pemodelan sedimentasi - · pdf filelaporan tugas akhir studi sedimentasi alur pelayaran...
Embed Size (px)
TRANSCRIPT
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 20
Gambar 4.28 Pola Arus Skenario 2c (Surut)
Pemodelan Sedimentasi
Hasil pemodelan sedimentasi menunjukkan akumulasi sedimen yang yang terjadi di alur
pelayaran dan kolam pelabuhan selama satu tahun berkisar antara 0.56 -2 meter. Total
volume sedimentasi yang terjadi di alur pelayaran adalah sebesar 3.675.031 m3. Volume
sedimentasi yang terjadi di kolam pelabuhan adalah sebesar 516.741 m3.
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 21
Gambar 4.29 Sedimentasi Skenario 2c Setelah 1 Tahun
4.3.5 Skenario 3 (Pengembangan dengan Pelebaran Alur Eksisting dengan Lebar 140
meter pada Kedalaman -14.0 dan Adanya Tambahan Breakwater)
Pada skenario ini, layout pelabuhan telah disesuaikan dengan rencana pengembangan.
Kondisi alur eksisting dilebarkan menjadi 140 meter dengan kemiringan talud 1:6. Selain itu,
ditambahkan rencana breakwater di utara. Mesh dan bathimetri yang dibentuk dapat dilihat
pada gambar berikut ini.
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 22
Gambar 4.30 Deskripsi Model Skenario 3
Pemodelan Arus
Gambar 4.31 Pola Arus Skenario 3 (Pasang)
Pasang SurutDebit dan Sedimen Sungai Deli
Debit dan Sedimen Sungai Belawan
Breakwater
Alur dilebarkan
Pengembangan Pelabuhan
Pasang Surut
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 23
Gambar 4.32 Pola Arus Skenario 3 (Surut)
Pola arus saat pasang ditunjukkan pada gambar diatas. Arus di sekitar kolam pelabuhan
berkisar antara 0.06-0.4 m/detik. Sedangkan pola arus di alur pelayaran berkisar antara 0.2-0.3
m/detik. Pada saat surut, besar arus di sekitar kolam tidak menunjukkan banyak perubahan.
Hal ini disebabkan adanya breakwater. Besar arus di sekitar alur pelayaran berkisar antara
0.5-1 m/detik.
Pemodelan Sedimentasi
Hasil pemodelan sedimentasi menunjukkan penumpukan sedimen yang cukup besar di alur
pelayaran dan kolam pelabuhan (Gambar 4.33). Sedimentasi selama satu tahun berkisar
antara 0.7-2 meter. Total volume sedimentasi yang terjadi di alur pelayaran adalah sebesar
5.011.838 m3. Volume sedimentasi yang terjadi di kolam pelabuhan adalah sebesar 481.461
m3.
Berdasarkan hasil yang diperoleh pada skenario ini , dapat diambil kesimpulan sementara
bahwa volume sedimentasi bertambah besar dengan adanya breakwater/groin. Alternatif ini
kurang baik untuk diterapkan sehingga tidak dimodelkan adanya penambahan breakwater
untuk alur dengan kedalaman -12.0 m dan -10.5 m.
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 24
Gambar 4.33 Sedimentasi Skenario 3 Setelah 1 Tahun
4.3.6 Skenario 4a (Pengembangan dengan Adanya Alur Baru dengan Lebar 140 meter
pada Kedalaman -14.0)
Pada skenario ini, lay out pelabuhan sesuai dengan rencana pengembangan. Kondisi alur
eksisting tetap. Ditambahkan alur baru dengan lebar 140 meter dengan kemiringan talud 1:6.
