DISKUSI PANEL TRL-Aspek Kebencanaan

PANEL DISKUSI
Tinjauan Aspek
Hazards di Dasar Laut
Oleh:
Wahyudi (Oceanographer/marine geologist)
Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS
[email protected]
[email protected]
1. Topografi Dasar Laut
Ada tiga satuan utama topografi dasar laut
1. Continental margin
2. Ocean basin floor (deep sea basin)
3. Mid-oceanic ridges
Hanya sedikit dari dasar laut yang diketahui, mungkin dasar laut yang
sudah terpetakan secara akurat hanya 5%. Karena butuh waktu
sangat lama, mahal, dan teknologi saat ini baru dapat dimanfaatkan
untuk mencapai beberapa km.
Teknologi saat ini menyediakan echo-sounding, yang
lambat dan menguras tenaga.
Dinamika di kedalaman lautan
Topografi Dasar Laut
1. Continental margin meliputi:
a. Continental shelf
kemiringan sangat landai (daratan yang terendam =
submerged land)
b. Continental slope
kemiringan curam pada pinggir continental shelf.
c. Continental rise
kemiringan landai, tidak ada palung
Deep sea fans terbentuk jika tumpukan sedimen yang terendapkan
longsor pada contunental slope. Longsoran ini akan menimbulkan arus
turbidit.
Topografi Dasar Lautan
Seamount
2. Deep Sea Basin meliputi:
a. Deep ocean trenches (bagian terdalam dari laut)
b. Abyssal plains bagian deep ocean yang datar, sepertinya bagian
paling datar dari permukaan bumi.
c. Seamounts: puncak gunung berapi yang terisolasi (isolated volcanic
peaks) atau mantle hot spots. Puncah gunung berapi di dekat mid
oceanic ridge juga disebut sebagai yang disebut sebagai seamounts,
dan ada ahli yang menyebut sebagai “guyots”.
d. Mid-oceanic ridges pematang tengah samudra: terbentuk pada
batas plate divergen (Mid-Atlantic) dan bagian terdangkal dari puncak
pematang disebut sebagai rift zone.
e. Coral reefs dan atolls terbentuk di dasar laut yang relatif dangkal
sehingga sinar matahari dapat mencapai kedalaman untuk tumbuhnya
organisme. Atoll terbentuk berhubungan dengan penurunan kerak
samudra karena proses tektonik.
Fisiografi dasar laut Atlantik
continental
margins
deep ocean
basins
midoceanic
ridges
Continental
margin
deep sea
basins
deep sea trench
continental shelf
Morfologi Dasar Laut
 Continental margins adalah bagian ujung/pinggir benua yang
terendam laut, tersusun oleh blok sedimen hasil erosi benua yang
diendapkan di sepanjang pinggir benua. Continental margin dapat
dibagi menjadi tiga bagian: continental shelf, continental slope, dan
continental rise.
Continental Margin
 Daerah laut dalam (Deep Ocean Province): terletak di antara
continental margins dan midoceanic ridge dan meliputi topografi
bergunung sampai dataran: abyssal plains, abyssal hills, seamounts,
dan deep sea trenches.
Daerah laut dalam
3. Daerah pematang tengah samudra (Midoceanic Ridge
Province): tersusun oleh rangkaian pegunungan bawah laut,
melingkupi 1/3 dari dasar laut memanjang sekitar 60.000 km di
seluruh permukaan bumi.
Pematang tengah samudra
Ilustrasi model dari seafloor spreading (divergen), subduction zone
(konvergen) dan transform fault sebagai batas lempeng tektonik
Perbandingan daratan dan lautan
2. Marine Survey
Kebutuhan dan Kegunaan Survei Laut
- Seleksi Rute Pipa/Kabel Bawah Laut
- Inspeksi Pemeliharaan Pipa/Kabel Bawah Laut
– Survei Eksplorasi
– Site Surveys untuk Rig
– Site Surveys untuk Instalasi Platform
– Survei untuk Field Development
– Survei untuk Clearance, Abandonment and Inspection
– Survei Wind Farm (energi angin lepas pantai)
Data yang Dibutuhkan
–
–
–
–
–
–
–
–
Data Oseanografi:
Kedalaman Air Laut
Relief Dasar Laut
Gradien/kemiringan Dasar Laut
Obstructions, debris/fragmen, benda karam di dasar laut
Tipe Sedimen Dasar Laut
Instalasi Existing
Kondisi Geologi Dasar Laut untuk Fondasi, Trenching
– Potensi Geohazards
TUJUAN SURVEI
RENCANA DASAR
(item, lokasi, waktu)
Survei Lokasi
Pendahuluan
– Survei Perancangan Struktur Pantai
– Survei Rute Pipa Bawah Laut
– Survei Eksplorasi
– Site Surveys untuk Rig
– Site Surveys untuk Instalasi Platform
– Survei untuk Field Development
– Survei untuk Clearance, Abandonment and Inspection
