Alat Ukur Pasut [PDF]

Citation preview

Alat-Alat Untuk Mengukur Pasang Surut Beberapa alat prngukuran pasang surut diantaranya adalah sebagai berikut: A.Tide Staff. Alat ini berupa papan yang telah diberi skala dalam meter atau centi meter. Biasanya digunakan pada pengukuran pasang surut di lapangan.Tide Staff (papan Pasut) merupakan alat pengukur pasut paling sederhana yang umumnya digunakan untuk mengamati ketinggian muka laut atau tinggi gelombang air laut. Bahan yang digunakan biasanya terbuat dari kayu, alumunium atau bahan lain yang di cat anti karat. Syarat pemasangan papan pasut adalah : 1.Saat pasang tertinggi tidak terendam air dan pada surut terendah masih tergenang oleh air 2.Jangan dipasang pada gelombang pecah karena akan bias atau pada daerah aliran sungai (aliran debit air). 3.Jangan dipasang didaerah dekat kapal bersandar atau aktivitas yang menyebabkan air bergerak secara tidak teratur 4.Dipasang pada daerah yang terlindung dan pada tempat yang mudah untuk diamati dan dipasang tegak lurus 5.Cari tempat yang mudah untuk pemasangan misalnya dermaga sehingga papan mudah dikaitkan 6.Dekat dengan bench mark atau titik referensi lain yang ada sehingga data pasang surut mudah untuk diikatkan terhadap titik referensi 7.Tanah dan dasar laut atau sungai tempat didirikannya papan harus stabil 8.Tempat didirikannya papan harus dibuat pengaman dari arus dan sampah.



B. Tide gauge. Merupakan perangkat untuk mengukur perubahan muka laut secara mekanik dan otomatis. Alat ini memiliki sensor yang dapat mengukur ketinggian permukaan air laut yang kemudian direkam ke dalam komputer. Tide gauge terdiri dari dua jenis yaitu : •Floating tide gauge (self registering)



Prinsip kerja alat ini berdasarkan naik turunnya permukaan air laut yang dapat diketahui melalui pelampung yang dihubungkan dengan alat pencatat (recording unit). Pengamatan pasut dengan alat ini banyak dilakukan, namun yang lebih banyak dipakai adalah dengan cara rambu pasut. •Pressure tide gauge (self registering) Prinsip kerja pressure tide gauge hampir sama dengan floating tide gauge, namun perubahan naik-turunnya air laut direkam melalui perubahan tekanan pada dasar laut yang dihubungkan dengan alat pencatat (recording unit). Alat ini dipasang sedemikian rupa sehingga selalu berada di bawah permukaan air laut tersurut, namun alat ini jarang sekali dipakai untuk pengamatan pasang surut.



C. Satelit Sistem satelit altimetri berkembang sejak tahun 1975 saat diluncurkannya sistem satelit Geos-3. Pada saat ini secara umum sistem satelit altimetri mempunyai tiga objektif ilmiah jangka panjang yaitu mengamati sirkulasi lautan global, memantau volume dari lempengan es kutub, dan mengamati perubahan muka laut rata-rata (MSL) global. Prinsip Dasar Satelit Altimetri adalah satelit altimetri dilengkapi dengan pemancar pulsa radar (transmiter), penerima pulsa radar yang sensitif (receiver), serta jam berakurasi tinggi. Pada sistem ini, altimeter radar



yang



dibawa



oleh



satelit



memancarkan



pulsa-pulsa



gelombang



elektromagnetik (radar) kepermukaan laut. Pulsa-pulsa tersebut dipantulkan balik oleh permukaan laut dan diterima kembali oleh satelit. Prinsip penentuan perubahan kedudukan muka laut dengan teknik altimetri yaitu pada dasarnya satelit altimetri bertugas mengukur jarak vertikal dari satelit ke permukaan laut. Karena tinggi satelit di atas permukaan ellipsoid referensi diketahui maka tinggi muka laut (Sea Surface Height atau SSH) saat pengukuran dapat ditentukan sebagai selisih antara tinggi satelit dengan jarak vertikal. Variasi muka laut periode pendek harus dihilangkan sehingga fenomena kenaikan muka laut dapat terlihat melalui analisis deret waktu (time series analysis). Analisis deret waktu dilakukan karena kita akan melihat variasi temporal periode panjang dan fenomena sekularnya.



