Arus
Arus di laut merupakan suatu fenomena dinamika air laut yang
terjadi setiap hari dan merupakan pencerminan gerakan massa air laut dari suatu
tempat ke tempat lain. Fenomena ini berperan sangat penting dalam proses
abrasi/akresi pantai, karakteristik ekosistem laut, serta pola penyebaran zat
pencemar. Oleh karena itu dalam mempelajari proses abarasi pantai,
karakteristik ekosistem laut serta pola penyebaran zat pencemar di laut,
pengukuran arah dan kecepatan arus sangat perlu dilakukan. Berbagai cara untuk
mengetahui pola arus laut dapat dilakukan, mulai dari pemakaian alat-alat
sederhana sampai alat-alat
yang canggih. Dalam tulisan ini
penulis mencoba mengemukakan tiga buah alat sederhana yang dapat digunakan
untuk mengetahui kecepatan dan arah arus laut. Alat tersebut mudah dibuat dan
murah namun mempunyai nilai ketelitian dan ketepatan yang tinggi. Oleh karena
itu kita kenal arus pasang surut diurnal, semi-diurnal dan campuran. Kecepatan
maksimum arus umumnya tercapai pada waktu menjelang pasang dan menjelang surut,
sedangkan arah arus pasang surut ini sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan
atau topografi setempat. Di daerah pantai, arus pasang surut terbesar umumnya
sejajar dengan garis pantai.
JENIS-JENIS
ARUS LAUT
Arus laut merupakan sistem yang
kompleks yang terbentuk akibat bermacam sebab, sehingga data arus menunjukkan
kondisi arus sebenarnya yang mencakup semua komponen arus. Oleh sebab itu dalam
analisa arus laut, data yang diperoleh diuraikan menjadi sejumlah komponen arus
sesuai dengan penyebabnya. Penguraian arus laut tersebut sangat membantu dalam
menyederhanakan sistem sirkulasi arus. Beberapa jenis arus yang umum dikenal
adalah arus pasang surut, arus akibat gelombang (arus sejajar pantai), arus
akibat tiupan angin, dan arus yang disebabkan perbedaan densitas air laut.
Arus
pasang surut
Arus pasang surut adalah arus yang
terjadi karena perubahan tinggi permukaan air laut akibat pasang surut.
Karakteristik arus pasang surut adalah mempunyai periode yang tetap, mengikuti pola pasang surut. Oleh
karena itu kita kenal arus pasang surut diurnal, semi-diurnal dan campuran.
Kecepatan maksimum arus umumnya tercapai pada waktu menjelang pasang dan
menjelang surut, sedangkan arah arus pasang surut ini sangat dipengaruhi oleh
kondisi lingkungan atau topografi setempat. Di daerah pantai, arus pasang surut
terbesar umumnya sejajar dengan garis pantai.
Arus
gelombang / arus sejajar pantai.
Arus gelombang/arus sejajar pantai
adalah arus yang terjadi akibat gelombang yang menghempas ke - daerah pesisir
dan membuat sudut miring dengan garis pantai. Arah arus ini sejajar kontur
kedalaman dan mempunyai kecepatan tinggi pada periode yang singkat, umumnya
hanya beberapa menit dan berlangsung secara periodik sesuai dengan kondisi
gelombang. Arus ini penting dalam transpor sedimen karena kecepatannya dan
terjadinya pengadukan sedimen dasar oleh gelombang. Pertemuan dua arus
gelombang sejajar pantai yang berlawanan pada suatu lokasi menimbulkan arus
yang dikenal dengan
nama 'rip-current'.
Arus
yang diakibatkan oleh angin
Arus yang diakibatkan oleh angin
merupakan arus dominan yang terjadi di lapiran permukaan perairan laut lepas.
Pengaruh tiupan angin musim misalnya di perairan dari Laut Cina Selatan hingga
Laut Ambon, menyebabkan terjadinya pembalikan pola sirkulasi air laut mengikuti
pola tiupan angin. Selama musim angin barat, aliran air bergerak menuju timur,
dan berubah ke arah barat pada saat musim . timur. Jenis arus ini mempunyai
arah dan kecepatan yang berbeda sesuai dengan pertambahan kedalaman air, dan umumnya
menjadi sangat lemah pada kedalaman lebih dari 100 meter. Arah arusnya
membentuk spiral yang dikenal dengan nama 'Spiral Ekman'. Di perairan lintang utara
arah putaran searah dengan putaran jarum jam, sedangkan di perairan lintang
selatan arah putarannya berlawanan dengan putaran jarum jam. Arus akibat angin
ini juga terjadi di perairan pantai akibat tiupan angin setempat. Dalam
kaitannya dengan tumpahan minyak di laut, pola tumpahan tersebut umumnya lebih
mendekati pola arus akibat tiupan angin.
JENIS-JENIS
ALAT PENGUKUR ARUS
Untuk mendapatkan data arus laut
yang menggambarkan kondisi sirkulasi air laut yang sebenarnya merupakan hal
yang sangat sulit. Kenyataan ini disebabkan oleh tingginya variabilitas
sirkulasi air laut yang meliputi spektrum waktu dari sepersekian detik hingga
tahunan. Oleh karena itu, walaupun menggunakan alat-alat ukur canggih sulit
untuk mendapatkan hasil pengukuran yang tepat sama dari beberapa alat. Alat
ukur yang dapat memberikan akurasi pengukuran misalnya 5%, sudah merupakan
suatu alat ukur arus yang berpresisi tinggi. Dalam suatu penelitian, kualitas
data pengukuran sebenarnya ditentukan oleh berapa besar ketelitian yang
dituntut oleh metode penelitian yang dilakukan. Untuk studi yang berhubungan
dengan biota laut, misalnya, data arus dengan ketelitian hingga 20% mungkin
masih dianggap memadai. Sebalik-nya, untuk penelitian pengendalian penye-baran
zat pencemar diharapkan ketelitian yang lebih tinggi. Dewasa ini dikenal beberapa
teknik untuk mengukur arus laut, baik secara langsung maupun tidak langsung.
Alat ukur arus yang dikenal dengan nama "current meter" menggunakan
teknik pengukuran secara tidak langsung, misalnya melalui jumlah putaran
baling-baling dalam satuan waktu, dengan memanfaatkan karakteristik suara
maupun medan elektromagnetik dari air laut. Current meter dapat dibedakan
menurut cara penanganan data yang diukur. Ada yang merekam datanya untuk
periode tertentu baik di kertas, film, pita magnetik, maupun direkam secara
elektronik dengan menggunakan "memory chip". Jenis current meter ini
disebut "Self-recording current meter". Dikenal pula current meter
yang langsung menunjukkan data pengukuran pada ' tiisplay", alat ini
disebut "Direct-reading current meter". Teknik pengukur arus secara
langsung adalah dengan mengukur berapa jauh bergeraknya air persatuan waktu.
Teknik ini umumnya menggunakan pelampung atau drouge, dan pengukurannya
dilakukan secara manual. Prinsip kerja dari teknik-teknik pengukuran tersebut adalah
sebagai berikut:
1.
Secara mekanik dengan baling-baling
: Sistem kerja dari jenis current meter ini
berdasarkan pada putaran
propeller (baling-baling) yang digerakkan oleh aliran air. Selanjutnya
putaran baling-baling dihubungkan langsung keroda-roda gigi/jarum pe-nunjuk
angka untuk mencari kecepatannya. Arah arus ditentukan dengan menggunakan
kompas penunjuk arah yang terangkai secara mekanik dengan bantuan bola gotri
kecil yang akan jatuh ke ruang arah arus melalui kompas penunjuk arah setiap pada
putaran baling-baling tertentu. Sebagai con-toh adalah alat ukur arus jenis
"Ekman Merz Current Meter". Sedangkan yang tidak berhubungan langsung
ke balingbaling yaitu dengan menggunakan sistem coupling magnetik. Biasanya
yang menggunakan sistem ini adalah alat ukur arus jenis recording yang hasil
rekamannya dapat berupa kertas grafik. Sebagai contoh adalah "ONO Current
Meter". Dapat juga berupa rekaman pita magnetik, seperti "Current
Meter Aandera". Ada juga yang menggunakan sistem coupling magnetik yang
terangkai langsung kedisplay, sebagai contoh adalah "Direct Reading
Current Meter CM2". Untuk pengukuran arus kuat maupun arus lemah dapat
dibedakan dari jenis
kalibrasi baling-balingnya.
