Survei Sub Bottom Profile

Prinsip Dasar

Kondisi lapisan sedimen bawah permukaan laut memiliki sifat fisis yang beragam. Tingkat kekerasan batuan bawah permukaan bumi merupakan salah satu sifat fisika yang dapat diketahui melalui pengukuran di permukaan bumi. Sub Bottom Profile digunakan untuk mengidentifikasi lapisan-lapisan sedimen di bawah permukaan dasar laut. Jenis lapisan sedimennya dapat diprediksi berdasarkan pola refleksi gelombang akustiknya. Selain jenis lapisan sedimen, informasi ketebalan lapisan sedimennya juga bisa didapat. Pada tahap pemrosesan data Sub Bottom Profile, kecepatan rambat gelombang akustik pada sedimen yang digunakan adalah 1542 m/s. Kualitas data Sub Bottom Profile secara umum bagus. Penetrasi maksimal dari gelombang akustik ini mencapai 95 milisecond (ms) atau 73,2 meter. Target utama lapisan sedimen pertama di bawah permukaan dasar laut dapat teridentifikasi. Selain lapisan pertama ini, lapisan dibawahnya juga terdeteksi. Dengan terdeteksinya lapisan kedua ini, informasi ketebalan lapisan pertama bisa diperoleh.

Lapisan sedimen bawah permukaan bumi memiliki sifat fisis yang variatif. Salah satu sifat fisis yang terdapat di bawah permukaan adalah tingkat kekerasan sedimen. Tingkat kekerasan sedimen merupakan istilah geologi yang digunakan untuk menandakan kekompakan (cohesiveness) suatu sedimen dan biasanya dinyatakan dalam bentuk compressive fracture strength. Compressive fracture strenght merupakan tekanan maksimum yang mampu ditahan oleh batuan untuk mempertahankan diri dari terjadinya rekahan (fracture). Besarnya fracture strength dipengaruhi oleh densitas dan kekompakan sedimen. Sedangkan besarnya densitas dan kekompakan  juga dipengaruhi oleh elastisitas sedimen. Salah satu metode geofisika yang digunakan untuk mengetahui elastisitas sedimen adalah metode seismik refleksi. Metode ini memanfaatkan perambatan gelombang seismik yang merambat kedalam bumi. Gelombang seismik tersebut berasal dari sumber seismik yang ada di permukaan dan gelombang tersebut akan diterima oleh receiver yang ada di permukaan juga.

 

Metode

Pengukuran seismik refleksi ini menggunakan sumber seismik berupa sparker, dan penerima gelombang berupa hydrophone 20-channel tunggal. Diagram konfigurasi peralatan Sub Bottom Profile yang digunakan untuk survei ini dapat dilihat pada Gambar 44.

1.      Software SonarWiz Map berkomunikasi dengan SonarWiz Server untuk pengambilan, pemrosesan dan tampilan sonar data.

2.      Modul SonarWiz Server digunakan untuk berkomunikasi dengan sonar hardware, transfer sonar data dan navigasi ke aplikasi SonarWiz Map, dan mengubah data akustik kedalam format lainnya.

3.      Sparker digunakan sebagai sumber akustik.

4.      Hydrophone sebagai penerima sumber akustik.

5.      Analog interface card sebagai konversi data analog ke data digital.

 

Survei Side Scan Sonar

Prinsip kerja Side Scan Sonar pada dasarnya menggunakan gelombang akuistik, mirip dengan prinsip kerja echosounder. Namun pada peralatan ini ditekankan pada penyapuan pada permukaan dari obyek baik ke kanan ataupun ke kiri, sehingga peralatan side scan sonar mempunyai kemampuan untuk mendeteksi obyek yang berada dipermukaan dasar laut baik itu yang berada di kiri kapal survei maupun di sebelah kanannya. Biasanya peralatan ini menggunakan frekuensi 100KHz (Low) dan 500 Khz (High). Secara umum peralatan ini terdiri dari transducer yang berupa towfish yang ditarik dibelakang kapal, trans-receiver dan recorder seperi terlihat pada Gambar

Gambar. Prinsip Dasar Side Scan Sonar

 

Transducer berfungsi memantulkan gelombang akuistik yang akan dikirim ke permukaan dasar laut kemudian hasil pantulan dari gelombang akuistik yang mengenai objek atau dasar laut akan diterima oleh receiver yang kemudian akan ditampilkan oleh recorder dalam bentuk citra yang menggambarkan kondisi permukaan dasar laut.