Indonesia merupakan negara kepulauan yang dikelilingi oleh dua lautan yaitu Samudera Indonesia dan Samudera Pasifik serta posisinya yang berada di garis katulistiwa sehingga kondisi pasang surut, angin, gelombang, dan arus laut cukup besar. Hasil pengukuran tinggi pasang surut di wilayah laut Indonesia menunjukkan beberapa wilayah lepas laut pesisir daerah Indonesia memiliki pasang surut cukup tinggi. Gambar 15 memperlihatkan peta pasang surut wilayah lautan Indonesia. Dari gambar tersebut tampak beberapa wilayah lepas laut pesisir Indonesia yang memiliki pasang surut cukup tinggi antara lain wilayah laut di timur Riau, laut dan muara sungai antara Sumatera Selatan dan Bangka, laut dan selat di sekitar pulau Madura, pesisir Kalimantan Timur, dan muara sungai di selatan pulau Papua (muara sungai Digul) (Sumotarto, 2003).



Keadaan pasang surut di perairan Nusantara ditentukan oleh penjalaran pasang surut dari Samudra Pasifik dan Hindia serta morfologi pantai dan batimeri perairan yang kompleks dimana terdapat banyak selat, palung dan laut yang dangkal dan laut dalam. Keadaan perairan tersebut membentuk pola pasang surut yang beragam. Di Selat Malaka pasang surut setengah harian (semidiurnal) mendominasi tipe pasut di daerah tersebut. Berdasarkan pengamatan pasang surut di Kabil, Pulau Batam diperoleh bilangan Formzhal sebesar 0,69 sehingga pasang surut di Pulau Batam dan Selat Malaka pada umumnya adalah pasut bertipe campuran dengan tipe ganda yang menonjol. Pasang surut harian (diurnal) terdapat di Selat Karimata dan Laut Jawa. Berdasarkan pengamatan pasut di Tanjung Priok diperoleh bilangan Formzhal sebesar 3,80. Jadi tipe pasut di Teluk Jakarta dan laut Jawa pada umumnya adalah pasut bertipe tunggal. Tunggang pasang surut di perairan Indonesia bervariasi antara 1 sampai dengan 6 meter. Di Laut Jawa umumnya tunggang pasang surut antara 1 – 1,5 m kecuali di Selat madura yang mencapai 3 meter. Tunggang pasang surut 6 meter di jumpai di Papua (Diposaptono, 2007).



D. GPS Buoy System (pengukuran pasut, arus, dll) 1. Studi Sistem GPS BUOY GPS adalah sistem radio navigasi dan penentuan posisi yang berbasiskan satelit yang dapat digunakan oleh banyak orang sekaligus dalam segala cuaca, serta didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan tiga dimensi yang teliti, dan juga informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluruh dunia (Abidin, 1995). Teknologi GPS mulai dikembangkan sekitar tahun 70-an oleh pihak militer Amerika Serikat melalui Departemen pertahanan USA yang digunakan untuk kepentingan militer negaranya. Seiring dengan perkembangan system ini, GPS telah digunakan secara luas di pelbagai bidang di luar kepentingan militer, dan dikembangkan tidak hanya di negara Amerika Serikat saja, melainkan di seluruh dunia. Pada lingkup penelitian, GPS dapat digunakan untuk studi Geodinamika, deformasi, studi oseanografi, dan lain-lain. Salah satu hal yang menarik dari penggunaan GPS ini dalam keperluan oseanografi yaitu GPS Buoy System. GPS buoy System digunakan diantaranya untuk penentuan pasut lepas pantai, pasut pantai, studi pola arus, Tsunami EWS, dan lain-lain. GPS mampu memberikan ketelitian posisi sampai dengan ketelitian sentimeter bahkan milimeter. Untuk mencapai ketelitian yang tinggi dengan menggunakan GPS dalam studi GPS Buoy digunakan metoda kinematik diferensial baik itu secara real time (RTK) maupun kinematic post processing. Untuk beberapa kasus biasa digunakan Differential GPS (DGPS). 2. Konsep Dari Gps Buoy Konsep dari GPS buoy System yaitu menyimpan receiver GPS dan antenna ketika pada saat pengamatan pada sebuah pelampung. Dengan menggunakan metoda diferensial, yaitu satu receiver GPS berada pada pelampung dan satu lagi di titik referensi (di darat) yang letaknya beberapa kilometer dari buoy, kemudian (untuk kasus real time) titik referensi tersebut memberikan koreksi ke receiver di Buoy, maka posisi teliti dari Buoy dapat ditentukan.



