Description
Model Hidrodinamika sangat penting dalam proses fisik, baik itu di laut, estuari, dan sungai. Simulasi proses fisik seperti sedimentasi, penyebaran polutan terlarut atau partikulat, penyebaran drilling cutting dan drilling mud dari aktivitas pengeboran sumur eksplorasi migas, penyebaran tumpahan minyak, penyebaran panas, masalah banjir (dari Hulu, Lokal ataupun Rob) dan tsunami sangat tergantung pada akurasi hidrodinamika.
Simulasi hidrodinamika melalui model matematik atau numerik saat ini tidak lagi berada dalam ranah riset, tapi sudah menjadi sebuah alat enjiniring (engineering tool) yang sangat handal dan bermanfaat dalam sebuah praktek desain. Dengan semakin berkembangnya prosesor komputer saat ini maka persamaan pengatur pada Model Matematika Hidrodinamika tidak harus diselesaikan dengan super komputer seperti pada tahun 1960-an. Saat ini personal komputer (PC) sudah bisa dipakai untuk menyelesaikan masalah kelautan yang rumit dengan menggunakan model matematika hidrodinamik.
Persamaan model matematik hidrodinamika tiga dimensi diturunkan berdasarkan persamaan dasar mekanika fluida, yaitu persamaan dasar mekanika fluida, kekekalan massa dan momentum dalam tiga arah (x,y,z), sea state, dengan asumsi air adalah fluida tidak mampat dan Hydrostatic Approximation berlaku. Jika geometri daerah studi sangat kompleks, sistim grid bujur sangkar (square grid) tidak lagi efisien, maka dari itu diperlukan sebuah sistim grid fleksibel yang mampu mengikuti daerah batas (domain boundary). Teknik ini dinamakan Non-Orthogonal Boundary Fitted (NOBF).
Agar penyelesaian persamaan hidrodinamika tersebut diselesaikan dengan langkah waktu (time step) yang tidak dibatasi oleh kecepatan gelombang panjang, maka Penulis menggunakan Teknik Semi Implisit. Sehingga simulasi model hidrodinamika yang penulis kembangkan 30 tahun lalu ini sangat cepat, akurat, dan efisien.
NOBF sebuah teknik dengan mentransformasikan variabel dalam persamaan pengatur kedalam sistim koordinat Curvelinear. Sistim grid yang digunakan menjadi lebih fleksibel sehingga dapat mengikuti bentuk domain yang diinginkan. Kelebihan menggunakan NOBF adalah sistim komputasi yang tepat dan juga sistim grid yang dapat mengakomodir bentuk yang kompleks seperti garis pantai, estuari dan sungai. Disertasi Penulis yaitu tentang model hidrodinamika tiga dimensi dengan menggunakan teknik NOBF untuk horizontal pada koordinat bola dan sigma stretching untuk arah vertikal. Disertasi tersebut dirilis menjadi sebuah artikel yang bergengsi dan dipakai oleh konsultan Amerika Serikat. Penulis juga mengembangkan beberapa peranti lunak teknik (engineering tool) lainnya, dengan mesin utama model hidrodinamika tiga dimensi NOBF dan mengintegrasikan dengan Geographic Information System (GIS). Kelebihan dengan adanya GIS yaitu hasil simulasi menjadi lebih informatif.
Beberapa perangkat lunak teknik (Engineering Software) yang Penulis kembangkan dan sudah memperoleh Hak Cipta dari HAKI adalah MuSed3D untuk melihat proses transpor sedimen, MuDrillCutting3D untuk permasalahan penyebaran dari polutan drilling cutting atau lumpur akibat dari aktivitas drilling sumur minyak, MoTuM untuk persebaran tumpahan minyak, MuQual3D untuk melihat penyebaran polutan yang konservatif maupun non konservatif, MuHeat3D untuk mensimulasikan penyebaran panas akibat dari PLTU atau yang lain, MuTsunami untuk simulasi Tsunami, MuFlood untuk simulasi daerah mana yang akan terjadi banjir akibat dari hulu, lokal ataupun rob dan selanjutnya yaitu MuDO3D untuk melihat persebaran Dissolved Oxygen (DO) dan Biological Oxygen Demand (BOD) dari suatu daerah studi. Semua software tersebut sudah diterapkan untuk industri pertambangan, migas, dan proyek penelitian.
Pengembangan model ini, tentunya ada tantangan kedepan misalnya masalah steep topography dimana teknik sigma stretching menjadi tidak begitu akurat, model wave induced current, interaksi antara model hidrodinamika dengan model meteorologi, dan sebagainya. Untuk penyebaran polutan (kualitas air) mungkin menuntut ratusan software karena interaksi masing-masing substan, walaupun masing-masing substan akan mengalami adveksi dan difusi yang sama dengan substan konservatif, tetapi model peluruhan (decay rate) bukan perkara yang mudah. Sebagai contoh, penyebaran tembaga terlarut (Dissoved Copper) di Estuari Ajkwa masih menggunakan ahli dari Amerika Serikat walaupun input dari model copper mereka menggunakan output model hidrodinamika dari penulis.
Indonesia termasuk negara dengan pasang surut tergolong rendah dibandingkan negara sub tropis seperti Korea dan Belanda. Indonesia tidak boleh meniru begitu saja konsep solusi banjir dari asing karena krakteristik laut kita berbeda. Menutup Teluk Saemangum di Korea Selatan adalah solusi yang tepat karena pasang surut mereka 8 meter lebih, mereka tidak membutuhkan pompa karena cukup pakai pintu air. Menutup Teluk Jakarta dimana pasang surut hanya sekitar satu meter, akan membutuhkan Pompa Raksasa, dan akan membawa malapetaka karena tidak hanya biaya pembangunan dan operasi yang besar, tetapi dampak lingkungan yang akan terjadi sangat besar. Banyak orang salah paham dengan pasang surut dengan kaitannya dengan masalah banjir. Makin besar tunggang pasang surut, makin mudah mengendalikan banjir.
Curah hujan di Indonesia tergolong tinggi adalah berkah dari Allah Swt. untuk negeri subur ini yang perlu kita syukuri bersama. Dengan ancaman perubahan iklim, pola hujan ini bisa berubah. Mungkin saja akan terjadi Musim Hujan yang makin singkat dengan intensitas lebih tinggi dan Musim Kemarau yang panjang. Oleh karena itu pada Orasi Ilmiah ini, penulis merasa penting untuk menyampaikan bahwa Green Infrastructure merupakan sebuah keharusan sedangkan Hard Infrastructure merupakan keterpaksaan. Dengan pendekatan ini, Indonesia akan aman dari ancaman Global Warming.
Reviews
There are no reviews yet.