Analisis transformasi dan spektrum gelombang berarah di perairan sayung Demak Jawa Tengah

ANALISIS  TRANSFORMASI DAN SPEKTRUM GELOMBANG 

BERARAH DI PERAIRAN SAYUNG DEMAK JAWA TENGAH 

ABSTRAK 

Gelombang yang bergerak menuju pantai akan mengalami perubahan bentuk yang disebabkan oleh transformasi gelombang karena perubahan kedalaman perairan yang menyebabkan terjadinya perubahan panjang, tinggi, dan arah gelombang. Erosi pantai atau abrasi merupakan akibat dari perubahan bentuk gelombang laut. Fenomena tersebut dapat merusak garis pantai dan mengancam infrastruktur wilayah pesisir pantai. Analisis spektrum merupakan teknik yang digunakan untuk memilah dan merubah suatu fenomena fisik gelombang acak yang komplek menjadi komponen individual (gelombang tunggal) terhadap frekuensi masing masing gelombang. 

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakterisitik gelombang,pola transformasi gelombang, dan spektrum gelombang berarah di Perairan Sayung, Demak, Jawa Tengahdengan pendekatan pemodelan oseanografi. Hasil penelitian ini diharapkan menjadi salah satu pendukung informasi hidro-oseanografi di daerah Perairan Sayung Demak. Pengambilan data gelombang di lokasi penelitian dilakukan pada bulan Juni 2016. Analisa yang dilakukan adalah analisa pola transformasi dan spektrum gelombang, peramalan gelombang, data angin dengan permodelan Hidrodinamika 2D. 

Analisa selama bulan Juni 2016, hasil transformasi gelombang menunjukkan besar nilai koefisien refraksi antara 0,42 sampai 1,04. Koefisien shoaling berkisar pada 0,99 sampai dengan 1,07. Gelombang pecah berada pada nilai 1,22 sampai 1,88 meter dan berada pada kedalaman 1,05 hingga 1,61 meter. Sedangkan nilai pemodelan spektrum gelombang menunjukkan bahwa energi gelombang untuk yang paling tinggi adalah pada Musim Barat yakni sebesar 0,30 m2/Hz, untuk Musim Peralihan II dan Musim Timur sebesar 0,25 m2/Hz. Dan yang paling kecil pada Musim Peralihan I Yakni 0,19 m2/Hz.  

Kata kunci : Transformasi gelombang, Spektrum Gelombang, Perairan Sayung Demak, Hidrodinamika 2D 

PENDAHULUAN 

Kecamatan Sayung merupakankecamatan yang beradadi pesisir Pantai UtaraJawa Tengah danberhubungan langsung dengan Laut Jawa, wilayah ini merupakan kawasan yang sangat strategis bagi Pulau Jawa karena merupakan jalur utama di pantai utara jawa (Pantura) dimana berbagai aktivitas dari maupun ke provinsi lain di jawa tengah melewati jalur ini. 

Gelombang yang bergerak menuju pantai akan mengalami perubahan bentuk yang disebabkan oleh transformasi gelombang, Erosi pantai atau abrasi merupakan akibat dari perubahan bentuk gelombang lautWilayah Kecamatan Sayung mengalami permasalahan erosi pantai atau abrasi yang parah dalam kurun waktu 11 tahun terakhir, tercatat pada tahun 2002 ada 145,50 hektar pantai yang terkikis abrasi, kerusakan pantai meningkat lima kali lipat pada 2005 mencapai 758,30 hektar, 

Oleh karena itu, perlu diketahui karakterisitik gelombang,pola transformasi gelombang, dan spektrum gelombang berarah, Hasil penelitian ini diharapkan menjadi salah satu pendukung informasi hidro-oseanografi di daerah Perairan Sayung Demak. 

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakterisitik gelombang,pola transformasi gelombang, dan spektrum gelombang berarah di Perairan Sayung, Demak, Jawa Tengahdengan pendekatan pemodelan oseanografi. Lokasi penelitian secara geografis terletak pada koordinat 110°28'24,618"E – 6°55'29,899"S dan110°28'55,328"E –

6°54'49,912"S,sedangkan secara administratif termasuk kedalam wilayah Kabupaten Demak, Jawa Tengah. 

Gambar 1. Lokasi Penelitian 

METODOLOGI Data Penelitian 

1. Data arah dan kecepatan angin tiap tiga jam diperoleh dari stasiun pengamatan BMKG Semarang untuk Januari 2005 - 2015 

2. Data kedalaman diperoleh dari pengukuran langsung di lokasi penelitian pada bulan Juni 2016 

3. Peta Batimetri Dishidros tahun2013 

PENGOLAHAN DATA 

1. Pengolahan Data Angin 

1. Data angin dari BMKG Semarang (www.ogimet.com) di simpan dalam bentuk Text 

(.txt). 

2. Data angin tersebut kemudian ditampilkan di Ms.Excel dan dikelompokkan berdasarkan musim. Hasil data yang telah dikelompokkan permusim dari tahun 20052015 kemudian diolah menggunakan Wrplot View untuk memperoleh kondisi dominan angin yang disajikan dalam bentuk windrose. 

2. Peramalan Gelombang  

Peramalan gelombang yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan metode Sugianto (2014).   

Langkah dalam metode Sugianto (2014) adalah sebagai berikut :  

1. Data yang didapatkan dari situs BMKG Semarang disortir arah dan kecepatan anginnya,  

2. Dalam analisis ini ada 2 cara, yakni data angin diatas 3 knot dan diatas 10 knot selama 11 tahun hal ini dikarenakan nilai kecepatan angin 10 knot memiliki kondisi gelombang kecil mulai berubah menjadi gelombang besar dan puncak gelombang mulai pecah sehingga energi gelombang melaju dari laut dalam menuju pesisir, 

sedangkan untuk minimal 3 knot kondisi gelombang kecil tidak merata tanpa buih (Kramadibrata, 2002).   

3. Masukkan rumus Sugianto (2014)  untuk mencari Hs dan Ts Rumus Hs 

= 0,0016 + 0,0406  (1) 

(Sugianto (2014)) 

Rumus Ts 

= 0.15 + 2.892  (2) 

(Sugianto (2014)) 4. Mencari H maks, H min dan H rata rata serta Tmaks Tmin dan T rata rata 

5. Peramalan permusim. 

3. Analisa Gelombang Lapangan 

Datahasil pengamatan lapangan akan dianalisis dengan metode gelombang representatif, yaitu metode yang mewakili karakteristik keseluruhan data gelombang. 

Cara perhitungan gelombang representatif adalah data yang telah didapatkan dari pengamatan lapangan diurutkan dari data yang tertinggi sampai yang terendah. Gelombang representatif yang digunakan adalah gelombang maksimum hasil pengukuran di lapangan,  

Data gelombang dianalisis untuk menentukan nilai parameter gelombang nya seperti : panjang gelombang laut dalam (Lo),kedalaman perairan relatif (d/L), dan Tinggi Gelombang dititik x (H). panjang gelombang (L), cepat rambat gelombang (C), Kecepatan grup gelombang  (Cg), daya gelombang (P) dan energi gelombang (E). 

4. Analisis Data Sekunder 

Data sekunder lain yang digunakan dalam penelitian ini adalah Peta Rupa Bumi Indonesia Skala 1:25.000 . Peta ini diganakan untuk membuat peta penelitian. Peta RBI ini diolah dalam software ArcGIS 10.0. Peta Bathimetri digunakan untuk inputan terhadap model. ArcGIS 10.0. Peta Bathimetri digunakan untuk inputan terhadap model. 

5. Analisis PermodelanHidrodinamika 2D 

Analisis transformasi gelombang ini akan dimodelkan dengan menggunakan Software Mike 21 modul Spectral wave dan analisis spektrum gelombang menggunakan Software SMS 10.0 hal ini untuk menampilkan grafik distribusi energi gelombang satu dimensi serta grafik polar danpenjalaran arah datang gelombang. Data masukan dalam analisa model ini adalah data hasil pengolahan data gelombang dari peramalan gelombang Sugianto (2014), yang berupa tinggi, periode. Data angin juga dimasukkan dalam model ini, arah angin dominan pada tiap musim digunakan sebagai dasar penentuan arah model. Hasil pemodelan adalah grafik distribusi energi gelombang satu dimensi serta grafik polar dan arah penjalaran gelombang. 

HASIL DAN PEMBAHASAN 

  

(a) (b)

  

(c)

(d) 

Gambar 2.Mawar Angin (a) Musim Barat (b) Musim Peralihan I (c) Musim Timur (d) Musim Peralihan II 2005-2015. 

Dari gambar mawar angin (Gambar 2 (a) hingga (d) ) dapat diketahui bahwa gelombang dominan untuk musim barat dari arah Barat Laut. gelombang dominan untuk musim peralihan I dari arah Tenggara. gelombang dominan untuk musim Timur dari arah Tengara. gelombang dominan untuk musim Peralihan II dari arah Tengara. 

Gambar 3. Refraksi dan DifraksiGelombang di bangunan Breakwater pada(a) Musim Barat (b) Musim Peralihan I (c) Musim Timur (d) Musim Peralihan II. 

Permodelan Spektrum Gelombang 

(a)

(b) 

             (c)  

   (d) 

Gambar 4.Grafik Spektrum Gelombang Polar pada(a) Musim Barat (b) Musim Peralihan I (c) 

Musim Timur (d) Musim Peralihan II  

JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 6, Nomor  1, Tahun 2017, Halaman

  

(a) (b)

Gambar 8.Spektrum Gelombang(a) Energi - Arah dan (b) Energi – Frekuensi pada Musim Peralihan 2. 

Proses transformasi gelombang yang terjadi apabila gelombang menjalar dari perairan dalam dan menabrak suatu bangunan pantai maka vektor gelombang akan berbelok arah refraksi gelombang dimana gelombang yang berasal dari laut dalam mengalami pembelokan akibat adanya bangunan pantai. Hal ini sesuai pernyataan Danial (2008) difraksi gelombang adalah pembelokan gelombang laut yang menjalar akibat terhalang oleh suatu rintangan seperti pulau ataupun pemecah gelombang. Pembelokan yang terjadi di sekitar ujung rintangan kemudian membelok masuk ke daerah yang terlindung di belakang rintangan. 

Energi gelombang laut tertinggi bernilai 0,30 m2/Hz terjadi pada Musim Barat, sedangkan pada Musim Timur, dan Peralihan I energi gelombang maksimum yang terjadi di setiap musimnya diketahui sebesar 0,25 m2/Hz. Sedangkan energi gelombang yang terkecil pada musim Peralihan I yakni sebesar 0,19 m2/Hz. Frekuensi gelombang rata rata yang terjadi pada setiap musim yaitu sebesar 0,15 Hz. Berdasarkan hasil tersebut diketahui bahwa  tinggi gelombang dan energi gelombang laut saling keterkaitan, yaitu semakin tinggi gelombang yang terbentuk maka energi yang dihasilkan juga semakin besar. Hal ini diperkuat oleh pernyataan Wahyudi et al. (2005), yang menyatakan semakin besar tinggi gelombang maka nilai energi gelombang akan semakin besar begitupun sebaliknya.  

 Kesimpulan 

Dari kajian yang dilakukan terhadap transformasi gelombang dan spektrum gelombang di Perairan Sayung dengan menggunakan data angin selama 11 tahun (2005-2015) dan peta lokasi perairan tersebut, maka didapat karakteristik bahwa nilai transformasi gelombang dan spektrum gelombang perairan sayung memiliki nilai koefisien refraksi antara 0,42 sampai 1,04. Koefisien shoaling berkisar pada 0,99 sampai dengan 1,07. Gelombang pecah berada pada nilai 1,22 sampai 1,88 meter dan berada pada kedalaman 1,05 hingga 1,61 meter. Sedangkan nilai pemodelan spektrum gelombang menunjukkan bahwa energi gelombang untuk yang paling tinggi adalah pada Musim Barat yakni sebesar 0,30 m2/Hz, untuk Musim Peralihan II dan Musim Timur sebesar 0,25 m2/Hz. Dan yang paling kecil pada Musim Peralihan I Yakni 0,19 m2/Hz