Ketelitian dari posisi Buoy sangat bergantung pada system dan desain pengukuran, selain itu ada beberapa hal yang harus diperhatikan sebelum buoy di coba. Kriteria utama untuk pengukuran GPS buoy yaitu menentukan syarat ketelitian posisi buoy dan peralatan yang menghasilkan data yang bagus untuk ketelitian yang diinginkan. Dari hal tersebut memunculkan pertanyaan Receiver GPS jenis apa yang harus digunakan, bagaimana metode pengambilan datanya, dan bagaimana cara mengolah datanya. Tipe Receiver GPS sangat penting dalam pengukuran ini karena receiver ini lah yang menghasilkan data untuk diolah, demikian juga ketelitian pengukuran akan bergantung pada bagaimana strategi pengambilan dan pengolahan datanya. Sebagai contoh, jika ketelitian yang diinginkan pada level sentimeter, maka GPS dual frequency dengan metoda diferensial akan memenuhi sarat ketelitian yang diinginkan tersebut. Pada sisi lain, jika ketelitian posisi yang diinginkan pada level 1-2 meter, maka kira-kira Receiver GPS dual frequency dengan metoda DGPS akan memenuhi ketelitian yang diinginkan. Secara umum, untuk keperluan sistem GPS buoy, metode penentuan posisi yang biasa digunakan adalah RTK (yang dapat memberikan ketelitian dalam level sentimeter secara real time), kinematik diferensial post procesing apabila kita tidak memerlukan data real time (contoh pemodelan pasut), atau metode DGPS apabila untuk kasus-kasus tertentu hanya diperlukan ketelitian dalam level 1-2 meter saja. 3. Teknik Penentuan Posisi Pada Sistem Gps Buoy Seperti yang telah disebutkan si atas untuk GPS Buoy, metode penentuan posisinya bisa RTK (Real Time Kinematic), kinematik diferensial post proccesing, dan bisa juga DGPS (Differential Global Positioning System), tergantung kebutuhannya. Sistem RTK (Real Time Kinematic) adalah suatu akronim yang sudah umum digunakan untuk Penentuan posisi real time secara diferensial yang menggunakan data fase. Sistem ini umumnya digunakan untuk Penentuan posisi obyek-obyek yang bergerak. Untuk merealisasikan tuntuan real-time nya, maka



monitor station harus mengirimkan koreksi diferensial (fase) ke pengguna secara real time dengan menggunakan system komunikasi data tertentu. Sistem kinematik diferensial post processing prinsipnya sama dengan RTK, hanya beda dalam hal sisi real time-nya. Pada sistem kinematik diferensial post processing sesuai dengan namanya (post processing) maka data dikumpulkan terlebih dahulu untuk kemudian diolah (secara manual) menggunakan software pengolahan data GPS. Sistem DGPS adalah suatu akronim yang sudah umum digunakan untuk Penentuan posisi real time secara diferensial yang menggunakan data pseudorange. Sistem ini umumnya juga digunakan untuk penentuan posisi obyek-obyek yang bergerak. Untuk merelisasikan tuntuan real-time nya, maka monitor station harus mengirimkan koreksi diferensial ke pengguna secara real time dengan menggunakan system komunikasi data tertentu. Koreksi diferensial ini dapat berupa koreksi jarak (pseudorange) maupun koreksi koordinat. Dalam hal ini, yang umum digunakan adalah koreksi pseudorange. Koreksi koordinat jarang digunakan, karena koreksi ini menuntut bahwa stasiun referensi pengirim koreksi serta pengamat mengamati satelit-satelit yang sama, dimana hal ini tidak selalu dapat direalisasikan dalam operasional lapangannya. 4. Aplikasi Gps Buoy System Aplikasi dari GPS Buoy System yang sekarang ini banyak kita jumpai, yaitu diantaranya untuk pengamatan pasut lepas pantai, pengamatan pasut pantai, GPS Buoy untuk koreksi radar altimetry, penentuan pola arus laut, Tsunami EWS, dan lain-lain.



