25

Kajian Pemanfaatan Underwater Sill (UWS) Dalam Mengatasi Pendangkalan Kolam Labuh

(Studi Kasus: Pelabuhan PT. Semen Gresik (Persero) Tbk. Di Tuban) Remo Marichi1,a, Nur Yuwono2,b dan Radianta Triatmadja3,c

1Mahasiswa Program Pascasarjana, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan,

Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia 2Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia 3Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia

arichihanamichi@gmail.com, bnuryuwono@ugm.ac.id, cradianta@ugm.ac.id

Abstrak

PT. Semen Gresik (Persero) tbk tmembuat pelabuhan khusus untuk bongkar muat produk

semen dari PT. Semen Gresik (Persero) di Tuban. Dengan adanya pelabuhan ini diharapkan dapat

melayani kapal dengan bobot 30.000 sampai dengan 40.000 DWT. Untuk keperluan itu, maka

dilakukan pembangunan alur pelayaran dengan kedalaman sekitar -12 m (LWS) dan kolam labuh

sekitar -13,00 m (LWS), serta perpanjangan dermaga yang ada dari 175 m menjadi 400 m. Kemudian

timbul masalah yaitu terjadinya pendangkalan alur pelayaran dan kolam labuh, hal ini terjadi

disebabkan oleh posisi kolam labuh berada pada kawasan surf zone. Maka dilakukan pengerukan

sedimen pada lokasi kolam labuh dan alur pelayaran, solusi ini dinilai kurang efektif karena harus

dilakukan secara periodik dan membutuhkan biaya yang relatif banyak. Untuk mengatasi dan

mengurangi pendangkalan yang terjadi di Pelabuhan Khusus PT. Semen Gresik tersebut, telah

dibangun Underwater Sill (UWS) di sekeliling kolam labuh dengan jarak 500 m dari garis pantai.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh adanya struktur UWS dalam mereduksi jumlah

sedimen yang masuk ke kolam labuh. Pendangkalan kolam labuh dihitung dengan anggapan bahwa

distribusi sedimen tidak terdistribusi sempurna atau merata sehingga debit sedimen yang masuk ke

kawasan UWS dihitung dengan menggunakan koefisien distribusi sedimen (Kc). Hasil penelitian

menunjukkan dengan adanya bangunan UWS pada jarak 500 m dari garis pantai dapat mengurangi /

mereduksi sedimen yang akan masuk ke kolam labuh yang semula sebelum adanya bangunan UWS

adalah 426993,809 m3/tahun menjadi 302615,157 m3/tahun setelah adanya bangunan UWS. Maka

dapat disimpulkan bahwa dengan adanya bangunan UWS dapat mengurangi / mereduksi sedimen

yang akan masuk ke kolam labuh sebesar 124378,6518 m3/tahun atau sebesar 29,13%.

Kata kunci: transpor sedimen, pendangkalan, Underwater Sill (UWS)

Pendahuluan

Latar Belakang

Pelabuhan Khusus PT. Semen Gresik mengalami masalah pendangkalan alur pelayaran dan

kolam labuh, hal ini terjadi disebabkan oleh posisi kolam labuh berada pada kawasan surf zone. Surf

zone adalah daerah antara gelombang pecah hingga garis pantai, dimana pada kawasan tersebut terjadi

angkutan sedimen sejajar pantai (longshore current). Untuk mengatasi dan mengurangi pendangkalan

yang terjadi di Pelabuhan Khusus PT. Semen Gresik tersebut, telah dibangun Underwater Sill di

sekeliling kolam labuh. Underwater Sill (UWS) ini dirancang oleh PT. Wiratman & Associates

bersama Pusat Antar Universitas Ilmu Teknik Universitas Gadjah Mada (PAU IT UGM).Secara

teknis, UWS dapat menghambat laju pendangkalan pada kolam labuh sehingga dapat menghemat

biaya pemeliharaan yang biasanya dilakukan dengan cara pengerukan. Bila di tinjau dari aspek

lingkungan, UWS dinilai tidak terlalu mengganggu pergerakan gelombang sehingga kestabilan

daerah pantai tetap terjaga. Oleh karena itu, penelitian mengenai UWS sampai saat ini masih perlu

dikembangkan, khususnya terkait analisis/kajian proses kinerjanya

26

Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini dilakukan adalah untuk mengetahui sekaligus mengevaluasi perhitungan

transpor sedimen yang masuk ke kolam labuh Pelabuhan PT. Semen Gresik serta mengetahui

kehandalan kinerja Underwater Sill (UWS) dalam mencegah pendangkalan yang terjadi di kolam

labuh Pelabuhan PT. Semen Gresik

Batasan Penelitian

1. Daerah kajian pengaruh UWS untuk mengatasi pendangkalan di kolam labuh yang berada di

sekitar surf zone.

2. Dalam menghitung transpor sedimen menyusur pantai, garis kontur dianggap sejajar dengan garis

pantai.

3. Kedalaman laut menuju pantai secara gradual dengan kemiringan sekitar 1:100. Mengingat

kelandaian yang sangat kecil, maka dalam menentukan lokasi gelombang-gelombang pecah dapat

dianggap tanah dasar laut mendekati horizontal.

Tinjauan Pustaka

Underwater Sill (UWS)

Underwater Sill (UWS) adalah struktur/bangunan yang dibuat di bawah permukaan air yang

berfungsi sebagai penahan aliran material sedimen di dasar air baik itu bed load maupun suspended

load (Transpor sedimen) yang mengalir masuk ke dalam kolam labuh sehingga dapat mengurangi

pendangkalan yang diakibatkan oleh sedimentasi. UWS pada pengaplikasiannya dipasang di

sekeliling kolam labuh dan alur pelayaran. Dengan adanya Underwater Sill (UWS) maka aliran

sedimen setinggi mercu UWS dapat dibelokkan sehingga tidak mengalir ke kolam labuh dan alur

pelayaran.Dampak positif penggunaan struktur Underwater Sill (UWS) pada pada kolam pelabuhan

dan alur pelayaran adalah ramah lingkungan karena tidak memberikan dampak pada garis pantai

karena angkutan suspended load di atas mercu UWS masih dapat mengalir melalui bangunan UWS.

