PENERAPAN MODEL FVCOM UNTUK PEMODELAN GELOMBANG TSUNAMI DIPULAU SIPORA,KEPULAUAN MENTAWI
Nama : Niki Ayu Widyaasti
Nim : 201731193
- INTISARI
Kasus Tsunami
dipulau sipora terjadi pada 26 oktober 2010 silam,dimana telah banyak
menyebabkan korban baik material maupun nyawa.Pada dasarnya Tsunami
merupakan fenomena alam yang tidak bisa dihentikan dan diprediksi secara
pasti.Namun dampak negatif dari fenomena ini dapat dikurangi melalui
suatu sistem peringatan dini secara menyeluruh dan tepat.Salah satu
komponen yang dapat dijadikan bagian dalam sistem peringatan dini
tersebut adalah simulasi numerik.Simulasi numerik merupakan salah satu
cara yang sederhana namun memiliki tingkat keakuratan yang relatif baik
sehingga dapat diterapkan secara tepat dan tepat untuk memodelkan kasus
Tsunami tersebut.
Model numerik
telah banyak berkembang dan telah banyak berhasil pula untuk memodelkan
suatu fenomena aliran.Salah satu metode yang sedang berkembang adalah
metode volumee hingga.Dalam penelitian ini,masalah masalah perambatan
gelombang Tsunami diselesaikan secara numerik dengan menerapkan metode
volime hingga pada gird segitiga yang tidak beraturan untuk diskritisasi
ruang dan Runge-Kutta orde 4 untuk diskritisasi waktu yang telah
terintegrasi dalam source code FVCOM.
Manfaat yang
akan didapatkan dari penelitian ini adalah menghasilkan suatu sistem
simulasi numerik yang dapat memberikan gambaran bahaya Tsunami baik
terhadap pulau sipora untuk penelitian ini maupun untuk pulau-pulau
lainnya di indonesia pada masa yang akan datang sehingga kelak dapat
dikembangkan menjadi sutu sistem peringatan dini akan bahaya
Tsunami.Keuntungan Penelitian ini adalah simulasi numerik ini dapat
diterapkan untuk daerah-daerah lain yang memiliki potensi bahaya
Tsunami.
- LATAR BELAKANG
Indonesia
merupakan negara kepulauan yang terdiri dari 18.306 pulau yang berada
diantar samudra pasifik dan hindia serta berada diantara dua benua
besaryakni Asia dan Australia.Negara Republik Indonesia mempunyai
perairan yang sangan luas seperti yang telihat pada Gambar 1.Indonesia
juga berada diantara jalur patahan dan gunung berapi.sehingga secara
alami indonesia selain menjadi negara zamrud khatulistiwa karena
merupakan negara merupakan pemilik hutan hujan terbesar juga merupakan
daerah yang rawan terkena bencana tektonik akibat pergerakan fluida
dibawah bumi.
Berbagai daerah di indonesia merupakan titik rawan bencana,terutama
gempa bumi dan tsunami.Hal ini dikarenakan wilayah indonesia dikepung
oleh lempeng Eurasia,lempeng Indo-Australia dan lempeng Pasifik.Ketiga
lempeng tersebut sampai saat ini masih aktif bergerak,sehingga dapat
menimbulkan gempa bumi ketika lempeng tersebut bergeser dan patah.pada
saat tumbukan antar lempeng tektonik terjadi,tsunami dapat
terjadi,seperti yang terjadi di Aceh dan Sumatra Barat.
Kajian numerik tentang perambatan gelombang Tsunami telah banyak
dilakukan sebelumnya.Beberapa model numerik berbasis metode beda hingga
telah banyak diaplikasikan untuk beberapa kasus diindonesia seperti
pemodelan Tsunami Pangandara 2006,pemodelan Tsunami Aceh 2004 dan
sebagainya.Simulasi numerik terlebih dahulu ini dianggap telah
memberikan hasil yang baik.
Metode volume hingga dipandang sebagai suatu metode yang baru dengan
tingkat fleksibilitas yang lebih tinggi dalam hal diskritisasi ruang
domain daripada metode beda hingga karena dapat diaplikasikan pada
sistem struktur grid yang tidak beraturan.Metode volume hingga yang
digunakan dalam penelitian ini merupakan kombinasi anatara metode elemen
hingga metode beda hingga.Metode elemen hingga digunakan untuk
fleksibilitas geometri yang relatif komplek,sementara itu metode beda
hingga digunakan untuk struktur diskrit sederhana dan efisiensi
komputasi numerik.
Dalam metode volume hingga ini pembentukan mesh diterapkan untuk grid
segitiga tidak beraturan,terdiri dari tiga node,satu centroid dan tiga
sisi.Ukuran mesh yang dibentuk dalam domain merupakan fungsi yang
didefinisikan oleh pengguna.untuk meningkatkan hasil komputasi,variabel
vektorial u dan v ditempatkan pada centroid-centroid (titik pusat)
mesh,sedangkan variabel-variabel skalar ditempatkan pada titik-titik
mesh tersebut.Dengan metode volume hingg aini dapat diperidiksi rambatan
gelombang Tsunami pada perairan lokasi studi yang diverifikasi dengan
data lapangan
- LANDASAN TEORI
Persamaan pengatur yang digunakan adalah persamaan kontinuitas dan momentum aliran secara primitif yaitu sebagai berikut :
- HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pada simulasi
numerik ini,domain dibatasi oleh kotak dengan ukuran 80 x 80 km,dimana
domain tersebut didiskritisasi menjadi 56399 buah elemn segitiga tidak
terstruktur dan 28411 titik simpul.Nilai kontur batimetri laut maupun
topografi darat pada masing-masing titik pada mesh merupakan hasil
interpolasi secara inverse distace weighted dari nilai kontur batimatri
dan topografi untuk 16 titik terdekat.
Informasi
kontur batimatri laut diperoleh dengan cara mendigitasi peta kedalaman
menjadi peta digital.Koordinat peta awal yang berbasiskan sistem
goegrafis kemudian diubah menjadi sistem koordinat UTM.Efek gaya
Coriolis.yang diakibatkan oleh gerak rotasi bumi memberikan gaya memblok
pada aliran fluida juga dimodelkan dalam simulasi ini.Untuk daerah
khatulistiwa gaya coriolis dapat dianggap tidak ada.
Tatapan pasang
surut yang dimodelkan seperti amplitudo dan fase pasang surut diambil
untuk daerah Kepulauan Mentawi.Tinggi gelombang Tsunami dihitung
berdasarkan perubahan muka air laut akibat magnitude gempa
(lido,1972).Berdasarkan perhitungan tinggi gelombang rata-rata Tsunami
dikondisi open boundary adalah 2.20 meter.Nilai inilah yang digunakan
sebagai syarat batas.Pada Daerah digaris pantai diterapkan perlakuan wet
dan dry sehingga mekanisme run-up gelombang nantinya dapat dimodelkan.
Simulasi
numerik ini dipengaruhi oleh tingkat kestabilan bilangan Courant,dimana
simulasi ini dijalankan selama 20 menit dengan selang waktu 0.10
detik.Hasil simulasi dapat diliat pada Gambar 5 dan Gambar 6 .Pada awal
simulasi yaitu pada selang waktu (1-3 menit) dapat diasumsikan bahwa
gelombang telah bergerak tetapi masih berada diperairan dalam,sehingga
belum terlihat kenaikan elevasi muka air yang signifikan yaitu berada
pada rentang 1.7-2.0 meter.
Pada selang
waktu 20 menit gelombang Tsunami telah mencapai bibir pantai pulau
Sipora dan telah membanjiri daratan.Dapat dilihat pada Gambar 6 bahwa
tinggi muka air di bibir pantai berkisar antara 2 sampai dengan 4.5
meter.oleh sebab itu,selang waktu ini dapat diasumsikan sebagai keadaan
maksimum gelombang Tsunami yang terjadi.Sedangkan untuk pola rambatan
Tsunami pada selang waktu ini gelombang Tsunami telah menghempas pulau
Sipora dan mulai menyebar kearah utara pulau.Dapat dilihat pada gambar
tersebut,bahwa evelasi muka air perairan di utara pulau sipora mulai
mengalami kenaikan.
Hasil
pemodelan numerik ini kemudian dibandingkan dengan data survei
lapangan.Gambar 7 dan Gambar 8 merupakan hasil plot perhitungan numerik
potongan 1 (pot. 1) dan potongan 2 (pot. 2) berturut-turut untuk daerah
Bere-Berilou dan daerah Bosua yang diverifikasi dengan data penguran
dilapangan.Dari gambar-gambar tersebut dapat dilihat bahwa untuk daerah
Bare Berlou simulasi numerik telah memberikan hasil yang baik karena
evelasi muka air hasil pengamatan dan pemodelan menunjukkan tingkat
error yang relatif kecil sedangkan daerah Bosua terdapat hasil sebesar
0.5 m anatar hasil pengukuran dan hasil pemodelan
- KESIMPULAN
Dari hasil
simulasi dapat disimpulkan bahwa FVCOM dapat diterapkan untuk kasus
dengan bentuk geometri yang lebih rumit dan memberikan hasil simulasi
yang cukup mewakili untuk kasus rambatan tsunami dan dapat memberikan
estimasi berapa lama pergerakan gelombang dari pusat tsunami menuju
pantai dan seberapa besar tinggi gelombang disekitar perairan pantai.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar