## SURVEI SUB BOTTOM PROFILE (SBP) UNTUK MENGIDENTIFIKASI LAPISAN SEDIMEN PADA MUARA SUNGAI BENGAWAN SOLO MENGGUNAKAN STRATABOX MARINE GEOPHYSICAL INSTRUMENT
Innanda Rizqiani Putri, Dwa Desa Warnana, Firman Syaifuddin Jurusan Teknik Geofisika, FTSP Instittut Teknologi Sepuluh Nopember
e-mail : innanda.rp@gmail.com
Abstrak. Pengendapan sedimen pada muara Sungai Bengawan Solo  cukup besar, hal ini dikarenakan Sungai Bengawan Solo merupakan sungai yang terpanjang di Pulau Jawa. Sungai ini membawa banyak material sedimen sehingga akan terakumulasi pada muara sungai, yaitu pada muara Sungai Bengawan Solo  di  Pangkah  -  Gresik.  Tujuan  dari  penelitian  ini  yaitu  untuk  menganalisa  ketebalan  sedimen  pada muara Sungai Bengawan Solo dan juga mengidentifikasi kedalaman muara sungai. Ketebalan sedimen dan  kedalaman  muara  dapat  diidentifikasi  dengan  melakukan  survei Sub  Bottom  Profile (SBP).  Survei SBP ini memanfaatkan gelombang akustik yang ditembakkan ke bawah permukaan air. Bedasarkan data SBP  yang  telah  dilakukan  analisa,  maka  dapat  diperoleh  kedalaman  sungai  berkisar  0.5  -  6  meter, kedalaman muara sungai berkisar 0.3 - 0.8 meter, dan kedalaman muara sungai menuju ke laut berkisar 5  -  7  meter.  Berdasarkan  peta  kontur  ketebalan  sedimen,  dapat  dianalisa  bahwa  ketebalan  sedimen sekitar 1 meter.
Kata Kunci : gelombang akustik; muara Bengawan Solo; sedimentasi; Sub-Bottom Profile (SBP)
Abstract . The sedimentation in Bengawan Solo Estuary is significant because it is the longest river in Java Island.  It carries substantial material and will be accumulated in Bengawan Solo estuary which is located in Pangkah, Gresik.  The aims of this experiment are analyzing the thickness of sediment in Bengawan Solo Estuary and identifying the depth of the estuary. The measurement of  Sediment's thickness and Estuary's depth are using the Sub Bottom Profile Survey (SBP).  The SBP survey employ the acoustic waves that is propagate into the sea subsurface. Based on the analysis data from SBP,  it is known that the  depth of river approximately 0.5 - 6 meters,  estuary is 0.3 – 0.8 meters and estuary towards sea is 0.5 - 7 meters. Based on countour map of sediment’s thickness, the sediment thickness of estuary is 1 meter.
Keywords: acoustic wave; Bengawan Solo estuary; sedimentation; ub Bottom Profile Survey (SBP)