Mesh dan bathimetri yang dibentuk dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 4.34 Deskripsi Model Skenario 4a
Pasang Surut
Pasang Surut Debit dan Sedimen Sungai Deli
Debit dan Sedimen Sungai Belawan
Alur Baru
Pengembangan Pelabuhan
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 25
Pemodelan Arus
Gambar 4.35 Pola Arus Skenario 4a (Pasang)
Gambar 4.36 Pola Arus Skenario 4a (Surut)
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 26
Pada saat pasang arus pada umumnya tidak terlalu besar, berkisar antara 0.02-0.4 m/detik.
Arus di alur lama cenderung lebih besar dibanding dengan arus di alur yang baru.
Sedangkan pada saat surut pola arus di alur berkisar antara 0.1-1.2 m/detik. Arus di alur baru
pada umumnya lebih kecil dibandingkan arus di alur yang lama.
Pemodelan Sedimentasi
Pemodelan sedimentasi dilakukan dengan melakukan perubahan input sedimen dari
Belawan. Perubahan yang dilakukan adalah pengurangan input sedimen.
Gambar 4.37 Sedimentasi Skenario 4a Setelah 1 Tahun
Pemodelan sedimentasi dengan input sedimen Belawan memberikan hasil penumpukan
sedimen selama 1 tahun berkisar antara 0.8-1.8 meter. Total volume sedimentasi yang terjadi
di alur pelayaran adalah sebesar 3.760.700 m3. Volume sedimentasi yang terjadi di kolam
pelabuhan adalah sebesar 495.223 m3.
4.3.7 Skenario 4b (Pengembangan dengan Adanya Alur Baru dengan Lebar 120 meter
pada Kedalaman -12.0)
Pada skenario dimodelkan rencana pengembangan alur baru dengan kedalaman -12 m LWS,
lebar alur 120 m, dan kemiringan alur 1:6. Syarat batas (boundary condition) pada pemodelan
berupa pasang surut dan debit untuk pemodelan arus dan konsentrasi sediment untuk
pemodelan sedimen.
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 27
Gambar 4.38 Deskripsi Model Skenario 4b
Pemodelan Arus
Gambar 4.39 Pola Arus Skenario 4b (Pasang)
Pasang Surut
Pasang Surut Debit dan Sedimen Sungai Deli
Debit dan Sedimen Sungai Belawan
Alur Baru
Pengembangan Pelabuhan
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 28
Hasil pemodelan menunjukkan besarnya arus pada di sekitar kolam citra adalah 0.05 m/detik
sedangkan besarnya arus di sekitar areal pengembangan berkisar antara 0.05-0.19 m/detik.
Adapun arus di sekitar alur berkisar antara 0.19-1.00 m/detik.
Gambar 4.40 Pola Arus Skenario 4b (Surut)
Pemodelan Sedimentasi
Hasil pemodelan sedimentasi menunjukkan akumulasi sedimen yang yang terjadi di alur
pelayaran dan kolam pelabuhan selama satu tahun berkisar antara 0.5 -1.8 meter. Total
volume sedimentasi yang terjadi di alur pelayaran adalah sebesar 3.083.805 m3. Volume
sedimentasi yang terjadi di kolam pelabuhan adalah sebesar 487.890 m3
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 29
Gambar 4.41 Sedimentasi Skenario 4b Setelah 1 Tahun
4.3.8 Skenario 4c (Pengembangan dengan Adanya Alur Baru dengan Lebar 120 meter
pada Kedalaman -10.5)
Pada skenario dimodelkan rencana pengembangan alur baru dengan kedalaman -10.5 m
LWS, lebar alur 120 m, dan kemiringan alur 1:6. Syarat batas (boundary condition) pada
pemodelan berupa pasang surut dan debit untuk pemodelan arus dan konsentrasi sediment
untuk pemodelan sedimen.
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 30
Gambar 4.42 Deskripsi Model Skenario 4c
Pemodelan Arus
Hasil pemodelan menunjukkan besarnya arus pada di sekitar kolam citra adalah 0.01 m/detik
sedangkan besarnya arus di sekitar areal pengembangan berkisar antara 0.01-0.16 m/detik.
Adapun arus di sekitar alur berkisar antara 0.16-0.65 m/detik.
Gambar 4.43 Pola Arus Skenario 4c (Pasang)
Pasang Surut
Pasang Surut Debit dan Sedimen Sungai Deli
Debit dan Sedimen Sungai Belawan
Alur Baru
Pengembangan Pelabuhan
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 31
Gambar 4.44 Pola Arus Skenario 4c (Surut)
Pemodelan Sedimentasi
Gambar 4.45 Sedimentasi Skenario 4c Setelah 1 Tahun
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 32
Hasil pemodelan sedimentasi menunjukkan akumulasi sedimen yang yang terjadi di alur
pelayaran dan kolam pelabuhan selama satu tahun berkisar antara 0.5 -1.8 meter. Total
volume sedimentasi yang terjadi di alur pelayaran adalah sebesar 2.703.903 m3. Volume
sedimentasi yang terjadi di kolam pelabuhan adalah sebesar 487.668 m3.
4.3.9 Skenario 5a (Pengembangan dengan Adanya Alur Baru dengan Lebar 140 meter
pada Kedalaman -14.0 dan Pengurangan Source Sedimen Menjadi 75%)
Pada skenario ini, tidak dilakukan pemodelan arus. Model arus yang digunakan sama
dengan model arus pada skenario 4a. Akan tetapi kondisi batas sedimen dari Sungai Belawan
dikurangi sehingga menjadi 75%.
Gambar 4.46 Sedimentasi Skenario 5a Setelah 1 Tahun (Sedimentasi 75%)
Pemodelan sedimentasi dengan input sedimen Belawan 75% memberikan hasil penumpukan
sedimen selama 1 tahun berkisar antara 0.7-1.6 meter. Total volume sedimentasi yang terjadi
di alur pelayaran adalah sebesar 3.543.215 m3. Volume sedimentasi yang terjadi di kolam
pelabuhan adalah sebesar 472.508 m3.
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 33
4.3.10 Skenario 5b (Pengembangan dengan Adanya Alur Baru dengan Lebar 140 meter
pada Kedalaman -14.0 dan Pengurangan Source Sedimen Menjadi 50%)
Pada skenario ini, tidak dilakukan pemodelan arus. Model arus yang digunakan sama
dengan model arus pada skenario 4a. Akan tetapi kondisi batas sedimen dari Sungai Belawan
dikurangi sehingga menjadi 50%.
Gambar 4.47 Sedimentasi Skenario 5b Setelah 1 Tahun (Sedimentasi 50%)
Pemodelan sedimentasi dengan input sedimen Belawan 50% memberikan hasil penumpukan
sedimen selama 1 tahun berkisar antara 0.5-1.4 meter. Total volume sedimentasi yang terjadi
di alur pelayaran adalah sebesar 3.211.513 m3. Volume sedimentasi yang terjadi di kolam
pelabuhan adalah sebesar 457.451 m3.
4.3.11 Skenario 5c (Pengembangan dengan Adanya Alur Baru dengan Lebar 140 meter
pada Kedalaman -14.0 dan Pengurangan Source Sedimen Menjadi 25%)
Pada skenario ini, tidak dilakukan pemodelan arus. Model arus yang digunakan sama
dengan model arus pada skenario 4a. Akan tetapi kondisi batas sedimen dari Sungai Belawan
dikurangi sehingga menjadi 25%.
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 34
Gambar 4.48 Sedimentasi Skenario 5c Setelah 1 Tahun (Sedimentasi 25%)
Pemodelan sedimentasi dengan input sedimen belawan 25% memberikan hasil penumpukan
sedimen selama 1 tahun berkisar antara 0.5-1.1 meter. Total volume sedimentasi yang terjadi
di alur pelayaran adalah sebesar 3,044,696 m3. Volume sedimentasi yang terjadi di kolam
pelabuhan adalah sebesar 449.849 m3.
4.3.12 Skenario 5d (Pengembangan dengan Adanya Alur Baru dengan Lebar 140 meter
pada Kedalaman -14.0 dan Pengurangan Source Sedimen Menjadi 0% Membuat
Sudetan)
Pada skenario ini, lay out pelabuhan telah disesuaikan dengan rencana pengembangan.
Kondisi alur eksisting tetap. Ditambahkan alur baru dengan lebar 140 meter dengan
kemiringan talud 1:6. Selain itu, debit aliran dan sedimen dari sungai Belawan dihilangkan
dengan mengalihkan aliran. Mesh dan bathimetri yang dibentuk dapat dilihat pada gambar
berikut ini. Dikarenakan adanya kondisi batas inflow dari sungai Belawan dihilangkan, maka
pemodelan arus kembali dilakukan.
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 35
Gambar 4.49 Deskripsi Model Skenario 5d
Pemodelan Arus
Gambar 4.50 Pola Arus Skenario 5d (Surut)
Pasang Surut
Pasang Surut Debit dan Sedimen Sungai Deli
Alur Baru
Pengembangan Pelabuhan
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 36
Gambar 4.51 Pola Arus Skenario 5d (Pasang)
Pada saat pasang arus pada umumnya tidak terlalu besar, berkisar antara 0.02-0.4 m/detik.
Arus di alur lama cenderung lebih besar dibanding dengan arus di alur yang baru.
Sedangkan pada saat surut pola arus di alur berkisar antara 0.1-1.2 m/detik. Arus di alur baru
pada umumnya lebih kecil dibandingkan arus di alur yang lama.
Pemodelan Sedimentasi
Sedimentasi selama 1 tahun berkisar antara 0.3-1.1 meter. Total volume sedimentasi yang
terjadi di alur pelayaran adalah sebesar 2.771.650 m3. Volume sedimentasi yang terjadi di
kolam pelabuhan adalah sebesar 382.515 m3.
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 37
Gambar 4.52 Sedimentasi Skenario 5d Setelah 1 Tahun
4.3.13 Skenario 6 (Pengembangan Ultimate)
Pada skenario dimodelkan rencana pengembangan alur baru dengan kedalaman -14 m LWS,
lebar alur 140 m, dan kemiringan alur 1:6. Untuk mencegah sedimentasi, sungai Begawan
dialihkan dan juga di kiri dan kanan alur dibuat breakwater hingga kedalaman -10 m. Syarat
batas (boundary condition) pada pemodelan berupa pasang surut dan debit untuk pemodelan
arus dan konsentrasi sediment untuk pemodelan sedimen.
Gambar 4.53 Deskripsi Model Skenario 6
Breakwater
Pasang Surut Debit dan Sedimen Sungai Deli
Pasang Surut
Pengembangan Pelabuhan
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 38
Pemodelan Arus
Gambar 4.54 Pola Arus Skenario 6 (Pasang)
Gambar 4.55 Pola Arus Skenario 6 (Surut)
Hasil pemodelan menunjukkan besarnya arus pada di sekitar kolam citra dan area
pengembangan adalah sekitar 0.06 m/detik. Adapun arus di sekitar alur di ujung breakwater
berkisar antara 0.2-1.2 m/detik.
Bab IV Pemodelan Matematika Perilaku Sedimentasi
Laporan Tugas Akhir Studi Sedimentasi Alur Pelayaran Pelabuhan Belawan 4- 39
Pemodelan Sedimentasi
Hasil pemodelan sedimentasi menunjukkan akumulasi sedimen yang yang terjadi di sekitar
kolam citra berada pada kisaran 7-10 cm pertahun. Sedangkan sedimentasi di alur adalah 20
cm pertahun. Total volume sedimentasi yang terjadi di alur adalah 587.902 m3 dan di kolam
citra adalah 12 m3.
Gambar 4.56 Sedimentasi Selama 1 Tahun