4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 39 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Profil Kecepatan Suara Profil kecepatan suara (SVP) di lokasi penelitian diukur secara detail untuk mengurangi pengaruh kesalahan terhadap data multibeam pada saat melakukan pemeruman. Selama pengukuran nilai SVP di lokasi penelitian menunjukan peningkatan seiring dengan meningkatnya kedalaman (Gambar 27). Sumbu x pada gambar tersebut merupakan cepat rambat gelombang akustik sementara itu sumbu y merupakan kedalaman pengukuran. Gambar 27. Sound velocity profile di lokasi penelitian Hasil pengukuran SVP menunjukan kecepatan suara terendah terjadi pada kedalaman 1 meter, yaitu sebesar 1.506,39 m/s dan kecepatan suara tertinggi sebesar 1.507,09 m/s terjadi pada kedalaman 47 meter serta terjadi fluktuasi

2 40 besarnya nilai kecepatan suara di kedalaman 3 meter hingga 15 meter. Secara umum nilai cepat rambat gelombang akustik di lokasi penelitian memiliki nilai yang lebih kecil di permukaan apabila dibandingkan dengan dasar perairan Pengukuran arus sungai Mahakam Tabel 1 merupakan hasil pengukuran in situ arus pada waktu dan kedalaman yang berbeda di lokasi survei. Tabel 1. Nilai kecepatan arus sungai Mahakam di lokasi penelitian Time Kedalaman (m) Kec. Arus (m/s) Direction ( 0 ) 7:50 2 0, , ,8 10 0, , :55 2 0, , , ,7 15 0, :14 2 0, , ,4 10 0,359 22,9 15 0, Hasil pengukuran terlihat bahwa nilai kecepatan arus tinggi berada di kedalaman 10 hingga 15 meter dan nilai kecepatan arus lebih rendah berada di permukaan atau pada kedalaman 2 hingga 5 meter pada tiap waktu pengambilan data. Kisaran nilai kecepatan arus 0,301 meter/detik hingga 0,766 meter/detik.

3 Topografi dasar perairan survei Pengolahan data multibeam dengan menggunakan 2 software yang berbeda, yaitu Caris HIPS&SIPS 6.1 dan PDS2000 diperoleh hasil berupa tampilan 2 dimensi dan 3 dimensi topografi dasar perairan dari lokasi penelitian. Software PDS2000 merupakan software bawaan langsung dari instrumen multibeam Reson Hydrobat yang digunakan dalam proses pemeruman batimetri. Sehingga, hasil dari pengolahan di Caris HIPS&SIPS 6.1 digunakan sebagai pembanding dalam interpretasi data topografi dasar perairan survei. Reson Hydrobat adalah multibeam sonar yang beroperasi pada frekuensi 160 khz yang mencakup luas petak 4 kali dari kedalamannya, dengan jumlah beam 112 dan lebar sapuan 120 0, serta memiliki kisaran 1 meter hingga 200 meter dengan memiliki stabilitas roll. Nilai keakuratan data yang diperoleh selama akuisisi dijaga agar selalu tinggi. Hal tersebut dilakukan untuk mendapatkan peta batimetri yang akurat. Berdasarkan ketentuan IHO Tahun 2008, lokasi penelitian termasuk dalam orde 1. Hal ini dikarenakan lokasi penelitian berada pada kedalaman kurang dari 100 meter. Gambar 28 merupakan hasil pengolahan dengan menggunakan software PDS2000.

4 42 (a) (b) Gambar 28. Topografi dasar 2D (a) dan 3D (b) dari sungai Mahakam di lokasi penelitian dengan menggunakan software PDS2000

5 43 Pada Gambar 28 dapat kita ketahui bahwa bentuk topografi dasar dari perairan survei adalah membentuk cekungan di bagian tengah, dengan kedalaman tertinggi berada di daerah cekungan yaitu 58,15 meter dan memiliki kedalaman terendah sebesar 4,18 meter. Gambar di atas dapat diketahui pula bahwa semakin biru tampilan dari gradasi warnanya maka semakin tinggi pula nilai kedalamannya. Hasil dari pengolahan dengan menggunakan software Caris HIPS&SIPS 6.1 hanya diperoleh tampilan 2 dimensi topografi dasar perairan dari lokasi survei dengan bentuk yang tidak jauh berbeda dengan hasil pengolahan di PDS2000 (Gambar 29). Gambar 29. Topografi 2 dimensi dari dasar sungai Mahakam di lokasi penelitian dengan menggunakan software Caris HIPS&SIPS 6.1.

6 44 Pada Gambar 29 dapat diketahui bahwa semakin biru tampilan warnanya berarti semakin dalam pula kedalamannya. Dari hasil tersebut diperoleh nilai kedalaman terendah yaitu 4,0719 dan tertinggi 56,1952 dengan pola membentuk cekungan di bagian tengah dari topografinya Hasil pendeteksian target dasar perairan Target di dasar perairan dapat diketahui dengan jelas dengan menggunakan instrumen Side Scan Sonar Edgetech Pengolahan data SSS dilakukan pada dua software yaitu software Caris HIPS&SIPS 6.1 dan SonarWeb. Gambar 30 dan Tabel 2 merupakan hasil pengolahan data side scan sonar dengan menggunkan Caris HIPS&SIPS 6.1 beserta informasinya. Gambar 30. Mosaik dari SSS di lokasi penelitian menggunakan Caris 6.1.

7 45 Tabel 2. Hasil deteksi target dari data SSS di Caris HIPS&SIPS 6.1 No. Gambar Target Keterangan 1. Posisi : S dan E, S dan E Size : P= 86,05 m dan L =7,15 m, Kedalaman : 31,07 43,11 m Bentuk : Rangka jembatan Target di line H 2. Posisi : S dan E Size : P=3,25 m dan L= 2,7 Kedalaman: 41,23 m Bentuk : Persegi Target di line H 3. Posisi: S dan E dan S dan E Size : P = 84,91 m dan L= 12,15 m Kedalaman : 35,24 45,98 m Bentuk : Rangka jembatan Target di line H 4. Posisi : S dan E Tali Kedalaman : 34,24 36,1 m Bentuk : Tali Target di line H

8 46 Tabel 2. Hasil deteksi target dari data SSS di Caris HIPS&SIPS 6.1(Lanjutan) 5. Posisi : S dan E Size: P=2,41 m dan L=1,20 m Kedalaman : 33,08 m Bentuk: Gundukan kecil Target di line H 6. Posisi : S dan E, S dan E Size : P=43,34 m dan L= 10,16 m Bentuk : Rangka jembatan Kedalaman: 32,10 37,91 m Target di line H 7. Posisi: S dan E Size: P=4,13 m dan L=2,51 m Bentuk : Persegi Kedalaman: 33,86 m Target di line H 8. Posisi : S dan E Size : P=3,47 m dan L=2,37 m Kedalaman : 31,93 m Bayangan Bentuk : Kotak Target di line H 9. Posisi : S dan E Kedalaman: 35,01 m Bentuk : Benda bertali Target di line H

9 47 Tabel 2. Hasil deteksi target dari data SSS di Caris HIPS&SIPS 6.1(Lanjutan) 10. Posisi : S dan E, S dan E Size : P=40,89 m dan L=11,30 m Kedalaman: 30,58 45,78 m Bentuk: Rangka jembatan Target di line H 11. Posisi: S dan E, S dan E Rangka jembatan yg terbenam di lumpur Size : P=58,60 m dan L= 13,69 m Kedalaman: 28,31 40,58 m Bentuk: Rangka jembatan Target di line H Hasil pengolahan data Side Scan Sonar di SonarWeb diperoleh juga berupa mosaik dan gambar target beserta informasinya. Karena digunakan sebagai pembanding dan pelengkap informasi dari hasil di Caris 6.1, maka gambar target di SonarWeb diambil dengan bentuk yang hampir sama dengan hasil dari Caris HIPS&SIPS 6.1. Gambar 31 dan Tabel 3 merupakan hasil pengolahannya data SSS di SonarWeb.

10 48 N N N N N E E E Gambar 31. Mosaik hasil pengolahan data SSS dengan SonarWeb Gambar mosaik tersebut merupakan hasil gabungan (merge) dari beberapa line survei. Terlihat bagian tengah tanda dari runtuhan rangka jembatan yang memotong mosaik. Tabel 3. Hasil deteksi target dari data SSS menggunakan SonarWeb No. Gambar Target Keterangan 1. Posisi : ' S ' E Kedalaman: 46,1 m First Target Ping Num: 1191 at 11/29/ :53:07 Bentuk: Rangka jembatan Target di line H 2. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 46,1 m Bentuk: Rangka jembatan First Target Ping Num: 1191 at 11/29/ :53:07 Target di line H

11 49 Tabel 3. Hasil deteksi target dari data SSS menggunakan SonarWeb (Lanjutan) No. Gambar Target Keterangan 3. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 40,4 m First Target Ping Num: 1657 at 11/29/ :59:59 Bentuk: Rangka jembatan Target di line H 4. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 35,2 m First Target Ping Num: 1792 at 11/29/ :00:09 Bentuk: Kotak atau persegi Target di line H 5. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 35,4 m First Target Ping Num: 1958 at 11/29/ :00:21 Bentuk: gundukan kecil Target di line H 6. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 34,2 m First Target Ping Num: 1747 at 11/29/ :00:05 Bentuk: Rangka jembatan Target di line H 7. Posisi: ' S ' E Kedalaman : 25,4 m First Target Ping Num: 1007 at 11/29/ :59:11 Bentuk: Tali Target di line H

12 50 Tabel 3. Hasil deteksi target dari data SSS menggunakan SonarWeb (Lanjutan) No. Gambar Target Keterangan 8. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 45,1 m First Target Ping Num: 1671 at 11/29/ :06:34 Bentuk: Rangka jembatan Target di line H 9. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 37,3 m First Target Ping Num: 1662 at 11/29/ :06:33 Bentuk: Kotak atau persegi Target di line H 10. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 40 m First Target Ping Num: 1463 at 11/29/ :06:20 Bentuk: Kotak atau persegi Target di line H 11. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 41,8 m First Target Ping Num: 2124 at 11/29/ :07:09 Bentuk: Benda bertali Target di line H 12. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 45,9 m First Target Ping Num: 1259 at 11/29/ :11:37 Target di line H 13. Posisi: ' S ' E Kedalaman: 44,8 m First Target Ping Num: 547 at 12/02/ :59:42 Target di line H

13 Pendugaan nilai amplitudo target di SSS Hasil pengolahan data Side scan sonar diperoleh nilai kisaran amplitudo yang dapat dilihat pada Tabel 4. Nilai amplitudo tertinggi adalah dari target berbentuk rangka jembatan diikuti benda bentuk kotak/persegi, benda berbentuk gundukan kecil, benda bertali, bentuk tali, dan terkecil dari substrat dasar di sekitar benda berbentuk tali. Tabel 4. Nilai kisaran amplitudo target dari data Side Scan Sonar No. Target Kisaran Nilai Amplitudo 1. Rangka Jembatan Bentuk kotak atau persegi Bentuk gundukan kecil Benda bertali Bentuk tali Substrat di sekitar target bentuk tali Penelitian yang dilakukan Gumbira (2011) diperoleh nilai kisaran amplitudo dari jenis sedimen Silt (lumpur halus) yaitu , Silty clay (lumpur berlempung) adalah , dan Clayey silt (lempung berlumpur) adalah