Selain ramah lingkungan, biaya pembangunan UWS relatif murah dibandingkan menggunakan

breakwater atau sejenisnya. Dalam penelitian (Tsuruya et al, 1990) di Pelabuhan Kumamoto Jepang,

diketahui untuk bangunan Underwater Sill (UWS) dengan tinggi 1 meter dapat mencegah

pendangkalan kolam labuh di Pelabuhan Kumamoto Jepang sekitar 30% dari total sedimentasi tanpa

menggunakan bangunan Underwater Sill (UWS).

Pengaruh Bentuk dan Tinggi Struktur Underwater Sill (UWS) Terhadap Debit Aliran

Struktur Underwater Sill (UWS) mampu mengubah pola aliran. Penambahan ketinggian struktur

Underwater Sill (UWS) akan memperbesar arus yang terjadi di sekitar struktur Underwater Sill

(UWS). Sesuai dengan Gambar 1, Q0 adalah debit aliran yang didapat dari hasil pengukuran

kecepatan aliran yang berada pada posisi sebelum adanya struktur Underwater Sill (UWS). Q1 adalah

debit aliran yang didapat yang yang mengalir yang didapatkan dari hasil pengukuran dari hasil

pengukuran kecepatan aliran di dalam struktur Underwater Sill (UWS). Dengan membandingkan

debit aliran yang lewat di atas struktur Underwater Sill (UWS) (Q1) dengan debit aliran tanpa struktur

Underwater Sill (Q0) didapatkan bilangan tak berdimensi yang hasilnya sama dengan perbandingan

F dengan kedalaman air (d) dengan pengaruh layout berbentuk trapesium n’ = 0,67 ( Bhakty, 2015).

27

Gambar 1. Debit aliran melalui struktur UWS (Bhakty, 2015)

Dari hasil pengujian laboratorium oleh (bhakty, 2015) maka untuk nilai F/d yang sama, semakin

kecil nilai n’ maka nilai Q0/Q1 akan semakin besar. Sehingga debit yang masuk ke dalam Underwater

Sill (Q1) juga semakin besar. hal ini menunjukkan bahwa kemampuan Underwater Sill (UWS) dalam

membelokkan aliran semakin rendah. Sehingga penambahan tinggi struktur sampai titik tertentu

semakin efisien dalam mengendalikan jumlah sedimen.

Landasan Teori

Kecepatan Aliran Arah Horizontal

Kecepatan rerata umumnya diukur pada 0,6 d dari muka air rerata dan kecepatan maksimum

umumnya terjadi di bawah permukaan bebas sedalam 0,5 d hingga 0,25 d (Prandlt-von Karman,

1935). Distrubusi kecepatan vertikal kecepatan aliran arah horizontal tanpa struktur UWS secara

teoritis ditentukan berdasarkan sifat pengaliran aliran permanen beraturan. Kecepatan aliran tanpa

UWS pada titik z secara teoritis dihitung menggunakan persamaan berikut ini:

𝑈𝑧 = 5,75𝑉∗𝑙𝑜𝑔104𝑧

𝛿 (1)

Dimana 𝑉∗ kecepatan gesek (m/s) 𝑉∗ = √𝑔. 𝑑. 𝐼𝑒dengan d kedalaman air (m) dan 𝐼𝑒 kemiringan garis

energi, Z = kedalaman titik yang ditinjau (m) z = 0,4 d, δ = daerah lapis batas laminer δ = 11,6 𝜐

𝑉.

dengan 𝜐 = 𝜇

𝜌, μ = kekentalan dinamik (N s/m2), ρ = rapat massa (kg/m3)

untuk kecepatan rerata aliran dihitung dengan persamaan:

�̅� = 5,75𝑉∗𝑙𝑜𝑔42𝑧

𝛿 (2)

Persamaan Empiris Angkutan Sedimen Menyusur Pantai

𝑄𝑠 =𝜌.𝐾.√

𝑔𝛾𝑏⁄

16(𝜌𝑠−𝜌).(1−𝑎)𝐻𝑏2,5. sin (2𝛼𝑏)

(3)

Dimana Qs= jumlah angkutan sedimen menyusur pantai dalam satuan volume per satuan waktu, K =

koefisien empiris, ρ = rapat massa air, ρs= rapat massa butiran sedimen, g = percepatan gravitasi,

aporositas = 0,4, Hb= tinggi gelombang pecah, b = indeks gelombang pecah = Hb/hb ; hb = kedalaman

gelombang pecah, αb = sudut datang gelombang pecah, 𝐾 = 1,4𝑒−2,5(𝐷50).

Debit Aliran Dengan UWS

Debit aliran adalah volume zat cair yang mengalir pada suatu tampang saluran tiap satuan waktu.

