Peredaman Tsunami dengan Vegetasi Hutan Cemara Laut (Casuarina Equisetifolia)

NOVI ANDHI SETYO P, Prof. Ir. H. Nizam, DIC., M.Sc., Ph.D ; Prof. Ir. Radianta Triatmadja, Ph.D

2018 | Disertasi | S3 Ilmu Teknik Sipil

Tsunami merupakan gelombang panjang yang dapat terjadi akibat gempa bumi di laut, longsoran di perairan, letusan gunung api di dasar laut, maupun benda langit yang jatuh di laut. Tinggi tsunami yang pernah terjadi akibat gempa tektonik adalah 0,5 m sampai 40 m, sedangkan tinggi tsunami akibat longsoran dan gempa vulkanik berkisar antara 150 m sampai 575 m. Tsunami ketika menjalar mendekati pantai memiliki daya rusak besar yang berakibat tidak hanya mengakibatkan kerusakan infrastruktur di pantai, tetapi juga berakibat jatuhnya korban jiwa. Perubahan kedalaman dari laut dalam menuju pantai berakibat terjadi peningkatan tinggi gelombang, tetapi kecepatan gelombang mengalami penurunan. Tsunami yang bergerak mendekati pantai berbentuk surge gelombang mirip dengan gelombang hasil dam break. Untuk mencegah kerusakan akibat bencana tsunami, salah satu upaya mitigasi adalah dengan membuat perlindungan berupa perlindungan alami seperti hutan pantai. Penelitian ini dilakukan dengan membuat simulasi model fisik di laboratorium dengan pembangkitan tsunami berbasis dam break, saluran gelombang (flume) yang digunakan berukuran 16,80 m x 1,0 m x 0,8 m dilengkapi dengan pintu dam break. Model hutan pantai di laboratorium dibuat berdasarkan hasil kajian pustaka, pengamatan lapangan dan pengukuran dimensi pohon di lapangan. Penelitian ini selain melakukan simulasi model fisik di laboratorium, juga melakukan uji lapangan dengan melakukan uji tarik pohon untuk mengukur gaya cabut pohon. Uji tarik dilakukan dengan mencabut pohon dari umur 2 tahun sampai 4 tahun. Pencabutan pohon ini dilakukan untuk memperoleh data pertumbuhan dimensi pohon serta gaya cabut pohon terhadap fungsi umur. Hasil penelitian ini adalah pengembangan metode pembangkitan tsunami berbasis dam break untuk menganalisa dampak hutan cemara terhadap reduksi tsunami. Hasil simulasi gaya gelombang terhadap fungsi panjang model hutan cemara menunjukkan semakin panjang model cemara laut penurunan gaya tsunami menjadi optimal apabila gelombang mengenai kanopi, tetapi apabila gaya lewat dibawah kanopi fungsi hutan dalam meredam gaya kurang efektif. Kekuatan cabut pohon Fcab didefinisikan sedemikian rupa sehingga jika kekuatan tsunami lebih tinggi dari Fcab, pohon itu telah tercabut dan sebaliknya. Hubungan kedalaman tsunami, panjang gelombang, kerapatan pohon, dan lebar hutan dirumuskan dalam format non dimensional sebagai berikut: d3/d30 = 1 dikurangi ((0,745.shi.L/d0)) dikurangi ((0,07. (L/d0)) dan d3/d30 = 1 dikurangi ((0,094.(L/d0)) + (7,11. shi). Persamaan tersebut dapat digunakan untuk mendesain konsep peredaman tsunami dengan hutan cemara dengan batasan nilai L/d0 kurang dari atau sama dengan 7,5.

Tsunami wave is a long wave that can occur due to earthquakes in the sea, land slides in the water, volcanic eruptions on the seabed, as well as meteor that fall in the sea. The tsunami height that has occurred due to the tectonic earthquake is 0.5 m to 40 m, while the high tsunami due to avalanches and volcanic earthquakes ranges from 150 m to 575 m. Tsunami wave as it spreads near the coast has a large destructive force resulting in damage to infrastructure along the coast, even causing thousands of deaths. Shoaling process as the wave propagates from the deep ocean to the shore resulted in an increase in wave height while the wave speed decreased. Tsunami waves that flows into the coastal areas behaves like a wave surge similar to the wave from a dam break. To prevent damage caused by the tsunami disaster, one of the mitigation efforts is to create protection in the form of natural protection like coastal forest. The study was started by making physical model simulation in the laboratory using a dam break system to generate tsunami. The flume used in this study was 16.80 m x 1.0 m x 0.8 m with a dam break gate at one end. Field observation was conducted to measure the growth and condition of coastal forest and a physical model was made based on the observation and literature review. Field experiment was also conducted over a time span of 4 years to to measure growth and strength of trees to withstand pulling force as a function of age. The research result in the characterization of growth and strength of trees against tsunami force as a function of age. The research also formulate the reduction of tsunami wave force and height by casuarina equisetifolia. It is found that if the tsunami passed the canopy, the reduction of wave height and force by coastal forest is quite signigicant, while if the wave doesnot reach the canopy the reduction is less effective. A critical strength of trees Fcab is defined such that when the tsunami force is higher than FCab the tree has been uprooted and vice versa. The relation of the tsunami depth, wave length, tree density, and width of forest has been formulated in a non dimensional format as follow d3/d30 = 1 less ((0,745.shi.L/d0)) less ((0,07. (L/d0)) and d3/d30 = 1 less ((0,094.(L/d0)) + (7,11. shi). The equation can be used to evaluate the effectiveness of casuarina coastal forest and to design the casuarina barrier with a limit of application up to L/d0 less than or equal to 7,5.

Kata Kunci : tsunami, reduksi, cemara laut, kerapatan / tsunami, reduction, casuarina equisetifolia, density