dinamika muara port curtis estuary khusus modeling

ppt tugas mahasiswa dinamika estuari

1. DINAMIKA MUARA PORT CURTIS ESTUARY UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PROGRAM STUDI TEKNIK KELAUTAN 2025 “ HYDRODYNAMIC AND SEDIMENT MODELLING WITHIN A MACRO TIDAL ESTUARY: PORT CURTIS ESTUARY, AUSTRALIA “

2. 01 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL LATAR BELAKANG Port Curtis Estuary di Queensland, Australia, merupakan salah satu muara makro-pasut yang memiliki dinamika kompleks karena dipengaruhi oleh pasang surut, arus, gelombang, dan proses transportasi sedimen. Kawasan ini tidak hanya berperan penting sebagai habitat ekosistem pesisir seperti mangrove dan padang lamun, tetapi juga menjadi pusat aktivitas ekonomi melalui pelabuhan dan industri yang berkembang di sekitarnya. Kompleksitas interaksi antara faktor alam dan aktivitas manusia menjadikan muara ini sangat rentan terhadap perubahan lingkungan, sehingga pemahaman mengenai hidrodinamika dan pola sedimentasi menjadi hal yang krusial. Oleh karena itu, penelitian di estuari ini berfokus pada pemodelan hidrodinamika dan dinamika sedimen untuk mendukung pengelolaan wilayah pesisir yang berkelanjutan.

3. 02 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL TUJUAN RIVIEW Review ini bertujuan untuk menganalisis jurnal Hydrodynamic and Sediment Modelling within a Macro Tidal Estuary: Port Curtis Estuary, Australia dengan meninjau beberapa aspek penting, yaitu: Mengidentifikasi proses muara dan klasifikasi pasang surut yang terjadi di Port Curtis Estuary. Mengkaji pola arus, dinamika pasut, serta bentuk arus di mulut muara. Menelaah interaksi hidrodinamika dengan transportasi sedimen dan kemungkinan terjadinya pendangkalan. Menganalisis peran gelombang laut terhadap resuspensi sedimen di muara. Menghubungkan hasil pemodelan dengan persamaan hidrodinamika yang digunakan, termasuk persamaan kontinuitas dan momentum. Menilai keterkaitan hasil penelitian dengan indikator oseanografi lain seperti morfologi garis pantai dan analisis data turbidity.

4. 03 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN 01. Proses Muara dan Klasifikasi PASUT Dalam jurnal Dunn et al. (2015): Port Curtis adalah estuari makro-pasut dengan kisaran maksimum 4,69 m di Gladstone dan sampai 6,00 m di The Narrows. Pasutnya semi-diurnal (2 kali pasang dan 2 kali surut tiap hari). Ada siklus spring–neap tide ~14 hari: o Spring tide → kisaran maksimum (sekitar 4–6 m). o Neap tide → kisaran jauh lebih kecil (~1 m). Asimetri pasut berpengaruh pada: o Arus pasut terkuat terjadi di saluran utama saat spring tide. o Selama neap tide, arus dan energi jauh berkurang. Kombinasi ini menyebabkan: o Spring tide → pencampuran vertikal kuat, resuspensi sedimen besar. o Neap tide → kondisi relatif lebih tenang, sedimentasi bisa terjadi. a.Jenis Estuary: Makro-pasut (macro-tidal estuary). b.Klasifikasi PASUT: Semi-diurnal (harian ganda). c.Analisis asimetri pasut (spring tide vs neap tide).

5. 04 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN 01. Proses Muara dan Klasifikasi PASUT d.Stratifikasi Estuary: Masuk kategori terstratifikasi sebagian (partially mixed estuary) Berdasarkan karakteristik hidrodinamika dan pengaruh pasut yang dominan, Port Curtis Estuary dikategorikan sebagai estuari terstratifikasi sebagian, di mana pencampuran vertikal cukup besar akibat pasut, namun gradien salinitas antara air tawar dan air laut masih dapat diamati. a.Jenis Estuary: Makro-pasut (macro-tidal estuary). b.Klasifikasi PASUT: Semi-diurnal (harian ganda). c.Analisis asimetri pasut (spring tide vs neap tide).

6. 05 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN Jenis Stratifikasi Estuari Posisi Port Curtis Estuary Port Curtis adalah muara makro-pasut → energi pasut tinggi. Debit sungai relatif sedang, sehingga air tawar tidak terlalu dominan. Hasilnya, terjadi pencampuran vertikal yang signifikan, tetapi lapisan salinitas masih ada. Dengan demikian, Port Curtis termasuk kategori Partially Mixed Estuary.