– Survei Wind Farm (energi angin lepas pantai)
Hasil Survei Sebelumnya
Akses lokasi
Tingkat kesulitan
Ketersediaan bahan logistik, dll
Kerangka &
Tahapan
Survei Laut
RENCANA EKSEKUSI LAPANGAN
•Tanggal, periode, Areal Survei
•Metode Survei, Peralatan
•Skedul, Pengalokasiamn Staf
•Safety Measures
•Beaya/RAB
Pelaksanaan
Survei
Removal/
Demobilisasi
PERSIAPAN EKSEKUSI
(Prosedur Birokrasi,
Suplai Bahan Kebutuhan)
Pengolahan &
Analisis of Data
Mobilisasi/Pemasangan
Alat Ukur di Lokasi
PELAPORAN
SURVEI
angin
gelombang
pasang surut
arus
Geofisika
batimetri
Geoteknik
Marine Survey
HidroOseanografi
ASPEK
PARAMETER
beban
lingkungan
Scouring
dasar laut
side scan sonar
morfologi
gambaran
dasar Laut
SBP
gambaran
magnetik
sub surface
Sedimen
permukaan
inti sedimen
CPT
soil boring
tipe dan
properti tanah
dasar Laut
KEGUNAAN
Analisis:
free span
stabilitas pipa
Analisis:
freespan,
debri,
obstruction
Analisis:
freespan &
kekuatan
tanah
dasar laut
Pemilihan Rute
Kriteria dasar pemilihan rute pipa/kabel bawah laut
terutama pada sea-bottom yang unstable
 Hindari bottom obstruction
 Hindari kemungkinan adanya crossing
 Hindari anchoring area
 Minimalkan panjang pipa pada unstable seafloors, bila
teridentifikasi pilih rute yg relatif stable
 Hindari depression
 Dalam area mudflow, minimalkan resiko kerusakan pipa
oleh gerakan tanah dg memilih rute sejajar dg arah mudflow
 Hindari daerah fault zone/tegak lurus garis patahan
Kondisi pipa bawah laut
Sub-marine hazards
Hazards di dasar laut yang mungkin mengenai
struktur, pipa dan kabel bawah laut, berasal
dari:
– Struktur buatan manusia
– Kondisi dasar laut
– Kondisi bawah permukaan dasar laut
Kondisi (hazards) di laut/dasar laut
yang harus dipertimbangkan (OGP, 2013)
Hazards dan impact (OGP, 2013)
Lanjutan..
Hazards dan impact (OGP, 2013)
Lanjutan..
Hazards dan impact (OGP, 2013)
Environmental
Data
Hazards
Identification
Bathymetry
Seabed Scouring
Oceanography
Soil investigation
Risk Assessment
Soil Liquefaction
Subsurface
features
Consequences
Earthquakes
Side scan sonar
Sub bottom
profiler
Magnetometer
Geological Map
Natural &
Manmade
features
Submarine
Landslide
Submarine
Fault
Probability
of
Occurrence
Hazards
Characterization
Analysis of
Frequency
Hazards
Analysis
Characterization
of Consequence
Analysis of Probability
and Severity of
Consequence
Risk Estimation
Values Judgments
& Tolerance Criteria
Risk Evaluation VS
Tolerance Criteria &
Value Judgments
Final Risk Pictures
Consequence
Analysis
Risk Reducing
Measures
3.1 Submarine Landslides
Longsoran Bawah Laut
Submarine Landslides
Terminologi umum:
gerakan ke arah lereng (downslope movement) dari material sedimen, tanah, & batuan
di bawah pengaruh gaya gravitasi.
Gerakan spontan dari tanah, regolith, & batuan di bawah pengaruh gaya gravitasi.
Jenis:
•
•
Slides: displasemen terjadi sepanjang satu lereng (single slope).
Flows: displasemen terjadi pada seluruh tubuh material yang bergerak.
Mengapa Terjadi?
Mekanisme proses gerakan tanah tergantung pada perkembangan instabilitas sistem
kelerengan
Lereng akan stabil bila ketahanannya lebih besar dari gaya.
Lereng tidak stabil jika gaya lebih besar drpd ketahanan lereng.
Gempabumi memicu gerakan awal
Mudflows (Aliran Lumpur)
o Mudflows terjadi bila material yg menempati lereng menjadi sangat jenuh
sehingga ikatan antar partikel hilang.
o Material yg jenuh seperti fluida kental kemudian mengalir ke arah
downslope. Aliran berhenti bila air hilang atau keluar dari sedimen saat
sedimen mengendap.
o Saat lereng menjadi curam, percepatan karena gravitasi bekerja
menggerakkan massa ke arah down slope.
o Sebagian besar lereng < 30o, ini karena lereng > 30o tidak stabil.
o Gerakan lebih cepat terjadi bila dipicu oleh getaran gempabumi
Triggering mechanism of submarine landslides (Coleman, 1984)
Lingkungan Terjadinya Submarine Landslides
Lingkungan
Uraian
Contoh Kasus
Indonesia
Delta Sungai
Sedimen dalam jumlah yg sangat besar
terendapkan dalam waktu yg cepat di
mulut sungai pertemuan dg laut
Delta Bengawan Solo
Ujung Pangkah, dll.
Submarine
Canyon
Sedimen terendapkan (secara tidak
stabil) saat tertransport dari continental
shelf ke perairan yang lebih dalam
Perairan sebelah
selatan Jawa
Pulau Gunung
Berapi
Daerah di bawah laut di dekat gunung
berapi
Pantai timur P. Lombok,
sekitar Krakatau, dll.
Open Continental
Slope
Sedimen terendapkan di daerah lereng
kontinen
Perairan sebelah
selatan Jawa
2.2 Patahan Bawah Laut
Submarine Fault
Deformasi di kulit bumi yang terjadi (di darat
maupun di laut) menghasilkan fracture pada
batuan/sedimen/tanah dan menyebabkan offset
1. Dip-slip faults: berasosiasi dengan gerakan vertikal
– Normal fault (patahan turun) – dihasilkan oleh gaya tension
– Reverse fault (patahan naik) – oleh gaya kompresi
2. Strike-slip faults: berasosiasi dengan gerakan horizontal
– Right-lateral strike-slip fault – blok bagian kanan bergerak
mendekati pengamat
– Left-lateral strike-slip fault -- blok bagian kiri bergerak mendekati
pengamat
Identifikasi Submarine Fault
Untuk menentukan epicenter gempa
dalam analisis soil liquefaction
Pengamatan visual
• Peta batimetri regional
• Peta geologi
• Peta tektonik
• Sub-bottom profiling
2.3 Soil Liquefaction
• Fenomena alam yang menunjukkan tanah kehilangan kekuatan serta
kekakuan dalam jumlah sangat besar dalam waktu yang relatif singkat
(Jefferies dan Been, 2006)
• Fenomena yang menunjukkan bahwa massa tanah kehilangan kekuatan
gesernya dalam persentase yang sangat besar. Hal ini terjadi ketika
lapisan tanah dikenai beban monotik, siklik, maupun beban kejut dimana
beban tersebut mengalir seperti sebuah cairan yang menyebabkan
tegagan geser partikel tanah tersebut berkurang sehingga mengurangi
kekuatan geser (Sladen et al., 1985)
• Penyebab:
Beban gelombang gempa atau gelombang laut yang menyebabkan
terlalu besarnya tekanan air pori pada material, dan terjadinya
perubahan struktur pada tanah
Dampak Soil Liquefaction
o Pada umumnya soil liquefaction dapat menyebabkan penurunan tanah,
karena hilangnya daya dukung tanah akibat hilangnya kohesivitas
tanah. Penurunan tanah yang disebabkan oleh pembebanan yang
terjadi di atas permukaan tanah dapat dibagi menjadi dua kelompok
besar, yaitu penurunan konsolidasi dan penurunan segera.
2.4 Seabed scouring pada pipa
dan kabel bawah laut
• Scouring disebabkan oleh aliran air laut (arus dan
gelombang)
• Scouring juga dapat disebabkan oleh elemen struktur
yang berada di sekitar dasar laut.
• Scouring banyak terjadi pada material tanah silt atau
sand, tetapi juga dapat terjadi pada keadaan berbatu
atau berkarang dengan kondisi tertentu
Dampak scour sedimen dasar laut
terhadap pipa bawah laut
• Scour pada sedimen dasar laut menghasilkan free-span
• Free-span menyebabkan gangguan stabilitas pipa
• Panjang bentangan bebas yang melebihi batas yang diijinkan
dapat menyebabkan pipa mengalami retak, pecah, yang
berisiko fatal
panjang bagian tak-tersuport
Berbagai kondisi freespan
Contoh kasus:
Tata Ruang Laut
di Perairan Arafura
Map of the Timor-Tanimbar Trough showing the location of seismic sections discussed. AP = Ashmore Platform; SP = Sahul Platform; VG = Vulcan Graben; MG =
Malita Graben; CG = Calder Graben; GG = Gouburn Graben; MH = Mereuke High; MSP = Money Shoal Platform; BA=Barakan Basin; BB = Bonaparte Basin.
Modified after Charlton, 2004 and Carter et al., 2003.
Seismic Section 4, composite seismic sections showing the tectonic units in the south of
Tanimbar Trough such as the Banda Arc accretionary wedge, Tanimbar trough, northeastern
Abadi High and the Calder Graben (after Carter et al, 2003)..
Sekian
Terima kasih
Dr. Wahyudi
Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS
[email protected]
[email protected]