Untuk sebuah nilai debit aliran, kecepatan aliran mempunyai distribusi yang bervariasi disebabkan

28

adanya tegangan geser di dasar dan dinding saluran serta keberadaan permukaan bebas (Bhakty,

2015). Debit aliran yang melalui saluran mempunyai ketinggian mulai 0 sampai d maka persamaan

debit per satuan lebar menjadi:

𝑞 = ∫ 𝑈𝑧𝑑

0𝑑𝑧 (4)

Diketahui Uz adalah distribusi kecepatan untuk saluran bersifat hidrolika licin sesuai dengan

persamaan (1). Substitusi persamaan (1) dan (4) menjadi:

𝑞 = ∫ 5,75𝑉∗𝑙𝑜𝑔104𝑧

𝛿

𝑑

0𝑑𝑧 (5)

Persamaan integral (3.5) diselesaikan, sehingga didapatkan persamaan debit per satuan lebar yang

melalui saluran menjadi:

𝑞 = 5,75𝑉∗ (log (104𝑧

𝛿𝑑) −1) (6)

Jika debit aliran yang melalui saluran B disebut Qo , maka:

𝑄𝑜 = 𝐵. 5,75. 𝑉∗. 𝑑 (log (104𝑧

𝛿𝑑) −1) (7)

Substitusi persamaan (1) ke dalam persamaan (7), yaitu:

𝑞 = ∫ 5,75𝑉∗𝑙𝑜𝑔104𝑧

𝛿

𝑑

0𝑑𝑧 (8)

Sehingga didapatkan persamaan debit persatuan lebar yang lewat di atas bangunan UWS, menjadi:

𝑞 = 5,75𝑉∗ [𝑑 (log (104𝑧

𝛿𝑑) −1) − ℎ (log (

104𝑧

𝛿𝑑) −1)] (9)

Jika debit yang lewat di atas struktur UWS selebar B disebut Q1 , maka:

𝑄1 = 𝐵. 5,75𝑉∗ [𝑑 (log (104𝑧

𝛿𝑑) −1) − ℎ (log (

104𝑧

𝛿𝑑) −1)]

(10)

Pendekatan yang dilakukan untuk menghasilkan bilangan tak berdimensi pada kasus aliran dengan

UWS adalah dengan membandingkan debit aliran yang lewat diatas struktur UWS (Q1) dengan debit

aliran tanpa struktur UWS (Qo) didapatkan persamaan berikut ini:

𝑄1

𝑄𝑜=

𝐵.5,75𝑉∗[𝑑(log(104𝑧

𝛿𝑑)−1)−ℎ(log(

104𝑧

𝛿𝑑)−1)]

𝐵.5,75.𝑉∗.𝑑(log(104𝑧

𝛿𝑑)−1)

(11)

Persamaan (11) disederhanakan dalam bentuk:

𝑄1

𝑄𝑜= 1 −

ℎ

𝑑

[log(104𝑧

𝛿ℎ)]

[log(104𝑧

𝛿𝑑)]

(12)

29

Gambar 2. Pengendalian sedimen melayang dengan UWS (PSIT, 2014)

Gambar 2, Qo adalah debit aliran yang didapatkan dari titik-titik pengukuran kecepatan aliran yang

berada pada posisi sebelum struktur UWS. Q1 adalah debit aliran yang didapatkan dari titik-titik

pengukuran kecepatan aliran di dalam struktur UWS.

Dengan asumsi bahwa nilai [log (104𝑧

𝛿ℎ)]≈ [log (

104𝑧

𝛿𝑑)] pada h ≥ 0,1 d maka persamaan menjadi:

𝑄1

𝑄𝑜= 1 −

ℎ

𝑑

(13)

Jika h = d – F, maka: 𝑄1

𝑄𝑜= 1 − (

𝑑−𝐹

𝑑)

𝑄1

𝑄𝑜=

𝐹

𝑑 (14)

Jika pengaruh layout UWS dimasukkan dalam persamaan (14) yang didekati dengan koefisien

pangkat n' (Bhakty, 2015), maka persamaan menjadi:

𝑄0

𝑄1= (

𝐹

𝑑)𝑛′

(15)

Jika fungsi dari Bgap / B dimasukkan ke persamaan (15) maka persamaan menjadi:

𝑄0

𝑄1= (

𝐹

𝑑)𝑛′

. 𝑓 (𝐵𝑔𝑎𝑝

𝐵) = (

𝐹

𝑑)𝑛′

. 𝐶𝑔𝑎𝑝

(16)

Nilai Cgap dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut (Bhakty, 2015)

𝐶𝑔𝑎𝑝 = −3,036 (𝐵𝑔𝑎𝑝

𝐵)2

+ 2,108 (𝐵𝑔𝑎𝑝

𝐵) + 0,965 (17)

Dimana F= Jarak vertikal mercu/puncak UWS ke permukaan air (m), B = Lebar saluran (m), Bgap=

Jarak horizontal UWS dengan garis pantai (m), Cgap = Konstanta pengaruh Bgap, n’=

Konstanta pengaruh layout UWS, Q0= Debit tanpa UWS (m3/s), Q1 = Debit yang masuk ke kawasan

yang dilindungi UWS (m3/s).

Metode Penelitian

Deskripsi Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di lokasi pelabuhan PT. Semen Gresik (Persero) tbk di Tuban, Jawa timur.

Adapun data-data yang digunakan dalam penyusunan analisis dari kondisi pantai dan pelabuhan yang

di teliti adalah data angin maksimum harian 10 tahun dari tahun 2004 sampai dengan 2014 diperoleh

30

dari stasiun Meteorologi Maritim Perak II Surabaya Jawa Timur dan data gelombang KNMI tahun

1960 – 1989 perairan Tuban, peta citra satelit diperoleh dari Google Earth dan Google Map, denah

letak pelabuhan diperoleh dari Laporan Akhir PSIT UGM, data kondisi pelabuhan, bathimetry dan

spesifikasi material sedimentasi sekitar pelabuhan diperoleh dari PT. Semen Gresik.

Gambar 3. Lokasi penelitian

Prosedur Pelaksanaan Kegiatan Penelitian

Langkah-langkah prosedur pelaksanaan kegiatan penelitian yang dilakukan sesuai dengan

skema penelitian pada Gambar 4, sebagai berikut:

Gambar 4. Skema prosedur pelaksanaan kegiatan penelitian

Hasil Penelitian Dan Pembahasan

Peramalan Gelombang

Dari hasil analisis dua data yang digunakan yaitu data dari Stasiun Meteorologi Maritim Perak

II Surabaya Jawa Timur tahun 2004 - 2014 dan data gelombang KNMI tahun 1960 – 1989 perairan

Tuban, memperlihatkan perbedaan yang cukup signifikan. Maka dari kedua data tersebut, ditetapkan

data dari KNMI tahun1960 -1989 yang dipilih untuk menjadi acuan dalam analisis penentuan batas

luas daerah pergerakan sedimen. Data KNMI tahun 1960 - 1989 dipilih karena data tersebut

merupakan hasil pengukuran gelombang dilapangan.