## PENDAHULUAN
Anak  sungai  pada  sub  DAS  Bengawan  Solo Hulu  dan  Kali  Madiun  yang  mengalirkan  air  dari lereng  Gunung  Merapi,  Merbabu,  dan  Lawu, banyak membawa material sedimen dari hasil erosi pada lereng-lereng tersebut, sehingga mengakibatkan  sedimentasi  yang  tinggi  di  Sungai Bengawan Solo.  Pada  tahun 2000,  di muara  telah terbentuk  tiga  alur  kearah  samping  dan  tidak terjadi  perubahan  pada  saluran  utama  yang akhirnya  tertutup.  Ketika  salah  satu  alur  kearah samping  berubah  menjadi  lebih  panjang  dari  yang lainnya,  ada  kecenderungan  akan  tertutup  akibat peningkatan  endapan  sedimen.  Pada  saat  yang bersamaan,  alur  yang  lain  menjadi  besar  karena ada  tambahan  debit  yang  masuk.  Muara  tersebut telah  berkembang  membentfuk  beberapa  alur melalui  proses  yang  sama  dan  berulang  seperti  di
atas. Proses di atas merupakan proses yang normal dimana  terjadi  gerusan  dan  endapan  pada  dasar sungai  dan  tidak  terpengaruh  oleh  perubahan akibat proses yang terjadi di pantai. Sehingga pada penelitian  ini  akan  dilakukan  survei Sub  Bottom Profile (SBP)  dengan  tujuan  untuk  menganalisa ketebalan  sedimen  pada  muara  Sungai  Bengawan Solo,  yaitu  yang  terletak  di  Pangkah,  Gresik,  Jawa Timur.  Ketebalan  sedimen  didapatkan  dengan menggunakan  gelombang  akustik  pada  alat instrument geofisika, yaitu Stratabox.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisa ketebalan  sedimen  pada  muara  Sungai  Bengawan Solo. Selain itu tujuan dari penelitian ini yaitu untuk memetakan  kedalaman  sungai  –  muara  Sungai Bengawan  Solo, sehingga output dari penelitian ini akan  didapatkan  peta  kedalaman  air  sungai  dan juga peta sebaran ketebalan sedimen.
Metode geofisika yang cocok untuk menganalisa  ketebalan  sedimen  dan  kedalaman sungai  Bengawan  Solo  adalah Sub  Bottom  Profile (SBP),  metode  ini  merupakan  metode  seismik dangkal dengan memanfaatkan gelombang akustik. Penetrasi  kedalaman  metode  ini  mencapai  40 meter dengan frekuensi 2-10 kHz.

## TINJAUAN PUSTAKA

## Sedimentasi pada Muara Sungai Bengawan Solo
Muara  sungai  merupakan  bagian  hilir  sungai yang  berhubungan  dengan  laut.  Fungsi  dari  muara sungai  ini  sebagai  tempat  pengeluaran  atau pembuangan  debit  sungai  terutama  pada  waktu banjir.  Muara  sungai  mempunyai  nilai  yang ekonomis  yang  penting  karena  dapat  berfungsi sebagai  alur  penghubung  antara  laut  dan  daerah daratan.  Selain  itu,  muara  sungai  banyak dimanfaatkan  sebagai  lokasi  pelabuhan  dan memegang peranan penting dalam masalah instrusi air  laut.  Berkurangnya  fungsi  muara,  baik  sebagai saluran  debit  banjir  maupun  untuk  alur  pelayaran, disebabkan  oleh  sedimentasi.  Sedimentasi  pada muara  mempengaruhi  morfologi  muara.  Ada  tiga faktor yang menentukan bentuk dari muara sungai, yaitu  gelombang  laut,  debit  sungai,  dan  pasang surut air laut.
Sungai  Bengawan  Solo  merupakan  sungai terpanjang di Pulau Jawa, mengalir dari pegunungan Sewu  di  Selatan  Surakarta,  ke  Laut  Jawa  di  Utara Surabaya  melalui  alur  sepanjang  ±  600  km.  Anak- anak sungai pada sub DAS Bengawan Solo Hulu dan Kali  Madiun  yang  mengalirkan  air  dari  lereng Gunung  Merapi,  Merbabu,  dan  Lawu,  banyak membawa  material  sedimen  dari  hasil  erosi  pada lereng-lereng  tersebut,  sehingga  mengakibatkan sedimentasi  yang  tinggi  di  Sungai  Bengawan  Solo. (BBWSBS, 2012)
Gambar 1. Tipe Muara yang Didominasi oleh Aliran Sungai, Seperti yang Terjadi Pada Muara Sungai Bengawan Solo (Amri, Ulil, 2016).
Untuk  mengatasi  masalah  sedimentasi  yang terjadi  di  Selat  Madura,  pemerintah  Belanda  telah membuat  sudetan  sungai  ke  arah  Utara  melalui daerah  rawa  menuju  Laut  Jawa,  menghubungkan Sungai Bengawan Solo dengan laut disebelah Timur perkampungan  nelayan  Ujung  Pangkah  pada  tahun 1890-an.  Sampai  saat,  ini  arah  ( aligment )  saluran tersebut  masih  tetap  seperti  kondisi  awal dikarenakan  oleh  material  lempung  padat  yang terdapat  di  daerah  rawa  tersebut,  tetapi  telah terjadi  perubahan  di  muara  sungai.  Pada  sekitar tahun  1922,  telah  terjadi  perubahan  muara sepanjang  9  km  kearah  Utara  sepanjang  saluran memotong  endapan  pasir  dangkal  sampai  ke  garis pantai. Pada tahun 2000,  di muara telah terbentuk tiga  alur  kearah  samping  dan  tidak  terjadi perubahan  pada  saluran  utama  yang  akhirnya tertutup.  Ketika  salah  satu  alur  kearah  samping berubah  menjadi  lebih  panjang  dari  yang  lainnya, ada kecenderungan akan tertutup akibat peningkatan  endapan  sedimen.  Pada  saat  yang bersamaan, alur yang lain menjadi besar karena ada tambahan  debit  yang  masuk. Muara  tersebut  telah berkembang  membentuk  beberapa  alur  melalui proses  yang  sama  dan  berulang  seperti  di  atas. Proses  di  atas  merupakan  proses  yang  normal dimana  terjadi  gerusan  dan  endapan  pada  dasar sungai  dan  tidak  terpengaruh  oleh  perubahan akibat  proses  yang  terjadi  di  pantai.  Tidak  terjadi endapan pasir di muara sehingga tidak akan terjadi penyumbatan  muara  yang  dapat  menyebabkan
banjir.  Studi  mengenai  teknik  pantai  dalam  studi CDMP  menyimpulkan  bahwa  tidak  akan  terjadi pergerakan  muara  kearah  Utara,  tetapi  akan melebar  kearah  Timur  dan  Barat  dengan  volume angkutan sedimen pada kondisi saat ini, maka Selat Madura  akan  tertutup  dalam  waktu  200  tahun. (BBWSBS, 2012)
Sub Bottom Profile (SBP)
Sistem Sub  Bottom  Profile (SBP)  terdiri  dari sumber  suara,  baik  ditarik  di  belakang  kapal  atau dipasang  ke  lambung,  menghasilkan  pulsa  akustik yang  diatur  frekuensi,  daya,  dan  durasi  waktunya. Pulsa  akustik  yang  dihasilkan  dapat  digambarkan sebagai single-beam . Pulsa akustik bergerak melalui kolom  air  (dipengaruhi  oleh  suhu  air,  sanilitas  dan konsentrasi  bahan  tersuspensi)  dan  menembus dasar laut. Beberapa sinyal akustik dipantulkan dari dasar laut, sedangkan sisanya menembus dasar laut dan  terpantulkan  kembali  ketika  bertemu  batas antara lapisan yang memiliki impedansi akustik yang berbeda. Impedansi akustik material (Z) tergantung pada  densitas  bulk  basah  sedimen  (ρ),  dan kecepatan gelombang (c), dimana:
Z = ρ . c (1)

## Gambar 2. Pemasangan Berbagai Sistem SBP
(Penrose Et Al, 2005).
SBP  memiliki  banyak  tipe,  tipe  dari  SBP  dapat dikategorikan  menjadi sistem frekuensi tinggi  (1-30 kHz)  dan  sistem  frekuensi  tinggi  tinggi  yang menghasilkan profil resolusi rendah. Adapun contoh dari  sistem  frekuensi  tinggi  seperti  sistem chirper dan pinger ,  sedangkan  untuk  frekuensi  rendah
seperti water dan  air guns,  sparkers,  sleeve exploders,  bibble  pursers, dan boomers .  Dalam sistem frekuensi rendah, sumber energi mentransmisikan  sinyal  berisi  spektrum  yang  luas dan  membutuhkan  secara  terpisah  hydrophone array yang diderek untuk menerima sinyal pantulan. (Penrose et al, 2005)
Gambar 3. Karakteristik Sistem dari Berbagai Lelas SBP.
(Penrose et al, 2005).

## Stratabox Marine Geophysical Instrument
Stratabox  merupakan  alat  portable  yang memiliki  resolusi  tinggi,  dengan  daya  yang  rendah dan  juga  alat  instrument  geofisika  ini  merupakan alat  yang  anti  air  untuk  menggambarkan  profil sedimen  bawah  laut.  Kedalaman  penetrasi Stratabox  mencapai  40  meter.  Alat  ini  didesain untuk  lokasi  daerah  darat  dan  daerah  pantai  yang tidak memiliki kedalaman air laut yang dalam.
Gambar 3. Alat Stratabox untuk Akusisi SBP dan Batimetri.

## METODOLOGI PENELITIAN
Akusisi  data  lapangan  dilakukan  sebanyak  dua kali, yaitu pada tanggal 25-27 Oktober 2016 dan 1-2 November  2016  di Ujung Pangkah ,  Kabupaten Gresik,  Jawa Timur .  Lokasi penelitan berada pada koordinat 6̊ 50 .460’ S dan  112̊ 32 .425’  E.  Sebagian besar  lokasi  penelitian  merupakan  daerah  laut dangkal  dikarenakan  adanya  sedimentasi  yang cukup tinggi pada daerah tersebut.
Gambar 4. Lokasi Penelitian dengan Lintasan Kapal
Pengambilan Data SBP dan Data Batimetri. (Google Earth, 2016).
Data  yang  digunakan  pada  penelitian  ini sebanyak  dua  data,  yaitu  data  SBP  ( Sub  Bottom Profile )  dan  data  batimetri.  Tujuan  dilakukannya akuisisi  SBP  yaitu  untuk  menganalisis  ketebalan lapisan  sedimen  pada  daerah  penelitian.  Akuisisi data SBP ini dilakukan dengan menggunakan perahu nelayan,  kemudian  alat  Stratabox  diletakkan  di samping badan kapal, dengan parameter akusisi :
•  Frekuensi
: 2-10 kHz
•  Kedalaman transducer : 0.4 meter •  Gain : 5-15 dB
Kemudian  dari  akusisi  data  didapatkan  2 format  data,  yaitu  .odc  dan  .segy,  kemudian  data tersebut  diolah  berdasarkan  diagram  alir  sebagai berikut.

## Gambar 5. Diagram Alir Pengolahan Data SBP dan Batimetri.
Terdapat  4  tahapan  pengolahan  data  yang sangat  penting  yaitu  di  antaranya  Filter  Ormbsby, Mix N-Trace Weighted Mix, Trace Interpolation, dan
Dekonvolusi.    Filter  bandpass  digunakan  untuk mereduksi noise yang  terdapat  pada  data, parameter yang digunakan dalam filter ini  yaitu: - Low Truncation Freq : 300 - Low Cut Freq : 800 - High Cut Freq : 4000 - High Truncation Freq : 6000

## Gambar 6. Penampang SBP setelah Dilakukan Filter Ormbsy.
Pada  data  SBP  banyak  terdapat double  shot atau multi  shot dalam  satu  posisi,  sehingga  hal  ini akan  mengganggu  proses  pengolahan  data.  Maka tahapan  selanjutnya  setelah filtering yaitu  Mix  N- Trace  Weighted  Mix.  Kegunaan  dari  tahapan  ini yaitu  untuk  menyatukan  beberapa trace yang spesifik  untuk  menjadi  satu trace dan  juga  untuk melakukan smoothing pada data.

## Gambar 7. Penampang SBP setelah Dilakukan Mix N-Trace Weighted Mix.
Pada Gambar 7 di atas, setelah dilakukan Mix N- Trace  Weighted  Mix  maka  data  penampang  SBP lebih smooth dan juga lebih jelas kemenerusannya. Sehingga akan memperbaiki kualitas data.
Kemudian  tahapan  selanjutnya  adalah  trace interpolation. Trace  interpolation bertujuan  yaitu untuk memberikan jarak pada masing-masing trace , pada  tahapan  ini  parameter  yang  diberikan  yaitu jarak antar trace yang baru adalah 10 m.
Gambar 8. Penampang SBP setelah Dilakukan Trace Interpolation.
Gambar 9.  Perbandingan Jumlah Trace Sebelum dan sesudah Dilakukan Trace Interpolation .
Pada  Gambar  9  di  atas  ditunjukkan  bahwa setelah  dilakukan trace  interpolation ,  maka  jumlah trace akan berkurang 10 kali lipat dari jumlah trace awal.  Sebelum  dilakukan  interpolasi  jumlah trace sebanyak  40950,  kemudian  setelah  dilakukan interpolasi  jumlah trace menjadi  4095.  Kemudian tahapan selanjutnya yaitu dekonvolusi. Dekonvolusi adalah  suatu  proses  utuk  menghilangkan  pengaruh dari wavelet sumber  dari suatu trace seismik.  Pada penelitian  ini  digunakan  prediktif  dekonvolusi, diharapkan dekonvolusi mampu menekan reverbrasi  (perulangan)  yang  terdapat  pada  data seismik  dan  juga  untuk  memperbaiki  resolusi  data. Prediktif dekonvolusi menggunakan parameter GAP dan  operator length yang  berbeda.  GAP  adalah lebar  defleksi  yang  lolos,  yaitu  satu  gelombang. Kemudian  operator  length  adalah  lama  reverbrasi. Digunakan  parameter  GAP  0.2  ms  dan  operator length 1.2 ms.
Gambar 10. Penampang SBP setelah Dilakukan Prediktif Dekonvolusi.
Untuk quality control (QC) dari dekonvolusi ini digunakan autokorelasi. Autokorelasi adalah perkalian  kepada  dirinya  sendiri.  Hal  ini  digunakan untuk mengetahui similaritas dari suatu fungsi atau pola  berulah  pada  sinyal.  Sehingga, saat  similaritas makin  besar  (mendekati  100%),  maka  hal  ini menunjukkan  semakin  kecilnya  reverbrasi,  seperti yang ditunjukkan pada Gambar  11 di bawah ini.
Gambar 11. Autokorelasi Setelah (Atas) dan Sebelum
(Bawah)  Dilakukan Prediktif Dekonvolusi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Batimetri Muara Sungai Bengawan Solo
Berdasarkan  peta surface 2D  dapat  dianalisa bahwa kedalaman muara sungai berkisar antara 0.3 –  7  meter.  Analisa  batimetri  dibagi  menjadi  tiga bagian  yaitu  pada  bagian  muara  sungai  menuju  ke Laut Jawa, mulut muara dan badan sungai.
Gambar 12. Peta Batimetri pada Muara Sungai Menuju ke Laut Jawa.
Pada  Gambar  12  di  atas  merupakan  bagian muara  sungai  menuju  ke  Laut  Jawa,  kedalaman daerah  ini  cukup  dalam  hingga  7  meter.  Lokasi  ini sering digunakan nelayan mencari ikan dengan cara membuat jebakan jaring pada beberapa lokasi. Pada daerah ini kedalaman laut mulai dari 0.5 – 7 meter dengan ditunjukkan warna merah hingga biru pada Gambar 12 tersebut. Kemudian pada bagian merah merupakan  daerah  mulut  muara.  Lokasi  ini mengalami pendangkalan yang semakin berjalannya waktu  semakin  meningkat.  Sehingga  bagian  mulut muara  ini  tidak  dapat  di  lewati  nelayan  jika  air sudah  tidak  pasang  lagi.  Kedalaman  mulut  muara berkisar 0.3 - 0.8  meter.
Gambar 13 Peta Batimetri pada Cabang Sungai Bengawan
Solo Bagian Tengah.
Kemudian selanjutnya dilakukan analisa batimetri  pada  bagian  badan  sungai.  Kedalaman Sungai  Bengawan  Solo  berdasar  Gambar  13 di  atas sekitar 0.5  - 6  meter. Kedalaman 0.5 meter berada di  daerah  mulut  muara  sungai  bengawan  solo. Kemudian  kedalaman  6  meter  berada  di  daerah percabangan antar sungai.

## Analisis Ketebalan Sedimen Muara Sungai
Pada  Gambar  14  di  bawah,  menunjukkan persebaran  ketebalan  sedimen  pada  sungai Bengawan  Solo  yaitu  sekitar  1  meter.  Ketebalan sedimen  pada  sungai  di  kontrol  oleh  laju sedimentasi  dari  Sungai  Bengawan  Solo  itu  sendiri. Saat  arus  sungai  deras  maka  laju  sedimentasi  akan
sedikit, namun jika arus sungai melambat maka laju sedimentasi  akan  meningkat.  Hal  ini  dikarenakan saat  arus sungai  melambat,  material sedimen  akan terendapkan dengan perlahan ke dasar sungai.

## Gambar 14. Peta Ketebalan Sedimen pada Muara

## Sungai Bengawan Solo.
Kemudian  dilakukan  juga  analisa  ketebalan sedimen  pada bagian  muara  menuju  ke  Laut  Jawa. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15 di bawah ini.  Gambar  di  bawah  ini  menunjukkan  ketebalan sedimen pada muara Sungai Bengawan Solo sekitar kura lebih 1 meter.

## Gambar 15. Peta Ketebalan Sedimen pada
Bagian Muara Menuju Ke Laut Jawa.
Dari analisa peta ketebalan bagian sungai dan bagian  muara  menuju  ke  laut,  dapat  disimpulkan jika  persebaran  ketebalan  sedimen  pada  muara Bengawan  Solo  yakni  kurang  lebih  1  meter. Semakin  menuju  ke  laut,  maka  ketebalan  sedimen akan  semakin  menebal.  Untuk  lebih  menguatkan analisa,  maka  dilakukan  pengamatan  lapangan. Pengamatan  di  lapangan  yang  dilakukan  adalah melihat sekitar kondisi sungai, seperti pada Gambar 14 di bawah ini.
Gambar 16. Ketebalan Sedimen pada Pinggir Sungai.
Sedimentasi  pada  bagian  dinding  sungai  yang terlihat  pada  Gambar  16  cukup  tebal.  Foto  ini diambil  pada  bagian  sungai  Bengawan  Solo,  pada Gambar  16  terlihat  lapisan  sedimen  seperti berlapis-lapis.  Lapisan  –  lapisan  ini  menunjukkan waktu  material  sedimen  tersebut  terendapkan. Satu  lapisan  menunjukkan  waktu  pengendapan sedimen  yang  sama.  Sehingga  hal  ini  memperkuat analisa  bahwa  adanya  sedimentasi  yang  cukup tinggi pada Sungai Bengawan Solo.

## PENUTUP Kesimpulan
Kesimpulan  yang  didapat  dari  penelitian  ini antara lain.
1. Berdasarkan  data  SBP,  maka  ketebalan sedimen di  Muara  Sungai  Bengawan  Solo  kurang  lebih  1 meter.
2. Berdasarkan data SBP pada muara sungai, dapat diidentifikasi kedalaman Muara Sungai
Bengawan Solo yaitu 0.3 – 8 meter.

## Saran
Saran yang dapat diberikan yaitu perlu adanya kontrol  kedalaman  air  laut  dengan  menggunakan echosourder sehingga didapatkan angka kedalaman yang lebih akurat.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada dosen-dosen  pembimbing  Bapak  Dwa  Desa Warnana  dan  Pak  Firman  Syaifuddin  atas  ide penulisan  dan  pengarahannya  selama  proses penelitian hingga penulisan

## DAFTAR PUSTAKA
Amri,  Ulil.,  2016. Integrasi  Data  SBP  dan  Gravity  Core untuk  Menentukan  Dinamika  Sedimentasi  Resen  di Perairan Utara Wokam : Institut Pertanian Bogor.
Lurton,  X.,  2002. An  Introduction  to  Underwater Acoustic . Springer, Praxis. Chichester, UK.
Penrose  dkk.,  2005. Acoustic  Techniques  for  Seabed Classification :  Cooperative  Research  Centre  for
Coastal Zone Estuary and Waterway Management.
Sun,  Y.,  Y.  Gao,  P.  Yan,  J.  Wang,  W.  Yuan,  H.  Wub,  Y. Wang, P. Wan, and G Zhao., 2009. Development of a 20  kJ  Sparker  for  High  Resolution  Ocean  Seismic Survey. Acta Physica Polonica, 115:10591061.
SyQwest., 2016. StrataBox Marine Geophysical
Instrument : Syqwest Incorporated.
Wang,  J.  and  Sacchi,  M.,  2009. Noise  Reduction  by Structure  and  Amplitude  Preserving  Multichannel Deconvolution . CSEG recorder.
Yilmaz,  O.,  2001 .  Seismic  Data  Analysis  Processing, Inversion,  and  Interpretation  Seismic  Data. Society Exploration Geophysicists, USA.
-------------------