14 Pembahasan Sound velocity profile Kecepatan gelombang suara dalam air laut dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu suhu, salinitas, dan tekanan. SVP di lokasi penelitian (Gambar 27) termasuk ke dalam wilayah surface layer. Permukaan merupakan bagian yang sangat bervariasi dengan kedalaman berkisar 0 sampai 100 meter (Mike, 2008), sehingga dengan peningkatan suhu maka akan meningkatkan cepat rambat gelombang akustik. SVP pada wilayah surface layer sangat dipengaruhi oleh perubahan diurnal harian air dan perubahan lokal seperti pemanasan, pendinginan, dan pergerakan angin (Urick, 1967). Panas dari sinar matahari menyebabkan air lapisan atas lebih hangat dibandingkan bagian bawah. Kondisi tersebut menyebabkan terbentuknya mixed layer yang terus berlangsung sampai sore hari hingga gradient SVP tersebut menjadi negatif (afternoon effect). Nilai positif dari gradient SVP di lokasi penelitian disebabkan kuatnya pengaruh arus sehingga terbentuk mixed layer yang dapat menyebabkan kondisi isothermal atau kondisi suhu perairan hampir sama, sehingga tekanan air merupakan faktor yang berpengaruh (disamping salinitas) terhadap cepat rambat gelombang akustik. Menurut Mike (2008) peningkatan suhu 1 0 C akan meningkatkan cepat rambat gelombang akustik sebesar 4 m/s, peningkatan tekanan air laut setiap 1 km meningkatkan cepat rambat gelombang akustik sebesar 17 m/s dan peningkatan salinitas 1 psu meningkatkan cepat rambat gelombang akustik sebesar 1,4 m/s.

15 53 Kecepatan suara sangat penting dalam survei batimetri karena dapat digunakan untuk meramalkan arah penjalaran gelombang akustik. Prinsip dasar pengukuran kedalaman dengan metode hidroakustik adalah melakukan penghitungan terhadap cepat rambat gelombang akustik dibagi dua, kemudian dikali dengan waktu tempuhnya. Special publication No. 44 (S.44)-IHO menyebutkan bahwa salah satu koreksi yang penting dalam survei batimetri adalah koreksi kecepatan gelombang suara dari lokasi penelitian Pengukuran arus sungai Mahakam Salah satu ketentuan dalam survei hidrografi adalah dengan melakukan pengamatan arus di lokasi penelitian, pengamatan dilakukan dengan menggunakan Current meter pada kedalaman 3 hingga 10 meter atau sesuai dengan kebutuhan. Kecepatan dan arah arus diukur dengan satuan ketelitian bacaan 0,1 knot dan 10 derajat. Pengukuran ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh arus terhadap navigasi permukaan (PPDKK BAKOSURTANAL, 2010). Pengukuran arus di lokasi survei pada pukul 7:50, 10:55, dan 16:14 waktu setempat diperoleh hasil kecepatan arus lebih tinggi berada di bagian dalam (kedalaman 15 m) dengan kecepatan arus berkisar 0,648 m/s dan 0,706 m/s. Sedangkan nilai terendahnya adalah sebesar 0,301 m/s hingga 0,590 m/s yang berada di permukaan, serta memiliki arah yang tidak jauh berbeda di tiap kedalaman pengukuran. Sehingga dengan informasi tersebut navigasi dan kecepatan survei kapal dapat ditentukan dengan tepat dan memperkecil tingkat kesalahan atau error saat pengambilan data batimetri.

16 Topografi dasar perairan survei Data kedalaman hasil akuisisi diolah dengan menggunakan 2 software yaitu PDS 2000 dan Caris HIPS&SIPS 6.1 dengan hasil yang diperoleh berupa topografi dasar daerah penelitian yang memiliki rentang nilai kedalaman yang hampir sama, yaitu hasil pengolahan data multibeam di Caris diperoleh nilai rentang kedalaman 4, meter hingga 56,19515 meter dan hasil pengolahan data di PDS 2000 diperoleh rentang kedalaman 4,18 meter hingga 58,15 meter. Perbedaan hasil dari kedua software tersebut dapat disebabkan oleh perbedaan dalam filtrasi manual atau manual reject saat proses pengolahan data atau dapat juga disebabkan oleh tingkat akurasi dari kedua software tersebut dalam mengolah data multibeam hasil pemeruman. Proses akuisisi data dilakukan dengan menggunakan software PDS 2000 yang merupakan software bawaan langsung dari alatnya yaitu multibeam sonar Reson Hydrobat, sehingga kualitas data yang dihasilkan dari pengolahan data multibeam pada software PDS 2000 lebih baik dibanding dengan software Caris HIPS&SIPS 6.1 yang digunakan sebagai pembanding. Dalam pemrosesan data multibeam di PDS 2000 hanya digunakan interpolasi circular saja, karena untuk membandingkan hasil pengolahan di Caris HIPS&SIPS 6.1 yang hanya menggunakan interpolasi bentuk matriks (3x3 atau 5x5). Kedua interpolasi ini memiliki kesamaan dalam penggunaan yaitu untuk membangkitkan data akibat adanya lubang-lubang kecil (small holes) yang nampak di area data, lubang-lubang kecil (gaps) ini dapat disebabkan oleh sebagai contoh beam terluar dari multibeam survei sepanjang ujung terluar dari area survei, di mana hanya ada sedikit atau tidak ada cakupan yang menutupinya (no

17 55 overlapping coverage). Perbedaannya terdapat pada maksimum gap atau jarak terjauh di mana interpolasi masih valid atau dapat dilakukan interpolasi (Gambar 32). Pada interpolasi matrik di Caris HIPS&SIPS 6.1 maksimum gap yang dapat dilakukan interpolasi hanya dalam ukuran matrik 3x3 dan 5x5, sebagai contoh jika kita memilih ukuran matrik 3x3 maka akan ditentukan nilai dari piksel yang kosong tersebut dengan menggunakan nilai pixel dari tetangganya (neighbours) dengan jumlah minimum neighbours 3 dan maksimum 9. Sedangkan, interpolasi circular pada PDS 2000 nilai maksimun range-nya dapat ditentukan sendiri dan dapat dipilih jenis interpolasi circular yang akan digunakan, yaitu kedalaman rata-rata (Z average), kedalaman minimum (Z min), kedalaman maksimum (Z max ), atau kedalaman standar deviasi (Z stand dev) yang ada disekelilingnya. (a) (b) Gambar 32. Perbedaan maksimum interpolasi pada interpolasi circular (a) dan interpolasi matrix (b). Pada Gambar 28 dan 29 terlihat, bahwa topografi dasar perairan lokasi penelitian di sungai Mahakam memiliki nilai kedalaman yang berkisar di antara kedalaman 4,07 meter hingga 58,15 meter. Bentuk variasi dari topografinya secara umum ialah membentuk cekungan di bagian tengah, dengan gambaran kedalaman dari sebelah utara 5,506 meter hingga 10 meter, 11 meter hingga 20 meter, 21

18 56 meter hingga 36 meter, 37 meter hingga 43 meter, 44 meter hingga 52 meter, 53 meter hingga 58,15 meter, dan kedalaman semakin berkurang hingga menuju ke bagian selatan dari bagian cekungan dasar perairan dengan kedalaman hingga 4,07 meter. Bagian cekungan merupakan bagian kedalaman yang berada di sekitar posisi bawah jembatan dengan kedalaman berkisar dari 20 meter hingga 58 meter. Gambar 33 merupakan tampilan cekungan bagian tengah dari topografi dasar perairan di lokasi penelitian. Gambar 33. Topografi dasar perairan lokasi penelitian di sekitar bawah jembatan

19 Hasil pendeteksian target dasar perairan Hasil pengolahan data side scan sonar dengan menggunakan software Caris HIPS&SIPS 6.1 (Tabel 2) dan SonarWeb (Tabel 3) diperoleh gambar target dasar berupa rangka jembatan, target berbentuk kotak/persegi, berbentuk tali, benda bertali, dan berbentuk gundukan kecil, dengan menggunakan bantuan software ArcGIS 9.3, maka dapat dilakukan overlay data batimetri dari Multibeam sonar dan data posisi (koordinat) target dari Side scan sonar untuk menghasilkan peta lokasi target hasil survei di lokasi penelitian (Gambar 34). Gambar 34. Peta lokasi target di daerah survei

