• Tidak ada hasil yang ditemukan

LAPISAN TANAH DI RUAS JALAN SAMPANGAN BANARAN KECAMATAN GUNUNGPATI SEMARANG BERDASARKAN DATA GEOLISTRIK

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "LAPISAN TANAH DI RUAS JALAN SAMPANGAN BANARAN KECAMATAN GUNUNGPATI SEMARANG BERDASARKAN DATA GEOLISTRIK"

Copied!
104
0
0

Teks penuh

(1)

i

LAPISAN TANAH DI RUAS JALAN

SAMPANGAN-BANARAN

KECAMATAN GUNUNGPATI SEMARANG

BERDASARKAN DATA GEOLISTRIK

skripsi

disajikan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

Program Studi Fisika

oleh

Farid Nurul Yaqin

4211410010

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

(2)

ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING

Skripsi dengan judul “Lapisan Tanah di Ruas Jalan Sampangan-Banaran

Kecamatan Gunungpati Semarang Berdasarkan Data Geolistrik” telah disetujui

oleh pembimbing untuk diajukan di sidang panitia ujian skripsi Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Hari :

Tanggal :

Pembimbing

(3)

iii

PENGESAHAN

Skripsi yang berjudul :

Lapisan Tanah di Ruas Jalan Sampangan-Banaran Kecamatan Gunungpati Semarang Berdasarkan Data Geolistrik

disusun oleh

Farid Nurul Yaqin 4211410010

(4)

iv

PERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi saya yang berjudul

”Lapisan Tanah di Ruas Jalan Sampangan-Banaran Kecamatan Gunungpati Semarang Berdasarkan Data Geolistrik” disusun berdasarkan hasil penelitian saya dengan arahan dosen pembimbing. Sumber informasi atau kutipan yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Semarang, Agustus 2014

Penulis

(5)

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO :

 You never know how close you are, so never give up on your dreams  Jika kamu terlahir miskin, itu bukan kesalahanmu, tapi jika kamu mati

sebagai orang miskin, itu kesalahanmu (Bill Gates)

PERSEMBAHAN :

 Bapak dan Ibu yang senantiasa memberi doa, kasih sayang serta pengorbanan yang begitu besar demi masa depanku

 Kakak dan adikku yang selalu memberi doa, semangat dan dukungan

(6)

vi

KATA PENGANTAR

Kami panjatkan puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan

judul “Lapisan Tanah di Ruas Jalan Sampangan-Banaran Kecamatan Gunungpati Semarang Berdasarkan Data Geolistrik”.

Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan

dan dukungan berbagai pihak, maka penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Rektor Universitas Negeri Semarang atas kesempatan yang diberikan kepada

penulis sehingga dapat menyelesaikan studinya.

2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam atas izin yang

diberikan kepada penulis untuk melakukan penelitian.

3. Ketua Jurusan Fisika atas kemudahan administrasi dalam menyelesaikan

skripsi ini.

4. Dr. Supriyadi, M.Si, sebagai dosen pembimbing yang telah memberikan

pengarahan dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

5. Dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang sangat

berguna untuk penyempurnaan skripsi ini.

6. Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan bekal ilmu yang tak ternilai

harganya selama belajar di FMIPA UNNES.

7. Bapak, Ibu, kakak dan adikku yang selalu memberi doa, bantuan, dan

dukungan serta semangat untuk saya selama ini.

(7)

vii

9. Kakak-kakak angkatan Fisika yang telah memberikan bantuan, dukungan dan

semangat untuk saya selama ini.

10.Teman-teman Fisika angkatan 2010 semuanya yang saya sayangi.

11.Adik-adik Fisika angkatan 2011 dan 2012 yang telah memotifasiku.

12.Teman-teman seperjuangan SMP dan SMA yang selalu memberiku motivasi.

13.Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi.

Semoga kiranya amal baik mereka diterima sebagai suatu amal kebaikan untuk keridhoan-Nya semata-mata. Penulis juga mohon maaf apabila dalam penyusunan laporan skripsi ini ada beberapa kekurangan dan kesalahan.

Akhir kata, semoga skripsi ini dapat memberi tambahan ilmu bagi para

pembaca untuk meningkatkan wawasan pengetahuan.

Semarang, 11 Agustus 2014

(8)

viii

ABSTRAK

Yaqin, Farid Nurul. 2014. Lapisan Tanah di Ruas Jalan Sampangan-Banaran Kecamatan Gunungpati Semarang Berdasarkan Data Geolistrik. Skripsi, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang. Pembimbing Dr. Supriyadi, M.Si.

Kata Kunci : geolistrik, konfigurasi pole-pole, struktur tanah

Pada ruas jalan Sampangan-Banaran kecamatan Gunungpati, Semarang sering terjadi kerusakan jalan dan longsoran, salah satunya diakibatkan kondisi tanah yang labil, sehingga perlu dilakukan penelitian menggunakan metode geolistrik

resistivity konfigurasi pole-pole untuk mengetahui struktur tanah. Pada penelitian ini mengambil 10 lintasan di 2 lokasi yaitu lokasi pertama mencakup area dengan titik koordinat S 07o02’17.7” dan E 110o23’28.5” sampai titik koordinat S 07o02’01.7” dan E 110o23’27.0” serta lokasi kedua mencakup area dengan titik koordinat S 07o01’38.3” dan E 110o23’22.2” sampai titik koordinat S 07o01’28.9” dan E 110o23’19.9”. Dari hasil penelitian ditunjukkan bahwa di lokasi pertama struktur tanahnya diduga pada Formasi kaligetas adalah top soil, pasir tufaan, batuan breksi dan batuan lempung, pada Formasi Kerek adalah top soil, pasir tufaan, batuan lempung dan batuan konglomerat serta di titik koordinat S 07o02’13.2” dan E 110o23’27.0” merupakan daerah yang berpotensi longsor dan sepanjang jalan pada Formasi Kerek berpotensi terjadi kerusakan jalan. Di lokasi kedua diduga struktur tanahnya adalah top soil, pasir tufaan, batuan napal dan batuan konglomerat, di lokasi ini berpotensi terjadi kerusakan jalan dan di titik

(9)

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii

PENGESAHAN ... iii

PERNYATAAN ... iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... v

KATA PENGANTAR ... vi

ABSTRAK ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN... xvi

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan Penelitian ... 4

1.5 Manfaat Penelitian ... 4

1.6 Sistematika Skripsi ... 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kondisi Geologi Semarang ... 6

2.1.1 Formasi Kaligetas (Qpkg) ... 6

2.1.2 Formasi Kalibeng (Tmkl) ... 7

2.1.3 Formasi Kerek (Tmk) ... 7

2.1.4 Formasi Damar (Qtd) ... 8

2.2 Tanah ... 8

(10)

x

2.2.1.1 Batuan Induk (Bedrock) ... 10

2.2.1.1.1 Batuan Beku ... 11

2.2.1.1.2 Batuan Sedimen ... 12

2.2.1.1.3 Batuan Metamorf ... 13

2.2.2 Gerakan Tanah ... 13

2.2.2.1 Longsoran ... 14

2.3 Teori Dasar kelistrikan ... 15

2.3.1 Sifat Kelistrikan Batuan dan Tanah ... 16

2.3.2 Potensial di sekitar Titik Arus di Permukaan Bumi ... 17

2.3.3 Faktor Geometri ... 18

2.4 Metode Geolistrik Resistivity ... 21

2.4.1 Aturan Elektroda Konfigurasi Pole-pole ... 22

2.4.2 Konsep Resistivitas Semu ... 24

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi dan Waktu penelitian ... 27

3.1.1 Lokasi Penelitian ... 27

3.1.2 Waktu Penelitian ... 28

3.2 Besaran yang Diukur ... 29

3.3 Peralatan ... 30

3.4 Prosedur Pelaksanaan Penelitian ... 31

3.4.1 Persiapan ... 31

3.4.2 Akuisisi Data ... 32

3.4.3 Pengolahan Data ... 33

3.4.4 Interpretasi Data ... 34

3.5 Bagan Alir Pelaksanaan Penelitian ... 35

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian ... 36

4.1.1 Hasil Pengolahan Data di Titik Pertama ... 37

4.1.2 Hasil Pengolahan Data di Titik Kedua ... 40

4.1.3 Hasil Pengolahan Data di Titik Ketiga ... 42

(11)

xi

4.1.5 Hasil Pengolahan Data di Titik Kelima ... 47

4.2 Pembahasan ... 50

4.2.1 Pembahasan Pengukuran di Lokasi Pertama ... 50

4.2.2 Pembahasan Pengukuran di Lokasi Kedua ... 54

BAB 5 PENUTUP

5.1 Simpulan ... 59

5.2 Saran ... 60

DAFTAR PUSTAKA ... 61

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Klasifikasi Batuan Beku ... 12

2.2 NilaiResistivitas Sebagian Material Bumi ... 17

4.1 Jenis Batuan Berdasarkan Nilai Resistivitas di Titik Pertama ... 40

4.2 Jenis Batuan Berdasarkan Nilai Resistivitas di Titik Kedua ... 42

4.3 Jenis Batuan Berdasarkan Nilai Resistivitas di Titik Ketiga ... 45

4.4 Jenis Batuan Berdasarkan Nilai Resistivitas di Titik Keempat ... 47

(13)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Longsoran ... 15

2.2 Konduktor dengan Panjang L dan Luas Penampang A ... 16

2.3 Potensial di Sekitar Titik Arus pada Permukaan Bumi ... 18

2.4 Sumber Arus Tunggal pada Medium Non-Homogen ... 18

2.5 Distribusi Potensial dan Aliran Arus Oleh Sumber Arus Ganda di Permukaan Bumi ... 19

2.6 Aturan Konfigurasi Pole-pole ... 23

2.7 Pengaruh Jarak Antar Elektroda terhadap Kedalaman Lapisan ... 25

2.8 Resistivitas Semu sebagai Fungsi Bentangan : a) Medium Homogen Semi Tak Berhingga, b) Medium 2 Lapis (ρ1>ρ2), c) Medium Lapis (ρ1<ρ2), dan d) Medium 3 Lapis (ρ2>ρ1,ρ3<ρ2) (Waluyo, 2005) ... 25

3.1 Peta Lokasi Penelitian di Ruas Jalan Sampangan-Banaran ... 28

3.2 Alat Resistivity Multichannel ... 30

3.3 Diagram Alir pelaksanaan Penelitian ... 35

4.6 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 1a (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP ... 38

(14)

xiv

4.8 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 2a (a) Penampang 2

Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari

Software IPI2win+IP ... 41

4.9 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 2b (a) Penampang 2

Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari

Software IPI2win+IP ... 42

4.10 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 3a (a) Penampang 2

Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari

Software IPI2win+IP ... 43

4.11 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 3b (a) Penampang 2

Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari

Software IPI2win+IP ... 44

4.12 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 4a (a) Penampang 2

Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari

Software IPI2win+IP ... 46

4.13 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 4b (a) Penampang 2

Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari

Software IPI2win+IP ... 47

4.14 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 5a (a) Penampang 2

Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari

(15)

xv

4.15 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 5b (a) Penampang 2

Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari

Software IPI2win+IP ... 49

4.16 Penampang 2 Dimensi Hasil Surfer 10 di Lokasi Pertama (a) Titik

Sounding 1a-2a-3a (b) Titik Sounding 1b-2b-3b ... 51

4.17 Pemodelan 2 Dimensi Hasil CorelDraw X5 di Lokasi Pertama (a)

Titik Sounding 1a-2a-3a (b) Titik Sounding 1b-2b-3b ... 52

4.18 Penampang 2 Dimensi Hasil Surfer 10 di Lokasi Kedua (a) Titik

Sounding 4a-5a (b) Titik Sounding 4b-5b ... 55

4.19 Pemodelan 2 Dimensi Hasil CorelDraw X5 di Lokasi Kedua (a) Titik

(16)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

Lampiran 1 Data Geolistrik Konfigurasi Pole-pole ... 63

Lampiran 2 Peta Geologi Lembar Magelang-Semarang ... 87

(17)

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Perkembangan era globalisasi saat ini, hampir semua bidang kehidupan

manusia dimudahkan oleh adanya teknologi canggih, salah satunya adalah

kendaraan bermotor sebagai alat transportasi. Seiring dengan meningkatnya

pertumbuhan dan penggunaan kendaraan bermotor, perlu adanya akses

transportasi yang memadai demi kelancaran, keamanan dan kenyamanan para

pengguna kendaraan bermotor. Jalan merupakan sarana akses transportasi yang

menghubungkan daerah satu dengan daerah lainnya untuk memberikan akses

informasi, ekonomi, sosial dan budaya yang lancar, cepat dan aman. Namun, jalan

tidak sepenuhnya bisa memberikan kelancaran dan keamanan akibat terjadinya

kerusakan pada jalan yang disebabkan oleh beberapa faktor di antaranya kondisi

tanah di bawah permukaan jalan. Kondisi tanah ini berkaitan dengan struktur

geologi yang berperan penting terhadap kekuatan, kestabilan dan ketahanan jalan.

Pada ruas jalan Sampangan-Banaran kecamatan Gunungpati, Semarang

sering terjadi kerusakan jalan yang dapat dilihat dengan adanya retakan-retakan

dan jalan yang bergelombang. Jalan Sampangan-Banaran merupakan akses

transportasi yang sangat penting bagi masyarakat Gunungpati, khususnya warga

Universitas Negeri Semarang (UNNES) dan sekitarnya, dikarenakan jalan ini

(18)

sekitarnya dalam melakukan berbagai aktivitas seperti pendidikan, ekonomi,

sosial, budaya dan sebagainya.

Di beberapa lokasi ruas jalan Sampangan-Banaran terdapat lereng yang

cukup curam yang berpotensi terjadinya longsoran pada musim penghujan.

Bencana tanah longsor (landslides) menjadi masalah yang umum pada daerah

yang mempunyai kemiringan yang curam (Darsono et al., 2012). Menurut Sugito

et al. (2010), salah satu faktor penyebab longsoran yang sangat berpengaruh

adalah bidang gelincir (slip surface) atau bidang geser (shear surface). Bidang

gelincir berada di antara bidang yang stabil dan bidang yang bergerak atau bidang

yang tergelincir.

Penanggulangan longsoran lereng di ruas jalan Sampangan-Banaran

kecamatan Gunungpati, Semarang sebenarnya sudah dilakukan dari setiap

tahunnya, namun di setiap musim penghujan indikasi yang sama yakni rekahan

pada permukaan jalan aspal yang menunjukkan arah gerakan massa tanah selalu

saja muncul secara perlahan (Cahyo et al., 2013).

Dari observasi yang telah dilakukan maka perlu adanya penelitian di

sepanjang ruas jalan Sampangan-Banaran kecamatan Gunungpati, Semarang

untuk mengetahui struktur dan perlapisan tanah di lokasi tersebut. Dalam

penelitian ini digunakan metode geolistrik resistivity dengan konfigurasi

pole-pole, karena konfigurasi ini memiliki keunggulan yaitu dapat menjangkau

kedalaman maksimum 90 % dari panjang bentangannya sehingga dimungkinkan

mempu mendeteksi jenis dan kedalaman batuan induk di lokasi tersebut. Metode

(19)

aliran listrik di dalam bumi dan mendeteksinya di permukaan bumi, menurut

Reynolds (1997) metode ini tidak merusak lingkungan, biasanya relatif murah dan

mampu mendeteksi sampai kedalaman tertentu.

1.2

Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang dikemukakan di atas maka rumusan

masalah dalam penelitian ini adalah :

1) pendugaan struktur lapisan tanah di ruas jalan Sampangan-Banaran,

2) penentuan kedalaman dan jenis batuan induk (bedrock) di ruas jalan

Sampangan-Banaran, dan

3) penentuan lokasi yang berpotensi terjadi kerusakan jalan dan longsoran di

sepanjang ruas jalan Sampangan-Banaran.

1.3

Batasan Masalah

Pada penelitian ini perlu dilakukan pembatasan masalah, yaitu :

1) metode geofisika yang digunakan adalah metode geolistrik resistivity

dengan konfigurasi pole-pole,

2) wilayah penelitian di sepanjang ruas jalan Sampangan-Banaran kecamatan

Gunungpati, Semarang, dan

(20)

1.4

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1) mengetahui struktur lapisan tanah di sepanjang ruas jalan

Sampangan-Banaran berdasarkan data geolistrik,

2) mengetahui kedalaman dan jenis batuan induk di ruas jalan

Sampangan-Banaran, dan

3) mengetahui lokasi yang berpotensi terjadi kerusakan jalan dan longsoran di

sepanjang ruas jalan Sampangan-Banaran.

1.5

Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini adalah sebagai

berikut :

1) memberikan informasi tentang struktur dan perlapisan tanah untuk

mengetahui batas-batas kelabilan tanah yang dapat menjadi acuan dalam

pengembangan wilayah khususnya ruas jalan Sampangan-Banaran,

2) memberikan pengetahuan tentang teknik dan aplikasi metode geolistrik

resistivity konfigurasi pole-pole, dan

3) memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan

(21)

1.6

Sistematika Skripsi

Sistematika penulisan skripsi disusun untuk memudahkan pemahaman

tentang struktur dan isi skripsi. Penulisan skripsi ini dibagi menjadi tiga bagian

yaitu: bagian pendahuluan skripsi, bagian isi skripsi, dan bagian akhir skripsi.

1) Bagian awal skripsi berisi tentang lembar judul, persetujuan pembimbing,

lembar pengesahan, lembar pernyataan, motto dan persembahan, kata

pengantar, abstrak, daftar isi, daftar tabel, daftar gambar, dan daftar

lampiran.

2) Bagian isi skripsi terdiri dari :

Bab I Pendahuluan yang berisi tentang latar belakang masalah, rumusan

masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian,

dan sistematika skripsi.

Bab II Tinjauan Pustaka terdiri dari kajian mengenai landasan teori yang

mendasari penelitian.

Bab III Metode Penelitian berisi lokasi dan waktu pelaksanaan penelitian,

besaran yang diukur, peralatan dan prosedur pelaksanaan penelitian

yang terdiri dari persiapan, akuisisi data, pengolahan data dan

interpretasi data.

Bab IV Hasil dan Pembahasan berisi tentang hasil-hasil penelitian dan

pembahasannya.

Bab V Penutup berisi tentang kesimpulan dan saran.

(22)

6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Kondisi Geologi Semarang

Struktur geologi yang terdapat di kota Semarang umumnya berupa sesar

yang terdiri dari sesar normal, sesar geser dan sesar naik. Sesar normal relatif

berarah barat-timur sebagian agak cembung ke arah utara, sesar geser berarah

utara selatan hingga barat laut-tenggara, sedangkan sesar normal relatif berarah

barat-timur. Sesar-sesar tersebut umumnya terjadi pada batuan Formasi Kerek,

Formasi Kalibeng dan Formasi Damar yang berumur kuarter dan tersier.

Berdasarkan peta geologi lembar Magelang-Semarang seperti pada Lampiran 2

dimana pada daerah sepanjang ruas jalan Sampangan-Banaran kecamatan

Gunungpati, Semarang terdapat beberapa Formasi batuan, yaitu, Formasi

Kaligetas, Formasi Kalibeng, Formasi Kerek dan Formasi Damar.

2.1.1 Formasi Kaligetas (Qpkg)

Batuannya terdiri dari breksi dan lahar dengan sisipan lava dan tufa halus

sampai kasar, setempat di bagian bawahnya ditemukan batu lempung

mengandung moluska dan batu pasir tufaan. Breksi dan lahar berwarna cokelat

kehitamaan, dengan komponen berupa andesit, basalt, batu apung dengan masa

dasar tufa komponen umumnya menyudut-menyudut tanggung, porositas sedang

hingga tinggi, breksi bersifat keras dan kompak, sedangkan lahar agak rapuh.

(23)

halus-kasar, porositas tinggi, getas. Batu lempung, berwarna hijau, porositas

rendah, agak keras dalam keadaan kering dan mudah hancur dalam keadaan

basah. Batu pasir tufaan, cokelat kekuningan, halus-sedang, porositas sedang,

agak keras.

2.1.2 Formasi Kalibeng (Tmkl)

Batuannya terdiri dari napal, batu pasir tufaan dan batu gamping. Napal

berwarna abu-abu kehijauan hingga kehitaman. Komposisi terdiri dari mineral

lempung dan semen karbonat, porositas rendah hingga kedap air, agak keras

dalam keadaan kering dan mudah hancur dalam keadaan basah. Pada napal ini

setempat mengandung karbon (bahan organik). Batu pasir tufaan kuning

kehitamaan, halus-kasar, porositas sedang, agak keras. Batu gamping merupakan

lensa dalam napal berwarna putih kelabu, keras dan kompak.

2.1.3 Formasi Kerek (Tmk)

Perselingan batu lempung, napal, batu pasir tufaan, konglomerat, breksi

vulkanik dan batu gamping. Batu lempung kelabu muda-tua, gampingan, sebagian

bersisipan dengan batu lanau atau batu pasir, mengandung fosil foram, moluska,

dan koloni koral. Lapisan tipis konglomerat terdapat dalam batu lempung di Kali

Kripik dan di dalam batu pasir. Batu gamping umumnya berlapis, kristalin dan

(24)

2.1.4 Formasi Damar (Qtd)

Batuannya terdiri dari batu pasir tufaan, konglomerat, dan breksi

vulkanik. Batu pasir tufaan berwarna kuning kecokelatan berwarna berbutir

halus-kasar, komposisi terdiri dari mineral mafik, felspar, dan kuarsa dengan masa

dasar tufaan, porositas sedang keras. Konglomerat berwarna kuning kecokelatan

hingga kehitamaan, komponen terdiri dari andesit, basalt, batu apung, berukuran

0,5-5 cm, membundar tanggung hingga membundar baik dan agak rapuh. Breksi

volkanik mungkin diendapkan sebagai lahar, berwarna abu-abu kehitamaan,

komponen terdiri dari andesit dan basalt, berukuran 1-20 cm, menyudut

membundar tanggung agak keras.

2.2

Tanah

Menurut Pamungkas & Widhiatmoko (2007) tanah adalah unsur yang

terdapat dalam lapisan bumi yang sangat besar pengaruhnya terhadap proses

terjadinya peristiwa gerakan tanah. Sebelum membahas tentang tanah dan batuan,

harus diketahui definisi dari tanah terlebih dahulu.

Tanah terjadi sebagai produk pecahan dari batuan yang mengalami

pelapukan kimiawi dan mekanis (kecuali tanah organik dan gambut). Mineral

yang peka terhadap pelapukan akan berubah menjadi mineral lempung yang

berbutir sangat halus. Pelapukan mekanis misalnya desakan es atau kegiatan yang

dilakukan oleh tumbuhan dan binatang membantu proses pemecahan tersebut

(25)

sifat tanah sangat bergantung pada batuan induknya dan pada faktor seperti iklim,

topografi, organisme dan waktu. Berikut definisi tanah ditinjau dari sudut

geoteknik, menurut Bowles (1991), tanah adalah kumpulan dari bagian-bagian

padat yang tidak terikat satu dengan yang lain (di antaranya mungkin material

organik atau mineral) yang terdapat secara alami yang dapat dipisahkan menjadi

partikel yang lebih kecil dan di dalam bentuk massa yang mengandung banyak

rongga. Rongga-rongga di antara bagian-bagian tersebut berisi udara atau air.

2.2.1 Struktur Tanah

Tanah mempunyai lapisan-lapisan pada permukaan bumi yang berasal

dari bebatuan yang telah mengalami serangkaian pelapukan oleh gaya-gaya alam.

Sekitar setengah dari volume tanah yang baik merupakan campuran antara hasil

disintegrasi, dekomposisi dan humus, yang merupakan rombakan sisa-sisa

organisme, sedangkan setengahnya lagi merupakan pori-pori tempat sirkulasi air

dan udara.

Struktur tanah merupakan susunan tanah yang terdiri dari beberapa

lapisan yang ada. Di bawah ini merupakan lapisan-lapisan yang ada pada struktur

tanah, yaitu :

1. Lapisan atas, merupakan lapisan yang terbentuk dari hasil pelapukan batuan

dan sisa-sisa makhluk hidup yang telah mati. Lapisan ini merupakan tanah

(26)

2. Lapisan tengah, terbentuk dari campuran antara hasil pelapukan batuan dan

air. Lapisan tersebut terbentuk karena sebagian bahan lapisan atas terbawa

oleh air dan mengendap.

3. Lapisan bawah, merupakan lapisan yang terdiri atas bongkahan-bongkahan

batu. Di sela-sela bongkahan terdapat hasil pelapukan batuan. Jadi, masih

ada batu yang belum melapuk secara sempurna.

4. Lapisan batuan induk, berupa bebatuan yang padat. Pada lapisan ini air sulit

meresap.

2.2.1.1 Batuan Induk (Bedrock)

Batuan induk adalah batuan yang belum mengalami pelapukan dan relatif

masih berada pada tempat aslinya. Batuan ini mendasari tipe batuan yang

mempunyai resistivitas (tahanan jenis) yang tinggi, selain itu juga mempunyai

sifat impermeabel yaitu tidak mudah menyerap air atau kedap air. Setiap daerah

memiliki batuan induk yang berbeda-beda tergantung dari sejarah geologis

tempat tersebut, jadi bisa berupa batuan beku, batuan sedimen maupun batuan

metamorf. Setiap material memiliki karakteristik daya hantar listriknya

masing-masing, batuan adalah material yang juga mempunyai daya hantar listrik dan

harga resistivitas tertentu. Batuan yang sama belum tentu mempunyai tahanan

jenis yang sama. Sebaliknya harga resistivitas yang sama bisa dimiliki oleh

batuan-batuan berbeda, hal ini terjadi karena nilai resistivitas batuan memiliki

rentang nilai yang bisa saling tumpang tindih. Adapun aspek-aspek yang

(27)

1) batuan sedimen yang bersifat lepas (urai) mempunyai nilai resistivitas lebih

rendah bila dibandingkan dengan batuan sedimen padu dan kompak,

2) batuan beku dan batuan ubahan (batuan metamorf) mempunyai nilai

resistivitas yang tergolong tinggi, dan

3) batuan yang basah dan mengandung air, nilai resistivitasnya rendah, dan

semakin rendah lagi bila air yang dikandungnya bersifat payau atau asin.

Para ahli geologi mengkasifikasikan batuan dalam tiga kelompok dasar

yaitu batuan beku (igneous), batuan sedimen (sedimentary), dan batuan metamorf

(metamorphic). Batuan merupakan campuran dari berbagai mineral dan senyawa,

dan komposisinya sangat bervariasi.

2.2.1.1.1 Batuan Beku

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk akibat mendinginnya magma

cair. Batuan beku intrusif terbentuk di bawah permukaan bumi, batuan ini

mempunyai karakteristik di antaranya, pendinginannya sangat lambat (dapat

sampai jutaan tahun), memungkinkan tumbuhnya kristal-kristal yang besar dan

sempurna bentuknya. Batuan beku ekstrusif (lelehan) terbentuk ketika batuan cair

mengeras sesudah mencapai permukaan tanah. Batuan ini paling banyak terbentuk

pada saat gunung meletus. Ciri khas batuan beku ekstrusif adalah kenampakannya

yang kristalin, yaitu kenampakan suatu massa dari unit-unit kristal yang saling

mengunci (interlocking) kecuali gelas yang bersifat kristalin. Struktur kristal dari

batuan ekstrusif cenderung berbutir-halus sebagai akibat dari pendinginan yang

cepat. Beberapa batuan vulkanis mungkin agak berpori (batu apung dan scoria)

(28)

Menurut Bowles (1989), batuan beku diklasifikasi berdasarkan tekstur, komposisi,

warna dan sumbernya seperti pada Tabel 2.1 berikut :

Tabel 2.1 Klasifikasi Batuan Beku Berbutir kasar Berbutir halus Batuan lava

Granit (warna terang) Riolit (warna terang) Obsidian (hitam dan berkilat) Diorit (warna abu-abu) Basal (warna gelap) Batu apung (ringan, berongga

dan berkilat)

Gabro (warna gelap) Skoria (kemerah-merahan

sampai hitam dengan ruang kosong yang besar)

2.2.1.1.2 Batuan Sedimen

Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk dari akumulasi material

hasil perombakan batuan yang sudah ada sebelumnya atau hasil aktivitas kimia

maupun organisme yang kemudian mengalami pembatuan (Pettijohn dalam

Danang Endarto, 2005). Sedimen biasanya didepositkan lapis per lapis yang

disebut lapisan (strata), dan apabila dipadatkan dan tersementasi menjadi satu

akan membentuk batuan sedimen (proses ini disebut pembatuan atau lithification).

Batuan-batuan ini, yang paling banyak adalah serpih, batu-pasir, dan batu

gamping, merupakan 75% dari seluruh batuan yang tersingkap di permukaan

bumi (Bowles, 1989). Batuan sedimen ini bisa digolongkan lagi menjadi

beberapa bagian di antaranya batuan sedimen klastik, batuan sedimen kimia, dan

batuan sedimen organik. Batuan sedimen klastik terbentuk melalui proses

pengendapan dari material-material yang mengalami proses transportasi. Besar

butir dari batuan sedimen klastik bervariasi dari mulai ukuran lempung sampai

(29)

hidrokarbon (reservoir rocks) atau bisa juga menjadi batuan induk sebagai

penghasil hidrokarbon (source rocks), contohnya batu konglomerat, batu pasir

dan batu lempung. Batuan sedimen kimia terbentuk melalui proses presipitasi dari

larutan. Biasanya batuan tersebut menjadi batuan pelindung (seal rocks)

hidrokarbon dari migrasi. Contohnya anhidrit dan batu garam (salt). Batuan

sedimen organik terbentuk dari gabungan sisa-sisa makhluk hidup. Batuan ini

biasanya menjadi batuan induk (source) atau batuan penyimpan (reservoir),

contohnya adalah batu gamping terumbu.

2.2.1.1.3 Batuan Metamorf

Metamorfosa melalui temperatur dan tekanan yang tinggi yang bekerja

pada batuan sedimen, atau lebih biasa pada batuan beku yang terbenam jauh di

dalam tanah akan menghasilkan batuan metamorf. Selama proses metamorfosa,

batuan yang asli mengalami perubahan-perubahan kimiawi dan fisis yang

mengubah tekstur serta komposisi mineral dan kimiawi. Penyusunan kembali

mineral selama metamorfosa menghasilkan dua tekstur dasar batuan yaitu

terfoliasi (foliated) dan tidak terfoliasi (nonfoliated). Foliasi menghasilkan

mineral batuan yang menjadi datar atau berbentuk pelat dan tersusun dalam

jalur atau lapisan yang sejajar. Batuan terfoliasi antara lain batu tulis atau batu

sabak (slate), sekis (schist), genes (gneiss). Batuan yang tidak terfoliasi antara

lain kuarsit (quartzite), marmer (marble), antrasit (anthracite).

2.2.2 Gerakan Tanah

Menurut Vernes, sebagaimana dikutip oleh Suhendra (2005), gerakan

(30)

menyebabkan bergeraknya masa tanah dan batuan ke tempat atau daerah yang

lebih rendah. Gerakan tanah ini di Indonesia sudah sering terjadi dan banyak

mengakibatkan korban jiwa, kehancuran lahan dan infrastruktur. Ada beberapa

macam gerakan tanah yang dikenal. Macam gerakan tanah dapat dibedakan

berdasarkan bentuk juga penyebab terjadinya. Besar kecilnya bahaya yang

ditimbulkan akibat gerakan tanah ini juga berbeda-beda. Salah satu gerakan tanah

yang sering terjadi adalah longsoran.

2.2.2.1 Longsoran

Longsor merupakan salah satu bencana alam geologi yang paling sering

menimbulkan kerugian seperti jalan raya rusak, kerusakan tata lahan, bangunan

perumahan, bahkan sampai merenggut korban jiwa. Kejadian longsor antara lain

dikontrol oleh sifat fisik tanah dan batuan, struktur geologi, kemiringan lereng,

vegetasi penutup serta faktor beban dan getaran (Virman et al., 2013).

Pergerakannya terdiri dari regangan geser dan perpindahannya sepanjang sebuah

atau beberapa permukaan dapat terlihat secara nyata. Pergerakannya

berkelanjutan, karena itu kegagalan geser mungkin tidak diawali secara serentak

pada batasan yang akan menjadi bidang gelincir. Massa tanah yang berpindah ini

longsor di atas bidang gelincir sampai permukaan tanah asli. Massa yang bergerak

menggelincir di atas lapisan batuan atau tanah asli dan terjadi pemisahan dari

(31)
[image:31.595.167.456.113.350.2]

Gambar 2.1 Longsoran

2.3

Teori Dasar Kelistrikan

Dalam metode geolistrik ini digunakan definisi-definisi sebagai berikut :

a) resistansi R = V/I dalam ,

b) resistivitas  = E/J dalam m, dan

c) konduktivitas  = 1/ dalam (m)-1

dengan, V : beda potensial 2 buah titik

I : kuat arus listrik yang mengalir

E : medan listrik

(32)

Untuk silinder konduktor dengan panjang L dan luas penampang A

[image:32.595.172.457.189.296.2]

seperti pada Gambar 2.2 di bawah ini.

