  muat,  dan melakukan perpindahan penumpang. Kapal yang akan  masuk  ke  pelabuhan  harus  mematuhi aturan  yang  tercantum  dalam  alur  pelayaran pelabuhan.  Alur  pelayaran  adalah  perairan  yang dari segi kedalaman, lebar, dan bebas hambatan dari  pelayaran  lainnya  yang  dianggap  aman  dan selamat  untuk  dilayari  oleh  kapal  di  laut,  sungai atau danau.
Oleh karena itu, otoritas pelabuhan berkewajiban untuk melakukan perawatan terhadap kolam alur pelayaran  dan  pengendalian  penggunaan  alur pelayaran. Persyaratan perawatan harus menjamin  keselamatan  berlayar,  kelestarian lingkungan,  tata  ruang  perairan  dan  tata pengairan.  Untuk  mempertahankan  kedalaman dan lebar alur pelayaran sebagaimana dikehendaki perlu dilakukan pengerukan.
Pengerukan  penting  dilakukan  secara  regular minimal  3  bulan,  khususnya  untuk  perawatan kolam dipelabuhan-pelabuhan
yang sedimentasinya  tinggi  yang  banyak  membawa material  erosi  atau  sampah  dari  hulu  sungai. Berdasarkan  fungsi tersebut,  banyak  faktor  yang perlu  dipertimbangkan  dalam  perencanaan pengerukan kolam pelabuhan.
Jika  sedimen  di  kolam  pelabuhan  Tanjungpriok yang  terbentuk  sudah  terlalu  tinggi  dapat menyebabkan karamnya kapal. Untuk menghindari  hal  tersebut  dilakukan  pengerukan sampai  dengan  kedalaman  tertentu  sehingga kapal aman untuk berlabuh.
Berdasarkan  pertimbangan  keamanan  dan pemberian  pelayanan  yang  memadai  bagi pengguna  pelabuhan  dan  juga  faktor  –  faktor yang mempengaruhi terjadinya proses sedimentasi,  terutama  oleh  arus  pasang  surut. Oleh  karena  itu,  maka  diperlukan  kajian  dan analisis  pola  penyebaran  transpor  material sedimen  di  lokasi  rencana  pengerukan  dapat  di dekati  dengan  menggunakan  simulasi  model transpor  material  sedimen  yang  di visualisasikan dengan bantuan program MIKE 21 .

## METODOLOGI PENELITIAN
Data Dan Peralatan
- Data
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Data  pasang  surut  air  laut  bulan  Februari tahun 2014 yang didapat dari BIG.
2. Sampel  sedimen  yang  didapat  langsung dari pengambilan di lapangan pada tanggal 19 Januari tahun 2015.
3. Peta batimetri kolam Pelabuhan Tanjungpriok tahun 2014 yang didapat dari PT. Pelabuhan Indonesia II.
4. Peta  Rupa  Bumi  Indonesia  Tanjungpriok skala 1 : 25.000 yang didapat dari BIG.
- Peralatan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Perangkat Lunak ( Software )
a. Global Mapper 13
b. Surfer 11
c. AutoCAD Land Desktop 2009
d. Dxf2xyz
e. MIKE 21
2. Perangkat Keras ( Hardware )
a. Grab sampler

## Metode Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  di  kawasan  Pelabuhan Tanjungpriok,  Jakarta  Utara.  Secara  geografis, Pelabuhan Tanjungpriok terletak  di 106 o 52’57,8” BT dan 6 o 5’48,44” LS. Berikut merupakan gambar dari  lokasi  penelitian  yang  ditunjukkan  seperti pada gambar 1.
Gambar 1. Lokasi Penelitian Kolam 1, Pelabuhan Tanjung Priok Sumber : ( www.maps.google.com )
Ada pun tahapan pengolahan data. Pada tahapan ini,  data  –  data  yang  telah  terkumpul  dan  di dapat  di  lapangan  beserta  data  penunjang lainnya  dilakukan  pengolahan  data  untuk membuat  simulasi  model  arus  dan  simulasi model transpor material sedimen dari data yang telah  diolah.  Berikut  ini  merupakan  tahapan pengolahan data :

