Koneksivitas Maritim, Pipa dan Kabel Bawah Laut PANEL DISKUSI Koneksivitas Maritim, Pipa dan Kabel Bawah Laut Tinjauan Aspek Hazards di Dasar Laut Oleh: Wahyudi (Oceanographer/marine geologist) Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS wahyudictr@oe.its.ac.id citrosiswoyo.wahyudi@gmail.com

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 This section begins the “physiography”. Begin by saying that his ia a map of the ocean floor obtained by satellite. Then engage the audience to ask them to identify features.

Morfologi Dasar Laut 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. Description of each of the physiographic elements 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

Pematang tengah samudra 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 Why do land and ocean exist? Continents and ocean basins differ in composition, elevation and physiographic features.

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

Kerangka & Tahapan Survei Laut – 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) TUJUAN SURVEI Kerangka & Tahapan Survei Laut RENCANA DASAR (item, lokasi, waktu) Hasil Survei Sebelumnya Akses lokasi Tingkat kesulitan Ketersediaan bahan logistik, dll Survei Lokasi Pendahuluan 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 PELAPORAN Mobilisasi/Pemasangan Alat Ukur di Lokasi

Marine Survey ASPEK SURVEI PARAMETER KEGUNAAN angin Oseanografi Hidro- beban lingkungan Analisis: free span stabilitas pipa Oseanografi Hidro- gelombang pasang surut Scouring dasar laut arus batimetri morfologi Analisis: freespan, debri, obstruction gambaran dasar Laut Marine Survey Geofisika side scan sonar SBP gambaran magnetik sub surface Sedimen permukaan tipe dan properti tanah dasar Laut Analisis: freespan & kekuatan tanah dasar laut Geoteknik inti sedimen CPT soil boring

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

3. Identifikasi Ancaman sub marine hazards Terhadap Pipa/Kabel Bawah Laut

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)

Consequences Probability of Occurrence Environmental Data Hazards Identification Risk Assessment Bathymetry Seabed Scouring Soil Liquefaction Oceanography Subsurface features Consequences Soil investigation Earthquakes Side scan sonar Natural & Manmade features Probability of Occurrence Sub bottom profiler Submarine Landslide Magnetometer Submarine Fault Geological Map

Risk Reducing Measures Hazards Characterization Hazards Analysis Analysis of Frequency Characterization of Consequence Consequence Analysis Analysis of Probability and Severity of Consequence Risk Reducing Measures Risk Estimation Values Judgments & Tolerance Criteria Risk Evaluation VS Tolerance Criteria & Value Judgments Final Risk Pictures

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) Mudflows terjadi bila material yg menempati lereng menjadi sangat jenuh sehingga ikatan antar partikel hilang. Material yg jenuh seperti fluida kental kemudian mengalir ke arah downslope. Aliran berhenti bila air hilang atau keluar dari sedimen saat sedimen mengendap. Saat lereng menjadi curam, percepatan karena gravitasi bekerja menggerakkan massa ke arah down slope. Sebagian besar lereng < 30o, ini karena lereng > 30o tidak stabil. Gerakan lebih cepat terjadi bila dipicu oleh getaran gempabumi

Triggering mechanism of submarine landslides (Coleman, 1984)

Lingkungan Terjadinya Submarine Landslides 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

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 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 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)..

Contoh geo-hazards di Timor-Tanimbar Trough

Sekian Terima kasih Dr. Wahyudi Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS wahyudictr@oe.its.ac.id citrosiswoyo.wahyudi@gmail.com