isi modul praktikum akustik

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ……………………………………………………………………. 2

LEMBAR GRUP PRAKTIKUM ………………………………………………... 3

TOPIK 1 : PENGENALAN ALAT AKUSTIK ECHOSOUNDER ……………... 4

TOPIK 2: PENGENALAN ALAT ADCP ………………………………………. 8

TOPIK 3: KECEPATAN SUARA DALAM AIR ………………………………12

TOPIK 4: PERHITUNGAN FREKWENSI DAN PANJANG GELOMBANG

BUNYI ……………………………………………………………….15

TOPIK 5: PROFIL KECEPATAN BUNYI DI LAUT ………………………….17

TOPIK 6: KEHILANGAN DAYA BUNYI DI PERMUKAAN LAUT ………...19

TOPIK 7: ABSORPSI GELOMBANG BUNYI DALAM LAUT ………………22

TOPIK 8: TARGET STRENGTH ………………………………………………..25

TOPIK 9: SONAR MAPPING ………………………………………………….28

TOPIK 10: ECHOSOUNDER MAPPING ……………………………………..34

TOPIK 11: SURVEI AKUSTIK ………………………………………………..37

TOPIK 12: PENGGUNAAN FREKWENSI BUNYI DAN LEBAR DETEKSI

DASAR SONAR ……………………………………………………41

1

LEMBAR GRUP PRAKTIKUM

Grup : ……………………………………..

Anggota :

1. Nama : …………………………………. NIM:………………

2. Nama : …………………………………. NIM:………………

3. Nama : …………………………………. NIM:………………

4. Nama : …………………………………. NIM:………………

5. Nama : …………………………………. NIM:………………

6. Nama : …………………………………. NIM:………………

2

TOPIK 1: PENGENALAN ALAT AKUSTIK ECHOSOUNDER

Teori Pengantar

Echosounder adalah alat (instrument) yang digunakan untuk menentukan kedalaman

dasar perairan (laut). Echosounder juga banyak dimanfaatkan untuk kepentingan

penelitian dan pemetaan bawah laut.

Dalam perkembangannya, echosounder dapat menjadi sebuah peralatan modern

yang kompleks, multi fungsi dan sangat akurat. Berbagai fungsi lain dari echosounder

selain pengukur kedalaman, juga digunakan untuk menentukan karakteristik jenis dasar

perairan, menentukan keberadaan obyek dalam kolom air, misalnya ikan, termasuk

menentukan kelimpahan dan ukuran ikan. Namun demikian dasar teknologi dari

echosounder adalah cukup sederhana. Echosounder menggunakan prinsip pemantulan

gelombang suara dalam air. Alat ini mengeluarkan gelombang suara dalam bentuk

pulsa, dan menerima kembali gelombang suara pantulannya. Dengan mengetahui waktu

perambatan gelombang suara dan kecepatan gelombang suara dalam air, maka

kedalaman perairan dapat dihitung.

Tujuan

Menjelaskan bagian-bagian dari echosounder, cara setting dan cara kerja echosounder.

Prosedur Kerjaa. Bahan 1. Alat tulis

2. Lembar kerja

b. Alat 1. Echosounder2. Accu 12 volt

3

Grup : ......................................Tgl. : ......................................

c. Cara Kerja

1. Gambarkan salah satu contoh echosounder yang ada di hadapan anda

2. Tulis spesifikasi dari alat echosounder tersebut

3. Sebutkan bagian-bagian dari echosounder tersebut dan fungsinya.

4. Jelaskan cara kerja (cara operasional) dari echosounder tersebut.

5. Seeting rangkaian alat echosounder dan lakukan ujucoba sounding dalam kolam

d. Prosedur setting echosounder

1. Set power dengan accu 12 volt kering pada serial port

2. memasang kabel tranduser single beam dan display

3. Pasang antena, jika diperlukan input satelit GPS.

4. Menempatkan posisi tranduser yang sesuai

5. Hidupkan echosounder dan set skala kedalaman yang ditampilkan display.

6. Set frekuensi yang akan digunakan 200 Hz untuk laut dangkal atau 50 Hz untuk

laut dalam atau dual untuk menggunakan keduanya.

7. Set input data air yaitu salinitas, temperatur dan tekanan air.

8. Lakukan sounding ke dasar kolam

4

Gambar 1. Echosounder Garmin GPSMAP 585 tampak depan

Gambar 2. Echosounder Garmin GPSMAP 585 tampak belakang

Hasil Pengamatan

1. Bagian utama echosounder ………………………………………………………2. Pilihan frekwensi ………………………………………………………………3. Apa parameter yang bisa diukur ……………………………………………….4. Bagaimana bunyi yang ditransmisikan oleh tranduser …………………………5. Apakah alat masih bisa menunjukkan jarak pada dasar kolam secara tepat …….6. Bagaimana gambar dasar kolam pada layar monitor …………………………….

5

Pembahasan 1. Bagian utama echosounder dan fungsinya ?2. Apa keistimewaan frekwensi yang digunakan?3. Bagaimana prinsip pengukuran jarak pada echosounder?4. Akurasinya?

Simpulan dan Saran

6

Nilai Akhir:...............................................................................Nama & Paraf Asisten: ............................................................

Grup: ......................................Tgl: .........................................

TOPIK 2: PENGENALAN ALAT ADCP

Teori Pengantar

Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP), merupakan alat yang digunakan untuk

mengukur gelombang atau arus baik di laut, sungai, maupun danau yang bisa mengukur

kecepatan arus dalam tiga dimensi. ADCP dalam pengukuran kecepatan arus maupun

gelombang berdasarkan pengukuran pergerakan pertikel (Material Padatan

Tersuspensi/MPT, plankton dan gelembung udara) dalam kolom perairan ( Pickard, G.

L. 1993).

ADCP mengukur pergerakan air (kecepatan arus) dengan menggunakan

gelombang suara berdasarkan prinsip efek Doppler. ADCP mengeluarkan gelombang

suara (berupa ping) dalam frekuensi konstan. Gelombang suara ini akan dipantulkan

oleh partikel-partikel yang berada dalam kolom air. Frekuensi dari gelombang pantul

ini tergantung dari kecepatan partikel-partikel yang memantulkannya. Dengan

menggunakan prinsip efek Doppler, maka kecepatan partikel (kecepatan arus) dapat

ditentukan.

7

Grup : ......................................Tgl. : ......................................

Tujuan

Menjelaskan bagian-bagian dari ADCP, cara setting dan cara kerjanya.


2. Lembar kerja

b. Alat 1. ADCP2. ADCP Battery power

c. Cara Kerja

1. Gambarkan bentuk ADCP yang ada

2. Tulis spesifikasi dari alat ADCP tersebut

3. Sebutkan bagian-bagian dari ADCP tersebut dan fungsinya.

4. Jelaskan cara kerja (cara operasional) dari ADCP tersebut.

5. Seeting rangkaian alat ADCP

d. Prosedur setting echosounder

1. Set power dengan ADCP battery pada serial port

2. Memasang kabel sensor

3. Memasang kabel ke prosessor.

4. Menempatkan posisi ADCP yang sesuai

5. Hidupkan ADCP

6. Set frekuensi yang akan digunakan

7. Set input data air kualitas air

8

Gambar 3. ADCP SonTek tampak depan

Gambar 4. ADCP tampak dari atas

Hasil Pengamatan

1. Bagian utama ADCP ………………………………………………………2. Pilihan frekwensi ………………………………………………………………3. Apa parameter yang bisa diukur ……………………………………………….4. Bagaimana bunyi yang ditransmisikan oleh tranduser ADCP ………………5. Apakah alat masih bisa menunjukkan kecepatan arus dengan tepat …….

Pembahasan 1. Bagian utama ADCP dan fungsinya ?2. Apa keistimewaan frekwenti yang digunakan?3. Bagaimana prinsip pengukuran kecepatan arus pada ADCP?4. Akurasinya?

9

Simpulan dan Saran

10

TOPIK 3: KECEPATAN SUARA DALAM AIR

Teori Pengantar

Kecepatan suara di dalam laut merupakan variabel oceanografi yang dapat berpengaruh

terhadap terjadinya penyimpangan dalam proses transmisi gelombang suara di dalam

laut. Nilai kecepatan suara di dalam laut bervariasi terhadap kedalaman, musim, lokasi

geografis, dan waktu (pada lokasi yang sama).

Pengukuran terhadap kecepatan suara dalam air (laut) sudah banyak dilakukan

baik secara alami maupun dalam skala laboratorium. Dari berbagai hasil pengukuran,

11


Grup: ......................................Tgl: .........................................

Grup : ......................................Tgl. : ......................................

diketahui bahwa secara umum variasi kecepatan suara dalam air ditentukan oleh

faktor : temperatur, salinitas dan tekanan (kedalaman).

Banyak persamaan empiris yang menyatakan hubungan antara temperatur,

salintas dan kedalaman terhadap kecepatan rambat gelombang suara di laut. Masing-

masing persamaan tersebut memiliki batasan dan ketelitian yang berbeda-beda. Berikut

adalah persamaan untuk kecepatan suara di laut yang sering digunakan :

1. Leroy (1969) :

Batasan : 0≤T≤350 0≤S≤45 0/00 0≤D≤1.000

2. Medwin (1975) :

Batasan : -2≤T≤24.50 30≤S≤42 0/00 0≤D≤1.000

3. MacKenzie (1981) :

Batasan : 0≤T≤300 30≤S≤40 0/00 0≤D≤8.000

T = temperatur (derajat Celcius)

S = salinitas (ppt)

D = kedalaman (meter)

Tujuan

Menghitung kecepatan suara dalam laut.berdasarkan parameter temperatur, salinitas

dan kedalaman.

Prosedur Kerjaa. Bahan

12

1. Alat tulis

2. Lembar kerja

b. Cara Kerja

Hitung nilai kecepatan suara dalam laut berdasarkan ketiga persamaan di atas untuk

kondisi sebagai berikut :

a. T=250 S=30 ppt dan D=1000 m

T=300 S=30 ppt dan D=1000 m

T=350 S=30 ppt dan D=1000 m

b. T=250 S=30 ppt dan D=1000 m

T=250 S=35 ppt dan D=1000 m

T=250 S=40 ppt dan D=1000 m

c. T=250 S=25 ppt dan D=10 m

T=250 S=25 ppt dan D=100 m

T=250 S=25 ppt dan D=1000 m

2. Bandingkan hasil penghitungan dari ketiga persamaan tersebut (hitung selisih

nilainya)

3. Tentukan besar koefisien : , , dari ketiga persamaan tersebut.

Hasil Pengamatan

1. Peran perubahan suhu, salinitas dan kedalaman terhadap kecepatan suara bawah air ………………………………………………………………………………..

2. Mana variabel yang pengaruhnya paling besar dan mana yang paling kecil ……3. Formulasi mana yang hasilnya terbesar dan yang terkecil………………………

Pembahasan 1. Mengapa terjadi perbedaan nilai hasil perhitungan dari ketiga formulasi

kecepatan bunyi di atas, suku mana yang membedakan?

Simpulan dan Saran

13

TOPIK 4: PERHITUNGAN FREKWENSI DAN PANJANG GELOMBANG BUNYI

Teori Pengantar

Gelombang suara ditransmisikan melalui bentuk kompresi dan ekspansi periodik dalam

suatu medium air yang elastik. Transmisi ini menyebabkan terjadinya perubahan

tekanan secara sinusoidal sebagai fungsi ruang dan waktu.

Perubahan tekanan dalam fungsi waktu dinyatakan sebagai fungsi : sin

(t). Parameter t menyatakan waktu dan parameter menyatakan angular frekuensi

14


Grup: ......................................Tgl: .........................................

Grup : ......................................Tgl. : ......................................

dari osilasi nilai tekanan. Sedangkan frekuensi (f) dinyatakan : f = /(2.) menyatakan

nilai tekanan dalam bidang datar.

Perubahan tekanan dalam fungsi ruang dinyatakan sebagai fungsi : sin

(kx). Parameter x menyatakan jarak dalam sumbu x dan parameter k adalah bilangan

gelombang. Panjang gelombang dalam satu periode fungsi sinus dinyatakan : =

(2)/k.

Perubahan tekanan terhadap fungsi ruang dan waktu dinyatakan : sin (kx-

t). Hal ini juga menunjukkan kecepatan perubahan tekanan, yang dirumuskan : c =

/k. Dengan mensubtitusikan nilai f (frekuensi) dan (panjang gelombang)

didapatkan : c = f.

Parameter c disini tidak lain adalah menyatakan kecepatan rambat gelombang suara.

Tujuan

Menghitung panjang gelombang bunyi dalam laut berdasarkan nilai kecepatan

gelombang suara (c) yang merupakan fungsi dari temperatur, salinitas dan kedalaman.


2. Lembar kerja

b. Cara Kerja

1. Sebuah alat akustik memancarkan gelombang suara pada frekuensi : 10 kHz.

Tentukan variasi panjang gelombang suara () berdasarkan nilai kecepatan suara (c)

pada topik 3.

2. Lakukan sama dengan nomor 1 untuk alat akustik yang memancarkan gelombang

suara pada frekuensi: 500 kHz.

Hasil Pengamatan1. Variasi perubahan frekwensi dan panjang gelombang…………………………2. Semakin besar kedalaman perairan bagaimana perubahan frekwensi dan

panjang gelombangnya…………………………………………………………

Pembahasan 1. Mengapa terjadi peruban panjang gelombang dengan adanya perubahan

kedalaman

15

Simpulan dan Saran

TOPIK 5: PROFIL KECEPATAN BUNYI DI LAUT

Teori Pengantar

Profil kecepatan suara menunjukkan variasi kecepatan suara terhadap kedalaman, atau

kecepatan suara sebagai fungsi kedalaman. Di laut dalam, profil kecepatan suara

didapatkan berdasarkan hasil pengamatan (pengukuran ) dari parameter temperatur,

salinitas dan kedalaman.

Profil kecepatan dapat dibagi menjadi beberapa lapisan, sesuai dengan

karakteristik lapisan perairan yang berbeda-beda. Lapisan atas perairan biasa disebut

16


Grup: ......................................Tgl: .........................................

Grup : ......................................Tgl. : ......................................

mixed layer (isothermal). Di bawah mixed layer adalah seasonal thermocline,

ditunjukkan oleh negative thermal gradient. Di bawah seasonal thermocline adalah

main thermocline. Dan dibawah main thermocline adalah deep isothermal layer hingga

mencapai dasar laut, dan memiliki temperatur yang relatif konstant.

Tujuan

Menggambarkan profil kecepatan suara dalam laut berdasarkan variasi temperatur dan

salinitas.

.