Tuban, Jawa Timur

31

Gambar 5. Mawar Gelombang perairan Tuban (KNMI, 1960 – 1989)

Penentuan Batas Luas Daerah Pergerakan Sedimen

Luasan daerah pergerakan material sedimen di perairan Tuban yaitu berdasarkan Gambar 7. yang

merupakan formula dari (Hallermeier, 1978) yang membagi zona profil pantai menjadi 3 bagian

yaitu; Littoral Zone d1, Shoal Zoned2 dan offshore Zone dalam buku Manual on Artificial Beach

Nourishment (CUR, 1987). Agar struktur UWS dapat berfungsi dengan efektif, maka posisi struktur

tersebut harus berada pada kedalaman d1 dan d2 seperti Gambar 6. untuk hasil yang optimal,

disarankan agar struktur UWS dekat dengan posisi d2 agar pengaruh proses sedimentasi relatif

berkurang. Berikut adalah perhitungan zona pergerakan sedimen.

d1 = 1,75 (Hs)2th =1,75 x 4 = 7 m

d2 = 3,5 (Hs)2th = 3,5 x 4 = 14 m

db = 1,28 (Hs)2th = 1,28 x 4 = 5,12 m

Gambar 6. Zona Pergerakan sedimen Pantai (Hallermeier, 1978)

Hs

(m)

Ts

(detik)

P (%)

0,5 4,3 1,57

1 5,2 8,83

1,5 6,0 7,1

2 6,6 3,4

2,5 7,2 1,7

3 7,8 0,57

3,5 8,3 0,34

4 8,7 0,13

32

Gambar 7. Pembagian zona pergerakan sedimen pantai di perairan Tuban

Analisis Transpor Sedimen Sebelum Ada Bangunan UWS

Dengan menggunakan persamaan empiris angkutan sedimen pantai dari Persamaan (3.3), maka

jumlah transpor sedimen menyusur pantai di perairan Tuban dapat di hitung dengan menetapkan

karakteristik sedimen adalah sedimen dianggap pasir halus D50 = 0,06 mm, ρs = 2650 kg/m3, ρw =

1025 kg/m3 dan n = 0,4.

Sedangkan untuk garis kontur dianggap sejajar dengan garis pantai dengan kemiringan sekitar m

= 1: 100. Sehingga hasil perhitungan total angkutan sedimen menyusur pantai sebelum ada bangunan

UWS adalah arah gelombang dari Barat total transpor sedimen sebesar 3947555,30 m3/tahun.

Analisis Pendangkalan Kolam Labuh

Dalam menganalisa pendangkalan kolam labuh di Pelabuhan PT. Semen Gresik digunakan

koefisien debit yang diperoleh dari koefisien distribusi arus dan koefisien pengaruh distribusi

sedimen. Koefisien distribusi arus diperoleh dari hasil pengukuran di laboratorium oleh (Bhakty,

2015). Sebagai pembanding digunakan distribusi arus terhadap jarak x/xb dan distribusi arus terhadap

jarak x/xo dari penelitian sebelumnya oleh (Bhakty, 2015) yang menggunakan distribusi arus terhadap

x/xb yang menghasilkan koefisien arus-pengaruh kedalaman (kmu).

Pada penelitian ini diberikan contoh peritungan dengan distribusi arus terhadap jarak x/xo (lihat

Gambar 8). Pada Gambar 8 dibuat suatu perbandingan antara luas yang ditinjau (a) denganluas

seluruh kurva (A) sehingga menjadi kurva koefisien distrubusi arus (a/A).

Dari hasil pengukuran laboratorium dari breaker line ke arah laut dengan jarak hingga 4 kali

lebar surf zone masih terdapat arus menyusur pantai (lihat Gambar 8). Arus menyusur pantai pada

garis pantai bernilai 0 kemudian pada jarak 0,5 – 0,7 arus menyusur pantai mencapai puncak tertinggi

pada jarak 0,7 – 4,0 arus menyusur pantai mengalami penyusutan hingga mencapai nilai 0.

33

Gambar 8. Koefisien distribusi arus (Bhakty,2015)

Pada Gambar 9, jika kelandaian pantai dibanding garis horizontal permukaan air dianggap

sebagai luasan segitiga, maka dapat dibuat suatu perbandingan antara luas yang ditinjau (b) dengan

luas seluruh kurva (B) sehingga menjadi kurva koefisien pengaruh kedalaman pantai (b/B).

Hasil perkalian antara koefisien distribusi arus dengan koefisien pengaruh kedalaman pantai

menghasilkan debit (lihat Gambar 10) yang dihitung dengan 𝑄 =𝑎1

𝐴 .𝑏1

𝐵.

Gambar 9. Koefisien pengaruh kedalaman pantai

Gambar 10. Grafik 𝑄 =𝑎1

𝐴 .𝑏1

𝐵.

Sehingga koefisien debit dapat diperoleh dari Gambar 10 melalui persamaan sebagai berikut:

𝐾𝑄𝑐 =∑ 𝑄𝑖𝑖0

∑𝑄

Dimana:𝐾𝑄𝑐 = adalah koefisien debit, ∑ 𝑄𝑖𝑖0 = adalah jumlah debit yang ditinjau, ∑𝑄adalah

jumlah debit total.