Gambar. Sistem Peralatan Side Scan Sonar

Survei side scan sonar ini akan menghasilkan peta yang berisi gambaran atau citra dasar laut yang akan menampilkan objek-objek dasar laut yang berhasil dideteksi. Objek-objek tersebut berupa benda-benda yang terdapat di permukaan dasar laut, seperti pipa, batu-batu karang, kapal karam, bekas garukan jaring nelayan, dll.

 

Gambar. Ilustrasi Survei Side Scan Sonar

Towfish side scan sonar (SSS) dapat dipasang pada badan kapal atau ditarik di belakang kapal. Ilustrasi pemasangan SSS menggunakan towed body dapat dilihat pada Gambar di atas. Dalam pengambilan data, ada kemungkinan terjadi distorsi, baik distorsi geometrik maupun distorsi akibat deviasi dari hubungan linear antara intensitas citra dan kekuatan pantulan objek dasar laut. Oleh karena itu, beberapa hal yang harus diperhatikan pada saat pengambilan data untuk mengurangi distorsi adalah sebagai berikut:

a. Panjang Layback

Layback atau stepback adalah jarak horizontal antara antena receiver GPS dengan titik penghela ditambah jarak horisontal antara titik penghela dengan fish. Pada saat kabel penghela digunakan untuk menarik fish di dalam air, kabel penghela tidak akan terentang lurus, tetapi membentuk suatu lengkungan (gambar)

Gambar. Layback dan Kelengkungan Kabel Towing

 

Maka panjang layback diperoleh dari persamaan berikut :

 

 

Secara geometris, besarnya harga K dapat dilihat pada gambar diatas, secara pendekatan nilai K adalah:

 

Dari persamaan di atas, maka panjang layback diperoleh:

 

 

dengan:

L_b = panjang layback (m)

a = jarak horizontal dari antena receiver GPS ke titik penghela (m)

X= jarak horizontal antara titik pengjhela dengan fish (m)

L = panjang kabel penghela (m)

d = kedalaman fish (m)

a. Jarak Objek terhadap fish

Gambar. Jarak objek terhadap fish

Semakin jauh jarak yang ditempuh oleh pulsa gelombang akustik pada arah x dalam perambatannya di medium air laut, maka ukuran cakupan pulsa bertambah besar, sehingga objek-objek yang tersaji pada citra seolah-olah diregangkan dalam arah penyapuan. Dengan besar peregangan semakin besar kea rah tepi citra.

a. Tinggi fish dari dasar laut

Hasil panjang suatu ukuran pada citra akan selalu lebih pendek dari ukuran sebenarnya di lapangan. Sehingga penampakannya pada citra seolah-olah ditekan sejajar arah lintasan fish. Besarnya derajat penekanan semakin kecil dengan semakin rendahnya tinggi fish dasi dasar laut.

Tabel. Hubungan Antara Jangkauan Pencitraan Sonar Dengan Tinggi Towfish

Jangkauan pencitraan teoritis di lapangan (m)	Tinggi fish (m)	Jangkauan pencitraan pada citra (m)
75	7.5	74..5
100	10	99.5
150	15	149.5
200	20	199
300	30	298.5

Oleh karena itu agar diperoleh hasil pencitraan yang relatif baik, towfish ditarik dengan ketinggian 1/10 dari jangkauan pencitraan di lapangan.

a. Heading lintasan

Bentuk lintasan survei yang tidak lurus mengakibatkan tidak sejajarnya sumbu pancar pulsa yang dipancarkan. Hal ini menyebabkan objek yang terekam pada citra seolah-olah diregangkan pada sisi pemancaran yang memusat dan terjadi penekanan pada sisi pemancaran yang menyebar.

Gambar. Arah Kapal yang Tidak Tepat Lurus

a. Arah fish yang tidak mendatar (pitch) dan fish yang berotasi terhadap sumbunya (roll).

Arah fish yang tidak mendatar (pitch) terjadi pada saat pengambilan data akan menyebabkan citra seolah-olah diregangkan pada arah lintasan survey. Dengan demikian akan terjadi perubahan letak dan pereseran dalam arah lintasan fish dari objek-objek yang terekam pada citra.

Gambar. Pitch Pada Fish

 

Gambar. Roll Pada Fish