Gambar 2.2Konduktor dengan Panjang L dan Luas Penampang A

Sehingga untuk L V

E dan akhirnya diperoleh hukum ohm yang dapat dituliskan

dalam bentuk :

A L

R (2.1)

dengan R menyatakan tahanan () dan  adalah resistivitas (m) yang akan

ditentukan dalam penelitian ini.

2.3.1 Sifat Kelistrikan Batuan dan Tanah

Batuan mempunyai sifat-sifat kelistrikan dimana sifat listrik batuan

adalah karakteristik dari batuan bila dialirkan arus listrik ke dalamnya. Arus listrik

ini dapat berasal dari alam itu sendiri akibat terjadi dimasukkan ke dalamnya.

Potensial listrik alam dikelompokkan menjadi 4 yaitu potensial elektrokinetik,

potensial difusi, potensial Nernst, potensial mineralisasi.

Sifat konduktivitas batuan berpori dihasilkan oleh sifat konduktivitas

dari fluida yang mengisi pori, interkoneksi ruang pori dan sifat konduktivitas dari

interfase butiran dan fluida pori (Revil, 1998). Menurut Telford et al. (1990),

(33)

aliran arus listrik di dalam batuan dan mineral dapat digolongkan menjadi tiga

macam, yaitu konduksi secara elektronik, konduksi secara elektrolitik, dan

konduksi secara dielektrik. Berdasarkan nilai resistivitas material-material bumi

dapat dilihat pada Tabel 2.2 di bawah.

Tabel 2.2NilaiResistivitas Sebagian Material Bumi (Hunt, 1984)

2.3.2 Potensial di Sekitar Titik Arus di Permukaan Bumi

Potensial di sekitar titik arus pada permukaan bumi seperti Gambar 2.3

yang dilalui arus I adalah permukaan setengah bola dengan luas 2 r2, sehingga :

A L R

2 ) ( 2 r r I V r      r I Vr   2

 (2.2)

I V r

2 (2.3)

Material Resistivitas

(Ohm-meter) Tanah Lempungan

Lempungan Lanauan

Tanah Lanauan Pasiran Batuan Dasar Lembab Pasir Kerikil Kelanauan Batuan Dasar Tak Lapuk Kelompok Chert

Slate

(34)
[image:34.595.168.465.117.238.2]

Gambar 2.3 Potensial di Sekitar Titik Arus pada Permukaan Bumi

Sumber arus tunggal pada medium non-homogen seperti pada Gambar

2.4 di bawah menunjukkan bahwa arus cenderung mengalir melalui zona

konduktif dan menghindari zona resistif yang menyebabkan terjadinya perubahan

[image:34.595.157.474.409.527.2]

pola permukaan ekuipotensial dan hasil pengukuran potensial.

Gambar 2.4 Sumber Arus Tunggal pada Medium Non-Homogen

2.3.3 Faktor Geometri

Besaran koreksi letak kedua elektroda potensial terhadap kedua elektroda

arus disebut faktor geometri (Hendrajaya & Arif, 1990). Jika pada permukaan

bumi diberikan dua sumber arus yang berlawanan polaritasnya seperti pada

Gambar 2.5, maka besarnya potensial disuatu titik M adalah:

 

2 1 2

2 r

I r I

VM

 

(35)

        2 1 1 1

2 r r

I

 

(2.4)

dengan, r1 : Jarak dari titk M ke sumber arus positif

r2 : Jarak dari titk M ke sumber arus negatif

Jika ada dua titik yaitu M dan N yang terletak di dalam bumi tersebut,

maka besarnya beda potensial antara titik M dan titik N adalah :

N M

MN V V

V  

                            4 3 2 1 2 1 1 2 r I r I I r r I               4 3 2 1 1 1 1 1

2 r r r r

I

 

(2.5)

dengan, r3 : jarak titik N ke sumber arus positif

[image:35.595.185.445.551.716.2]

r4 : jarak titik N ke sumber arus negatif

(36)

Pada metode geolistrik, menurut Hendrajaya & Arif (1990) dari hasil

pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda tertentu,

dapat dihitung nilai resistivitas semu (apparent resistivity

ρ

a). Untuk lebih jelas,

penjabaran rumusnya adalah sebagai berikut (Telford et al., 1990) :

        BN AN BM AM I

V 1 1 1 1

2  (2.6) sehingga I V BN AN BM AM a         1 1 1 1 2  a I V K

 (2.7)

dengan, atau              BN AN BM AM K 1 1 1 1

2 (2.8)

dengan K adalah faktor geometri yang besarnya tergantung dari susunan

(37)

2.4

Metode Geolistrik

Resistivity

Metode geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang

mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya

di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal

ini meliputi pengukuran potensial, arus dan medan elektromagnetik yang tejadi

baik secara alamiah ataupun akibat injeksi arus ke dalam bumi. Salah satu metode

geolistrik yang sering digunakan adalah metoda geolistrik resistivity. Metode ini

pada dasarnya adalah pengukuran harga resistivitas batuan. Prinsip kerja metode

ini adalah dengan menginjeksikan arus ke bawah permukaan bumi sehingga

diperoleh beda potensial, yang kemudian akan didapat informasi mengenai

resistivitas batuan. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan empat elektroda

yang disusun sebaris, salah satu dari dua buah elektroda yang berbeda muatan

digunakan untuk mengalirkan arus ke dalam tanah, dan dua elektroda lainnya

digunakan untuk mengukur tegangan yang ditimbulkan oleh aliran arus tadi,

sehingga resistivitas bawah permukaan dapat diketahui. Arus yang dialirkan di

dalam tanah dapat berupa arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC)

berfrekuensi rendah. Untuk menghindari potensial spontan, efek polarisasi dan

menghindarkan pengaruh kapasitansi tanah yaitu kecenderungan tanah untuk

menyimpan muatan maka biasanya digunakan arus bolak balik yang berfrekuensi

rendah (Rohim dkk, 2010).

Metode geolistrik resistivity banyak digunakan dalam penyelidikan

(38)

1997). Pada metode ini, arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua

elektron arus. Kemudian beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda

potensial. Dari hasil pengukuran arus beda portensial untuk setiap jarak elektroda

yang berbeda kemudian dapat diturunkan variasi harga hambatan jenis

masing-masing lapisan di bawah titik ukur (sounding point).

Metode ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang sifatnya

dangkal, oleh karena itu metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi minyak

tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang engineering geology seperti

penentuan kedalaman batuan dasar, pencarian reservoar air, juga digunakan dalam

ekplorasi geothermal. Metode geolistrik resistivity mempunyai dua macam

pendekatan, yaitu pendekatan horizontal dan pendekatan vertikal, kedua

pendekatan ini mempunyai prosedur kerja dan interpretasi yang berbeda antara

satu sama lainnya. Metode pendekatan horizontal dimaksudkan sebagai eksplorasi

metode resistivity yang digunakan untuk mendeteksi lapisan atau formasi batuan

yang mempunyai kedudukan (Taib, 2000). Berdasarkan letak (konfigurasi)

elektroda terdapat tiga jenis metode geolistrik resistivity, yaitu metode Wenner,

Schlumberger dan Dipole Sounding.

2.4.1 Aturan Elektroda Konfigurasi Pole-pole

Konsep pengukuran geolistrik menggunakan konfigurasi elektroda paling

elementer, yaitu sumber arus tunggal dan potensial diukur hanya pada satu titik.

Pada kenyataannya pengiriman atau injeksi arus harus dilakukan menggunakan

dua elektroda yang masing-masing dihubungkan ke kutub positif (sebagai current

(39)

dengan pengukuran potensial pada dasarnya adalah pengukuran beda potensial,

yaitu potensial pada suatu titik relatif terhadap titik yang lain.

Pada dasarnya konfigurasi pole-pole ini hanya memanfaatkan dua

elektroda saja, yaitu elektroda arus (C1) dan elektroda elektroda potensial (P1)

seperti diperlihatkan pada Gambar 2.6 (Ridhwan et al., 2009). Sedangkan

elektroda lainnya (C2 dan P2) dianggap tak hingga. Kedua elektroda tak hingga

ditempatkan dua puluh kali lipat dari spasi elektroda terkecil diluar elektroda

[image:39.595.167.461.353.482.2]

terluar (Anthony, 2006).

Gambar 2.6 Aturan Konfigurasi Pole-pole

Konfigurasi pole-pole memiliki beberapa keunggulan yaitu konfigurasi

ini memiliki jangkauan kedalaman maksimum 90 % dari panjang bentangannya.

Dibandingkan dengan konfigurasi lainnya, konfigurasi pole-pole memilili cepat

rambat yang paling baik (Herman, 2001). Faktor geometri konfigurasi pole-pole

adalah sebagai berikut :

(40)

a

Kpole2 (2.9)

Sedangkan tahanan jenis pada konfigurasi pole-pole adalah :

I V Kpole pole

 

 (2.10)

dimana Kpole = 2  a

dengan, pole = resistivitas semu konfigurasi pole-pole

V = beda potensial

Kpole = faktor geometri konfigurasi pole-pole

I = Besarnya arus

a = Jarak elektroda

2.4.2 Konsep Resistivitas Semu

Resistivitas semu mewakili suatu bobot rata-rata dari resistivitas

sebenarnya pada suatu volume tanah yang besar, dimana nilai resistivitas

semu (ρa) suatu tipe tanah atau batuan khusus dapat meliputi suatu rentang

yang luas dan nilainya bergantung pada spasi elektroda. Untuk medium berlapis,

jika jarak antar elektroda arus kecil maka akan memberikan nilai resistivitas

semu yang harganya mendekati ρ batuan di dekat permukaan, sedangkan

untuk jarak bentangan yang lebar, resistivitas yang diperoleh akan mewakili

(41)
[image:41.595.159.467.121.238.2]

Gambar 2.7 Pengaruh Jarak Antar Elektroda terhadap Kedalaman Lapisan

Pada Gambar 2.8 menunjukkan contoh grafik resistivitas semu sebagai

fungsi jarak (bentangan) antar elektroda arus (Waluyo, 2005).

Gambar 2.8 Resistivitas Semu sebagai Fungsi Bentangan : a) Medium Homogen

Semi Tak Berhingga, b) Medium 2 Lapis (ρ1>ρ2), c) Medium 2 Lapis (ρ1<ρ2), dan d) Medium 3 Lapis (ρ2>ρ1,ρ3<ρ2) (Waluyo,

2005)

Jarak elektroda ini sebanding dengan kedalaman lapisan batuan yang

terdeteksi. Semakin besar jarak elektroda, semakin dalam lapisan batuan yang

[image:41.595.143.480.359.576.2]
(42)

dianggap sebagai suatu medium yang homogen isotropis. Pada kenyataannya,

bumi tersusun atas komposisi batuan yang bersifat heterogen baik ke arah

vertikal maupun horisontal. Akibatnya objek batuan yang tidak homogen

dan beragam akan memberikan harga resistivitas yang beragam pula. Sehingga

resistivitas yang diukur adalah resistivitas semu. Harga resistivitas semu ini

tergantung pada resistivitas lapisan-lapisan pembentuk formasi dan konfigurasi

elektroda yang digunakan. Beberapa hal yang mempengaruhi nilai resistivitas

semu adalah sebagai berikut (Prasetiawati, 2004) :

1) ukuran butir penyusun batuan, semakin kecil besar butir maka kelolosan

arus akan semakin baik, sehingga mereduksi nilai tahanan jenis,

2) komposisi mineral dari batuan, semakin meningkat kandungan mineral

clay akan mengakibatkan menurunnya nilai resisivitas,

3) kandungan air, air tanah atau air permukaan merupakan media yang

mereduksi nilai resistivitas,

4) kelarutan garam dalam air di dalam batuan akan mengakibatkan

meningkatnya kandungan ion dalam air sehingga berfungsi sebagai

konduktor, dan

(43)

27

3.1

Lokasi dan Waktu Penelitian

3.1.1 Lokasi Penelitian

Penelitian yang dilakukan dengan menggunakan metode geolistrik untuk

menentukan struktur bawah permukaan ini dilakukan di daerah sepanjang ruas

jalan Sampangan-Banaran kecamatan Gunungpati, Semarang seperti pada peta

kesesuaian lahan kecamatan Gunungpati yang ditunjukkan pada Gambar 3.1. Pada

penelitian ini mengambil 5 titik pengukuran dengan tiap titik terdapat 2 lintasan

atau bentangan. Pengambilan data dilakukan 2 lokasi yang berbeda yaitu pada

lokasi pertama terdapat 3 titik pengukuran yang mencakup area dengan titik

koordinat S 07o02’17.7” dan E 110o23’28.5” sampai titik koordinat S 07o02’01.7” dan E 110o23’27.0” sepanjang 450 meter serta pada lokasi kedua mencakup area dengan titik koordinat S 07o01’38.3” dan E 110o23’22.2” sampai titik koordinat S 07o01’28.9” dan E 110o23’19.9” sepanjang 300 meter. Alasan pemilihan tempat penelitian pada kedua lokasi tersebut adalah karena di area tersebut memiliki

topografi yang yang cukup datar dan lurus sehingga sesuai bila digunakan metode

(44)
[image:44.595.137.492.115.533.2]

Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian di Ruas Jalan Sampangan-Banaran

3.1.2 Waktu Penelitian

Penelitian dengan menggunakan metode geolistrik ini dilakukan secara

langsung dengan mengambil data di sepanjang ruas jalan Sampangan-Banaran

kecamatan Gunungpati, Semarang yang dilaksanakan selama 2 minggu yaitu pada

(45)

3.2

Besaran yang Diukur

Besaran-besaran fisis yang diukur pada saat penelitian adalah sebagai

berikut :

1. Beda potensial (V)

Beda potensial yang didapatkan saat pengukuran akibat adanya perbedaan

potensial antara dua buah elektroda potensial, yaitu elektroda P1 dan P2.

2. Kuat arus (I)

Kuat arus yang terukur adalah arus listrik yang diinjeksikan pada elektroda

C1 dan diterima oleh elektroda C2.

3. Jarak/spasi antar elektroda (a)

Jarak yang diukur antara elektroda satu dengan elektroda lainnya dalam

satuan meter. Pengukuran ini digunakan dalam menentukan faktor

geometri.

4. Resistansi (R)

Resistansi yang didapatkan pada saat pengambilan data merupakan

hambatan yang terukur di dalam bumi.

5. Faktor geometri (K)

Faktor geometri merupakan besaran koreksi letak antara kedua elektroda

potensial terhadap kedua elektroda arus. Faktor geometri ini digunakan

dalam menentukan resistivitas.

6. Resistivitas ()

Resistivitas yang terukur dalam penelitian ini merupakan hambatan jenis

(46)

3.3

Peralatan

Peralatan yang digunakan selama penelitian di lapangan adalah sebagai

berikut :

1) resistivitymeter multichannel merk S-Field seperti pada Gambar 3.2,

digunakan untuk memberikan harga beda potensial (V), potensial diri (Vsp)

dan kuat arus (I), dengan spesifikasi :

a) power : 75 W by 2 x 12 V NiCad

battery (low power consumption) b) AB voltage : automatic

500 V (100mA)

1000 V (50mA)

c) AB current : 100 mA current source transmitter with anti short

circuit

[image:46.595.220.419.500.698.2]

d) injection time : 2-5 second,

(47)

2) elektroda sebanyak 16 buah yang digunakan untuk mengetahui

penempatan elektroda (elektroda potensial dan elektroda arus) yang akan

dipasang,

3) dua buah aki (elemen kering) sebagai sumber arus masing-masing 12 volt,

4) dua buah meteran masing-masing sepanjang 100 meter yang digunakan

untuk mengukur panjang lintasan yang akan diteliti,

5) kabel listrik digunakan sebagai kabel penghubung antar elektroda,

6) Global Positioning System (GPS) untuk menentukan titik lokasi penelitian.

7) alat tulis untuk mencatat hasil pengukuran di lapangan, dan

8) laptop untuk dihubungkan ke alat restivitymeter agar terbaca hasil

monitoring bawah permukaan dengan menggunakan softwareGeoRes.

3.4

Prosedur Pelaksanaan Penelitian

3.4.1 Persiapan

Dalam tahap persiapan yang perlu dilakukan adalah sebagai berikut :

1) studi literatur, yaitu mempelajari literatur-literatur mengenai

geologi Semarang, teori-teori yang berhubungan dengan struktur

bawah permukaan tanah dan jurnal-jurnal penelitian tentang

geolistrik,

2) mengurus surat izin penelitian dan melakukan survei pendahuluan

untuk mengetahui gambaran umum lokasi penelitian,

(48)

4) melakukan uji tes pada alat yang akan digunakan di lapangan.

3.4.2 Akuisisi Data

Akuisis data dilaksanakan di sepanjang ruas jalan sampangan-Banaran

yang berfungsi untuk mengetahui lapisan tanah. Teknik pengambilan data dengan

menggunakan metode geolistrik konfigurasi pole-pole di lapangan yang dilakukan

adalah sebagai berikut :

1) memasang elektroda pada lintasan pengukuran sebanyak 16 buah sepanjang

150 meter, dengan dua buah elektoda sebagai elektroda potensial P1 dan P2

dan dua buah elektroda sebagai arus C1 dan C2, untuk elektroda P1 dan C1

(elektroda pertama dan ke-enambelas) ditempatkan di luar lintasan dengan

jarak tak hingga serta elektroda C2 dan P2 digunakan untuk mengukur nilai

arus dan potensial di lintasan,

2) mengatur jarak antar elektroda sepanjang 10 meter dan mengubungkan

kabel penghubung dengan elektroda,

3) kabel penghubung elektroda pertama hingga elektroda kedelapan

dimasukkan ke lubang pada alat resistivity multichannel yang bertuliskan

electrode 01-08,

4) kabel penghubung elektroda kesembilan hingga elektroda keenam belas

dimasukkan pada lubang alat resistivity multichannel yang bertuliskan

electrode 09-16,

5) sisa lubang dipergunakan untuk kabel penghubung dengan sumber arus atau

aki dan kabel penghubung alat resistivity multichannel dengan USB agar

(49)

6) membuka software GeoRes pada laptop. Dengan software tersebut

monitoring di bawah permukaan tanah dapat otomatis terbaca dengan

menggunakan bantuan software Res2Dinv.

7) Mengukur dan mencatat titik koordinat lokasi tiap elektroda dengan

menggunakan GPS.

3.4.3 Pengolahan Data

Dalam melakukan pengolahan data dilakukan dengan komputer

menggunakan software Res2dinv, IPI2win+IP, Surfer 10 dan CorelDraw X5.

Dimana software Res2dinv ini merupakan program yang dibuat untuk menghitung

serta menggambarkan harga resistivitas dari hasil perhitungan di lapangan dalam

bentuk 2 dimensi. Beberapa hal yang harus di lakukan dalam tahap ini adalah :

1) data berupa nilai beda potensial (ΔV), nilai potensial diri (Vsp) dari hasil

pengukuran, dan nilai besarnya kuat arus (I) yang diinjeksikan diolah

menggunakan program Microsoft Excel untuk mendapatkan nilai faktor

geometri (K) dan nilai resistivitas semu (ρa),

2) data resistivitas semu (ρa) hasil perhitungan, data datum point (dp), spasi

elektroda (a) dan faktor pemisah elektroda (n) diinput ke program notepad

dalam bentuk file text atau dengan format .dat,

3) setelah file data lapangan sudah berada dalam bentuk file text dan mengikuti

format data Res2Dinv, selanjutnya dilakukan inversi untuk menampilkan

gambar penampang bawah permukaan daerah survei,

(50)

penampang 1 dimensi menggunakan IPI2win+IP,

5) melakukan inversi sehingga diperoleh hasil grafik matching dan tabel data

log berupa resisitivitas, kedalaman dan ketebalan suatu lapisan batuan,

6) hasil data tiap titik dari IPI2win+IP dimasukkan ke Surfer 10 untuk

mendapatkan gambar penampang 2 dimensi, dan

7) menggunakan CorelDraw X5 untuk mendapatkan hasil gambar pemodelan 2

dimensi yang lebih jelas dan baik untuk diinterpretasikan.

3.4.4 Interpretasi Data

Dalam tahap interpretasi data resistivitas dilakukan berupa penampang 1

dimensi yaitu dengan menggunakan software IPI2win+IP dan penampang 2

dimensi dengan menggunakan software Surfer 10 dan CorelDraw X5. Pada

tahapan ini hasil output yang dihasilkan oleh software IPI2win+IP berupa data

log 1 dimensi secara vertikal serta pada Surfer 10 dan CorelDraw X5 akan

menampilkan gambar penampang 2 dimensi secara vertikal dan horisontal. Dari

perbedaan nilai resistivitas inilah kita dapat menafsirkan kondisi struktur geologi

(51)

3.5

Bagan Alir Pelaksanaan Penelitian

Adapun prosedur pelaksanaan penelitian dapat dilihat pada diagram alir

[image:51.595.144.473.238.700.2]

seperti pada Gambar 3.3 berikut :

Gambar 3.3 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian Mulai

Pengambilan data

Pengolahan data Res2Dinv, IPI2Win+IP , CorelDraw X5

dan Surfer 10

Selesai

Observasi daerah penelitian

Penentuan nilai resistivitas dengan menggunakan microsoft excel

Kedalaman dan penampang 2 D

(52)

36

4.1

Hasil Penelitian

Pada penelitian ini dilakukan di dua lokasi yang berbeda di sepanjang

ruas jalan Sampangan-Banaran kecamatan Gunungpati, Semarang. Di lokasi

pertama terdapat 3 titik pengambilan data, sementara untuk lokasi yang kedua

dilakukan pengambilan data sebanyak 2 titik, dimana masing-masing titik terdapat

2 lintasan pengukuran yang sejajar yaitu di sebelah kiri dan kanan ruas jalan.

Sehingga pada penelitian ini terdapat 10 lintasan pengukuran dengan setiap

lintasan mempunyai bentangan sepanjang 150 meter dan spasi titik ukur

sepanjang 10 meter. Penelitian mengenai model lapisan tanah ini menggunakan

metode geolistrik dengan kofigurasi pole-pole. Secara teoretis kedalaman yang

dicapai dalam sekali pengukuran menggunakan konfigurasi pole-pole adalah ±

90% dari panjang lintasan sehingga kedalaman yang dapat dicapai 113 meter.

Hasil data yang diperoleh dari penelitian ini diolah dengan menggunakan

software Res2DinV, IPI2win+IP, Surfer 10 dan CorelDraw X5. Pada pengolahan

data dengan menggunakan software Res2DinV akan diperoleh penampang secara

profilling atau 2 dimensi namun kedalaman yang didapatkan tidak mencapai 113

meter, tetapi hanya berkisar 105 meter karena koreksi dari software itu sendiri.

(53)

bawah permukaan tanah kurang begitu baik dan jelas untuk diinterpretasikan,

sehingga perlu dilakukan pengolahan data lebih lanjut secara Vertikal Electric

Sounding (VES) dengan menggunakan software IPI2win+IP untuk mendapatkan

penampang vertikal 1 dimensi struktur bawah permukaan yang cukup baik dan

jelas. Pada software ini akan diperoleh hasil berupa grafik log dan tabel hubungan

antara nilai resistivitas batuan dan kedalaman dalam bentuk 1 dimensi.

Untuk tahap pemodelan struktur bawah permukaan tanah dengan

menggunakan software Surfer 10 dan CorelDraw X5 yang didapatkan model

penampang secara 2 dimensi. Penggunaan software Surfer 10 ini berfungsi

sebagai acuan awal pemodelan penampang 2 dimensi dimana data input akan

dikoreksi dan diinterpolasi secara computing pada software ini sendiri sebelum

dilakukan pemodelan secara manual yang lebih jelas dan baik dengan

menggunakan software CorelDraw X5. Pengolahan model menggunakan kedua

software ini yaitu dengan menggabungkan 2 titik sounding (VES point) atau lebih

hasil dari software IPI2win+IP yang sejajar dan searah dari titik satu dengan titik

lainnya.

4.1.1 Hasil Pengolahan Data di Titik Pertama

Pada titik pertama terdapat 2 lintasan pengukuran, yaitu lintasan 1a dan

1b. Pada lintasan 1a titik awal pada koordinat S 07o02’17.7” dan E 110o23’27.5” dengan titik akhir pada koordinat S 07o02’13.2” dan E 110o23’27.0”. Hasil pengolahan data resistivity pada lintasan 1a menggunakan software Res2DinV dan

(54)

(a)

[image:54.595.118.503.116.507.2]

(b)

Gambar 4.1 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 1a (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP

Sedangkan pada lintasan 1b titik awal pada koordinat S 07o02’17.3” dan E 110o23’27.8” dengan titik akhir pada koordinat S 07o02’12.5” dan E 110o23’27.5”. Hasil pengolahan data resistivity pada lintasan 1b menggunakan

(55)

(a)

[image:55.595.120.512.118.496.2]

(b)

Gambar 4.2 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 1b (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP

Berdasarkan hasil pengolahan data resistivity menggunakan software

IPI2win+IP dan berdasarkan data geologi daerah penelitian, pada pengukuran di

titik pertama dapat dikelompokan jenis-jenis batuan bedasarkan nilai resistivitas

(56)
[image:56.595.120.509.450.615.2]

Tabel 4.1 Jenis Batuan Berdasarkan Nilai Resistivitas di Titik Pertama Nilai

Resistivitas

(Ωm) Jenis Batuan

Kedalaman Lintasan 1a

(m)

Lintasan 1b (m) 21,3 - 46,2 Top Soil/Tanah Penutup 0 - 5 0 - 9,55 0,323 - 0,836 Pasir Tufaan (basah) 5 - 17,5 9,55 - 25,8

194 - 229 Batuan Breksi Vulkanik (Basalt dan Andesit)

17,5 - 76,4 25,8 - 90,8

61,9 - 78 Batuan Lempung 76,4 - 113 90,8 - 113

4.1.2 Hasil Pengolahan Data di Titik Kedua

Pada titik kedua ini terdapat 2 lintasan pengukuran, yaitu lintasan 2a dan

2b. Pada lintasan 2a titik awal pada koordinat S 07o02’11.8” dan E 110o23’27.2” dengan titik akhir pada koordinat S 07o02’06.6” dan E 110o23’28.1”. Hasil pengolahan data resistivity pada lintasan 2a menggunakan softwareRes2DinV dan

IPI2win+IP dapat dilihat pada Gambar 4.3.

(57)
[image:57.595.169.456.112.325.2]

(b)

Gambar 4.3 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 2a (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP

Sedangkan pada lintasan 2b titik awal pada koordinat S 07o02’12.0” dan E 110o23’27.4” dengan titik akhir pada koordinat S 07o02’07.0” dan E 110o23’28.4”. Hasil pengolahan data resistivity pada lintasan 2b menggunakan

softwareRes2DinV dan IPI2win+IP dapat dilihat pada Gambar 4.4.

(58)
[image:58.595.170.455.112.350.2]

(b)

Gambar 4.4 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 2b (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP

Berdasarkan hasil pengolahan data resistivity menggunakan software

IPI2win+IP dan berdasarkan data geologi daerah penelitian, pada pengukuran di

titik kedua ini dapat dikelompokan jenis-jenis batuan bedasarkan nilai resistivitas

di daerah penelitian sebagaimana pada Tabel 4.2 berikut.

Tabel 4.2 Jenis Batuan Berdasarkan Nilai Resistivitas di Titik Kedua Nilai

Resistivitas

(Ωm) Jenis Batuan

Kedalaman Lintasan 2a

(m)

Lintasan 2b (m)

34 Top Soil 0 - 5,77 -

0,371 - 0,507 Pasir Tufaan 5,77 - 20 0 - 15,4 30,1 - 64,6 Batuan Lempung 20 - 78,5 15,4 - 74,4 83,6 - 92,1 Batuan Breksi Vulkanik

lapuk (Konglomerat)

78,5 - 113 74,4 - 133

4.1.3 Hasil Pengolahan Data di Titik Ketiga

Pada titik ketiga juga terdapat 2 lintasan pengukuran, yaitu lintasan 3a

[image:58.595.119.511.535.657.2]
(59)

110o23’28.2” dengan titik akhir pada koordinat S 07o02’01.8” dan E 110o23’28.4”. Hasil pengolahan data resistivity pada lintasan 3a menggunakan

softwareRes2DinV dan IPI2win+IP dapat dilihat pada Gambar 4.5.

(a)

[image:59.595.117.507.210.599.2]

(b)

Gambar 4.5 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 3a (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP

(60)

110o23’28.5”. Hasil pengolahan data resistivity pada lintasan 3b menggunakan

softwareRes2DinV dan IPI2win+IP dapat dilihat pada Gambar 4.6.

(a)

[image:60.595.118.510.185.552.2]

(b)

Gambar 4.6 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 3b (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP

Berdasarkan hasil pengolahan data resistivity menggunakan software

IPI2win+IP dan berdasarkan data geologi daerah penelitian, pada pengukuran di

titik ketiga ini dapat dikelompokan jenis-jenis batuan bedasarkan nilai resistivitas

(61)
[image:61.595.117.510.436.624.2]

Tabel 4.3 Jenis Batuan Berdasarkan Nilai Resistivitas di Titik Ketiga Nilai

Resistivitas

(Ωm) Jenis Batuan

Kedalaman Lintasan 3a

(m)

Lintasan 3b (m)

2,87 - 14,7 Top Soil 0 - 5 0 - 5

0,34 - 0,413 Pasir Tufaan 5 - 20,6 5 - 22,7 34,4 - 52,1 Batuan Lempung 20,6 - 74,3 22,7 - 81,7 83,6 - 87,9 Batuan Konglomerat 74,3 - 113 81,7 - 113

4.1.4 Hasil Pengolahan Data di Titik Keempat

Pada titik keempat ini terdapat 2 lintasan pengukuran, yaitu lintasan 4a

dan 4b. Pada lintasan 4a titik awal pada koordinat S 07o01’38.3” dan E 110o23’22.0” dengan titik akhir pada koordinat S 07o01’33.8” dan E 110o23’19.9”. Hasil pengolahan data resistivity pada lintasan 4a menggunakan

softwareRes2DinV dan IPI2win+IP dapat dilihat pada Gambar 4.7.

(62)
[image:62.595.169.456.110.316.2]

(b)

Gambar 4.7 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 4a (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP

Sedangkan pada lintasan 4b titik awal pada koordinat S 07o01’37.9” dan E 110o23’22.2” dengan titik akhir pada koordinat S 07o01’33.4” dan E 110o23’20.2”. Hasil pengolahan data resisitivity pada lintasan 4b menggunakan

softwareRes2DinV dan IPI2win+IP dapat dilihat pada Gambar 4.8.

(63)
[image:63.595.168.456.113.297.2]

(b)

Gambar 4.8 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 4b (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP

Berdasarkan hasil pengolahan data resistivity menggunakan software

IPI2win+IP dan berdasarkan data geologi daerah penelitian, pada pengukuran di

titik keempat ini dapat dikelompokan jenis-jenis batuan bedasarkan nilai

resistivitas di daerah penelitian sebagaimana pada Tabel 4.4 berikut.

Tabel 4.4 Jenis batuan berdasarkan nilai Resistivitas di Titik Keempat Nilai

Resistivitas

(Ωm) Jenis Batuan

Kedalaman Lintasan 4a

(m)

Lintasan 4b (m)

2,87 - 4,15 Top Soil 0 - 5 0 - 5,14

0,36 - 1,27 Pasir Tufaan 5 - 24,8 5, 14 - 10 30,1 - 36,6 Batuan Napal 24,8 - 55,2 10 - 54,6 84,4 - 85,6 Batuan Konglomerat 55,2 - 113 54,6 - 113

4.1.5 Hasil Pengolahan Data di Titik Kelima

Pada titik kelima juga terdapat 2 lintasan pengukuran, yaitu lintasan 5a

[image:63.595.113.511.486.596.2]
(64)

Hasil pengolahan data resisitivity pada lintasan 5a menggunakan software

Res2DinV dan IPI2win+IP dapat dilihat pada Gambar 4.9.

(a)

[image:64.595.116.510.186.529.2]

(b)

Gambar 4.9 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 5a (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP

(65)

(a)

[image:65.595.119.507.119.457.2]

(b)

Gambar 4.10 Hasil Pengolahan Data Resistivity Lintasan 5b (a) Penampang 2 Dimensi dari Software Res2DinV (b) Pemodelan 1 Dimensi dari Software IPI2win+IP

Berdasarkan hasil pengolahan data resistivity menggunakan software

IPI2win+IP dan berdasarkan data geologi daerah penelitian, pada pengukuran di

titik kelima ini dapat dikelompokan jenis-jenis batuan bedasarkan nilai resistivitas

di daerah penelitian sebagaimana pada Tabel 4.5 berikut.

Tabel 4.5 Jenis Batuan Berdasarkan Nilai Resistivitas di Titik Kelima Nilai

Resistivitas

(Ωm) Jenis Batuan

Kedalaman Lintasan 5a

(m)

Lintasan 5b (m)

3,48- 3,51 Top Soil 0 - 4,84 0 - 12,2

[image:65.595.110.514.653.752.2]
(66)

Gambar

Gambar 2.1 Longsoran
Gambar 2.2 Konduktor dengan Panjang L dan Luas Penampang A
Gambar 2.4 Sumber Arus Tunggal pada Medium Non-Homogen
Gambar 2.5  Distribusi Potensial dan Aliran Arus Oleh Sumber Arus Ganda di Permukaan Bumi
+7

Referensi

Dokumen terkait