Hasil perhitungan koefisien debit ketiga kondisi yang disebutkan diatas ditunjukkan pada

Gambar 11 berikut ini:

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 1 2 3 4 5u/u

x/xo

34

Gambar 11. Grafik koefisien debit akibat distribusi

Gambar 12. Grafik koefisien distribusi sedimen arus dan kedalaman pantai

Besarnya nilai koefisien KQc jarak x/x0 pada jarak 0 masing-masing bernilai 1 dan pada jarak 4

masing-masing bernilai 0. Hal ini menunjukkan bahwa dengan penempatan UWS pada jarak 0 maka

sedimen akan terlewati semua ke dalam kolam labuh sedangkan pada jarak 4 jumlah sedimennya 0

sehingga sedimen yang masuk ke dalam kolam labuh adalah 0.

Untuk distribusi sedimen yang masuk ke kolam labuh tidak terdistribusi merata atau sempurna,

sehingga untuk mengakomodir permasalahan tersebut dibuat koefisien distribusi sedimen

berdasarkan kedalaman air yang ditinjau (lihat Gambar 12.). Jika distribusi sedimen dianggap

segitiga, maka dapat dibuat suatu perbandingan antara luas yang ditinjau (c) dengan luas seluruh

kurva (C) sehingga menjadi kurva koefisien pengaruh distribusi sedimen (c/C).

Analisis pendangkalan kolam labuh menggunakan bangunan UWS dihitung dengan anggapan-

anggapan sebagai berikut:

1. Distribusi sedimen dengan keadaan tidak terdistribusi merata atau sempurna sehingga untuk

menentukan debit sedimen yang masuk ke kawasan UWS dihitung menggunakan grafik

koefisien distribusi sedimen (lihat Gambar 12).

2. Sedimen dikategorikan sebagai pasir halus dengan D50 = 0,06 mm, untuk perhitungan transpor

sedimen total menggunakan rumus CERC yang telah dimodifikasi.

3. Bangunan UWS direncanakan dengan tinggi mercu 2 m.

Dengan menggunakan anggapan di atas, maka jumlah pendangkalan kolam labuh dengan bangunan

UWS di hitung dengan menggunakan koefisien debit KQc jarak x/xo. Perhitungan nilai koefisien debit

dari jarak 0 m sampai 900 m disajikan pada Tabel 1 sebagai berikut:

35

Tabel 1. Nilai Koefisien Debit, Koefisien UWS dan Koefisien Distribusi Sedimen

Tabel 2. Jumlah Debit Sedimen Yang Masuk ke Kolam Labuh Akibat UWS

0,5 2 2,0 0,0 63,788175 255,1527 0 0,00 1 255,1527 1,000 0,037 0,000

1 2 2,0 0,0 129,8385 519,354 0 0,00 1 519,354 1,000 0,037 0,000

1,5 2 2,0 0,0 174,37155 697,4862 0 0,00 1 697,4862 1,000 0,037 0,000

2 2 2,0 0,0 233,2152 932,8608 0 0,00 1 932,8608 1,000 0,037 0,000

2,5 2 2,0 0,0 294,815625 1179,2625 0 0,00 1 1179,2625 1,000 0,037 0,000

3 2 2,0 0,0 354,323025 1417,2921 0 0,00 1 1417,2921 1,000 0,037 0,000

3,5 2 2,0 0,0 414,01185 1656,0474 0 0,00 1 1656,0474 1,000 0,037 0,000

4 2 2,0 0,0 473,8821 1895,5284 0 0,00 1 1895,5284 1,000 0,037 0,000

0,5 2 3,0 1,0 63,788175 255,1527 100 1,57 0,1665 155,1527 0,608 1,124 0,539

1 2 3,0 1,0 129,8385 519,354 100 0,77 0,69 419,354 0,807 0,688 0,329

1,5 2 3,0 1,0 174,37155 697,4862 100 0,57 0,855 597,4862 0,857 0,543 0,260

2 2 3,0 1,0 233,2152 932,8608 100 0,43 0,911 832,8608 0,893 0,427 0,205

2,5 2 3,0 1,0 294,815625 1179,2625 100 0,34 0,944 1079,2625 0,915 0,351 0,168

3 2 3,0 1,0 354,323025 1417,2921 100 0,28 0,966 1317,2921 0,929 0,302 0,144

3,5 2 3,0 1,0 414,01185 1656,0474 100 0,24 0,97 1556,0474 0,940 0,265 0,127

4 2 3,0 1,0 473,8821 1895,5284 100 0,21 0,977 1795,5284 0,947 0,238 0,114

0,5 2 4,0 2,0 63,788175 255,1527 200 3,1 0,011 55,1527 0,216 1,279 0,804

1 2 4,0 2,0 129,8385 519,354 200 1,5 0,16 319,354 0,615 1,113 0,700

1,5 2 4,0 2,0 174,37155 697,4862 200 1,1 0,466 497,4862 0,713 0,924 0,581

2 2 4,0 2,0 233,2152 932,8608 200 0,9 0,577 732,8608 0,786 0,747 0,470

2,5 2 4,0 2,0 294,815625 1179,2625 200 0,7 0,71 979,2625 0,830 0,622 0,391

3 2 4,0 2,0 354,323025 1417,2921 200 0,6 0,82 1217,2921 0,859 0,536 0,337

3,5 2 4,0 2,0 414,01185 1656,0474 200 0,5 0,866 1456,0474 0,879 0,471 0,296

4 2 4,0 2,0 473,8821 1895,5284 200 0,4 0,92 1695,5284 0,894 0,421 0,265

0,5 2 5,0 3,0 63,788175 255,1527 300 4,7 0 0 0,000 0,965 0,685

1 2 5,0 3,0 129,8385 519,354 300 2,3 0,033 219,354 0,422 1,314 0,933

1,5 2 5,0 3,0 174,37155 697,4862 300 1,7 0,099 397,4862 0,570 1,180 0,838

2 2 5,0 3,0 233,2152 932,8608 300 1,3 0,288 632,8608 0,678 0,998 0,709

2,5 2 5,0 3,0 294,815625 1179,2625 300 1,0 0,488 879,2625 0,746 0,849 0,603

3 2 5,0 3,0 354,323025 1417,2921 300 0,8 0,66 1117,2921 0,788 0,740 0,526

3,5 2 5,0 3,0 414,01185 1656,0474 300 0,7 0,71 1356,0474 0,819 0,655 0,465

4 2 5,0 3,0 473,8821 1895,5284 300 0,6 0,82 1595,5284 0,842 0,588 0,418

0,5 2 6,0 4,0 63,788175 255,1527 400 6,3 0 0 0,000 0,965 0,735

1 2 6,0 4,0 129,8385 519,354 400 3,1 0,011 119,354 0,230 1,289 0,982

1,5 2 6,0 4,0 174,37155 697,4862 400 2,3 0,033 297,4862 0,427 1,312 1,000

2 2 6,0 4,0 233,2152 932,8608 400 1,7 0,099 532,8608 0,571 1,179 0,898

2,5 2 6,0 4,0 294,815625 1179,2625 400 1,4 0,1766 779,2625 0,661 1,032 0,787

3 2 6,0 4,0 354,323025 1417,2921 400 1,1 0,466 1017,2921 0,718 0,914 0,697

3,5 2 6,0 4,0 414,01185 1656,0474 400 1,0 0,488 1256,0474 0,758 0,817 0,623

4 2 6,0 4,0 473,8821 1895,5284 400 0,8 0,66 1495,5284 0,789 0,738 0,563

0,5 2 7,0 5,0 63,788175 255,1527 500 7,8 0 0 0,000 0,965 0,770

1 2 7,0 5,0 129,8385 519,354 500 3,9 0 19,354 0,037 1,039 0,830

1,5 2 7,0 5,0 174,37155 697,4862 500 2,9 0,015 197,4862 0,283 1,318 1,052

2 2 7,0 5,0 233,2152 932,8608 500 2,1 0,044 432,8608 0,464 1,289 1,029

2,5 2 7,0 5,0 294,815625 1179,2625 500 1,7 0,099 679,2625 0,576 1,172 0,935

3 2 7,0 5,0 354,323025 1417,2921 500 1,4 0,1766 917,2921 0,647 1,058 0,844

3,5 2 7,0 5,0 414,01185 1656,0474 500 1,2 0,366 1156,0474 0,698 0,957 0,764

4 2 7,0 5,0 473,8821 1895,5284 500 1,1 0,466 1395,5284 0,736 0,871 0,696

0,5 2 8,0 6,0 63,788175 255,1527 600 9,4 0 0 0,000 0,965 0,796

1 2 8,0 6,0 129,8385 519,354 600 4,6 0 0 0,000 0,965 0,796

1,5 2 8,0 6,0 174,37155 697,4862 600 3,4 0 97,4862 0,140 1,200 0,990

2 2 8,0 6,0 233,2152 932,8608 600 2,6 0,0222 332,8608 0,357 1,331 1,097

2,5 2 8,0 6,0 294,815625 1179,2625 600 2,0 0,045 579,2625 0,491 1,268 1,046

3 2 8,0 6,0 354,323025 1417,2921 600 1,7 0,099 817,2921 0,577 1,171 0,966

3,5 2 8,0 6,0 414,01185 1656,0474 600 1,4 0,1766 1056,0474 0,638 1,075 0,886

4 2 8,0 6,0 473,8821 1895,5284 600 1,3 0,288 1295,5284 0,683 0,988 0,814

0,5 2 9,0 7,0 63,788175 255,1527 700 11,0 0 0 0,000 0,965 0,815

1 2 9,0 7,0 129,8385 519,354 700 5,4 0 0 0,000 0,965 0,815

1,5 2 9,0 7,0 174,37155 697,4862 700 4,0 0 0 0,000 0,965 0,815

2 2 9,0 7,0 233,2152 932,8608 700 3,0 0,011 232,8608 0,250 1,302 1,100

2,5 2 9,0 7,0 294,815625 1179,2625 700 2,4 0,023 479,2625 0,406 1,320 1,116

3 2 9,0 7,0 354,323025 1417,2921 700 2,0 0,045 717,2921 0,506 1,254 1,060

3,5 2 9,0 7,0 414,01185 1656,0474 700 1,7 0,099 956,0474 0,577 1,170 0,989

4 2 9,0 7,0 473,8821 1895,5284 700 1,5 0,16 1195,5284 0,631 1,087 0,918

0,5 2 10,0 8,0 63,788175 255,1527 800 12,5 0 0 0,000 0,965 0,831

1 2 10,0 8,0 129,8385 519,354 800 6,2 0 0 0,000 0,965 0,831

1,5 2 10,0 8,0 174,37155 697,4862 800 4,6 0 0 0,000 0,965 0,831

2 2 10,0 8,0 233,2152 932,8608 800 3,4 0 132,8608 0,142 1,204 1,036

2,5 2 10,0 8,0 294,815625 1179,2625 800 2,7 0,02 379,2625 0,322 1,329 1,144

3 2 10,0 8,0 354,323025 1417,2921 800 2,3 0,033 617,2921 0,436 1,307 1,126

3,5 2 10,0 8,0 414,01185 1656,0474 800 1,9 0,05 856,0474 0,517 1,243 1,071

4 2 10,0 8,0 473,8821 1895,5284 800 1,7 0,099 1095,5284 0,578 1,169 1,007

0,5 2 11,0 9,0 63,788175 255,1527 900 14,1 0 0 0,000 0,965 0,844

1 2 11,0 9,0 129,8385 519,354 900 6,9 0 0 0,000 0,965 0,844

1,5 2 11,0 9,0 174,37155 697,4862 900 5,2 0 0 0,000 0,965 0,844

2 2 11,0 9,0 233,2152 932,8608 900 3,9 0 32,8608 0,035 1,035 0,905

2,5 2 11,0 9,0 294,815625 1179,2625 900 3,1 0,011 279,2625 0,237 1,294 1,131

3 2 11,0 9,0 354,323025 1417,2921 900 2,5 0,026 517,2921 0,365 1,330 1,163

3,5 2 11,0 9,0 414,01185 1656,0474 900 2,2 0,04 756,0474 0,457 1,295 1,132

4 2 11,0 9,0 473,8821 1895,5284 900 1,9 0,05 995,5284 0,525 1,235 1,079

0

0

0,588

0,9117

0,9117

0,9117

0,9117

0,9117

0,905

0,905

0,905

0,905

0,905

0,905

10

0,9117

0,9117

0,9117

0,894

0,894

0,894

0,894

0,894

0,905

0,882

0,882

0,882

0,894

0,894

0,894

9

8

0,905

0,8588

0,882

0,882

0,882

0,882

0,882

0,8588

0,8588

0,8588

0,8588

0,8588

0,8588

7

0,776

0,823

0,823

0,823

0,823

0,823

0,776

0,776

0,776

0,776

0,776

0,776

0,729

0,729

0,729

0,729

0,729

0,776

0,588

0,588

0,588

0,588

0,588

0,588

0,588

0,823

0,823

0,823

0,8588

Koefisien distribusi

sedimen (Kc )

0

0

0

0

0

0

3

4

5

6

0,729

0,729

0,729

CgapKoefisien UWS

(Q 1/Q o)Hs (m)

1

2

lokasi UWS

(m)X/Xo KQ c Bgap (m) Bgap / B (m)Segmen h UWS (m) d (m) F (m)

Xo (lebar hb)

(m)4Xo (m)

1 2 43 5 6 7 141312118 9 10 15

Dari Arah Barat

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

0,5 0,00 695,7104 85,052 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00

1 0,00 65658,6342 40096,004 11737,841 4369,557 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00

1,5 0,00 109689,4260 165525,400 54027,504 22780,186 11373,755 0,000 0,000 0,000 0,00

2 0,00 93304,5272 168236,915 134855,150 62315,836 33117,342 18296,923 9213,624 0,000 0,00

2,5 0,00 72116,6134 156215,174 176273,826 88280,988 61402,741 32042,856 17711,829 15992,523 0,00

3 0,00 33895,6259 83179,752 111195,490 110352,582 52888,336 34835,809 17614,296 13888,070 0,00

3,5 0,00 26693,6015 68895,496 94456,163 92138,282 88432,427 50842,045 32231,087 17844,714 0,00

4 0,00 13017,2316 35359,507 52916,324 60831,932 55400,556 41176,451 26147,427 17954,882 0,00

Total 0,00 415071,370 717593,299 635462,297 441069,363 302615,157 177194,083 102918,263 65680,189 0,00

772085,8258

413110,5793

368298,9126

199038,1006

3947555,30

13196,19767

491290,9007

838989,796

Sedimen transpor total Jarak Lokasi UWS dari Garis PantaiH (m)

851544,9921

( )

1 3 542 6 7 98 10 1211

36

Tabel 3. Rekapitulasi Jumlah Debit Sedimen Yang Masuk ke Kolam Labuh Akibat UWS

Gambar 13. Jumlah Debit Sedimen Yang Masuk ke

Kolam Labuh Akibat UWS

Besarnya jumlah sedimen yang terdefleksi dipengaruhi oleh variasi penempatan dari jarak UWS.

Semakin dekat dengan dengan garis pantai atau pada jarak mendekati 0 meter, maka jumlah sedimen

yang terdefleksi semakin kecil karena sedimen tidak bisa lewat atau di teruskan ke area down drift.

Pada jarak 100 m sampai 500 m jumlah sedimen yang ter terdefleksi besar karena berada di daerah

dekat breaker zone. Semakin dekat ke daerah offshore zone maka sedimen yang terdefleksi akan

semakin kecil karena jumlah sedimen yang terangkut sedikit.

Besarnya reduksi sedimen yang terjadi dipengaruhi juga oleh variasi penempatan jarak UWS.

Semakin dekat dengan garis pantai, maka jumlah sedimen yang masuk ke dalam kolam labuh semakin

tidak berkurang karena seluruh sedimen masuk ke kolam labuh. Sedangkan semakin dekat dengan

offshore zone, maka jumlah sedimen yang masuk ke kolam labuh semakin kecil karena tidak adanya

sedimen (lihat Tabel 4).

Tabel 4. Jumlah sedimen yang tereduksi

Pada Gambar 14, persentase sedimen yang masuk ke kolam labuh akibat UWS efektif

terjadi pada penempatan UWS jarak 200-500 meter, yaitu berkisar 30,5% - 70,9%. Sehingga

penempatan struktur UWS pada jarak ini sangat efektif dan efisien.

Penempatan bangunan UWS di pelabuhan PT. Semen Gresik berada di sekitar 500 meter

dari garis pantai dapat disimpulkan bahwa penempatan pada posisi tersebut masih dalam kriteria

efektif pemakaian UWS, karena pada jarak tersebut dapat mereduksi sedimen yang akan masuk

ke kolam labuh sebesar 29,13%.