Prosedur Kerja

a. Bahan

1. Alat tulis

2. Lembar kerja

c. Cara Kerja

. Buat diagram T-S (temperature-salinity) terhadap kedalaman untuk daerah :

a. Teluk Persia

Depth (m) Temperature (0) Salinity (0/00)

0 35 39

25 30 38

50 27 37

75 26 36

100 25 35

125 24 33

150 23 31

175 22 29

200 21 27

17

b. Teluk Oman

Depth (m) Temperature (0) Salinity (0/00)

0 35 39

25 34 38

50 32 37

75 30 36

100 29 35

125 28 34

150 27 33

175 26 32

200 25 31

2. Buat skema profil kecepatan suara berdasarkan diagram T-S tersebut.

3. Buat skema profil kecepatan suara terhadap kedalaman di Teluk Persia dan Teluk

Oman berdasarkan persamaan MacKenzie (1981)

Hasil Pengamatan

1. Perubahan kecepatan suara terhadap kedalaman……………………………….2. Perbedaan profil kecepatan suara antara Teluk Persia dan Teluk Oman………

Pembahasan 1. Mengapa terjadi perubahan profil kecepatan suara terhadap kedalaman?2. Mengapa bisa terjadi perbedaan profil kecepatan suara antara Teluk Persia dan

Teluk Oman?

Simpulan dan Saran

18

TOPIK 6: KEHILANGAN DAYA BUNYI DI PERMUKAAN LAUT

Teori Pengantar

Permukaan air laut tidak rata akibat adanya gelombang laut yang tinggi. Adanya

permukaan laut yang tidak rata menyebabkan gelombang bunyi yang ke arah

permukaan dipantulkan ke udara yang menyebabkan terjadinya kehilangan . Bila

permukaan halus, kehilangan daya rambat gelombang semakin kecil. Menurut [March,

1961] bila tinggi gelombang h, maka kehilangan daya akustik adalah:

19


Grup: ......................................Tgl: .........................................

Grup : ......................................Tgl. : ......................................

dimana : S = dalam dB

f = frekuensi (kHz)

h = tinggi gelombang laut (feet)

Pola refleksi bunyi pada permukaan laut bisa disimak dalam Gambar 5 .a dan 5.b

Gambar 5. : (a) Refleksi pada Permukaan halus

(b) Refleksi pada Permukaan Kasar

Tujuan

Menghitung dan mendiskripsikan kehilangan daya bunyi karena refleksi di permukaan

laut

.

Prosedur Kerja

a. Bahan

1. Alat tulis

2. Lembar kerja

c. Cara Kerja

1. Hitung kehilangan daya (attenuasi) bunyi pada permukaan laut pada variasi

tinggi gelombang dalam Tabel 1 dan Tabel 2.

Tabel 1

No Frekwensi/f (kHz) Tinggi Gelombang/h (feet)

20

1 200 1

2 200 2

3 200 3

4 200 4

5 200 5

6 200 6

7 200 7

8 200 8

9 200 9

10 200 10

Tabel 2

No Frekwensi/f(kHz) Tinggi Gelombang/h (feet)

1 50 1

2 50 2

3 50 3

4 50 4

5 50 5

6 50 6

7 50 7

8 50 8

9 50 9

10 50 10

2. Buat grafis hubungan antara attenuasi daya dan nilai perkalian f x h

Hasil Pengamatan

1. Perubahan attenuasi daya karena perubahan tinggi gelombang laut…………….2. Perubahan attenuasi daya karena perubahan nilai frekwensi yang digunakan…..

Pembahasan 3. Mengapa terjadi perubahan attenuasi daya bunyi karena peubahan tinggi

gelombang laut4. Mengapa terjadi perubahan attenuasi daya karena perubahan frekwensi

gelombang bunyi yang digunakan

21

Simpulan dan Saran

TOPIK 7: ABSORPSI GELOMBANG BUNYI DALAM LAUT

Teori Pengantar

Gelombang suara yang merambat melalui medium air laut akan mengalami kehilangan

energi karena proses absorpsi. Hal ini menyebabkan intensitas gelombang suara akan

berkurang secara eksponensial terhadap jarak perambatannya. Simbol menyatakan

koefisien absorpsi dalam satuan nepers per satuan jarak. Nilai intensitas pada jarak x

dirumuskan :

I(x) = I0 exp (-2x)……………………………………………….(1)

Pada umumnya lebih disukai menyatakan koefisien absorpsi dalam satuan dB

per satuan jarak. Dalam hal ini koefisien absorpsi disimbolkan dan dirumuskan :

22

Grup : ......................................Tgl. : ......................................


Grup: ......................................Tgl: .........................................

10 log (I(x)/I0) = - x ……………………………………………(2)

Dengan menggabungkan persamaan (1) dan (2) didapatkan hubungan antara dan :

= 8,69

Nilai koefisien absorpsi () tergantung pada kondisi lingkungan. Metode untuk

menentukan nilai koefisien absorpsi dikembangkan oleh Francois and Garrison (1984) :

Dimana :

Untuk T 200 C :

Untuk T 200 C:

Keterangan:

= koefisien absorpsi (satuan dB per meter)

f = frekuensi gelombang suara

T = temperatur (0 Celcius)

S = salinitas (o/oo)

D = kedalaman (m)

c = kecepatan gelombang suara (ms-1)

pH = derajat keasaman

Tujuan

23

Menentukan nilai koefisien absorpsi () air laut pada kondisi temperatur, salinitas dan

kedalaman yang berbeda.

.

Prosedur Kerja

a. Bahan

1. Alat tulis

2. Lembar kerja

c. Cara Kerja

1. Hitung nilai koefisien absorpsi () di Teluk Persia (modul 2 topik 3) bila diketahui

pH = 7.8 dan frekuensi gelombang suara yang dipancarkan 10 kHz.

2. Ulangi pengitungan nomor 1 untuk frekuensi : 50 kHz, 100 kHz, 500 kHz dan

1MHz.

3. Buatlah diagram yang menunjukkan hubungan antara frekuensi (f) dengan koefisisen

absorpsi ().

Hasil Pengamatan

1. Koefisien absorpsi bunyi pada variasi kedalaman………………………………2. Koefisien absorpsi bunyi pada variasi frekwensi ……………………………….

Pembahasan 1. Mengapa terjadi variasi koefisien absorpsi bunyi terhadap kedalaman?2. Mengapa terjadi variasi koefisien absorpsi bunyi pada variasi frekwensi?

Simpulan dan Saran

24

TOPIK 8: TARGET STRENGTH

Teori Pengantar

Target strength (TS) adalah ukuran logaritmik dari proporsi energi yang ditransmisikan

dengan energi yang dihamburkan oleh target. Target strength nilainya selalu negatif

berkisar -60 dB untuk nilai target terkecil dan -20 dB untuk nilai target terbesar. Data

target strength bisa digunakan untuk memperkirakan ukuran target ikan dan

kelimpahannya.

.

Ukuran target strength ikan di laut secara umum berkisar 20 - 60 dB, dan nilai 60 dB

itu setara dengan target ikan kecil dengan ukuran panjang sekitar 4 cm, dan nilai 20 dB

25


Grup: ......................................Tgl: .........................................

Grup : ......................................Tgl. : ......................................

setara dengan target ikan dengan luas permukaan ikan 0,13 m² (MacLennan dan

Simmonds, 1992), (luas permukaan ikan 0,13 m² diperkirakan mempunyai ukuran

panjang ikan > 100 cm). Disebutkan juga dalam referensi tersebut hasil survei di

Samudra Pasifik dan Atlantik menunjukkan kisaran nilai TS 85,1-58,6 adalah berupa

ikan-ikan kecil dengan ukuran panjang rata-rata 1,39-11,6 cm. Pasaribu (1988)

membagi kriteria ukuran target (ikan) dalam kaitannya dengan sebaran target strength

seperti ditampilkan dalam Tabel di bawah:

Sebaran Target strength (TS) (dB) Kriteria Ukuran Target50-4141-3232-2626-20

KecilSedang

Cukup BesarBesar

Tujuan

Mendeskripsikan ukuran ikan berdasarkan data target strength.

Prosedur Kerja

a. Bahan

1. Alat tulis

2. Lembar kerja

c. Cara Kerja

Berdasarkan hasil survei di Perairan Laut Jawa, diperoleh data target strength sebagai

berikut:

STRATA KEDALAMAN TS_MIN TS_AVERAGE TS_MAX (-)36-40 (-)41-50 (-)51-79,27

0-10 m -79.00 -70.67 -36.83 5% 20% 75%11-20 m -73.30 -67.75 -39.93 5% 25% 70%21-30 m -71.76 -62.73 -32.79 7% 23% 70%31- 40 m -78.45 -60,58 -38.14 10% 25% 65%41-50 m -78.74 -50,55 -37.68 20% 27% 53%51-60 m -79.27 -40,55 -35.57 50% 30% 20%61-70 m -77.11 -50,35 -34.03 25% 50% 25%Demersal -72.11 -62.92 -34.28 10% 25% 65%

26

Hasil Pengamatan

1. Proporsi ukuran ikan pada tiap strata kedalaman………………………………2. Distribusi ukuran ikan secara vertikal …………………………………………3. Buat diagram batang hubungan antara persentase target strength dengan

kedalaman ……………………………………………………………………..4. Kriteria ukuran target berdasarkan Pasaribu (1988) …………………………..

Pembahasan 1. Bagaimana proporsi ukuran ikan secara horisontal, mengapa kondisi itu bisa

terjadi?2. Bagaimana distribusi ukuran ikan secara vertikal, mengapa bisa terjadi?

Simpulan dan Saran

27

Grup: ......................................Tgl: .........................................

TOPIK 9: SONAR MAPPING

Teori Pengantar

Pengamatan kumpulan ikan (fish schooling) dapat dilakukan dengan menggunakan

SONAR. Di dalam pengamatan kumpulan ikan (fish schooling) dengan SONAR, teknik

yang tepat dalam penghitungan fish schooling dapat memberikan informasi penting

tentang distribusi dan kepadatan (densitas) ikan.

Untuk kumpulan ikan yang berada dekat permukaan, hasil yang lebih baik bisa

didapat dengan menggunakan teknik side-scan SONAR, yaitu transduser diarahkan ke

samping (horizontal) dan arah pancaran (beam) tegak lurus terhadap lintasan kapal

survey (ship’s track).

28


Grup : ......................................Tgl. : ......................................

Dengan cara ini, daerah yang luas di samping kapal dapat diamati. Metode ini disebut

juga sebagai SONAR MAPPING

1. School Dimensions

Pertama adalah menentukan dimensi panjang dari fish school yang diamati. Fish

school yang dihitung adalah yang berada di dalam band observasi, yaitu antara R1 dan

R2.

Persamaan yang digunakan :

L = Vt – (R1 + R2) tan (/2)

Keterangan:

L = true length (panjang sebenarnya)

R1 = jarak terdekat schooling

R2 = jarak terjauh schooling

= lebar beam transducer

V = ship speed

t = time

Untuk dimensi lebar dari school dapat diketahui dengan cara koreksi dari gambar

fish school yang tampak dalam echogram (layar echosounder).

Persamaannya adalah:

Keterangan :

29

w = true width (lebar sebenarnya)

w’ = lebar yang tampak dalam echogram

c = kecepatan suara (dalam air)

T = durasi pulsa akustik

2. Size distribution of school

Fish school yang diamati pasti memiliki ukuran yang beragam dan masing-

masing mempunyai bentuk tidak beraturan (irregular). Dimensi panjang dan lebarnya

akan tidak sama.

Dalam observasi, biasanya diasumsikan bahwa semua fish school memiliki long

axis (sumbu panjang). Dan setiap sumbu panjang tersebut menghadap ke segala arah

dalam probabilitas yang sama.

Apabila semua fish school di-superimposed maka bentuk yang tidak beraturan

(irregular) akan saling menggabung dan membentuk bangun yang lebih beraturan, yaitu

berupa lingkaran dengan lebar (diameter) = w

Sehingga expected area (luas yang diharapkan) dari fish school dirumuskan :

Keterangan :

A = luas yang diharapkan dari fish school

w = diameter rata-rata dari fish school

Bila diasumsikan bahwa setiap fish school berbentuk ellips maka luas dari setiap fish

school dirumuskan :

Hasil penghitungan fish school disajikan dalam bentuk histogram dengan

beberapa ukuran kelas. Misalnya adalah dari hasil penghitungan didapatkan sebanyak

Ni’ fish school dengan ukuran kelas i dan wi adalah lebar kelas (diameter). Dan fish

school yang dihitung adalah fish school yang berada di dalam band observasi.

30

Sehingga hasil penghitungan tersebut harus dikoreksi dengan persamaan :

Keterangan :

Ni = jumlah fish school terkoreksi

Ni’ = jumlah fish school dari histogram (fish school yang terekam dalam echogram)

B = lebar band observasi

wi = lebar kelas (diameter) dalam histogram

3. Abundance estimation

Selain mengetahui ukuran (dimensi) dari fish school, Sonar mapping juga bisa

digunakan untuk mengestimasi kelimpahan dari target species. Bila total jarak yang

ditempuh kapal selama survey adalah D, maka proporsi fish school dalam seluruh area

survey dirumuskan :

Dan bila total luas seluruh area survey = As dan kepadatan dalam fish school =

(species/m3), maka jumlah total species diestimasi dengan persamaan :

Tujuan

31

Menentukan dimensi fish school dan mengestimasi kelimpahan fish school dengan

teknik side scan mapping

.


2. Lembar kerja

c. Cara Kerja

1. Menentukan true length dari fish school bila fish school diamati dalam selang waktu

20 detik pada jarak antara 250 m- 350 m. Kecepatan kapal adalah 10 knot (1knot =

0,513 m/s). Dan lebar beam transducer () adalah 40.

2. Diberikan data histogram sebagai berikut :

Tentukan i dan wi dari histogram tersebut.

Tentukan (estimasi) Ni’ dari histogram tersebut.

Bila lebar band observasi 100 meter, tentukan Ni terkoreksi.

3. Total jarak yang ditempuh kapal selama survey adalah 10.000 meter. Tentukan

proporsi area (P) yang ditempati fish school.

32

Bila diprediksi kepadatan fish school adalah 50 species/m3, tentukan total species

(Q) dalam fish school.

Hasil Pengamatan

1. Dimensi fish school yang diperoleh ……………………………………………2. Jumlah total spesies ikan dalam fish school….. ……………………………….

Pembahasan 1. Bagaimana dimensi fish school yang diperoleh?2. Berapa jumlah total ikan dalam fish school, dan faktor apa yang menentukan

kelimpahan ikan dalam fish school?

Simpulan dan Saran

33


Grup: ......................................Tgl: .........................................

TOPIK 10: ECHOSOUNDER MAPPING

Teori Pengantar

Side scan technique hanya memberikan hasil yang baik untuk survey pada lapisan yang

dekat dengan permukaan. Untuk kasus fish school terdistribusi lebih luas hingga

kedalaman cukup dalam, lebih dimungkinkan untuk menghitung fish school dengan

cara konvensional yaitu downward looking echosounder (echosounder yang diarahkan

ke bawah=vertical).

Dalam echosounder mapping, tampilan dalam echogram menunjukkan cross

section (penampang melintang) dari fish school. Dari echogram tersebut dapat

ditentukan dimensi panjang (length) dan tinggi (height).

Abundance estimation

Diasumsikan bahwa sepanjang lintasan survey (survey track), echosounder akan

memotong (cross) setiap fish school yang ada dibawahnya. Bila selama survey

34

Grup : ......................................Tgl. : ......................................

didapatkan banyak fish school, dan rata-rata panjang adalah , maka diameter rata-rata

dari fish school adalah :

Dan luas rata-rata dari fish school adalah :

Dan bila Hi adalah tinggi (height) dari school ke-i yang diukur dari echogram, dan Li

adalah panjang dari school ke-i, maka volume dari fish school yang diamati dirumuskan

:

Tujuan

Menentukan dimensi fish school dan mengestimasi kelimpahan fish school dengan

echosounder mapping

.

Prosedur Kerja

a. Bahan

1. Alat tulis

2. Lembar kerja

c. Cara Kerja

1. Diberikan data histogram berdasarkan survey dengan echosounder sebagai berikut :

35

Keterangan :

a. Jumlah yang diamati berdasarkan length class

b. Distribusi kumulatif berdasarkan length class

c. Jumlah estimasi berdasarkan diameter (height) class

2. Berdasarkan histogram tersebut, estimasikan Li dan Hi (panjang dan tinggi fish

school kelas ke-i).

3. Estimasikan volume dari seluruh fish school yang diamati.

4. Bila kepadatan fish school adalah 50 species/m3, tentukan jumlah total species

dalam fish school yang diamati.

Hasil Pengamatan

1. Dimensi fish school yang diperoleh ……………………………………………2. Volume fish school yang ada …………………………………………………..3. Jumlah total spesies ikan dalam fish school….. ……………………………….

Pembahasan 1. Bagaimana dimensi fish school yang diperoleh?2. Berapa jumlah total ikan dalam fish school, dan faktor apa yang menentukan

kelimpahan ikan dalam fish school?

Simpulan dan Saran

36

TOPIK 11: SURVEI AKUSTIK

Teori Pengantar

Survey akustik dilakukan untuk mendapatkan data dari daerah kajian. Data yang umum

didapatkan berupa data kedalaman dasar, data sedimen dasar dan data fish school.

Selain itu diperlukan data pendukung yang dapat membantu dalam analisa data, berupa

data temperature, data salinitas, dan data posisi geografis (lintang-bujur).

Beberapa masalah praktis dalam survey akustik biasanya berkaitan dengan

keterbatasan instrument yang digunakan. Sehingga harus dipahami cara penggunaan

instrument dengan benar dan mengetahui factor-factor yang dapat mempengaruhi

kinerja instrument yang digunakan.

Hambatan lain dalam survey akustik adalah biasanya daerah yang harus

disurvey sangat luas, sedangkan kemampuan swapping instrument sangat sempit.

Sehingga untuk bisa meng-cover daerah yang sangat luas diperlukan waktu survey yang

37


Grup: ......................................Tgl: .........................................

Grup : ......................................Tgl. : ......................................

sangat lama. Juga masalah statistic yang dapat timbul akibat error dan bias dari strategi

sampling yang dilakukan.

Tujuan survey akustik adalah untuk mendapatkan informasi yang sangat

bermanfaat. Sehingga harus di desain dengan tepat prosedur dan strategi sampling.

Dengan demikian akan didapatkan informasi yang lebih akurat dengan sumberdaya

yang terbatas.

Tujuan

Melakukan survei akustik dengan menggunakan echosounder untuk mendapatkan data

kedalaman dan sedimen dasar.

.

Prosedur Kerja

a. Alat dan Bahan

1. Echosounder (dilengkapi sumber daya)

2. Accu 2 volt 2 buah

3. Kapal

4. Tali dan bandul pengukur kedalaman/bambu

3. GPS dan kompas

4. Grab sampler

5. Thermometer

6. Aquadest dan tissue

7. Alat tulis

8. Lembar kerja

b. Cara Kerja

1. Survey dilakukan dengan cara tracking menggunakan kapal

2. Echosounder diset pada posisi yang tetap (fixed) di kapal, dan transducer dipasang di

badan kapal (ditempel) pada posisi tegak (horizontal) dan harus terikat kuat,atau

apabila tidak memungkinkan tranduser cukup di setting pada tongkat kayu.

3. Lintasan survey di desain parallel transect, dengan panjang lintasan sekitar 500

meter, dan jarak antara lintasan sekitar 30 meter

38

4. Pada setiap lintasan survey dicatat :

a. Waktu (jam)

b. Posisi lintang dan bujur

c. Kedalaman setiap interval 50 meter (data kedalaman dapat juga di save di dalam

echosounder)

d. Sedimen dasar (tingkat kekerasan sedimen dasar dapat dibedakan dari warna pada

layar echosounder)

5. Pada setiap lintasan survey juga dilakukan :

a. Pengukuran Temperatur ( di 3 titik)

c. Pengambilan sedimen dasar ( di 3 titik)

6. Data hasil pengamatan selama survey kemudian diplotkan 3 dimensi dengan

menggunakan software ArcGIS.

Hasil Pengamatan

1. Profil Temperatur 3 dimensi …………………………………………………2. Profil Salinitas 3 dimensi ……………………………………………………3. Profil Kedalaman 3 dimensi….. ……………………………………………4. Distribusi sedimen …………………………………………………………

Pembahasan

1. Deskripsikan profil temperatur, kedalaman dan jenis sedimen di daerah pengamatan

39

Simpulan dan Saran

40

Grup: ......................................Tgl: .........................................

TOPIK 12: PENGGUNAAN FREKWENSI BUNYI DAN LEBAR DETEKSI DASAR SONAR

Teori Pengantar

Frekwensi didefinisikan sebagai banyaknya getaran (cycle wave) bunyi tiap detik.

Frekwensi berkaitan dengan panjang gelombang bunyi, dengan hubungan yang

berbanding terbalik, jadi semakin tinggi frekwensi maka panjang gelombang semakin

pendek. Sebaliknya semakin rendah frekwensi bunyi makan panjang gelombang bunyi

yang terbentuk akan semakin panjang. Hubungan ini diformulasikan sebagai berikut:

C = kecepatan bunyi; λ = panjang gelombang; f = frekwensi bunyi

Perubahan panjang gelombang bunyi akan berpengaruh terhadap perubahan amplitudo

gelombang bunyi, semakin panjang gelombang bunyi maka akan semakin tinggi (lebar

41


Grup : ......................................Tgl. : ......................................

jika dipancarkan vertikal) amplitudonya. Hal ini menyebabkan ada keterkaitan antara

frekwensi bunyi yang digunakan dengan lebar deteksi dasar. Semakin tinggi frekwensi

bunyi yang digunakan maka semakin sempit lebar deteksi dasarnya, sebaliknya

semakin kecil frekwensi yang digunakan maka semakin lebar deteksi dasarnya. Lebar

deteksi dasar menentukan luasan kolom atau dasar perairan yang bisa dideteksi oleh

echosounder, sebagaimana ilustrasi pada Gambar di bawah.

Tujuan

Menentukan lebar deteksi dasar dari berbagai frekwensi yang digunakan.

.

Prosedur Kerja

a. Bahan

1. Alat tulis

2. Lembar kerja

c. Cara Kerja

Dalam survei ada berbagai pilihan frekwensi yang bisa digunakan, diantaranya:

1. 40 kHz, lebar deteksi 15˚

2. 50 k Hz, lebar deteksi 46˚


42

Lebar Deteksi Dasar


Kedalaman perairan bervariasi yaitu 100 m, 200 m, 400 m dan 600 m.

Hitunglah:

1. Lebar deteksi dasar perairan pada masing-masing frekwensi yang digunakan

pada variasi kedalaman.

2. Luasan deteksi dasar pada 1 snap shoot pada masing-masing frekwensi yang

digunakan pada variasi kedalaman.

Hasil Pengamatan

3. Tabulasi lebar deteksi dasar pada variasi frekwensi dan kedalaman ……………4. Tabulasi luasan dasar pada variasi frekwensi dan kedalaman ……………

Pembahasan

1. Deskripsikan lebar deteksi dasar yang bisa dideteksi echosounder pada variasi frekwensi dan kedalaman? Mengapa bisa terjadi demikian?

2. Deskripsikan luasan dasar yang bisa dideteksi echosounder pada variasi frekwensi dan kedalaman?

Simpulan dan Saran

43Nilai Akhir:...............................................................................Nama & Paraf Asisten: ............................................................

Grup: ......................................Tgl: .........................................

DAFTAR PUSTAKA

Caruthers, J.W. 1977. Fundamentals of Marine Acoustics. 1-st edition. Elsevier Oceanography Series.

MacLennan dan Simmons. 1992. Fisheries Acoustics. Chapman & Hall, London, 325 p.

Garmin Corporation. 2011. GPSMAP 580/585 Manual. Garmin International, Inc. Cansas USA.

Mitson, R.B. 1991. Fisheries SONAR. Wiley-Blackwell Publisher.

Pasaribu, BP. 1988. Pengembangan Algoritma untuk Pemetaan Sumberdaya Ikan dengan Teknologi Akustik di Perairan Selat Sunda. Laporan Riset Unggulan Terpadu V, Kantor Menteri Negara Riset dan Teknologi, Dewan Riset Nasional, Jakarta, 66 hal.

Urick, R.J. 1983. Principle of Underwater Sound. 3-rd edition. Peninsula Publication USA.

44

isi modul praktikum akustik

Documents