20 58 Pada Gambar 30 terlihat, bahwa intensitas dari pantulan dasar perairan hasil pendeteksian dengan menggunakan Side Scan Sonar (SSS) diinterpretasikan dalam bentuk warna, semakin merah berarti nilai pantulan gelombang suaranya semakin besar. Hal ini terkait dengan sifat benda atau kekasaran objek dasar perairan dalam memantukan energi akustik (backscattering). Material seperti besi, bongkahan, kerikil, atau batuan vulkanik sangat efisien dalam merefleksikan pulsa akustik (backscatter kuat). Sedangkan sedimen halus seperti tanah liat, lumpur, tidak merefleksikan pulsa suara dengan baik (lemah). Reflektor kuat akan menghasilkan pantulan backscatter yang kuat sedangkan reflektor lemah menghasilkan backscatter yang lemah (Tritech International Limited, 2008), sehingga dapat dikatakan bahwa tingkat dominansi dari pemantulan gelombang suara di dasar perairan lokasi penelitian adalah cenderung lemah. Gambar 31 merupakan mosaik hasil pendeteksian SSS dari beberapa line yang telah digabung atau merge. Terlihat tanda reruntuhan dari rangka jembatan yang memotong mosaik di bagian tengah. Tingkat kekeruhan yang tinggi pada Sungai Mahakam sangat mempengaruhi energi gelombang suara yang ditransmisikan oleh transduser. Gelombang suara dapat mengalami pengurangan energi (teratenuasi) akibat adanya proses penyerapan (absorption) dan penghamburan (scattering) oleh partikel terlarut dalam kolom air atau karena kebocoran dari alat (sound channels) (Urick, 1967). Kegiatan tambang emas dan batu bara dapat dijumpai di bagian hulu Sungai Mahakam. Kegiatan ini membuat kerusakan pada DAS Mahakam. Sejumlah perusahaan tambang batu bara diketahui membuang limbahnya langsung ke Sungai Mahakam sehingga terjadi pencemaran dengan bahan partikel terlarut

21 59 (suspended particulate matter/spm) yang tinggi dengan konsentrasi 80 miligram/liter. Tingkat sedimentasi lumpur di sepanjang Sungai Mahakam sudah sangat tinggi, mencapai 60 sentimeter per bulan. Ini disebabkan tingginya erosi akibat rusaknya hutan pada daerah aliran sungai sepanjang 900 kilometer itu (Watiningsih, 2009). Gambar 35 merupakan citra hasil pendeteksian SSS 6 hari setelah kejadian runtuh, terlihat rangka jembatan yang terbenam dalam lumpur. N Port 190 meter N Blindzone Rangka jembatan N Starboard E E E Gambar 35. Hasil pendeteksian SSS pada tanggal 2 Desember 2011 (6 hari setelah runtuh) Pendugaan nilai amplitudo target di SSS Nilai amplitudo dari target yang ditemukan, ditentukan dengan bantuan Microsoft Excel, dengan memplotkan nilai amplitudo dan waktu yang berasal dari trace di mana target diduga berada, sehingga dengan melihat bentuk grafik dan frekuensi nilai dari amplitudo yang pantulkan oleh permukaan dasar serta

22 60 mengasumsikan pada selang waktu 0 hingga 30 millisecond atau 40 ms sebagai noise, maka dapat ditentukan dugaan nilai amplitudo dari target yang diamati. Gambar 36 merupakan grafik hubungan antara waktu dan amplitudo dari masingmasing target. Gambar 36. Grafik hubungan waktu dan amplitudo dari target rangka jembatan, gundukan kecil, bentuk kotak/persegi, benda bertali, dan target bentuk tali. Pada Tabel 4 dapat dilihat besarnya nilai amplitudo dari target yang ditemukan adalah nilai amplitudo tertinggi dari target rangka jembatan yaitu dan terendah dari substrat di sekitar target bentuk tali yaitu Hal ini dikarenakan besarnya intensitas pantulan suara dari dasar laut umumnya tergantung pada sudut datang gelombang suara, tingkat kekerasan (hardness), tingkat kekasaran (roughness) dasar laut, komposisi sedimen dasar laut, dan

23 61 frekuensi suara yang digunakan (Jaya, 2011). Ukuran butiran sedimen yang lebih besar memiliki pantulan (backscattering) yang lebih kuat pula, tingkat kepadatan sedimen (bulk density) yang lebih tinggi akan memiliki nilai backscattering yang lebih besar pula (Manik, 2011). Oleh karena itu, semakin keras benda yang ada di dasar perairan maka semakin kuat pula pantulan gelombang suara yang mengenai benda tersebut.