0 0,0%

100 11,8%

200 30,5%

300 44,8%

400 58,2%

500 70,9%

600 81,7%

700 90,3%

800 97,7%

900 0,0%0,00

635462,30

441069,36

302615,16

177194,08

102918,26

65680,19

Lokasi

UWS (m)

Jumlah Sedimen yang

masuk ke kolam labuhPersentase

%

0,00

415071,37

717593,30

( )

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

70,9%

81,7%

90,3%

97,7%

100,0%

124378,6518

39716,58618

11104,37042

1513,894144

0

0,0%

11,8%

30,5%

44,8%

58,2%

0 0

3098834,29

1632462,631

783189,5863

316279,3566

426993,8085

216910,6693

114022,6334

67194,08322

0 0

65680,18908

102918,263

177194,0831

302615,1568

Persentase Sedimen

Yang Masuk ke Kolam

Labuh (%)

0

3513905,66

2350055,93

1418651,883

757348,7199 441069,3633

635462,2967

717593,2986

415071,3703

Lokasi

UWS (m)

Jumlah Sedimen Yang Masuk ke Kolam Labuh

Jumlah Sedimen

Tanpa UWS

Jumlah Sedimen

Dengan UWS

Jumlah Sedimen

Terdefleksi Akibat UWS

( ) ( ) ( )

37

Gambar 14. Grafik jumlah debit sedimen yang tereduksi

Analisis Transpor Sedimen Setelah Ada Bangunan UWS

Dari analisis jumlah sedimen yang masuk ke kolam labuh dengan adanya bangunan UWS adalah

sebagai berikut ini:

Sedimen yang semula sebelum adanya bangunan UWS adalah 426993,809 m3/tahun, setelah adanya

bangunan UWS menjadi 302615,157 m3/tahun. Maka dapat disimpulkan bahwa dengan adanya

bangunan UWS dapat mengurangi / mereduksi sedimen yang akan masuk ke kolam labuh sebesar

124378,6518 m3/tahun atau sebesar 29,13%.

Kesimpulan Dan Saran

Kesimpulan

Dengan adanya bangunan UWS pada jarak 500 meter dari garis pantai dapat mereduksi

sedimen dari yang semula sebelum adanya bangunan UWS adalah 426993,809 m3/tahun menjadi

302615,157 m3/tahun setelah adanya bangunan UWS. Maka dapat disimpulkan bahwa dengan adanya

bangunan UWS dapat mengurangi / mereduksi sedimen yang akan masuk ke kolam labuh sebesar

124378,6518 m3/tahun atau sebesar 29,13%.Reduksi sedimen terbesar yaitu pada jarak 200 meter

sampai dengan 500 meter. Sementara, reduksi sedimen terkecil yaitu pada jarak 0 – 100 meter dan

600 – 900 meter.Dari analisis diketahui bahwa semakin dekat offshore zone, maka jumlah sedimen

yang tereduksi akan semakin kecil.Letak bangunan UWS pelabuhan PT. Semen Gresik di Tuban yang

berada pada jarak 500 meter dari garis pantai merupakan jarak yang cukup efektif dalam mereduksi

sedimen yang akan masuk ke dalam kolam labuh sebesar 29,13%.

Saran

Perlunya pengembangan penelitian tentang pemanfaatan UWS, hal ini dapat dilakukan melalui kajian

laboratorium ataupun melalui kajian-kajian studi kasus tentang pemanfaatan bangunan

UWS.Mengingat begitu besarnya pengaruh elevasi dari mercu dan bentuk dari UWS dalam

mereduksi jumlah sedimen yang akan masuk ke kolam labuh, maka perlu dilakukan penelitian lebih

lanjut tenang hal ini.

Daftar Pustaka

Bhakty, 2015. Kajian Struktur Underwater Sill Sebagai Struktur Pengendali Pola Aliran Dalam

Rangka Merekduksi Sedimen Yang Masuk Kolam Labuh Dan Alur Pelayaran. Penerbit

Program Pascasarjana UGM, Yogyakarta.

CERC, 1984. Shore Protection Manual, US Army Coastal Engineering Research Center,

Washington.

426993,809 302615,157 29,13%

Persentase

Sedimen

Tereduksi (% )

Dengan UWSTanpa UWSPada Jarak

500 m dari

Garis Pantai

( ) (

)

38

Dean R.G., Darrymple R.A., 1991. Water Wave Mechanics For Engineers And Scientists, World

Scientific: Singapore.

Darbyshire M., and L Draper., 1963. Forecasting Wind-Generated Sea Waves, National Institute of

Oceanography: England.

Hiroichi Tsuruya, H., Murakami, K., Irie, I., 1990. Mathematical Modeling of Mud Transport in

Ports with a Multi-Layered Model -Application to Kumamoto Port, Report of the port and

Harbour Research Institute, Vol. 29, No. 1.

Longuet-Higgins, M.S., 1970. Longshore Currents Generated by Obliquely Incident Sea Wave,

Journal of Geophysical Research.

PAU IT UGM dan Wiratman & Associates, 1998. Parameter Hidro-oseanografi dan Proses

Sedimentasi di Kolam Pelabuhan, PT. Semen Gresik (Persero) Tbk, Gresik.

Pepy, A. 2016. Pemanfaatan Underwater Sill (UWS) Untuk Mengatasi Pendangkalan Kolam Labuh

Rencana Terminal Propylane PT. Pertamina RU VI Balongan (Tesis). Universitas Gadjah

Mada, Yogyakarta .

Putri, T.S., 2012. Model Fisik Pengaruh Lay Out Underwater Sill Terhadap Pola Aliran dan

Angkutan Sedimen (Tesis).Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Telussa, M.F., 2011. Kajian pengaruh underwater sill terhadap pola aliran dan pola angkutan

sedimen (Tesis). Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Triatmadja, R., 1996. Teknik Pantai, Materi Kuliah, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik,

Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Triatmadja, R., 2009. Model Matematik Teknik Pantai Menggunakan Diferensi Hingga Dan Metode

Karakteristik, Beta Offset, Yogyakarta.

Triatmodjo, B.T., 1996. Teknik Pantai, Beta offset, Yogyakarta.

Yuwono, N dan PT. Semen Gresik, 2001. Underwater Sill Structure for Semen Gresik Harbour at

Tuban, Internasional Seminar on High Performance Concrete and Under Water Concreting,

Jakarta.

Yuwono, N., 1986. Dasar-dasar Perencanaan Bangunan Pantai, Pusat Antar Studi Ilmu Teknik,

Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Yuwono, N., 1986. Teknik Pantai Vol 1, Biro Penerbit KMTS, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas

Teknik, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta