HIDROGRAFI
1.0 Pengenalan “Hidrografi”
Perkataan hidrografi merupakan hidrografi merupakan gabungan dua perkataan iaitu perkataan hidro (hydro (hydro)) dan grafik (graphic (graphic ). Perkataan hydro bermaksud air manakala graphic memberi graphic memberi maksud lukisan. Gabungan perkataan hidrografi ini di peringkat awal penggunaannya bermaksud grafik atau lukisan yang menunjukkan kedalaman air bagi sesuatu kawasan samada kawasan sungai, tasik, selat mahupun laut. Grafik atau lukisan ini kini dikenali sebagai carta. Penyediaan sesebuah carta sebenarnya merupakan satu proses kerja yang panjang. Dalam usaha untuk menghasilkan sesebuah carta, kerja-kerja pengumpulan data-data perlu dilaksanakan. Kerja-kerja pengumpulan datadata ini merupakan satu aktiviti yang dinamakan pengukuran hidrografi.
Pengukuran hidrografi merupakan satu bidang yang luas. Menurut kamus hidrografi terbitan Pertubuhan Hidrografi Antarabangsa atau International Hydrographic Organisation (IHO, 1994) pengukuran hidrografi bermaksud, suatu pengukuran yang bertujuan untuk menentukan data yang melibatkan jasad air. Ia mungkin melibatkan perolehan data salah satu daripada kelas-kelas data seperti
i. Bati Batime metr trii (ke (keda dala lama man) n) ii. Bentuk iii. iii. Morf Morfol olog ogii das dasar ar laut laut iv. iv. Kela Kelaju juan an arus arus v. Maklum Maklumat at pasa pasang ng surut surut dan vi. Kedudu Kedudukan kan objekobjek-obj objek ek dasa dasarr laut laut
Ianya diperlukan bagi tujuan pengukuran mahupun tujuan navigasi (pelayaran/rujukan)
1
1.1 Pengkelasan Ukur Hidrografi secara Am
Secara amnya, Ukur Hidrografi boleh dikategorikan kepada 3 (tiga) bahagian iaitu ;
Jenis
Penerangan Ia merupakan pengukuran hidrografi yang dilakukan dipinggir pantai seperti; i. Pem Pembina inaan je jeti
Hidografi Pinggir Pantai (Coastral)
ii. KerjaKerja-ker kerja ja struk struktur tur keju kejurute ruteraa raan n iii. Masala Masalah h hakis hakisan an ping pinggir gir pantai pantai iv. iv. Pena Penamb mbak akan an pant pantai ai v. Peruba Perubahan han pasang pasang surut surut air air laut laut Pengukuran jenis ini merupakan pengukuran yang dilakukan bagi kerjakerja pengutipan data bagi kerja-kerja seperti; i. Peng Pengur urus usan an ala alam m seki sekita tar r
Hidrografi Lepas Pantai (off-shore)
ii. ii. Peng Pengur urus usan an perik perikan anan an iii. Pengur Pengurusa usan n kehid kehidupa upan n dasar dasar laut laut iv. iv. Penent Penentuan uan kawa kawasan san ping pinggir gir panta pantaii (continental self) v. Penjel Penjelaja ajahan han dan dan kerj kerja a carig carigali ali gas/minyak Kerja yang dilakukan adalah seperti; i. Peme Pemeta taan an dasa dasarr laut laut
Hidrografi Laut Jauh (Oceanic)
ii. ii. Kand Kandun unga gan n das dasar ar laut laut iii. Peruba Perubahan han dasar dasar sema semasa sa dasar dasar laut.
2.0 Perkemba Perkembangan ngan Bidang Bidang Hidrograf Hidrografii Dunia
2
Peranan data-data hidrografi merupakan data terpenting dalam pelbagai aspek aspek teruta terutaman manya ya pemban pembangun gunan an dan pengua penguatku tkuasa asaan an marit maritime ime.. Hal ini menyebabkan
Bidang
Hidrografi
ini
tidak
ketinggalan
dalam
memperkembangkan kemampuannya samada dari segi peralatan, cara kerja mahupun hasil yang diperolehi.
2.1 Pengukuran secara Konvensional
Menurut Cohen (1970), data batimetri secara konvesional diperolehi daripada daripada pelbagai pelbagai kaedah kaedah seperti seperti menghant menghantar ar penyelam penyelam dengan tali ukur, ukur, menggunakan tali bersengat (lead (lead line) dan juga melalui kaedah pancang kedalaman (sounding (sounding pole). pole).
2.2 Mesin Pengukuran Pengukuran dan Pembangunan Sistem Pemerum Gema
2.2.1 2.2.1 Perkem Perkemban bangan gan Mesi Mesin n Pengu Pengukur kuran an
Mesin pengukuran Kelvin-White (Kelvin-White (Kelvin-White sounding machine) machine) telah dibangunkan hasil idea dan usaha Sir William Thompson dan Lord Kelvin. Mesin Kelvin-White ini menggunakan tali dawai piano dan win mekanikal. Mesin ini berkemampuan berkemampuan mengukur kedalaman sehingga 100 fatom dalam setiap tujuh minit. Masa tujuh minit tersebut diperlukan kerana masa untuk pemberat mencecah dasar laut pada kedalaman 100 fatom ialah satu minit dan empat hingga enam minit diperlukan untuk menarik semula pemberat tersebut.
Fakta Nombor
-
100 Fa Fatom tom sela elama 7 minit init
3
-
1 Fatom = 6 kaki
Terdapat beberapa mesin pengukuran telah dihasilkan berdasarkan kepada prinsi prinsip p yang yang sama sama degan degan Kelvin Kelvin-Wh -White ite (Kelvin-Whit Kelvin-White e sounding sounding machine machine)) seperti ;
i. Mesin esin Sin Sing gsbee sbee -
mesin yang digunakan diatas kapal
BLAKE BLAKE George George Belkna Belknap p
(Amerika Syarikat)
ii. ii. Mesin esin Lucas cas - mesin yang yang digunakan digunakan diatas kapal HMS EGERNIA (British)
Rajah 1. Mesin Pengukuran Lucas diatas kapal HMS EGERNI A (sumber : Ritchie, 1967)
2.2.2 Pembanguna Pembangunan n Sistem Sistem Pemeru Pemerum m Gema Gema (Echo (Echo Sound Sounder) er)
4
Teknolo eknologi gi penguk pengukura uran n kedala kedalama man n air terus terus berkem berkemban bang. g. Prinsi Prinsip p peng penguk ukur uran an keda kedala lama man n
mula mula bera berali lih h
kepa kepada da peng penggu guna naan an rambatan
gelombang bunyi. bunyi. Cetu Cetusa san n idea idea untu untuk k meng mengha hasi silk lkan an sist sistem em deng dengan an menggunakan prinsip rambatan gelombang bunyi dikatakan bermula selepas tragedi kapal SS Titanic pada Titanic pada tahun 1912 dan tekanan untuk menjejaki kapal selam semasa Perang Dunia Pertama meletus. Antara nama-nama jurutera yang yang memai memainka nkan n perana peranan n utama utama dalam dalam pemba pembangu ngunan nan sistem sistem pemeru pemerum m gema moden adalah Alexander Behm, jurutera Jerman yang menghasilkan Echo Lot yang Lot yang mampu memberi kedalaman sehingga 150 meter . Alexander Behm Behm tela telah h berja berjaya ya menc mencip ipta ta alat alat yang yang meng menguk ukur ur keda kedala lama man n deng dengan an mengg mengguna unakan kan gelomb gelombang ang bunyi bunyi yang yang beras berasask askan an penggu penggunaa naan n prinsi prinsip p mikrofon.
Perkembangan teknologi dengan menggunakan gelombang bunyi ini diteruskan lagi oleh penemuan R.A Fesseden. Saintis Kanada ini berjaya menghasil menghasilkan kan pemerum pemerum gema Fathometer yang mengguna menggunakan kan pemancar pemancar berserta penerima pada tahun 1922. Nama lain yang turut terlibat di dalam pembangunan alat pemerum gema adalah jurutera Perancis, Pierre Langevin. Langevin memperkenalkan pemerum gema berasaskan mekanisma kuarza piezo-elek piezo-elektrik trik yang yang seterusnya seterusnya menghasil menghasilkan kan pemerum pemerum gema supersonik supersonik pertama (supe (superso rsonic nic echo echo sounde sounder r ) pada pada tahu tahun n 1930 1930.. Prin Prinsi sip p alat alat supers supersoni onik k yang yang diilha diilhamk mkan an oleh oleh Langev Langevin in ini merup merupaka akan n prinsi prinsip p asas asas di dalam pembangunan sistem Single Beam Echo Sounder atau Pemerum Gema Alur Tunggal (PGAT) yang mula digunakan secara global pada awal tahun 1930-an.
Pembangunan sistem PGAT menjadi lebih signifikan selepas sistem yang dikenali sebagai Precision Depths Recorder (PDR) Recorder (PDR) diperkenalkan oleh Univers University ity of Britis British h Colum Columbia bia pada pada tahun tahun 1956. 1956. PDR dikata dikatakan kan mampu mampu mengh menghasi asilka lkan n data data kedala kedalaman man yang yang lebih lebih tepat. tepat. Selisi Selisih h kedala kedalama man n yang yang dihasilkan oleh sistem tersebut ialah kurang dari satu peratus kedalaman air. 12 tahun selepas penemuan tersebut, Tentera Laut Amerika Syarikat telah berjaya membangunkan Sonar Array Survey System (SASS ). Berasaskan hasil ciptaan sistem SASS ini, satu konsep pengumpulan data batimetri yang 5
lebih menyeluruh telah mula dikembangkan. Pembangunan Multibeam Echo Sounder atau sistem Pemerum Gema Berbilang Alur (PGBA) dikatakan telah bermula dengan ciptaan ini. Sistem PGBA mula diperkenalkan secara komersial pada tahun 1982. Sehingga hari ini, pelbagai sistem PGBA telah berada di pasaran dan digunakan secara meluas di seluruh dunia.
Namun penghasilan data kedalaman bagi sistem PGBA lebih rumit dan kompleks kerana sistem PGBA memerlukan proses tambahan seperti proses pembentukan alur. Denyutan tenaga akustik yang dipancarkan pula bukan sekada sekadarr pada pada satu satu arah arah sepert sepertii PGAT PGAT tetapi tetapi pancar pancaran an denyu denyutan tan akusti akustik k dipancarkan dalam bentuk kipas. Setiap pancaran denyutan (ping) bagi setiap alur alur akan akan meng mengha hasi silk lkan an keda kedala lama man. n. Seti Setiap ap alur alur yang yang dite diteri rima ma pula pula meng enghasil asilk kan masa asa perj perja alana lanan n dua hala ala pergi ergi dan balik alik.. Raja ajah 2 menggambarkan perbezaan antara sistem PGAT dan PGBA.
Rajah 2. Perbezaan pancaran pancaran PGAT PGAT dan PGBA
Short note:-
Pembangunan Sistem Pemerum Gema (Echo Sounder)
6
•
Echo Lot
berkesan pada kedalaman 150m
prinsip Mikrofo
n •
Pemerum Gema Fathometer dan
menggunakan pemancar Penerima
•
•
•
Supersonic Echo Sounder
menggunakan mekanisma Kuarza piezo-elektrik
Single Beam Echo Sounder (PGAT)
Supersonic Echo Sounder sebagai asas penciptaanya pencipta anya
Precision Precisi on Depths Recorder (PDR)
PGAT sebagai asas Pengukuran lebih tepat Selisih kedalaman < 1% kedalaman air.
•
•
Sonar Array Survey System (SASS)
konsep pengumpulan data batimetri yang lebih menyeluruh
Multibeam Echo Sounder
SASS sebagai konsep pembangunannya
7
Rajah 3. Kaedah Pemerum Gema (gelombang akustik)
3.0 Peralatan Peralatan Ukur Ukur Hidrografi Hidrografi yang yang biasa biasa digunakan digunakan
8
Berikut adalah merupakan beberapa jenis perlatan yang digunakan untuk pengukuran hidrografi pada masa kini.
3.1 SIDE SCAN SONAR SYSTEM SYSTEM (CM800)
Spesifikasi • Unique fibre optic tow cable • Interchangeable with a soft Kevlar/coax Kevlar/coax two cable • Unique sonar transducer configuration • Navigation and data positioning • Comprehensive display display,, recording and replay facilities
The CM800 and NMEA 0183 navigation data interface comes as a stan standa dard rd pack packag age e of this this,, also also allo allows ws the the oper operat ator or to ente enterr the the tow tow fish fish layback. layback. The geographi geographical cal position of any object is available available just by pointing pointing at it with the cursor. Furthermore, the cursor can also be used to directly measure the dimensions of an object, including its height.
3.2
TIDE GAUGE WATER LEVEL
9
Spesifikasi • Over 2 years capacity • Settable sampling • Delay start feature • Robust titanium titanium transducer transducer housing housing • PC setup software • Spreadsheet compatible data
Transducer Druck PDCR 1830 Titanium shelled vented strain gauge, with stainless steel mounting bracket.
Range Standard 10dBar (approx 10m).
Accuracy ±0.1% Full Scale
Calibration Held within logging unit
3.3 HEADING SENSOR (SIMRAD HS50)
10
Spesifikasi • i. True heading anywhere on earth • ii. Replaces several instruments with one robust, integrated product • iii. Heading available in periods of GPS drop-out • iv. 20Hz update rate on heading and rate of turn measurements • v. 80°/sec follow-up rate • vi. Three RS-232 and three RS-422 configurable output serial lines • vii. Output data on Ethernet • viii. Only one cable (no coax) between the mast unit and the Processing unit on the bridge
Simrad HS50 is a GPS compass that provides true heading output with position, velocity and rate of turn information i nformation in addition. This product replaces seve severa rall
vess vessel el
inst instru rume ment nts s
with with
one one
comp compac actt
navi naviga gati tion on
pack packag age; e;
gyrocompass, GPS system, speed log and Rate of Turn (ROT) indicator. The HS50 requires no scheduled maintenance or re-calibration. The system offers flexible configuration of the output variables and interface setup, depending on the vessel and application. It is easy to operate, install, and align.
11
3.3 GA052 GA052Cx/G Cx/GA-7 A-72CD 2CD (MAGNET (MAGNETOME OMETER TER SURVEY SURVEY))
Spesifikasi • Enhanced target detection • Clear, Clear, sharp, detection detection signal pinpoints pinpoints the target • Weights approximately 2 ½ lbs • Five individual individual sensitivity settings • Rugged lightweight case • Y2K Compliant
The GA-52Cx and GA-72Cd Locators detect the magnetic field of iron and steel objects and energized power lines. Both provide audio detection signals that peak in frequency when the locator's tip is held directly over the target. The GA-72Cd has the option of nulling or peaking.
3.4 SURVEY ECHO SOUNDER (BATHY 500)
12
Spesifikasi • Built in Digitizer with RS232 RS232 and RS422 Data Output Interface Ports • Advanced, Microprocessor-Based Electronics • Thermal Recorder • NMEA 0183 Navigation Input Input Interface • Selected DC or AC AC Input Power • Automatic Chart • Remote Mark Input
The The Bath Bathyy-50 500 0 Elec Electr tron onic ic Surv Survey ey Inst Instru rum ment ent used used to gene genera rate te prec precis isio ion n
char chartt
reco record rdin ings gs
and and
digi digita tall
data data
outp output ut..
Techn echnol olog ogic ical ally ly
sophis sophistic ticate ated, d, utiliz utilizing ing moder modern, n, microp microproc rocess essor or based based electr electroni onics cs and a thermal chart recorder mechanism. Digita Digitall proces processin sing g enable enables s the instru instrumen mentt to offer offer fully fully autom automati atic c bottom digitising capabilities. When interfaced with a NMEA 0183-compatible pos positio ition n
sens sensor or,,
the the
ech echo
sou sounder nder
hydrographical survey environment.
Performance • Depth Range Range : 160m (480ft)
13
prov rovides ides
comp omplete lete,,
inte integr grat ate ed
• Accuracy ± 0.5% 0.5% • Depth Resolution 0.1 unit
Acoustics • 40 kHz kHz / 200kHz 200kHz • 600 Watts Watts Output Output Power Power
3.5 TOTAL TOTAL STA STATION (SOKKIA (SOKKI A SET 300)
14
Spesifikasi • Sophisticated Dual Dual – Axis Compensator Compensator • Extended memory • Compact Flash memory memory card card • RS series series Reflective Reflective sheets sheets • Pin pole reflective target RT 50P • Detachable rotary rotary target RT RT 90C 90C • Two – point target 2RT 500 • Reflective staff RF 3 • Electronic Field Books
Total otal statio station n engine engineere ered d for top perfor performa mance nce at any job site. site. With With rugged physical enhancement, the SET300 is an undemanding instrument even under the most demanding conditions. Enhanced technology assures accuracy and efficiency under any work condition
SET 300 is outfitt outfitted ed with with versat versatile ile softwa software re that that enhanc enhances es any survey surveying ing project.
Ciri-ciri Set 300
15
•
Measuring Range 1m to 2000m (6,500ft)
•
Display Resolution 1''/0.2 mgon /0.005 mil,
•
5''/1mgon / 0.002 mil,
•
Accuracy 3”/1mgon
•
[ISO/ DIS 12857.2: 1995) H&V]
•
Magnification 30x
•
Data storage internal 4000 points memory
16
4.0
KEPE KEPENT NTIN INGA GAN N
SERT SERTA A
KESI KESIMP MPUL ULA AN
YANG
DAP DAPAT
DIBU DIBUA AT
BERKAITAN BERKAITAN PEMBANGUNAN DAN DAN KEPERLUAN HIDROGRAFI HIDROGRAFI
Seba Sebaga gaii sebu sebuah ah nega negara ra mari mariti tim, m, tida tidak k dapa dapatt dina dinafik fikan an baha bahawa wa ekonomi negara telah banyak dijana oleh aktiviti eksplotasi sumber hasil yang diperolehi dari wilayah laut. Malah sekiranya dilihat secara global, lebih dari 50 peratu peratus s kepad kepadata atan n pendu penduduk duk dunia dunia adala adalah h berkis berkisar ar kepad kepada a kawasa kawasan n sekita sekitarr 60 kilome kilometer ter dari dari pantai pantai (Grese (Greseir ir,, 2000). 2000). Fakta Fakta ini membu membukti ktikan kan bahawa laut merupakan sumber ekonomi terpenting bagi masyarakat global. Ekonomi negara Malaysia juga banyak dijana oleh aktiviti-aktiviti eksplorasi dan eksploitasi wilayah laut negara. Sumber gas asli, petroleum, perikanan, mineral, pelancongan, janakuasa elektrik dan berbagai lagi sumber-sumber tenaga dan sumber Secara umumnya, keluasan 450,233 km persegi wilayah laut negara mampu menjanjikan pulangan yang bermakna seandainya aktivitiaktiviti eksplorasi dan eksploitasi dioptimumkan dengan sebaiknya.
Malaysia juga telah meratifikasikan sebagai Negara Parti (State Party) kepada kepada Konven Konvensy syen en Undang Undang-Un -Undan dang g Laut Laut Pertub Pertubuha uhan n Bangs Bangsa-B a-Bang angsa sa Bersatu 1982 (UNCLOS 1982) semejak 14 Oktober 1996. Sebagai Negara Part Parti, i, Malay Malaysi sia a turu turutt memp mempuny unyai ai hak hak dan dan layak layak untu untuk k meng mengem emuk ukak akan an tuntutan hak pelantar benua melebihi 200 batu nautika tetapi tidak melebihi 350 batu nautika berdasarkan Artikel 76 kepada UNCLOS 1982. Dalam usaha mengemukakan tuntutan tersebut, data-data saintifik dan justifikasi teknikal perlu disediakan kepada pihak Commission on the Limits of Continental Shelf (CLCS). Dalam Dalam kontek konteks s ini perana peranan n datadata-dat data a hidrog hidrograf rafii amat amat tinggi tinggi dan memberi impak yang sangat signifikan. Selain daripada keperluan-keperluan untuk mengemukakan tuntutan hak pelantar benua melebihi 200 batu nautika, pemilihan asas bagi titik pangkal dan garis pangkal bagi penentuan keluasan perairan sesebuah negara juga hanya boleh ditentukan melalui pengukuran hidrografi. Justeru itu, tidak dapat dinafikan bahawa pengukuran hidrografi merupakan satu elemen penting dalam membantu mengenal pasti keluasan perairan negara yang seterusnya akan mendorong aktiviti-aktiviti eksplorasi dan eksploitasi wilayah laut negara.
17
Aktiviti-aktiviti eksplorasi dan eksploitasi kawasan pesisir pantai dan laut lepas memerlukan data-data yang lebih menyeluruh dan berketepatan tingg tinggi. i. Data Data-d -dat ata a bati batime metr trii yang yang dipe dipero role lehi hi sebe sebelu lum m tahu tahun n 1960 1960 bole boleh h dikatakan tidak mampu memenuhi keperluan terkini (IHB, 1997). Malah dari aspe aspek k peng pengha hasi sila lan n cart carta a naut nautik ika a juga juga,, piaw piawai aian an dan dan spes spesif ifik ikas asii terk terkin inii memberi banyak penekanan kepada perolehan data yang lebih menyeluruh (Spi (Spitt ttal al,,
2000 2000). ). Ini Ini
dapa dapatt
dili diliha hatt
beri beriku kuta tan n
pena penamb mbah ahan an syar syarat at oleh oleh
Pertubuhan Maritim Antarabangsa atau International Maritime Organisation (IMO) mengenai keselamatan pelayaran kapal-kapal seperti polisi kelegaan bawa bawah h luna lunas s (und (under er keel keel clea cleara ranc nce) e).. Perk Perkem emba bang ngan an ini ini meny menyeb ebab abka kan n permintaan terhadap data-data yang lebih menyeluruh dan memiliki resolusi tinggi telah meningkat secara drastik. Keadaan ini seterusnya menyebabkan data-data dari sistem PGAT agak ketinggalan dalam memenuhi keperluan ters terseb ebut ut.. Selai elain n itu, itu, tekn teknik ik peng pengum umpu pula lan n data data deng dengan an sist sistem em PGA PGAT mengambil masa yang agak lama kerana bilangan garis peruman (sounding line) yang lebih rapat diperlukan dalam memenuhi piawaian dan keperluan spesifikasi terkini.
18
Rujukan :1. hydr hydro. o.go gov v.my .my
2.
http://pkukmweb.ukm.my/~knam/notaUkurkejut/Bab10%2 0Ukur%20Hidrografi.pdf
3.
http://navy.mil.gov.my
4.
www.hydromappers.com
5. Pengukura Pengukuran n Hidrografi Hidrografi:: Sejarah Sejarah dan Kepentingan Kepentingan Masa Kini (Oleh: Lt Kdr Najhan bin Md. Said TLDM)
6.
GPS dan Ukur Hidrografi (Dr.Hasanudin Z.Abidin) Kelompok Keilmuan Geodesi,Institut Teknologi Teknologi Bandung
19
