Jurnal Tugas Akhir 1 STUDI PENANGGULANGAN SEDIMENTASI DI PELABUHAN DOMESTIK PT. TERMINAL PETI KEMAS SURABAYA M. Habib M. Al Hakim 1 , Haryo D. Armono 2 , Suntoyo 3 1 Mahasiswa Teknik Kelautan, 2,3 Staf Pengajar Teknik Kelautan Abstrak Sedimentasi yang terlalu tinggi menyebabkan kesulitan bagi kapal yang akan berlabuh di dermaga domestik, terutama pada saat surut. Pada tahun 2008 laju sedimentasi di dermaga domestik TPS mencapai 150.000 m3 - 200.000 m3 per tahun. Laju sedimentasi terbesar 19.195 m3 per bulan. Untuk menanggulangi sedimentasi yang terjadi, maka dilakukan rekayasa teknis dengan menggunakan Underwater Sill Model I dan Model U. Laju sedimentasi pada model eksisting setelah dilakukan simulasi selama 15 hari sebesar 76.583 m3. Laju sedimentasi pada skenario Underwater Sill model I setelah dilakukan simulasi selama 15 hari sebesar 75.735 m3,sedangkan laju sedimentasi yang terjadi pada Model U sebesar 96.390 m3. Setelah dilakukan overlay antara skenario eksisting dengan skenario model I didapatkan volume sedimentasi sebesar 8.907 m3 dan volume erosi sebesar 9.756 m3. Hasil overlay antara model struktur U dengan skenario eksisting didapatkan jumlah volume sedimentasi sebesar 20.904 m3 dan volume erosi yang terjadi sebesar 1.097 m3. Dari hasil simulasi dapat diketahui bahwa aplikasi model I lebih baik dibandingkan dengan model U untuk menanggulangi sedimentasi. Kata kunci : sedimen , underwater sill 1. PENDAHULUAN Pelabuhan merupakan titik simpul dari mata rantai sistem transportasi serta merupakan pintu gerbang (gateway) khusunya bagi transportasi laut dalam rangka kegiatan lalu lintas barang, peti kemas, pergerakan penumpang dan hewan. Dengan demikian pelabuhan mempunyai peran dan fungsi yang penting dalam menunjang pertumbuhan ekonomi. Dengan berkembangnya lalu lintas angkutan laut, teknologi bongkar muat, meningkatnya perdagangan antar pulau dan luar negeri, maka kualitas peran dan fungsi pelabuhan sebagi terminal point bagi barang dan kapal sebagaimana diuraikan tersebut diatas perlu ditingkatkan kualitasnya secara konsisten dan berkesinambungan guna mengimbangi laju pertumbuhan kegiatan ekonomi dan perdagangan dari tahun ke tahun (Pelindo,1999). Pelabuhan peti kemas yang dikelola oleh PT Terminal Peti Kemas Surabaya (TPS) berada di kawasan Tanjung Perak. Pelabuhan ini mempunyai 2 tempat pendaratan, yaitu tempat pendaratan domestik dan Internasional. Pada tahun 2004, TPS berhasil menangani 1 juta TEU per tahun dan dengan tersedianya dermaga domestic dan Internasional TPS mampu menangani 2 juta TEU pertahun (TPS, 2007). Letak dermaga domestik TPS berada lebih dekat dengan pantai daripada dermaga internasional. Sedimen yang terlalu banyak mengendap di suatu daerah dapat menyebabkan kerusakan lingkungan dan kerugian ekonomi. Sedimen yang mengendap terlalu banyak di sekitar pelabuhan atau dermaga dapat mengurangi kedalaman dermaga, membatasi kapal yang bersandar pada kondisi pasang saja, membatasi muatan untuk mengurangi draft kapal, dank pal yang akan berlabuh harus bergantian untuk keluar masuk pelabuhan. Hasil studi sebelumya menunjukkan volume sedimentasi di dermaga domestik TPS mencapai 150.000 m 3 sampai 200.000 m 3 (Armono, 2008), dengan kecepatan sedimentasi tertinggi 19.195,1 m 3 per bulan yang terjadi pada rentang waktu Februari 2005 sampai Desember 2005 (Maulana, 2008). Solusi tradisional yang biasa dilakukan untuk mengurangi sedimen yang berlebih adalah dilakukan maintenance dredging rutin dan membuang sedimen ke tempat yang lain. Dalam kurun waktu tahun 2001 sampai tahun 2008 telah dilakukan pengerukan sebanyak 3 kali di Dermaga Domestik TPS, yaitu pada bulan Februari 2003 sampai bulan Agustus 2003, kemudian pada bulan Februari 2004 sampai bulan Februari 2005, serta pada bulan Februari 2008 sampai bulan Agustus 2008 (Maulana,2008). 