Baru-baru ini setelah terjadinya tsunami akibat gempa Aceh 2004, sistem GPS Buoy untuk Tsunami EWS banyak diperbincangkan, kemudian setelah itu juga bahkan banyak dibangun dibeberapa tempat sebagai bagian komponen system dari keseluruhan sistem EWS (Early Warning System). GPS Buoy menurut hasil percobaan, dapat mendeteksi sinyal gelombang tsunami yang muncul akibat terjadinya suatu gempa bumi di laut. 5. Aplikasi Gps Buoy Pada Pengamatan Pasut Lepas Pantai Pengamatan pasang surut (pasut) laut umumnya dilakukan dipinggir pantai dengan menggunakan palem pasut ataupun peralatan tide gaug lainnya. Patut diingat disini bahwa karakteristik pasut yang diamati ditepi pantai umumnya hanya valid untuk kawasan dengan radius tertentu dari titik pengamatan. Diluar kawasan tersebut, seperti dilepas pantai, karakteristik pasut biasanya ditentukan secara tidak langsung, yaitu dengan melakukan prediksi menggunakan cotidal chart. Dengan menggunakan GPS Buoy, pengamatan pasut dapat dilakukan secara langsung. Dalam hal ini, satu receiver GPS ditempatkan di pelampung yang dijangkarkan di dasar laut, dan satu reveiver lainnya ditempatkan di satu titik (bench mark) dipinggir pantai. Pada metoda ini, GPS digunakan untuk menentukan beda tinggi antara pelampung dengan benchmark tersebut dari waktu kewaktu. 6. Aplikasi Gps Buoy Pada Pengamatan Pasut Pantai Pengamatan pasang surut dengan tide gaug biasanya dilakukan dalam selang waktu tertentu (menit atau jam). Dalam selang waktu pengamatan tersebut mungkin saja dapat terjadi kehilangan informasi dari komponen high frekuensinya. GPS mampu mengamati posisi secara high rate (1 Hz), (posisi ditentukan tiap detik) sehingga dapat mengakomodasi sinyal high frekuensi yang mungkin ada di dalam komponen pasut yang akan kita amati, kemudian selanjutnya kita buatkan bentuk model pasutnya. Dengan menggunakan GPS Buoy dalam pengamatan pasut yang dapat dilakukan secara high rate, dan bahkan secara real time, mungkin merupakan



keunggulan dari sistem GPS Buoy ini apabila dibandingkan dengan pengamatan pasut biasa, atau setidaknya menjadi alat pelengkap (complementary) dari sistem pengamatan pasut yang ada, sehingga pemodelan pasut nantinya yang akan kita cari, akan lebih baik lagi kita dapatkan model akhirnya. E. Teknologi Telemetri Pengukuran Pasang Surut Permukaan Air Laut



Pembangunan Stasiun Pasang Surut permanen secara nasional sangat diperlukan untuk mempelajari dinamika perairan Indonesia guna mendukung keselamatan bernavigasi di laut dan penentuan batas maritim negara. Distribusi peralatan pengukur pasang surut nasional yang dikelola oleh BIG, BMKG, dan Dishidros masih didominasi oleh peralatan impor dan minim kandungan lokal. Selain itu sensor yang ada masih belum terintegrasi dengan jaringan selular dan sistem informasi berbasis web. Peralatan pasang surut yang ada, juga masih perlu kustomisasi serta belum bisa plug and play sehingga aliran data dari sensor ke server masih membutuhan waktu yang relatif lama. LUWES hadir sebagai salah satu solusi dari kemandirian teknologi bangsa untuk penyediaan sensor pemantau pasang surut yang diwujudkan melalui empat keunggulan. Keempat keunggulan tersebut adalah :



1) Partnership, pengoperasian peralatan dilakukan secara bersama antara operator alat dengan provider melalui media monitoring real time berbasis web. 2) Reliability, peralatan cukup terjaga beroperasi penuh dan trouble shooting secara cepat melalui monitoring real time. 3) Quality, data sesuai dengan standard internsional sebagaimana yang ditetapkan oleh Guideline Integovernmental Oceanographic Commission (IOC) UNESCO yaitu dengan resolusi data milimeter. 4) Ketelitian Pengamatan