## Gambar 2. Diagram Alir Pengolahan Data
Pada tahap pengolahan data dilakukan meliputi : a. Setelah  mendapatkan  data  pasang  surut  daerah kolam Pelabuhan Tanjungpriok Jakarta,
selanjutnya  dilakukan  pengolahan  data    pasang surut  dengan  cara  mengolah  data  pasang  surut ke  dalam software  MIKE  21 dengan  memakai modul Time Series . b. Setelah  mendapatkan  data  batimetri  daerah kolam Pelabuhan Tanjungpriok Jakarta, selanjutnya  dilakukan  pengolahan  batimetri
menggunakan software  AutoCAD  Land  Desktop 2009.
c. Proses selanjutnya adalah digitasi pelabuhan dari Peta  Rupa  Bumi  Indonesia  Tanjungpriok  dengan tujuan  agar  didapatkan  data  softcopy  peta pelabuhan.  Proses  ini  menggunakan software Surfer 11.
d. Data  hasil  dari Surfer  11 harus  dikonversikan kedalam  format (.xyz) agar  hasil  digitasi pelabuhan  bisa  terbaca  oleh software pengolah pemodelan arus MIKE 21. Proses ini menggunakan software Dxf2Xyz.
e. Setelah  didapatkan  data  dalam  format (.xyz). Import data tersebut  kedalam software MIKE 21 dengan  menggunakan  modul  mesh  generator. Langkah  pertama  dalam  pengolahan  pemodelan arus  adalah  pembuatan mesh ,  harus  ditentukan juga boundary condition dengan tujuan membedakan antara lautan dan daratan. Setelah itu mesh diinterpolasi dan export kedalam format (.mesh) file .
f. Simulasi model arus dalam studi ini menggunakan  program  bantu MIKE  21 dengan timestep sebanyak  28  hari.  Parameter  yang dimasukan  adalah  data  pasang  surut  dan batimetri  kolam  pelabuhan.  Parameter  fisis lainnya  seperti  densitas,  viskositas Eddy,  tidal potential dan coriolis  forcing dimasukan  nilai default.
g. Simulasi model arus digunakan sebagai parameter  dalam  pembuatan  simulasi  model transpor material sedimen.
h. Hasil  simulasi  model  arus  yang  digunakan sebelumnya  dilakukan  validasi  kualitas  data pasang  surut  antara  pasang  surut  BIG  dan  hasil pemodelan.  Jika  kualitas  data  memenuhi  dapat disimpulkan  bahwa  algoritma  pengolahan  data dalam MIKE  21 berjalan  baik  dan  data  pasang surut tersebut dapat digunakan untuk pemodelan  arus  dan  pemodelan  transpor sedimen.
i. Dalam  simulasi  model  transpor  sedimen digunakan  parameter  dari  karakteristik  sedimen yaitu grain  size  sediment .  Untuk  durasi pemodelan  dimasukkan  timestep  yang  sama dengan  pemodelan  arus  yaitu  28  hari. Output pada simulasi model transpor sedimen yaitu area series.
j. Pada  tahap  analisa  dilakukan  analisa  terhadap pola  daerah  sebaran  transpor  material  sedimen
Data Pasang Surut Input Pasang Surut Kedalam Boundary Condition Peta RBI Rektifikasi Peta Digitasi Pelabuhan Peta Digital Pelabuhan Data Batimetri Pengolahan Data Batimetri Running Pemodelan Arus Input Sampel Sedimen Analisa Perbandingan Pasut BIG dan Hasil Pemodelan Analisa Pola Transpor Sedimen Pembuatan Laporan Input timestep selama 29 hari Konversi Data kedalam Format .xyz Import Boundary Data dan Scatter Data Meshing dan Smoothing Interpolasi Mesh Validasi Kualitas Data Pasut antara Pasut BIG dan Hasil Pemodelan Pemodelan Arus Input Pemodelan Arus YA Pemodelan Transpor Sedimen TIDAK YA Analisa Pola Arus
dan  analisa  terhadap  arus.  Selain  itu  dilakukan juga  analisa  perbadingan  pasang  surut  BIG dengan pasang surut hasil pemodelan. Selanjutnya  dilakukan analisa terhadap bed level change sedimen yang terjadi di kolam pelabuhan. Untuk  penentuan  daerah  kerukan  di  kolam Pelabuhan  Tanjungpriok  melalui  analisa  pola daerah sebaran material sedimen.
k. Langkah  akhir  yaitu  tahap  pembuatan  laporan dan  hasil  akhir  dari  simulasi  model  transpor sedimen  dibuat  sebuah  video  sehingga  tersaji lebih menarik.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Pemodelan Batimetri Kolam Pelabuhan
Sebelum  melakukan  proses  pemodelan  transpor material  sedimen,  terlebih  dahulu  membuat boundary  condition .  Hal  ini  bertujuan  untuk menentukan  batas–batas  area  yang  akan dimodelkan.  Pada boundary  condition dilakukan pemberian  nilai  atribut  yang  bertujuan  untuk membedakan  antara  daratan  dan  lautan  pada area  model.  Untuk  daratan  bernilai  1  yang berwarna hijau dan untuk lautan bernilai 2 yang berwarna  merah.  Terdapat  dua boundary condition yang digunakan untuk running program MIKE  21. Data  input  yang  digunakan  sebagai boundary  condition yaitu  data  pasang  surut  dan data sampel sedimen.
Pembuatan meshing  area kolam  1  pelabuhan dengan  menggunakan  bantuan  perangkat  lunak MIKE  21 menggunakan  modul Mesh  Generator . Meshing  area merupakan  titik–titik  berbentuk segitiga  hasil  interpolasi  dari  input  nilai kedalaman  laut.  Semakin  banyak  titik–titik berbentuk  segitiga  di  dalam  area  maka  semakin teliti  juga  hasil  pemodelannya.  Titik–titik  pada area  tersebut  menentukan  sebaran  vektor  yang menggambarkan pergerakan arus.

## Gambar 3. Model Batimetri Kolam Pelabuhan Tanjungpriok

## Simulasi Data Pasang Surut
Pasang  surut  pemodelan  dilakukan  dengan memakai  data  bulan  Februari  2014  selama  satu bulan. Pasang surut pemodelan diproses dengan menggunakan bantuan perangkat lunak MIKE 21 menggunakan  modul Time  Series .  Dari  hasil pasang surut pemodelan didapatkan nilai pasang tertinggi  yaitu  1,401  m  dan  nilai  surut  terendah 0,441 m.
Tipe  pasang  surut    di  kolam  Pelabuhan Tanjungpriok  yaitu  pasang  surut  campuran condong  ke  harian  ganda  ( mixed  tide  prevailing semidiurnal) .  Data pasang surut hasil pemodelan tersebut digunakan sebagai validasi hasil dengan data pasang surut BIG. Grafik pasang surut dapat dilihat pada Gambar 4-6.

## Gambar 5.  Grafik Pasang Surut Pemodelan
Perbedaan  yang  cukup  signifikan  terjadi  pada timestep  455  dan  638.  Pada  timestep  ke  455 dengan  diwakili  huruf  A  pada  pasang  surut  BIG memiliki elevasi air sebesar 1 m dan pasang surut pemodelan  sebesar  1,033  m.  Pada  timestep  ke 638  dengan  diwakili  huruf  B  pada  pasang  surut BIG  memiliki  elevasi  air  sebesar  1,01  m  dan pasang surut pemodelan sebesar 1,101 m.

## Gambar 6.  Grafik Pasang Surut Perbandingan antara hasil BIG dengan Pemodelan

## Pemodelan Transpor Sedimen
Parameter  –  parameter  yang  digunakan  dalam pemodelan  sedimen  menggunakan  bantuan perangkat lunak MIKE 21 yaitu parameter sampel sedimen  Dari  parameter  yang  dimasukkan  akan menghasilkan output berupa bed level, bed level change, dan suspended sediment concentration . Parameter perhitungan transpor sedimen :
Lama simulasi : 28 hari di Februari 2014 Banyak step : 671 Rentang waktu/ step : 3600 detik (1 jam)/ step Output Simulasi : 671 jam Jenis sedimen : Butiran halus / Lanau dan Lempung (berdasarkan hasil uji lab) Input data : Data input model Sand Transport grain size sediment

## Hasil Pemodelan Transpor Sedimen
Pemodelan  transpor  sedimen  dimodelkan  dalam bentuk  video  dilakukan  dengan  rentang  waktu per  jam  selama  satu  bulan  dan  perubahan  dari model  tersebut  di  visualisasikan  berdasarkan perbedaan  gradien  warna.  Sehingga  mudah untuk  dilakukan  pengamatan  dan  analisa terhadap  hasil  simulasi  model  transpor  sedimen yang terjadi diarea kolam.
Pemodelan  ini  dilakukan  pada  4  kondisi  yaitu kondisi menuju pasang, pasang tertinggi, menuju surut  dan  surut  terendah  dari  pemodelan disekitar  area  pelabuhan  kolam  1.  Dari  hasil tersebut  bisa  dilihat  pola  sebaran  material sedimen  yang  terjadi  di  area  kolam  pelabuhan akibat adanya pengaruh dari bathimetri pelabuhan, pasang surut, dan sampel sedimen.
Gambar 7. Kondisi Menuju Pasang

## Gambar 8. Kondisi Pasang Tertinggi
Nilai  sedimen  mengalami  perubahan  yang  signifikan dibanding  dengan  nilai  sedimen  pada  saat  kondisi menuju  pasang.  Ditandai  dengan  nilai  perubahan sebesar 0,0269 g/m 3 .

## Gambar 9. Kondisi Menuju Surut

## Gambar 10. Kondisi Surut Terendah
Dari  pemodelan  terlihat  konsentrasi  sedimen bergerak semakin mendekati pangkal kolam  dan terlihat  sedimen  yang  terangkut  keluar  lebih besar  saat  kondisi  menuju  pasang  dan  pasang tertinggi.
Pada  saat  kondisi  arus  menuju  pasang  dan pasang  tertinggi  dimana  arus  bergerak  ke pangkal kolam, sedimen cenderung tertahan dan mengendap.  Karena  adanya  arus  yang  berputar disekitar  kolam  Sedangkan  pada  kondisi  menuju surut  dan  surut  terendah  dimana  arus  bergerak ke  arah  laut,  sebaran  sedimen  yang  keluar  dari kolam bergerak kearah laut lepas.
Pada  simulasi  transpor  sedimen,  dapat  dilihat bahwa  pola  sebaran  sedimen  dipengaruhi  oleh pola  arus  yang  dibangkitkan  oleh  arus  pasang surut. Besarnya sedimen yang masuk kolam lebih besar  dibanding  jumlah  sedimen  yang  keluar sehingga  menyebabkan  terjadinya  pendangkalan didasar kolam pelabuhan akibat adanya sedimentasi  yang  terbawa  oleh  arus  terlalu banyak.
Selain itu diameter sedimen juga mempengaruhi transportasi  sedimen  yang  terjadi  di  kolam. Karena  semakin  kecil  atau  halus  dari  diameter dari butiran sedimen maka semakin banyak pula material  sedimen  yang  terangkut  oleh  arus menuju  dan  mengendap  didasar  kolam.  Dalam hal  ini,  sedimen  yang  paling  dominan  di  kolam yaitu  lanau  dan  lempung.  Sumber  sedimen diasumsikan  hanya  berasal  dari  material  yang
terbawa  oleh  arus  laut,  sementara  sumber sedimen  lain  diabaikan,  seperti  angin,  gerak kapal, gelombang, tambak, dan sungai.

## PENUTUP
Berdasarkan hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa:
1. Kecepatan  arus  pada  kondisi  pasang tertinggi adalah sebesar 0,008 sampai 0,056 m/s.  Dan  pada  kondisi  surut  terendah sebesar  0,004  sampai  0,052  m/s  Kecepatan arus paling kuat terletak dimulut kolam.
2. Konsentrasi  sedimen  saat  kondisi  pasang tertinggi  memiliki  nilai  maksimal  sebesar 0,0325  g/m 3 dan  minimal  sebesar  0,0025
g/m 3 . Sedangkan besar konsentrasi sedimen saat  kondisi  surut  terendah  memiliki  nilai maksimal  sebesar  0,104  g/m 3 dan  minimal sebesar 0,008 g/m 3 .
Beberapa  hal  yang  dapat  disarankan  pada  akhir penelitian ini adalah:
1. Untuk  simulasi  model,  sebaiknya  dilakukan running  program  dengan  waktu  simulasi yang lebih lama sehingga hasil simulasi lebih akurat.
2. Dalam  pembuatan  simulasi  model  transpor material sedimen perlu diperhatikan
beberapa  parameter  yang akan  dimasukkan seperti  angin,  gelombang,  gerak  kapal,  dan sungai. Hal ini dimaksudkan agar model yang dihasilkan  dapat  mengacu  pada  kondisi lapangan.
3. Diperlukan  penelitian  yang  lebih  mendalam mengenai  simulasi  model  transpor  material sedimen  yang  terjadi  di  sekitar  area pelabuhan

## DAFTAR PUSTAKA
Arani,  D.  2014. Pemodelan  Perubahan  Sedimen  Di Pesisir Surabaya Timur Dengan Menggunakan  Data  Hidro-Oseanografi. Surabaya: ITS.
Daulay,  A.B.  2014 .  Karakteristik  Sedimen  Di  Perairan
Sungai Carang Kota Rebah Kota Tanjungpinang  Provinsi  Kepulauan  Riau. Skripsi  Universitas  Maritim  Raja  Ali  Haji.
Tanjungpinang.
DHI. 2012. Mikepoweredbydhi. <URL http://www.mikepoweredbydhi.com/pro duct/mike-21.com> diakses pada 1
Desember 2014 pukul 19.00 BBWI.
Ismail,  M.  Furqon  Aziz  dan  Ankiq  Taofiqurohman  S. 2012.    Simulasi  Numeris  Arus  Pasang Surut Di Perairan Cirebon.  Jakarta: Jurnal Akustik LIPI.
Mukminin,  A.  2008. Proses  Sedimentasi  Di  Perairan Dompak Kecamatan Bukit Bestari Provinsi Kepulauan  Riau .  Riau:  Ilmu  Kelautan Fakultas  Perikanan  dan  Ilmu  Kelautan Universitas Riau.
Munandar, R.K. 2013. Karakteristik Sedimen Di Periran Desa  Tanjung  Momong  Kecamatan Siantan  Kabupaten  Kepulauan  Anambas . Riau : Universitas Maritim Raja Ali Haji. Poerbondono  dan  Djunarsjah,  E.  2005 .    Survei Hidrografi. Refika Aditama : Bandung. Riyadi,  Agung  Slamet,  Bambang  Sarwono,  and Sudiwaluyo.  2009.  "Permodelan  Aliran Sediment Di Muara Kali Porong." Seminar Nasional  Aplikasi  Teknologi  Prasarana Wilayah. Surabaya: ITS. 345-356. Savitri, D. 2010. Simulasi Sebaran Sedimen Terhadap Ketinggian  Gelombang .  Jurnal  TeknikWaktu Volume 8 Nomer 2. Sugianto, D.N. 2009. Simulasi Model Transpor
Sedimen  Tersuspensi  Untuk  Mendukung Perencanaan Pelabuhan Teluk Bayur,
Sumatera Barat . Jurnal Teknologi Lingkungan 46-54.
Triatmojo,  B.  1999. Teknik  Pantai  Edisi  Kedua .  Beta Offset. Yogyakarta.