2. KONSEP PENANGGULANGAN SEDIMENTASI Analisa dinamika Penanggulangan sedimentasi di area pelabuhan terlebih dahulu harus diperkirakan dari mana datangnya sedimen. Menurut Van Rijn (1993) Prediksi sedimentasi untuk area pelabuhan melibatkan 2 hal yang mendasar , yaitu : - Aliran transpor sedimen yang mendekati kolam labuh, tergantung pada aliran, gelombang dan property sedimen - Efisiensi perangkap sedimen yang bergantung pada ukuran, orientasi dan karakteristik sedimen
10
Embed
Jurnal Tugas Akhir STUDI PENANGGULANGAN …digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10804-Paper.pdf · Jurnal Tugas Akhir 2 Beberapa rekayasa yang digunakan untuk penanggulangan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Jurnal Tugas Akhir
1
STUDI PENANGGULANGAN SEDIMENTASI DI PELABUHAN DOMESTIK
PT. TERMINAL PETI KEMAS SURABAYA
M. Habib M. Al Hakim 1, Haryo D. Armono
2, Suntoyo
3
1Mahasiswa Teknik Kelautan,
2,3Staf Pengajar Teknik Kelautan
Abstrak
Sedimentasi yang terlalu tinggi menyebabkan kesulitan bagi kapal yang akan berlabuh di dermaga domestik,
terutama pada saat surut. Pada tahun 2008 laju sedimentasi di dermaga domestik TPS mencapai 150.000 m3 -
200.000 m3 per tahun. Laju sedimentasi terbesar 19.195 m3 per bulan. Untuk menanggulangi sedimentasi yang
terjadi, maka dilakukan rekayasa teknis dengan menggunakan Underwater Sill Model I dan Model U. Laju
sedimentasi pada model eksisting setelah dilakukan simulasi selama 15 hari sebesar 76.583 m3. Laju sedimentasi
pada skenario Underwater Sill model I setelah dilakukan simulasi selama 15 hari sebesar 75.735 m3,sedangkan laju
sedimentasi yang terjadi pada Model U sebesar 96.390 m3. Setelah dilakukan overlay antara skenario eksisting
dengan skenario model I didapatkan volume sedimentasi sebesar 8.907 m3 dan volume erosi sebesar 9.756 m3.
Hasil overlay antara model struktur U dengan skenario eksisting didapatkan jumlah volume sedimentasi sebesar
20.904 m3 dan volume erosi yang terjadi sebesar 1.097 m3. Dari hasil simulasi dapat diketahui bahwa aplikasi
model I lebih baik dibandingkan dengan model U untuk menanggulangi sedimentasi.
Kata kunci : sedimen , underwater sill
1. PENDAHULUAN
Pelabuhan merupakan titik simpul dari mata rantai
sistem transportasi serta merupakan pintu gerbang
(gateway) khusunya bagi transportasi laut dalam
rangka kegiatan lalu lintas barang, peti kemas,
pergerakan penumpang dan hewan. Dengan demikian
pelabuhan mempunyai peran dan fungsi yang penting
dalam menunjang pertumbuhan ekonomi.
Dengan berkembangnya lalu lintas angkutan laut,
teknologi bongkar muat, meningkatnya perdagangan
antar pulau dan luar negeri, maka kualitas peran dan
fungsi pelabuhan sebagi terminal point bagi barang
dan kapal sebagaimana diuraikan tersebut diatas
perlu ditingkatkan kualitasnya secara konsisten dan
berkesinambungan guna mengimbangi laju
pertumbuhan kegiatan ekonomi dan perdagangan dari
tahun ke tahun (Pelindo,1999).