7. 06 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN 02. Hidrodinamika Muara Kondisi arus pasang surut di mulut muara. Arus pasang surut di Port Curtis Estuary paling kuat terjadi di saluran utama, terutama di Gatcombe Channel dan North Channel. Saluran ini menjadi jalur utama masuknya energi pasut dari laut ke dalam estuari. Arus yang kuat di bagian mulut muara inilah yang menyebabkan pencampuran kolom air secara vertikal serta resuspensi sedimen halus dalam jumlah besar, terutama saat kondisi spring tide. Sepanjang estuari, arus memperlihatkan variasi sesuai morfologi dan kedalaman. Pada dataran pasang surut dangkal (<1 m), arus relatif lemah dan sering menyebabkan pengendapan, sedangkan di saluran dalam (>20 m) arus jauh lebih kuat dan mampu mengangkut serta mencampur sedimen. Selain itu, arus di bagian hilir lebih dipengaruhi oleh pasang surut, sementara di bagian hulu (The Narrows) juga dipengaruhi oleh masukan air tawar dari sungai. Variasi arus sepanjang estuari..

8. 07 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN 02. Hidrodinamika Muara Peran interaksi debit air tawar dengan pasut. Masukan air tawar di Port Curtis relatif kecil, tetapi saat musim hujan (banjir Sungai Fitzroy, Calliope, dan Auckland Creek) debit meningkat signifikan. Pada kondisi ini, air tawar dapat menyebabkan stratifikasi salinitas dan meningkatkan kekeruhan di muara. Namun, secara umum pasut tetap menjadi mekanisme utama dalam mencampur kolom air. Model hidrodinamika yang digunakan (3D model, persamaan kontinuitas & momentum). Penelitian ini menggunakan model hidrodinamika tiga dimensi Delft3D-FLOW, yang memecahkan persamaan kontinuitas (konservasi massa) dan momentum (Navier–Stokes disederhanakan). Model ini dikombinasikan dengan SWAN untuk memodelkan gelombang, serta modul DREDGEMAP untuk transportasi sedimen. Dengan kombinasi tersebut, peneliti mampu menggambarkan kondisi arus, pasut, dan distribusi sedimen baik pada kondisi spring tide maupun neap tide.

9. 08 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN 03. Dinamika Pasut dan Arus Hubungan antara waktu pasut dan waktu arus maksimum. Di Port Curtis Estuary, pasut bersifat semi-diurnal dengan kisaran maksimum 4,69 m di Gladstone hingga 6,00 m di The Narrows. Hasil pemodelan menunjukkan bahwa arus maksimum tidak terjadi tepat saat puncak pasang atau surut, melainkan beberapa saat setelahnya (phase lag). Kondisi ini umum pada estuari makro-pasut, karena arus terkuat muncul ketika gradien muka air laut sedang maksimum. Ketidaksimetrian arus pasang surut. Data model memperlihatkan adanya ketidaksimetrian antara arus pasang (flood tide) dan surut (ebb tide). Arus pasang cenderung lebih singkat namun lebih kuat, sedangkan arus surut berlangsung lebih lama tetapi lebih lemah. Ketidaksimetrian ini menghasilkan transportasi sedimen bersih (residual transport) yang tidak seimbang, sehingga menyebabkan area tertentu di muara mengalami akumulasi sedimen.

10. 09 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN 03. Dinamika Pasut dan Arus Efek arus non-pasut ( pengaruh angin lokal). Selain pasut, dinamika arus juga dipengaruhi oleh faktor non-pasut. Angin lokal berperan penting dalam memperkuat resuspensi sedimen di dataran pasang surut yang dangkal, terutama saat kecepatan angin tinggi. Di sisi lain, pada musim hujan, debit air tawar dari Sungai Fitzroy, Calliope, dan Auckland Creek menambah variasi arus, khususnya di bagian hulu estuari. Meski demikian, pengaruh non-pasut ini sifatnya temporer, tidak sekuat dominasi pasut. Definisi dan karakteristik gelombang di Port Curtis. Model gelombang diverifikasi menggunakan data terukur di lepas pantai Port Curtis (Des 2009 – Mar 2010) dan mampu mereplikasi tren umum dengan korelasi R = 0,82. Hasil model menunjukkan gelombang laut periode panjang di lepas pantai berkisar 1–4 m dengan arah dominan sekitar 90° (timur). Namun, karena orientasi pintu muara terhalang Pulau Facing dan garis pantai daratan, penetrasi gelombang laut ke dalam muara sangat terbatas. Dengan demikian, iklim gelombang di dalam estuari didominasi oleh gelombang angin lokal dengan tinggi signifikan (HS) umumnya <0,5 m (96% waktu) dan rata-rata sekitar 0,2 m. Periode gelombang di muara biasanya pendek, berkisar 1–4 detik. 04. Gelombang Laut

11. 10 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN 04. Gelombang Laut Peran gelombang dalam resuspensi sedimen Meskipun tinggi gelombang di dalam estuari relatif kecil (<0,5 m), gelombang angin tetap berperan dalam resuspensi sedimen halus, terutama di dataran pasut yang dangkal. Hal ini penting karena, bersama dengan arus pasut, gelombang angin meningkatkan kekeruhan perairan dan mendukung dinamika suspensi sedimen. Hubungan antara kondisi badai/angin dan peningkatan konsentrasi sedimen tersuspensi. Data menunjukkan bahwa angin tenggara yang dominan di kawasan ini mampu menghasilkan gelombang maksimum hingga fetch ~20 km di dalam muara. Kondisi badai dengan angin kencang meningkatkan tinggi gelombang dan secara signifikan memperbesar konsentrasi sedimen tersuspensi (TSS) di kolom air. Fenomena ini terutama terjadi bersamaan dengan pasang tinggi, ketika kedalaman cukup untuk memungkinkan gelombang mengaduk sedimen dasar. Jadi di poin 4 ini jelas terlihat: Gelombang laut lepas pantai besar tapi tidak masuk karena terhalang pulau. Gelombang lokal kecil (<0,5 m, 96% waktu), tapi tetap penting untuk resuspensi. Angin badai → memicu lonjakan TSS dalam muara.

12. 11 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN 05. Sedimentasi di Muara Konsentrasi sedimen tersuspensi (TSS) selama spring dan neap tide. Pada spring tide, arus pasang surut mencapai kecepatan maksimum 1,25 m/s, menghasilkan TSS lebih tinggi dengan rata-rata turbidity 7,28–13,60 NTU dan puncak hingga 42,50 NTU. Sebaliknya, pada neap tide kecepatan arus maksimum hanya 0,83 m/s, dengan turbidity rata-rata lebih rendah, yaitu 4,31. Mekanisme resuspensi sedimen. Resuspensi sedimen didorong oleh arus pasang surut yang memicu bed shear stress serta gelombang angin lokal dengan tinggi 0,2–0,5 m. Partikel kasar cepat mengendap kembali di kanal dalam, sedangkan partikel halus tetap melayang lebih lama dan terbawa arus hingga mengendap di zona berarus lambat. Potensi pendangkalan muara (siltation) akibat proses sedimentasi. Pendangkalan berpotensi terjadi pada intertidal flats dan daerah dekat muara karena akumulasi partikel halus saat kecepatan arus menurun, khususnya pada periode neap tide maupun saat slack water. Model menunjukkan zona deposisi dan erosi yang sesuai dengan morfologi alami estuari.

13. 12 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN 06. Analisis Morfologi & Citra Satelit Validasi hasil dengan data lapangan & turbidity. Validasi model dengan data turbidity enam stasiun monitoring menunjukkan korelasi (R) 0,49–0,75 dengan indeks kesesuaian (IOA) hingga 0,83, membuktikan bahwa model cukup akurat menggambarkan variasi TSS meskipun beberapa faktor eksternal belum dimasukkan. Bentuk dasar muara dan perubahan garis pantai. Muara Port Curtis memiliki morfologi kompleks dengan kanal dalam (>20 m), dataran intertidal luas, dan tepi muara yang didominasi mangrove. Berdasarkan peta distribusi ukuran sedimen permukaan (Gambar 2), area kanal utama diisi oleh sedimen kasar (D50 > 131 µm), sedangkan tepian muara dan intertidal flats didominasi sedimen halus (D50 < 35 µm). Pola ini menunjukkan adanya zona erosi di kanal berarus kuat dan zona deposisi di perairan tenang. Distribusi ini berimplikasi pada potensi perubahan garis pantai jangka panjang, terutama pada daerah intertidal yang rentan pendangkalan akibat akumulasi sedimen halus.

14. 13 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL PEMBAHASAN Penggunaan data turbidity satelit sebagai penunjang Hasil model sedimentasi dan turbidity yang telah divalidasi dengan enam stasiun lapangan menunjukkan korelasi baik (R hingga 0,75). Data ini dapat diperkaya dengan penggunaan citra satelit turbidity (misalnya MODIS atau Sentinel), yang mampu menggambarkan distribusi spasial kekeruhan secara menyeluruh. Integrasi model numerik dan data satelit akan meningkatkan akurasi dalam memetakan pola sedimentasi serta memperluas jangkauan analisis di luar titik-titik stasiun pengamatan. Potensi analisis jangka panjang dengan penginderaan jauh. Pemodelan dalam studi ini mencakup periode enam bulan (Mei–Oktober 2010), sehingga belum dapat menangkap tren musiman maupun tahunan. Dengan penginderaan jauh, analisis dapat diperluas untuk memantau perubahan morfologi dasar muara, pergeseran garis pantai, dan pola pendangkalan dalam skala tahunan hingga dekadal. Pendekatan ini penting untuk mendukung manajemen jangka panjang, terutama terkait aktivitas pelabuhan, reklamasi, serta dampak iklim terhadap kestabilan muara Port Curtis.

15. RIVIEW JURNAL 14 UNIVERSITAS TANJUNGPURA PEMBAHASAN 07. Teori & Persamaan Hidrodinamika Persamaan kontinuitas dan momentum. Model Delft3D-FLOW menggunakan persamaan kontinuitas untuk menjaga keseimbangan massa: serta persamaan momentum (Navier–Stokes tereduksi) yang memasukkan pengaruh tekanan, gaya Coriolis, gaya gesek dasar, dan gaya angin. Persamaan ini memastikan perhitungan arus sesuai kondisi muara makro-pasut. Konsep keseimbangan dinamik pada muara makro-pasut. Port Curtis adalah muara makro-pasut dengan amplitudo hingga 6 m. Arus maksimum mencapai 1,25 m/s pada spring tide dan melemah hingga 0,83 m/s pada neap tide. Kondisi ini menciptakan keseimbangan dinamik: arus pasang surut menjaga kolom air tetap homogen (well-mixed estuary), sedangkan deposisi partikel halus hanya terjadi saat arus melemah pada neap tide atau slack water.

16. RIVIEW JURNAL 15 UNIVERSITAS TANJUNGPURA PEMBAHASAN 07. Teori & Persamaan Hidrodinamika Persamaan kontinuitas dan momentum. Model Delft3D-FLOW menggunakan persamaan kontinuitas untuk menjaga keseimbangan massa: serta persamaan momentum (Navier–Stokes tereduksi) yang memasukkan pengaruh tekanan, gaya Coriolis, gaya gesek dasar, dan gaya angin. Persamaan ini memastikan perhitungan arus sesuai kondisi muara makro-pasut. Konsep keseimbangan dinamik pada muara makro-pasut. Port Curtis adalah muara makro-pasut dengan amplitudo hingga 6 m. Arus maksimum mencapai 1,25 m/s pada spring tide dan melemah hingga 0,83 m/s pada neap tide. Kondisi ini menciptakan keseimbangan dinamik: arus pasang surut menjaga kolom air tetap homogen (well-mixed estuary), sedangkan deposisi partikel halus hanya terjadi saat arus melemah pada neap tide atau slack water.

17. RIVIEW JURNAL 16 UNIVERSITAS TANJUNGPURA PEMBAHASAN 08. Kelebihan dan Keterbatasan Jurnal Aplikasi persamaan dalam pemodelan numerik. Hukum Stokes digunakan untuk menghitung kecepatan pengendapan partikel halus. Persamaan Soulsby (1997) dipakai untuk menentukan tegangan geser dasar akibat arus dan gelombang. Hasil simulasi arus (Gambar 3) dan turbidity (Gambar 4–5) menunjukkan kesesuaian tinggi dengan data lapangan (R > 0,8), membuktikan bahwa penerapan persamaan ini akurat dalam menggambarkan dinamika hidrodinamika dan transport sedimen di muara Port Curtis. Kelebihan ·Jurnal ini unggul karena menggunakan model numerik 3D Delft3D-FLOW, melakukan validasi data lapangan dengan enam stasiun turbidity dan dua ADCP, serta menyajikan analisis integratif yang menghubungkan pasut, arus, dan transport sedimen. Keterbatasan Penelitian ini belum sepenuhnya memasukkan pengaruh gelombang Kelvin, padahal fenomena ini berperan dalam propagasi pasang surut pada estuari makro. Efek rotasi bumi (Coriolis) juga hanya dimodelkan secara sederhana, sehingga variasi arah arus bisa kurang tergambarkan. Selain itu, penelitian belum memanfaatkan citra satelit jangka panjang untuk mendukung analisis morfologi garis pantai, dan periode simulasi terbatas hanya enam bulan (Mei–Oktober 2010).

18. 17 UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL Kesimpulan Penelitian ini menunjukkan bahwa muara Port Curtis merupakan estuarine makro-pasut yang well-mixed, dengan pasang surut sebagai pengendali utama dinamika arus dan transport sedimen. Model numerik 3D Delft3D-FLOW yang dikombinasikan dengan DREDGEMAP mampu memprediksi variasi konsentrasi sedimen tersuspensi (TSS), pola erosi–deposisi, serta distribusi ukuran butiran sedimen secara spasial dan temporal. Validasi dengan data lapangan memperlihatkan tingkat akurasi tinggi, sehingga model ini dapat diandalkan untuk menggambarkan mekanisme sedimentasi di muara. Hasil penelitian memberikan kontribusi penting dalam manajemen estuari makro-pasut, khususnya untuk mitigasi pendangkalan, perencanaan dredging, serta pemantauan jangka panjang di kawasan pelabuhan.

19. TERIMA KASIH

20. UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL Lokasi Penelitian

21. UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL Peta Sedimentasi Warna menunjukkan ukuran median butiran sedimen permukaan (D50) dalam satuan mikrometer (µm). Legenda menjelaskan kelas ukuran: 1–7 µm (coklat tua) = lempung sangat halus. 8–35 µm (coklat sedang) = lanau/halus. 36–74 µm (oranye gelap) = lanau–pasir sangat halus. 75–130 µm (oranye terang) = pasir halus. 131–2000 µm (kuning) = pasir sedang hingga kasar. >2000 µm (kuning terang) = kerikil/kasar sekali. Semakin gelap warnanya, semakin halus sedimennya, sedangkan warna kuning menandakan sedimen lebih kasar.

22. UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL Analisis Arus Gambar 3 (Arus dasar laut – kecepatan & arah) Garis hitam = data terukur (ADCP) Garis biru = hasil model (prediksi) Panel kiri: kecepatan arus dasar laut (m/s). Panel kanan: arah arus dasar laut (°). Cara membaca → jika garis hitam dan biru berimpit, berarti model berhasil merepresentasikan kondisi nyata. Hasilnya: pola fluktuasi pasut semi-diurnal terlihat jelas, dengan amplitudo arus lebih besar saat spring tide dan lebih kecil saat neap tide. Nilai korelasi (R) > 0,8 menunjukkan model cukup akurat.

23. UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL Analisis Kedalaman Gambar 4. (Turbidity di 6 stasiun, kedalaman permukaan ±0,5 m) Hitam = data lapangan (measured) Biru = hasil model (predicted) Sumbu Y = konsentrasi turbidity (NTU, proxy dari TSS). Sumbu X = waktu (Mei–Oktober 2010). Cara membaca → puncak turbidity (spike) muncul saat arus pasang surut kuat (spring tide), sedangkan nilai lebih rendah pada neap tide. Model berhasil mengikuti pola naik-turun meskipun ada deviasi kecil di beberapa puncak. Artinya, model mampu menangkap mekanisme resuspensi sedimen akibat energi arus.

24. Analisis Kedalaman UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL Gambar 5 (Perbandingan data turbidity terukur vs model per stasiun) Grafik scatter plot: titik hitam = data terukur, titik biru = hasil prediksi. Jika titik-titik berimpit dekat garis lurus (y = x), maka model sangat sesuai dengan data lapangan. Hasilnya: R² (koefisien determinasi) berkisar 0,67–0,75, artinya model menjelaskan 67–75% variasi turbidity nyata. Nilai MAE (Mean Absolute Error) 4,96–12,57 NTU masih dalam batas wajar.

25. Analisis Kedalaman UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL Gambar 5 (Perbandingan data turbidity terukur vs model per stasiun) Grafik scatter plot: titik hitam = data terukur, titik biru = hasil prediksi. Jika titik-titik berimpit dekat garis lurus (y = x), maka model sangat sesuai dengan data lapangan. Hasilnya: R² (koefisien determinasi) berkisar 0,67–0,75, artinya model menjelaskan 67–75% variasi turbidity nyata. Nilai MAE (Mean Absolute Error) 4,96–12,57 NTU masih dalam batas wajar.

26. Analisis Kedalaman UNIVERSITAS TANJUNGPURA RIVIEW JURNAL Gambar 6 & 7 – Peta distribusi TSS Warna pada peta menunjukkan konsentrasi sedimen tersuspensi (mg/L). Biru = sangat rendah (<10 mg/L). Hijau–kuning = sedang (20–40 mg/L). Merah–coklat = sangat tinggi (>80 mg/L). Lokasi merah terang = zona dengan resuspensi kuat, biasanya di kanal utama atau dekat mulut muara. Lokasi biru/hijau = area perairan tenang (flats, teluk kecil) tempat deposisi lebih dominan.