Abstrak — Master  Plan Pelabuhan  Perikanan  Nusantara Brondong  yang  diterbitkan  oleh  Dirjen  Perikanan  Tangkap Departemen  Kelautan  dan  Perikanan  RI  kurang  disetujui  oleh para  nelayan  yang  merupakan  pengguna  dari  PPN  Brondong. Layout dari  struktur breakwater yang  direncanakan  dinilai membahayakan dari segi tinggi gelombang yang terjadi di kolam labuh  dan  kurang  memperhatikan  akses  alur  keluar-masuk pelabuhan, untuk itu  maka diajukanlah Master Plan Perubahan PPN  Brondong.  Berdasarkan  hal  tersebut,  maka  dilakukanlah penelitian  ini  untuk  menganalisis  kondisi  tinggi  gelombang  di area  kolam  labuh  PPN  Brondong  pada  kondisi  eksisting  agar diketahui  kinerjanya.  Analisis  dilakukan  dengan  memodelkan penjalaran  gelombang  menggunakan  bantuan  perangkat  lunak. Dari  hasil  analisis  menunjukkan  bahwa  tinggi  gelombang  rata- rata  yang  terjadi  di  area  studi  pada  kondisi  eksisting  untuk gelombang periode ulang 1, 5 dan 50 tahun adalah 0,492 m; 0,538 m dan 0,58 m.
Kata Kunci — Tinggi gelombang, layout, Brondong

## I. PENDAHULUAN
EBERADAAN  pelabuhan  perikanan  sangat  diperlukan sebagai  salah  satu  infrastuktur  pembangunan  ekonomi, pelabuhan  memiliki  peran  penting  sebagai  penggerak perekonomian  suatu  kawasan.  Fungsi  dari  pelabuhan perikanan  yang  komprehensif  akan  menunjang  kegiatan ekonomi  kelautan  yang  lain  sehingga  lebih  efisien  dan memberikan  manfaat  ekonomi  yang  tinggi.  Hal  ini  dapat dilihat secara nyata bahwa pembangunan pelabuhan perikanan dapat  memberikan    dampak  yang  besar  bagi  pertumbuhan sektor  ekonomi  lainnya.  Pengembangan  pelabuhan  perikanan dapat  memajukan  ekonomi  di  suatu  daerah,  meningkatkan penerimaan  negara  dan  Pendapatan  asli  Daerah  (PAD). Pelabuhan  Perikanan  Brondong  memiliki  potensi  strategis dalam pengembangan perikanan dan kelautan. PPN Brondong berfungsi  sebagai  titik  temu  yang  menguntungkan  antara kegiatan ekonomi di laut dengan ekonomi di darat.
Untuk  mengoptimalkan  potensi  PPN  Brondong  dalam pengembangan  perikanan  dan  kelautan  nasional,  pemerintah melalui Menteri Kelautan dan Perikanan RI pada  tahun 2009 mengeluarkan  Keputusan  Menteri  nomor  KEP.11/MEN/2009 tentang  wilayah  kerja  dan  wilayah  pengoperasian  PPN Brondong  yang  berisi  perluasan  wilayah  kerja  darat  dan perairan  hingga  43,33  hektar  untuk  fasilitas  pokok,  fasilitas fungsional  dan  fasilitas  penunjang  pelabuhan  perikanan. Untuk  merealisasikan  keputusan  tersebut  maka  disusunlah Master  Plan  Pelabuhan  Perikanan  Nusantara  Brondong
sebagai  landasan  pengembangan  dan  pengelolaan  PPN Brondong.  Namun  dalam  pelaksanaannya,  tata  ruang  dari Master  Plan  ini  kurang  disetujui  oleh  para  nelayan  yang merupakan pengguna dari PPN Brondong. Layout dari struktur breakwater yang  direncanakan  dinilai  membahayakan  dari segi  tinggi  gelombangnya  dan  kurang  memperhatikan  akses alur  keluar-masuk  pelabuhan.Breakwater  adalah  bangunan yang  digunakan  untuk  melindungi  daerah  perairan  pelabuhan dari gangguan gelombang[1]. Berdasarkan hal tersebut,  maka dilakukanlah  penelitian,  makalah  ini  merupakan  bagian dariTugas  Akhir  yang  berjudul Pengaruh  Perubahan  Layout Breakwater  Terhadap  Kondisi  Tinggi  Gelombang  di Pelabuhan  Perikanan  Nusantara  Brondong [2]  untuk menganalisis  kondisi  tinggi  gelombang  di  area  kolam  labuh PPN Brondong agar diketahui kinerjanya.