Pelabuhan peti kemas yang dikelola oleh PT
Terminal Peti Kemas Surabaya (TPS) berada di
kawasan Tanjung Perak. Pelabuhan ini mempunyai 2
tempat pendaratan, yaitu tempat pendaratan domestik
dan Internasional. Pada tahun 2004, TPS berhasil
menangani 1 juta TEU per tahun dan dengan
tersedianya dermaga domestic dan Internasional TPS
mampu menangani 2 juta TEU pertahun (TPS, 2007).
Letak dermaga domestik TPS berada lebih dekat
dengan pantai daripada dermaga internasional.
Sedimen yang terlalu banyak mengendap di suatu
daerah dapat menyebabkan kerusakan lingkungan
dan kerugian ekonomi. Sedimen yang mengendap
terlalu banyak di sekitar pelabuhan atau dermaga
dapat mengurangi kedalaman dermaga, membatasi
kapal yang bersandar pada kondisi pasang saja,
membatasi muatan untuk mengurangi draft kapal,
dank pal yang akan berlabuh harus bergantian untuk
keluar masuk pelabuhan. Hasil studi sebelumya
menunjukkan volume sedimentasi di dermaga
domestik TPS mencapai 150.000 m3 sampai 200.000
m3 (Armono, 2008), dengan kecepatan sedimentasi
tertinggi 19.195,1 m3 per bulan yang terjadi pada
rentang waktu Februari 2005 sampai Desember 2005
(Maulana, 2008).
Solusi tradisional yang biasa dilakukan untuk
mengurangi sedimen yang berlebih adalah dilakukan
maintenance dredging rutin dan membuang sedimen
ke tempat yang lain. Dalam kurun waktu tahun 2001
sampai tahun 2008 telah dilakukan pengerukan
sebanyak 3 kali di Dermaga Domestik TPS, yaitu
pada bulan Februari 2003 sampai bulan Agustus
2003, kemudian pada bulan Februari 2004 sampai
bulan Februari 2005, serta pada bulan Februari 2008
sampai bulan Agustus 2008 (Maulana,2008).
2. KONSEP PENANGGULANGAN
SEDIMENTASI
Analisa dinamika Penanggulangan sedimentasi di
area pelabuhan terlebih dahulu harus diperkirakan
dari mana datangnya sedimen. Menurut Van Rijn
(1993) Prediksi sedimentasi untuk area pelabuhan
melibatkan 2 hal yang mendasar , yaitu :
- Aliran transpor sedimen yang mendekati
kolam labuh, tergantung pada aliran,
gelombang dan property sedimen
- Efisiensi perangkap sedimen yang
bergantung pada ukuran, orientasi dan
karakteristik sedimen
Jurnal Tugas Akhir
2
Beberapa rekayasa yang digunakan untuk
penanggulangan masalah sedimentasi disesuaikan
dengan kondisi lingkungan, layout pelabuhan,
konfigurasi jalur pelayaran, kondisi arus, dan tipe
sedimen. Metode penanggulangan sedimentasi
menurut Mc. Anally (2004) dapat dibagi menjadi 3
kategori yaitu :
1. metode dengan menahan aliran sedimen
2. metode yang mmenjaga sedimen tetap
mengalir
3. metode pembersihan sedimen yang
mengendap.
a. Metode menahan aliran sedimen
Adalah metode yang digunakan untuk mencegah agar
sedimen tidak mengalir kedalam pelabuhan. Metode
ini dilakukan dengan cara :
- Menstabilkan sumber sedimen
- Membelokkan arah aliran sedimentasi
- Pemasangan perangkap sedimen (sediment
trapper)
Sedimen trapper, adalah perangkap sedimen yang
didesain unuk memperlambat kecepatan aliran air,
sehingga sedimen yang terbawa oleh aliran air akan
mengendap di tempat tersebut. Penempatannya
berada di luar area pelabuhan, hal ini dipandang lebih
menguntungkan jika ditinjau pada saat dilakukan
maintenance dredging. Pada pelabuhan yang
mempunyai sediment trapper, maintenance dredging
hanya dilakukan pada lokasi sediment trapper saja,
tidak menyeluruh di lokasi dermaga atau pelabuhan.