Secara mekanik dengan baling-baling : Sistem kerja dari jenis current meter ini berdasarkan
pada putaran propeller tentang arus hingga 128 kedalaman
sekaligus hanya dalam beberapa menit. Dewasa ini maksimum tebal kolom air yang
dapat dimonitor mencapai 750 m. Baik alat ukur arus otomatis atau manual mempunyai
harga yang mahal, dari beberapa juta hingga diatas 200 juta rupiah (alat ADCP).
Jelas harga alat tersebut merupakan kendala utama bagi kebanyakan kegiatan
pengukuran arus.
2.
Akustik. Pengukur arus jenis ini
mirip dengan sistem kerja echosounder tetapi yang dimanfaatkan adalah perubahan
frekwensi suara yang dipantulkan balik ke alat akibat gerakan partikel air.
Alat ukur ini dikenal dengan nama "Acoustic Douppler Current Meter
Profiler" (ADCP) yang dapat dipasang baik di kapal maupun didaiam air
dengan teknik tambatan. Yang diukur dari alat ini adalah kecepatan dan komponen
arus arah timur barat, utara selatan dan atas bawah sehingga dari hasil
komponen tersebut dapat ditentukan arahnya. Dengan hanya satu alat ukur ADCP
ini dapat diperoleh- informasi tentang
arus hingga 128 kedalaman sekaligus hanya dalam beberapa menit. Dewasa ini
maksimum tebal kolom air yang dapat dimonitor mencapai 750 m. Baik alat ukur
arus otomatis atau manual mempunyai harga yang mahal, dari beberapa juta hingga
diatas 200 juta rupiah (alat ADCP). Jelas harga alat tersebut merupakan kendala
utama bagi kebanyakan kegiatan pengukuran arus
3.
Pengukuran langsung. Banyak kegiatan
penelitian tidak memerlukan data arus yang sangat detail seperti yang
dihasilkan oleh alat-alat ukur canggih. Gambaran umumpola sirkulasi suatu
tempat dalam penelitian inventarisasi biologi misalnya dapat diperoleh dengan
metoda yang mudah dan murah seperti ' current drouge". Penelitian
menggunakan current drouge telah sering dilakukan misalnya di Teluk Ambon (HUTAHAEAN
and ANDERSON, 1987). Pada kesempatan berikut ini akan disajikan cara membuat
"current drouge" untuk mengukur kecepatan dan arah arus secara
langsung dan sederhana dengan biaya murah serta mudah dibuat, akan tetapi
secara ilmiah hasilnya dapat dipertanggung jawabkan, yang merupakan modifikasi
dari jenis cur— rent drouge dari Hydrographic Department (1983),Jepang.
PEMBUATAN
CURRENT DROUGE
Alat yang akan dibuat dan
dipergunakan kali ini adalah "Current Drouge". Ada beberapa jenis
"current drouge" yang dapat dibuat sendiri yaitu : Current Drouge
jenis sensor silang, Current Drouge jenis Parasut (ARIEF 1981) dan Current Drouge
jenis layar. Prinsip ketiga alat tersebut adalah sama, perbedaannya hanya
terletak pada sistem sensornya. luar dari permukaan air laut agar tidak
terpengaruh oleh angin. Ikat pelampung pada tiang aluminium dan atur jarak dari
kedudukan antara pelampung dan sensor silang. Apabila hendak mengukur arus pada
kedalaman 2 m dari permukaan air laut maka jarak antara kedudukan pelampung dan
sensor silang (ambil titik tengahnya untuk mengukur jarak) adalah 2 m. Setelah
selesai terangkai, ikat dengan tali nilon yang panjangnya minimal 20 m dan
sudah diberi tanda setiap ukuran 5 m. Tali tersebut diikatkan pada tiang
aluminium tepat diatas pelampung. Cara ini penting diperhatikan gar supaya tali
terbentang horizontal dipermukaan air dengan maksud tidak terjadi perbedaan
tali terulur dengan jarak sesungguhnya, artinya bila tali terulur 10 m maka
jarak sebenarnya 10 m juga.