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A.Tahap Pengumpulan Data
Untuk  memberikan  hasil  yang  optimal,  yang  dilakukan adalah  inventarisasi  data  sekunder.  Secara  fungsi,  data sekunder  merupakan  seri  data  yang  bermanfaat  bagi keakuratan  hasil  pekerjaan  karena  merupakan  seri  data  yang cukup panjang. Berikut ini seri data sekunder yang diperlukan sehubungan dengan pelaksanaan pekerjaan :
 Data  angin  tiap  jam  dari  BMKG  untuk  daerah Lamongan
 Master  Plan  PPN  Brondong  dan  Peta  Wilayah  Kerja PPN Brondong
 Data    yang  berkaitan  dengan  bangunan  pengaman pantai,  termasuk  laporan  atau  kajian  yang  pernah dilaksanakan sekitar lokasi proyek.

## B.Tahap Survei

## B.1 Survei Batimetri
Batimetri  adalah  survei  kontur  dasar  laut  dengan menggunakan  pemantulan  gelombang  suara  ( echo  sounding ). Surveibatimetri  sangat  diperlukan  dalam  suatu  perencanaan penanganan  daerah  pantai.  Semua  metode  dan  simulasi numerik yang akan dilakukan berdasarkan hasil dari survei ini. Analisis  gelombang  sebagai  dasar  rencana  perubahan  layout pelabuhan  dapat  akurat  dengan  adanya  data  batimetri  yang benar.

## Pemodelan Gelombang di Kolam Pelabuhan Perikanan Nusantara Brondong
Faddillah Prahmadana Rudyani, Haryo Dwito Armono, dan Sujantoko Jurusan Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail : armono@oe.its.ac.id
K
Gambar. 1. GARMIN GPSmap Sounder (GARMIN).
Gambar. 2. Ilustrasi rute survei batimetri.
Gambar. 3. Peta batimetri Brondong Kabupaten Lamongan.
Gambar. 4.  Pasang surut wilayah perairan PPN Brondong.
Gambar. 5. Wind Rose kejadian angin Lamongan tahun 2004-2012.
Survei  batimetri  dilakukan  pada  tanggal  30  September 2012  menggunakan  alat echosounder dengan type  GARMIN GPSmap  Sounder .  Alat  echosounder  jenis  ini  telah menggunakan  sistem  digital  yang  terintegrasi  dengan  satelit untuk positioning alat.  Dengan  peralatan  ini  diharapkan kinerja  dapat  lebih  efektif  dan  efisien  sehingga  hasil  yang diperoleh dapat optimal.
Pemetaan  yang  dilakukan  harus  mencakup  wilayah  studi yang  akan  diteliti,  untuk  itu  maka  sebelum  survei  dilakukan harus  direncanakan  terlebih  dahulu  rute  survei  yang  akan dilalui. Pembuatan rute survei dapat langsung diprogram pada alat  echosounder  dengan  bantuan  komputer  yang  telah terintegrasi.  dari  peta  batimetri  wilayah  perairan  PPN Brondong  dan  hasil  survei  batimetri  di  perairan  Desa Blimbing Kecamatan Paciran pada tanggal 30 September 2012 dengan elevasi mengacu pada BM di lokasi, maka didapatkan peta  batimetri  SEPERTI  DITUNJUKKAN  DALAM  Gambar 3.

## B.2 Survei Pasang Surut
Data pasang surut merupakan hasil  survei pasang surut di lokasi PPN Brondong selama lima belas hari sejak tanggal 12 Juli  2012.  Adapun  grafik  hasil  pengukuran  pasang  surut dengan elevasi BM setempat sebagi titik acuan adalah seperti ditunjukkan dalam Gambar 4.

## C. Analisis Data Angin
Data  angin  yang  digunakan  untuk  peramalan  gelombang adalah data di permukaan laut pada lokasi pembangkitan. Data angin  yang  digunakan  adalah  data  angin  wilayah  Lamongan selama  tahun  2004  hingga  tahun  2012  yang  diperoleh  dari BMKG.  Dari  data  angin  tersebut  kita  dapat  membuat  wind rose  untuk  mencari  arah  angin  dominan.Wind  rose mempermudah  kita  dalam  membaca  data  angin.  Dari  wind rose  kita  dapat  menentukan  arah  angin  dominan  berasal  dari barat  laut  menuju  ke  arah  tenggara.  Data  angin  ini  dipakai untuk menentukan bangkitan gelombang. Wind rose dari data angin dapat dilihat pada Gambar 5.

## D. Pembangkitan Gelombang oleh Angin
Metode  pembangkitan  gelombang  yang  akan  dipakai menggunakan metode yang diberikan dalam “Shore Protection Manual”  [3].  Persamaan  yang  digunakan  untuk  mendapatkan tinggi gelombang yang dibangkitkan oleh angin adalah:
2 / 1 4 10 112 . 5 F U x Ho A   (1)   3 / 1 2 10 23 . 6 F U x
To A   (2)
di mana:
H 0 = tinggi gelombang laut dalam (m) T 0 = periode gelombang laut dalam (s)
U   = kecepatan angin (m/detik)
U A = faktor tegangan angin
23 , 1 . 71 , 0 U U A  (3)
F   = fetch efektif
Dalamtinjauanpembangkitangelombangdilaut,fetchdibatas iolehbentukdaratan  yang    mengelilingi  laut.  Di  daerah pembentukan gelombang, gelombang tidak hanya
dibangkitkandalam
arah yangsamadenganarahangintetapijugadalamberbagaisudut terhadaparahangin.  Fetch  rerata  efektif  diberikanoleh persamaan berikut [4]:
(4)
di mana:
F =   fetch effektif Xi   = panjang garis fetch α i = deviasipadakeduasisidariarahangin,denganmenggun akanpertambahan  tiap6 o sampai  sudut  sebesar 42 o padakeduasisi dariarahangin.
Berdasarkan  eksperimen  Ir.  Bambang  Triatmodjo  pada buku  teknik  pantai,  batas  fetch  maksimal  adalah  332  km. Karena  tidak  selalu  semakin  panjang  fetch  maka  gelombang semakin  besar.  Dikarenakan  angin  tidak  berhembus  setiap saat,dan  angin  berhembus  secara  periodik  serta  adanya kemungkinan  semakin  besar  fetch  dan  gelombang  bisa  jadi semakin kecil (lihat Tabel 1).

## E. Perkiraan gelombang dengan Periode Ulang
Dari  setiap  tahun  pencatatan  dapat  ditentukan  gelombang representatif,  seperti  H s ,  H 1/10 ,  Hmaks  dan  sebagainya. Berdasarkan  data  representatif  untuk  beberapa  tahun pengamatan  dapat  diperkiraan  gelombang  yang  diharapkan disamai  atau  dilampaui  satu  kali  dalam  T  tahun,  dan gelombang  tersebut dikenal dengan gelombang periode ulang T tahun atau gelombang T tahunan. Misalkan apabila T = 50, gelombang  yang  diperkirakan  adalah  gelombang  50  tahunan atau gelombang dengan periode ulang 50 tahun, artinya bahwa gelombang  tersebut  diharapkan  disamai  atau  dilampaui  rata- rata  sekali dalam 50 tahun.  Hal  ini berarti bahwa  gelombang 50  tahunan  hanya  akan  terjadi  satu  kali  dalam  setiap  periode 50 tahun yang berurutan.

## Tabel 1. Hasil perhitungan tingi dan periode gelombang di laut dalam
Ada  beberapa  model  distribusi  untuk  memprediksi gelombang  dengan  periode  ulang  tertentu,  yaitu  distribusi Normal, Log-Normal, Gumbel dan Weibull [5] Dalam metode ini prediksi dilakukan untuk memperkirakan tinggi gelombang signifikan dengan berbagai periode ulang.
Model  distribusi  tersebut  mempunyai  bentuk  persamaan berikut ini:
1. Normal
(5)
2. Distribusi Log-Normal
(6)
3. Distribusi Gumbel
(7)
4. Distribusi Weibull
(8) di mana: P = probabilitas tak terlampaui
Φ = komulatif probabilitas standard normal
H = rata-rata tinggi gelombang S H = standard deviasi
Q = probabilitas tak terlampaui α = parameter Weibull β = parameter Gumbel γ = batas bawah dari H
Data  masukan  disusun  dalam  kelompok-kelompok  kelas dengan interval tertentu urutan dari kecil ke besar. Selanjutnya probabilitas ditetapkan untuk setiap tinggi gelombang menurut data  gelombang  yang  telah  dikelompokkan.  Setelah  itu  tiap- tiap distribusi diplotkan dalam grafik hasil transformasi linier dari persamaan (5) hingga (8) dengan nilai pada sumbu X dan Y sebagai berikut:
1. Normal X= H ; Y= Φ -1 (P)                     (9) 2. Log-Normal
X= ln H ; Y= Φ -1 (P)                     (10) 3. Gumbel X= H ; Y= (11) 4. Normal X= H ; Y= (12)
Dari  distribusi  tersebut  diperoleh  persamaan  regresi  linier berbentuk  y=Ax+B.  Nilai  A  dan  B  dari  kurva  transformasi masing-masing distribusi tersebut digunakan untuk mendapatkan nilai S H ; ; S ln  H ; ; β dan γ dengan rumus sebagai berikut:
S H = 1/A (Normal) (13)
Hs(m) Ts(s) 0,90 5,95 0,84 5,80 1,20 6,33 Timur Laut (45˚) Utara (0˚) Barat Laut (315˚) Arah datang gelombang
= B (Normal) x S H
(14)
S ln H = 1/A (Log-Normal)
(15)
= S ln H x B (Log-Normal) (16) β = 1/A                                  (17) γ = - β x B                               (18)
Langkah terakhir adalah mencari tinggi gelombang periode ulang  pada  tahun  tertentu  (HT R )  dengan  persamaan  sebagai berikut:
1. Normal
(19)

## 2. Log-Normal
(20)

## 3. Gumbel
(21) 4. Weibull (22) di mana: λ = (23)
Metode  yang digunakan  untuk  meramalkan periode  ulang gelombang  adalah  model  distribusi  normal  karena  koefisien korelasi  (R)  kurva  yang  dihasilkan  paling  mendekati  satu (lihat Tabel 2).

## F. Analisis Pasang Surut
Dari  hasil  surveipasang  surut  kemudian  dilakukan perhitungan  untuk  mencari  konstanta  pasang  surut  dengan menggunakan persamaan berikut ini:
(24) di mana: η(t)=elevasipasut fungsidariwaktu C r =amplitudo komponenke–r
, dengan T r adalah periode komponen ke-r
S 0 =duduk tengah  permukaan laut (mean sealevel) sso  =perubahan duduktengah musiman yangdisebabkan olehefekmusonatauangin t =waktu
Perhitungan  komputasional  dilakukan  dengan  program komputasi berbasis  web  menggunakan  metode Least Square s [6].  Konstanta  harmonik  pasang  surut  hasil  perhitungan dengan Metode Least Square s di lokasi Pelabuhan Perikanan Nusantara Brondong  tersaji dalam Tabel 3.
Dari  hasil  komputasi  tersebut  juga  diperoleh  nilai  Z 0 sebesar  120,5  cm.  Penentuan  tinggi  dan  rendahnya  pasang surut ditentukan dengan rumus-rumus sebagai berikut:
Tabel 2.
Periode ulang gelombang laut dalam
Tabel 3.
Konstanta harmonik pasang surut wilayah Brondong Lamongan
MSL     = Z0 + 1,1 ( M2 + S2 )                       (25)
DL        = MSL – Z0 MHWL = Z0 + (M2+S2)          (26)
HHWL = Z0+(M2+S2)+(O1+K1)                    (27) MLWL = Z0 – (M2+S2)                           (28) LLWL   = Z0-(M2+S2)-(O1+K1) .                   (29) HAT      = Z0 + (M2 + S2 + N2 + P1 + O1 + K1)        (30) LAT      = Z0 – (M2 + S2 + N2 + P1 + O1 + K1)        (31) Dalam pemodelan gelombang ini  muka  air rencana  yang digunakan  adalah  saat  keadaan  air  pasang  tertinggi,  yaitu HAT sebesar 2,21 meter di atas LWS.

## G. Pemodelan Gelombang
Pemodelan  gelombang  menggunakan  program  yang mensimulasikan  model  dan  arah  penjalaran  gelombang  di daerah  pelabuhan,  daerah  pantai  terbuka,  estuaria  dan gelombang  di  sekitar  pulau.  Simulasi  pemodelan  merupakan kombinasi dari refraksi-difraksi gelombang, friksi gelombang, gelombang  pecah,  penyebaran  amplitudo  gelombang  non linier  dan  alur  pelabuhan.  Persamaan  pengatur  yang diselesaikan  dalam  model  refraksi-difraksi  adalah  persamaan perambatan  gelombang  yang  dimodifikasi  dari  persamaan gelombang mild-slope dua  dimensi.  Persamaan  gelombang tersebut ditulis sebagai berikut [7]:
(32) di mana:
ή(x,y)   = fungsi elevasi gelombang yang diestimasi σ = frekuensi gelombang (rad/s)
C(x,y)  = cepat rambat gelombang =   σ/k Cg(x,y)  = cepat rambat kelompok gelombang = δσ/δk=nC
(33)
Periode Ulang (th) H (m) T (s) H (m) T (s) H (m) T (s) 1 0,74 9,87 0,97 9,27 1,59 11,96 2 0,77 10,10 1,02 9,41 1,64 12,25 5 0,81 10,38 1,08 9,60 1,72 12,61 10 0,84 10,58 1,12 9,73 1,77 12,86 20 0,86 10,77 1,16 9,85 1,82 13,11 50 0,89 11,02 1,21 10,02 1,88 13,43 100 0,92 11,20 1,25 10,14 1,93 13,66 Timur Laut Utara Barat Laut
Gambar. 6. Hasil pemodelan kondisi eksisting, arah gelombang datang dari utara (H s = 0,84 m; T s = 5,80 detik).
Gambar. 7. Lokasi titik observasi pemodelan layout eksisting.
k(x,y)  = wave number (2π/L), hubungannya dengan kedalaman lokal d(x,y) melalui dispersi linier adalah:
σ 2 = gk tanh (kd) (34)
Persamaan  diatas  mensimulasikan  refraksi,  difraksi  dan refleksi  gelombang  di  daerah  pantai.  Selain  itu  banyak  juga mekanisme  lain  yang  mempengaruhi  pola  perambatan gelombang  di  daerah  pantai. Output dari  pemodelan  berupa tinggi  gelombang  pada  lokasi  tertentu  atau  keseluruhan  grid. Pemodelan  dilakukan  dengan  tiga  arah  yang  berbeda,  yaitu timur laut, utara dan barat laut.

## H. Validasi Pemodelan Gelombang
Validasi pada pemodelan ini dilakukan dengan mengambil titik-titik  sepanjang  suatu  garis dari lepas pantai hingga  garis pantai  pada  hasil  pemodelan  untuk  mendapatkan  pola perubahan tinggi gelombang yang menjalar dari laut dalam ke pantai.Selanjutnya  tinggi  gelombang  di  tiap  kedalaman  dari hasil  pemodelan  tersebut  dibandingkan  dengan  hasil perhitungan  secara  analitik.  Untuk  membandingkan  kedua hasil  tersebut  persamaan  yang  digunakan  adalah  sebagai berikut:
(45) di mana: H= H analitik H’= H numeric
Dari  hasil  validasi  model  di  atas  dapat  diketahui  bahwa perbedaan  tinggi  gelombang  antara  hasil  pemodelan  dengan perhitungan  secara  analitik  memiliki  kesalahan  relatif  rata-
rata di bawah 15%.
Tabel 3.
Hasil validasi pemodelan
Tabel 4.

## Rata-rata tinggi gelombang III. HASIL DAN DISKUSI
Untuk  memverifikasi  pemodelan  pada  kondisi  eksisting, dilakukan  observasi  pada  6  titik  lokasi  pengambilan  sampel tinggi  gelombang.  Titik  yang  ditentukan  dinilai  dapat merepresentasikan kondisi tinggi gelombang di wilayah studi. Pengambilan  titik  sampel  dilakukan  menurut  tujuan (purposive  sampling) dengan  pertimbangan  bahwa  titik-titik tersebut  merupakan  lokasi  yang  dianggap  penting  untuk diamati pada lokasi studi.
Hasil observasi tinggi gelombang pada tiap titik observasi dari  pemodelan  layout  eksisting  untuk  masing-masing periode  ulang  dan  arah  datang  gelombang  dirata-rata sehingga  hasilnya adalahseperti ditunjukkan dalam Tabel 4.

## IV. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil adalah:
1. Layout  eksisting  dapat  dikatakan  tidak  aman  dalam melindungi area Pelabuhan Perikanan Nusantara Brondong dan  pantai  Desa  Blimbing.  Hal  tersebut  karena  rata-rata tinggi gelombang yang terjadi melebihi kondisi aman yang disyaratkan untuk kapal di bawah 500 GT yaitu 0,3 meter. 2. Perlu dilakukan modifikasi terhadap layout eksisting yang merupakan  hasil  pembangunan  Master  Plan  PPN Brondong.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Triatmodjo, Bambang. 2003. Pelabuhan . Beta Offset, Yogyakarta.
[2] Rudyani, F. P. 2013. Pengaruh Perubahan Layout Breakwater Terhadap Kondisi  Tinggi  Gelombang  di  Pelabuhan  Perikanan  Nusantara Brondong . Jurusan Teknik Kelautan ITS, Surabaya.
[3]  US  Army  CERC.  1984. Shore  Protection  Manual .  US  Army  Corps  of Engineers, Washington.
[4] Triatmodjo, Bambang. 1999. Teknik Pantai . Beta Offset, Yogyakarta.
[5]  Kamphuis,  J.  W.  2000. Introduction  to  Coastal  Engineering  and Management. Worl Scientific, Singapura.
[6]Zakaria,  Ahmad.  2009. Dasar    Teori  dan  Aplikasi  Program  Interaktif berbasis Web untuk  menghitung Panjang Gelombang dan Pasang Surut. Magister Teknik Sipil Unila, Lampung.
[7]  Demirbilek,  Zaki.,  Panchang,  V.  1998.  CGWAVE:  A  Coastal  Survace Water Wave Model of the Mild Slope Equation. Technical Report CHL- 98-26.
Arah Error rata-rata (%) Timur Laut 11,18 Utara 14,44 Barat Laut 13,92 Periode ulang Timur Laut Utara Barat Laut 1 tahun 0,476 0,561 0,441 5 tahun 0,546 0,607 0,462 50 tahun 0,589 0,653 0,500 Rata-rata Tinggi gelombang kondisi eksisting (m)
Persen error relatif = |H’-H| x 100% H