Gambar 2.1 desain Sedimen Trapper dilihat dari atas
dan dari samping
Aplikasi penggunaan sediment trapper telah dipakai
di Savannah Port, dimana dengan adanya sediment
trapper ini volume pengerukan di area pelabuhan
berkurang 50 %.
b. Metode Yang Menjaga Sedimen Tetap
Mengalir
Prinsip dari metode ini adalah dengan menjaga
sedimen tetap bergerak didalam aliran air ketika
melewati pelabuhan atau dermaga. Metode ini dapat
di aplikasikan dengan cara :
- Pembuatan struktur yang dapat menjaga
kecepatan aliran arus.
- Pembuatan struktur yang dapat
meningkatkan tractive force (gaya geser
atau drag force) aliran air untuk
menggerakkan material yang lebih kasar
yang berada di permukaan dasar air.
- Desain peralatan yang dapat menjaga
pergerakan sedimen.
Gambar 2.2 desain current deflection wall di mulut
kolam labuh
Tranverse dikes efektif digunakan pada aliran air
yang cepat (high flow events).
Gambar 2.3 desain tranverse dikes di sungai
Pembuatanya dari susunan batu atau geotube dan
dipasang pada jarak antara 3 – 5 kali panjang
tranverse dike itu sendiri.
c. Metode Pembersihan Endapan Sedimen
Metode ini dilakukan dengan cara mengeruk daerah
yang mengalami sedimentasi (dredging), atau dengan
melakukan pengadukan sedimen (agitation) sehingga
sedimen yang telah mengendap dapat tercampur
kembali dan terbawa oleh aliran air.
Jurnal Tugas Akhir
3
Gambar 2.4 dredging yang dilakukan untuk menjaga
kedalaman dermaga
Metode pengerukan lebih efektif dalam
membersihkan sedimen daripada pengadukan.
Pengadukan lumpur hanya dapat dilakukan pada
kondisi daerah yang mempunyai aliran air cepat dan
butiran sedimen yang halus. Selain itu efek dari
pengadukan dapat mempengaruhi kualitas air karena
dapat menyebabkan kekeruhan (turbidity).
2.1. Sedimen dan sifatnya
Sedimen, yang tersusun dari batuan, mineral, dan
material organik, secara alamiah selalu ada dalam
sungai, danau, estuary, dan air laut. Sedimen ini
terbawa oleh aliran air dari satu tempat ke tempat
yang lain sampai mengendap pada lokasi tertentu.
Sedimen yang bercampur air dalam jumlah sedikit
tidak membuat warna air berubah, sedangkan pada air
yang mengandung banyak sedimen dapat berwarna
coklat keruh.
Sedimen yang terendap pada suatu daerah mempunyai
beberapa manfaat bagi kehidupan, antara lain dapat
digunakan sebagai bahan konstruksi,bahan coastal
restoration dan sebagai tempat berkembang biak
beberapa spesies air. Sedimen yang terlalu sedikit
dapat menyebabkan kerusakan lingkungan, hal ini
terjadi di pantai Lousiana yang setiap tahun tergerus
karena transpor sedimen yang berasal dari sungai
Missisipi terlalu sedikit. Terlalu banyaknya sedimen
juga dapat mengakibatkan kerusakan lingkungan dan
kerugian ekonomis, hal ini dapat dicontohkan pada
pelabuhan yang mengalami sedimentasi dapat
mengakibatkan pendangkalan, kapal kesulitan keluar
masuk kolam labuh, dan kapal harus mengurangi
muatan agar tidak kandas (Mc.Anally, 2004)
Sedimen dapat diklasifikasikan berdasarkan ukuran
butirannya menjadi lempung, lumpur, pasir, kerikil,
koral, cobble, dan batu (boulder). Tabel berikut
menunjukkan klasifikasi butiran sedimen menurut
Wenthworth yang banyak digunakan sebagai referensi
(Triadmodjo, 1999)
Tabel 2.1 Klasifikasi ukuran butir dan sedimen
Klasifikasi Diameter
partikel
(mm)
Batu 256
Cobble 128
Koral
Besar 64
Sedang 32
Kecil 16
Sangat Kecil 8
Kerikil 4
Pasir
Sangat Kasar 2
Kasar 1
Sedang 0.5
Halus 0.25
Sangat Halus 0.063
Lumpur
Kasar 0.031
Sedang 0.015
Halus 0.0075
Sangat Halus 0.0037
Lempung
Kasar 0.0018
Sedang 0.0009
Halus 0.0005
Sangat Halus 0.0003
2.2. Transpor Sedimen
Sedimentasi dapat diartikan sebagai proses
terangkutnya/ terbawanya sedimen oleh suatu
limpasan/aliran air yang diendapkan pada suatu
tempat yang kecepatan airnya melambat atau terhenti
seperti pada saluran sungai, waduk, danau maupun
kawasan tepi teluk/laut (Arsyad, 1989).
Menurut Van Rijn (1993) transport sedimen di
lingkungan pantai dipengaruhi oleh kombinasi factor
– factor hidrodinamik seperti angin, gelombang dan
arus. Sedangkan menurut Triadmodjo (1999)
Transport sediment secara fisik dipengaruhi oleh
interaksi antara pasang surut, angin, arus, gelombang,
jenis dan ukuran sediment, serta adanya bangunan
didaerah pantai (litoral zone)
Secara umum tahapan proses sediment transport dapat
dijabarkan sebagai berikut :
a. Teraduknya material kohesiv dari dasar hingga
tersuspensi, atau lepasnya material non kohesiv
dari dasar laut.
b. Perpindahan material secara horizontal.
c. Pengendapan kembali partikel/material sediment
tersebut.
d. Masing-masing tahapan tergantung pada
gerakan air dan karakteristik sedimen yang
terangkut. Pada daerah pesisir pantai gerakan
air merupakan kombinasi dari gelombang dan
arus. Gelcmbang lebih bersifat melepas
material didasar dan mengaduknya,
Jurnal Tugas Akhir
4
sementara arus lebih bersifat memindahkan
maierial sedimen ketempat lain. Hal ini
bisa terjadi sebaliknya yaitu gelombang akan
memindahkan partikel sediment ke tempat lain
dan arus mampu mengangkut dan mengaduk
sediment dari bagian dasar (Pratikto, dkk,
1997).
Jika dasar laut terdiri dari material yang mudah
bergerak maka arus dan gelornbang akan mengerosi
sedimen dan membawanya searah dengan arus.
Sedirnen yang di-transpor dapat berupa bed load yang
mengelinding, atau menggeser didasar laut, yakni
pasir dan melayang untuk suspended load (lumpur ,
lempung) (Van Rijn,1993).
Suspended load terjadi ketika kecepatan partikel
horizontal lebih besar daripada kecepatan endap
partikel sehingga partikel sedimen terangkat dan
mengikuti aliran turbulensi. Konsentrasi sedimen
yang tersuspensi dinyatakan dalam volume partikel
(m3)/ volume fluida (m
3)atau massa (kg) per unit
volume (m3). (van Rijn,1993)
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat diketahui
bahwa konsentrasi sedimen yang di transport terhadap
kedalaman adalah semakin dalam adalah semakin
besar, sedangkan kecepatan transport sedimen
semakin dalam adalah semakin kecil (van Rijn,1993)
3. LOKASI DAERAH STUDI
Lokasi daerah studi berada di Teluk Lamong.
Gambar 4.1 menunjukkan Teluk Lamong dimana
Dermaga Domestik TPS terletak. Sedangkan gambar
4.2 menunjukkan lokasi Dermaga Domestik TPS.
Gambar 3.1 Lokasi Teluk Lamong dan area studi
Gambar 3.2 Lokasi daerah studi
4. HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Kondisi Batas Lingkungan
Peta batimetri yang akan dimodelkan didapatkan dari
hasil pengukuran pada tanggal 4-6 September 2009.
Batimetri dimodelkan dengan memasukkan input
koordinat x, y, z hasil survey sounding serta
koordinat daratan.
(a) (b)
Gambar 4.1 (a) kontur Bathimetri Teluk Lamong
untuk simulasi dengan Mike 21, (b) kontur batimetri
dermaga domestik untuk simulasi Mike 21
Kondisi batas lingkungan yang dipergunakan dalam
pemodelan ini yaitu data pasang surut Surabaya dan
Kalianget, serta data debit Kali Lamong. Data pasang
surut yang digunakan dalam pemodelan ini ada 2
macam, yaitu data pasang surut bulan September
2009 untuk kalibrasi pola arus eksisting serta untuk
pemodelan prediksi sedimentasi, dan September 2008