Senin, 04 Mei 2020

PENERAPAN MODEL FVCOM UNTUK PEMODELAN GELOMBANG TSUNAMI DIPULAU SIPORA,KEPULAUAN MENTAWI (Niki Ayu Widyaasti_201731193_Kelas F)

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