1.
Current Drouge Jenis Sensor Silang
A.
Bahan yang diperlukan Current Drouge jenis sensor silang dapat diuraikan menjadi
7 bagian yaitu
: 1. Pelampung, sebagai pengatur dan penga- pung tiang penyangga agar
bisa berdiri tegak. 2. Tiang Aluminium, untuk merangkai dan menentukan kedalaman
sensor silang.
3. Tali nilon, dipilih yang kecil,ringan namun
kuat, dan yang lemas karena apa- bila tali diulur tidak mengalami kesukaran
Tali ini berguna untuk mengatur jarak pe- lepas current drouge. 4. Papan dari
mika atau triplek, untuk mem buat sensor silang (Gambar 1). Potong papan mika 2 lembar dengan ukuran
30- cm x 30 cm dan 2 lembar lagi dengan u- kuran 30 cm x 60 cm. 5. Alumunium
siku, potong 2 batang dengan ukuran 40 cm, alumunium ini untuk me rangkai
sensoj silang. 6. Pemberat, sebagai pengatur beban agarpe- lampung tepat pada
posisi di bawah per- mukaanair (Gambar 1). 7. Bendera kecil, berfungsi sebagai tan da current drouge dan dibuat
tidak terlalu besar yang penting dapat terlihat'dengan jelas. Ini perlu
diperhatikan sebab a^abila bendera dibuat terlalu besar maka besar kemungkinan akan dipengaruhi hembusan
angin.
B. Cara merangkai Ikat rangkaian
sensor silang dari mika atau triplek pada ujung tiang paling bawah, usahakan
ujung sensor silang bawah sama dengan ujung bawah tiang perangkai. Tambah
pemberat yang berfungsi sebagai pengatur kedudukan tinggi rendahnya pelampung.
Pelampung diusahakan tidak ke- dengan bentangan tali nilon current drouge maka
akan diketahui kearah mana arus mengalir. Usahakan tempat pelepasan current
drouge dibelakang perahu yang
telah ditambat dengan jangkar.
C. Cara kerja 1. Ambil current
drouge yang ujung tali
nilonnya telah diikatkan
pada perahu. 2. Ceburkan ke laut dan ulur tali sampai panjang bentangan
5 m. 3. Pegang tanda tali 5 m pertama dan siap- kan stop watch atau jam tangan.
4. Lepaskan tanda tali pertama (5 m) ber- samaan dengan
menekan stop watch start dan selanjutnya pegang tanda
tali ke dua(lOm). 5. Ulur tali nilon tersebut agar mudah ter- urai. 6. Hentikan
stop watch setelah tanda tali pertama
dan kedua terbentang
lurus. 7. Catat berapa detik waktu yang diperlu- kan untuk membentang
tali dari tanda tali pertama sampai tanda tali ke dua (dalam jarak tempuh 5 m).
8. Untuk mengetahui arah arus digunakan kompas.
Bidikkan arah kompas sejajar dengan
bentangan tali nilon current drouge maka akan diketahui kearah mana arus
mengalir. Usahakan tempat pelepasan current drouge dibelakang perahu yang telah
ditambat dengan jangkar.
D. Cara perhitungan Rumus yang
dipergunakan adalah : V = L : T x
m/det V = Kecepatan arus L = Jarak tempuh "current drouge",
dalam satuan meter T = Waktu yang ditempuh
oleh current drouge dalam satuan detik.
Hasil pengukuran yang diperoleh dari
current drouge ini merupakan kecepatan arus rata-rata selama selang waktu
pengukuran didaerah ketinggian sensor silang terpasang sepanjang lintasannya.
E. Contoh perhitungan : Misalnya
Jarak lintasan current drouge adalah 5 m, dan waktu tempuh adalah 10 detik,
maka : Kecepatan arus = 5 : 10 x m/det
= 0,5 m/detik.
Current drouge merupakan alat yang
sangat sederhana dan praktis serta dapat menggantikan current meter standar.
Selain untuk mengukur kecepatan arus, alat "current drouge" ini juga
dapat untuk mengetahui lintasan arus (arus Lagrange). Dalam hal ini, sejumlah
"current drouge" di hanyutkan dan diikuti selama waktu tertentu,
misalnya 24 jam. Posisi "current drouge" tiap-tiap selang waktu
tertentu ditentukan dengan menggunakan theodolit maupun GPS (Global Positioning
System). Penggunaan theodolit memerlukan minimal dua titik stasiun tetap yang
selalu mencatat
sudut pandang kepada "current
drouge" tersebut secara bersamaan. Teknik ini menghasilkan lintasan aliran
air yang sangat bermanfaat dalam menentukan pola penyebaran zat pencemar di
air. Perlu diperhatikan bahwa kalibrasi alat ini dengan alat ukur arus standar
merupakan suatu hal yang sangat pent ing. Kesamaan ha-sil antara alat ukur
standar dengan "current drouge" yang baik bisa mencapai diatas 90 %,
terutama untuk kondisi arus yang cukup kuat misalnya diatas kecepatan 30
cm/detik. Disamping itu, untuk meningkat-kan akurasi data, pengukuran waktu dan
ja-rak gerak "current drouge" harus dimulai saat "current
drouge" tersebut cukup jauh dari perahu, misalnya 5 meter. Pengaruh
hempasan gelombang terutama di daerah pantai akan mengurangi ketelitian dari
alat ini. Walaupun demikian hal tersebut tidak perlu dicemaskan karena sebagian
besar alat ukur buatan pabrikpun mengalami masalah yang sama. Untuk mengatasi
hal tersebut perlu dilakukan pengamatan dengan lintasan yang lebih panjang,
sehingga pengaruh gelombang menjadi minimum akibat proses perata-rataan.
2.
Current Drouge Jenis Sensor Parasut.
A. Bahan yang diperlukan Bahan yang
diperlukan "current drouge" jenis sensor parasit ini sama
rangkaiannya dengan rangkaian "current drouge" jenis sensor silang,
baik ukuran maupun bahannya. Perbedaan dengan yang pertama hanya pada
sensornya, di sini dipakai parasit sebagai sensor (Gambar 2.).
B. Cara merangkai Tahapan merangkai
jenis sensor ini sama dengan tahapan merangkai jenis sensor silang. Disajikan
pada Gambar 3.
C. Cara kerja Cara kerja
"current drouge" jenis sensor parasit ini pada prinsipnya sama dengan
cara kerja "current drouge" jenis sensor silang.
D. Cara perhitungan Cara perhitungan
alat ini sama halnya deng&n "current drouge" jenis sensor silang.
3.
Current Drouge Jenis Sensor Layar
A. Bahan yang diperlukan : Bahan
yang diperlukan untuk "current drouge" jenis Layar ini adalah sama
dengan "current drouge sensor silang dan parasit. Perbedaannya terletak
pada jenis sensornya, yaitu menggunakan layar yang dapat dibuat dari kain
biasa, kain parasit maupun lembaran plastik. Ukuran dari layar ini disajikan
pada Gambar 3.
B. Cara merangkai Tak ubahnya sama
cara merangkainya dengan jenis yang dua diatas.
C. Cara kerja Cara kerja jenis alat
ini sama dengan cara kerja kedua jenis alat di atas.
D. Cara perhitungan Cara
perhitungannya pun sama dengan cara perhitungan kedua alat di atas
Tidak ada komentar:
Posting Komentar