PENGUKURAN GEOFISIKA UNTUK DATA DASAR PEMBANGUNAN DAN TATARUANG KOMPLEK PERKANTORAN PEMERINTAH KABUPATEN SUKABUMI DI PELABUHAN RATU

PENGUKURAN GEOFISIKA

UNTUK DATA DASAR PEMBANGUNAN DAN TATARUANG

KOMPLEK PERKANTORAN PEMERINTAH

KABUPATEN SUKABUMI DI PELABUHAN RATU

Yayat Sudrajat1_{, Edi Hidayat}2_{, Dadan Dani Wardhana}1_{, Aryo Dwi Handoko}2_{, Adde}

Tatang1_{, Fuad Firmansyah}1_{, Amar}1_{, Wahyudin}1_{, Nyanjang}1_{, dan Dede Rusmana}1

1_{Pusat Penelitian Geoteknologi LIPI, Jl. Sangkuriang, Bandung 40135} 2_{UPT Loka Uji Teknik Penambangan Jampang Kulon LIPI}

Email: yayat012@yahoo.com

ABSTRAK

Data bawah permukaan suatu daerah atau wilayah sangat penting sebagai dasar perencanaan pembangunan untuk memahami aspek-aspek sumberdaya geologi dan potensi ancaman/bencana yang mungkin ada. Untuk itu, dilakukan pengukuran beberapa metode geofisika secara terpadu di Kompleks Perkantoran Pemerintahan Kabupaten Sukabumi di Pelabuhan Ratu. Telah dilakukan pengukuran geolistrik multi channel sebanyak 9 lintasan dengan panjang lintasan antara 410 sampai 550 meter dengan kedalaman dugaan lebih kurang 100 meter, pengukuran gayaberat dan geomagnet masing-masing dilakukan pada 80 dan 100 titik ukur. Dari pemodelan bawah permukaan, batuan dikelompokan kepada beberapa lapisan. Lapisan dengan tahanan jenis kurang dari 10 Ohm-meter merupakan batuan lunak atau lempung yang bersifat impermeabel. Tetapi batuan dengan nilai tahananjenis kurang dari 3 Ohm-meter di permukaan merupakan batuan yang bolehjadi mudah bergerak pada musim hujan dan retak pada musim kemarau. Lapisan dengan tahanan jenis lebih besar dari 10 dan kurang dari 30 ohm-m merupakan lempung pasiran, pasir, kerikil dan pelapukan breksi. Lapisan dengan tahanan jenis lebih besar dari 30 dan kurang dari 100 ohm-m biasanya berupa kerikil sampai bolder. Kedua kelompok pelapisan terakhir berpotensi sebagai lapisan pembawa air atau akuifer. Sedangkan batuan dengan tahanan jenis lebih besar dari 300 ohm-m merupakan batuan keras yang kompak. Dari kontur Bouguer anomali, sebaran batuan berdensitas tinggi dengan harga anomali 135 mGal berada di selatan dan densitas rendah dengan harga anomali 115 mGal berada di utara. Model 2D gayaberat menunjukan batuan dasar yang lebih dangkal di bagian Selatan.

Kata Kunci: geolistrik multi channel, gayaberat, resistivitas, akuifer, Sukabumi.

ABSTRACT

Subsurface data is very important as the basis for development planning to understand the geological aspects and the potential threat / disaster. To determine subsurface geological conditions, an integrated geophysical measurements was carried out in the Sukabumi District Government Complex in Pelabuhan Ratu. A multi-channel geoelectric survey was conducted in 9 lines of 410 to 550 meters long with a depth of allegation is approximately 100 meters. Gravity and geomagnetic survey was done in respectively 80 and 100 measuring points. From the resistivity modeling, the subsurface was grouped to three main layers. First group has resistivity less than 10 ohm-meters, which is usually soft rock or clay that partly impermeable. Second group has a layer with resistivity greater than 10 and less than 30 ohm-m in the form of sandy loam, sand, gravel or weathering breccia and a layer with resistivity greater than 30 and less than 100 ohm-m in the form of gravel to boulder. This group has the potential as an aquifer or water carrier with the depth of 10 to 80 meters. The third group has resistivity greater than 300 ohm-m, which is hard and compacted rock. From Bouguer gravity anomaly contours, distribution of high-density anomaly (135 mgal) is in the south part, while low density anomaly (115 mgal) is in the north. Gravity 2D model shows a more shallow bedrock in the south.

PENDAHULUAN

Perencanaan pembangunan suatu kawasan adalah hal yang penting. Segala aktivitas pembangunan di atas permukaan tanah perlu didukung data bawah tanah (bawah permukaan) agar pembangunan menjadi selaras dengan keadaan bawah permukaan. Banyak kasus bencana yang terjadi pada daerah-daerah pemukiman dengan kepadatan penduduk tinggi, seperti longsor atau kekurangan air, dimana untuk penanggulangannya tentu memerlukan data bawah permukaan. Untuk mendapatkan data bawah permukaan akan sangat sulit jika pemukiman sudah padat. Oleh karena itu data bawah permukaan perlu dibuat diawal perencanaan. Gambaran bawah permukaan dapat diperoleh dengan memetakan sebaran batuan berdasarkan sifat kelistrikan,berat jenis, sifat kemagnetan dan gambaran model 2dimensi pelapisan batuan bawah permukaan. Dari semua data tersebut diketahui kondisi geologi yang berkaitan dengan stabilitas batuan, pelapisan pembawa air (akuifer) dan potensi bahaya gerakan tanah.

LOKASI PENELITIAN

Lokasi penelitian terletak di Komplek Perkantoran Pemerintah Kabupaten Sukabumi di Jajaway Palabuhan Ratu-Jawa Barat (Gambar 1).Untuk mencapai lokasi memerlukan waktu tempuh 5 s/d 7 jam perjalanan dari Bandung menggunakan kendaraan roda 4. Penelitian difokuskan di komplek perkantoran yang berada pada koordinat 106o33’4” s/d 106o33’27” BT dan 6o58’36” s/d 6o59’6” LS, pada ketinggian 18 meter dibagian Selatan dan 34 meter di Utara.

Gambar1.Peta Lokas daerah penelitian (Googlearth Pro 2014)

Geologi Lokasi Penelitian

Daerah penyelidikan termasuk kedalam Peta Geologi Lembar Bogor, Jawa Barat, skala 1 : 250.000 (Effendi, at al., 2011) yang diterbitkan oleh Pusat Survei Geologi, Badan Geologi ESDM (Gambar 2). Secara fisiografi, daerah ini termasuk ke dalam rangkaian Pegunungan Selatan Jawa Barat (Van

Bemmelen, 1949), memiliki curah hujan 3000 – 4000 mm/tahun dengan suhu udara rata– rata dilokasi 29°– 32°C, dan kelembaban udara 85%.Berdasarkan pada peta geologi regional ini, lokasi penelitian ditutupi oleh batuan vulkanik muda dan aluvium berumur Tersier – Kuarter. Batuan yang tersingkap di lokasi penelitian tersusun atas breksi, breksi tuf, batupasir tufaan (Gambar 2).

Gambar 2. Peta Geologi daerah penelitian

METODE

Batuan mempunyai beberapa sifat fisika diantaranya sifat kelistrikan (tahanan jenis), sifat kemagnetan dan density (berat jenis). Metode geolistrik digunakan untuk mengukur tahananjenis (Keller at al, 1982), metode gravity (gaya berat) untuk mendapatkan sebaran batuan berdasarkan berat jenis sedangkan sifat kemagnetan batuan diukur dengan magneto-meter.

Metode Geolistrik

Metode geolistrik atau geolistrik caratahanan jenis, mengukur tahanan jenis batuan dengan cara meng-injeksikan arus listrik (DC Block) melalui elektroda transmitter C1,C2 kedalam tanah (Gambar 3) dan mengukur beda potensial melalui elektroda P1-P8.

Untuk mendapatkan harga tahanan jenis bawah permukaan 𝛒𝒂,digunakan geolistrik cara dipole-dipole dengan multi elektroda (Parasnis, 1986).. Arus listrik dialirkan melalui elektroda C1 dan C2 dan Δν diukur melalui elektroda P1 s/d P8, jarak antar elektroda P = 5 meter, n = 8a dan diekspansi sampi 6 x a.

Harga resistivity dihitung dengan rumus: 𝛒𝒂= 𝒌 𝑹 … … … . . 𝜴𝒎, k = konstanta geometri

dipole-dipole = 𝝅 𝒏(𝒏 + 𝟏)(𝒏 + 𝟐)𝒂, R = harga pembacaan dari instrument (Grandis 2001).

Alat yang digunakan adalah SuperSting R8/IP dengan swif elektroda 56 buah, pemodelan bawah permukaan dilakukan dengan metode inversi algoritma NLCG (Loke , 1977) yang terdapat pada perangkat lunak EarthImager.

Gambar 3.Susunan elektroda dipole dipole dengan 8 elektroda penerima P1-P8

Metode Gravity

Metode gravity atau gayaberat merupakan metode geofisika yang memanfaatkan medan gravitasi bumi, dengan cara mengukur beda percepatan gravitasi antara satu titik dengan lainnya. Harga percepatan gravitasi absolut didapat dengan jalan mengacu pada titik Base Stasiun yang ada di LIPI (Sudrajat at al, 2004).Besar-kecilnya nilai percepatan gravitasi salah satu penyebabnya adalah keragaman rapat massa batuan dibawah permukaan (Blakely,1995). Bouguer Anomali adalah nilai anomali percepatan gravitasi yang sudah dikoresi. Koreksi-koreksi tersebut terdiri dari koreksi pasang-surut (tide correction), koreksi apungan (drift correction), koreksi udara bebas FAC (free air correction), koreksi Bouguer BC (Bouguer correction) dan koreksi medan TC (terrain correction). Secara matematis anomali Bouguer dihitung dengan menggunakan rumusan: BA = (go + FAC – BC + TC) - gn ... mGal (Telford et al., 1982)

gn = nilai gavitasi normal atau g teoritis = 978,0318 {1+ 0,0053024 (sin2ø) – 0,0000058 (sin22ø)}.

Pengukuran gayaberat di lapangan dilakukan dengan menggunakan alat gravitimeter Lacoste & Romberg type G-804. Untuk kepentingan interpretasi kuantitatif, selain dibuat peta anomali juga dilakukan pemodelan gayaberat. Pemodelan menggunakan teori potensial yang diaplikasikan pada perangkat lunak pemodelan gayaberat dan magnetik, GMSys 2-D yang merupakan bagian dari Oasis Montaj.

Metode Geomagnet

Bumi merupakan magnet raksasa, sehingga setiap benda yang berada di bumi akan terpengaruh oleh kemagnetan bumi. Intensitas magnetisasi adalah suatu besaran yang menunjukkan kuat lemahnya medan magnet benda yang timbul karena pengaruh medan magnet bumi (Blakely, 1995). Kuat intensitas magnet dinyatakan dengan hubungan berikut : I = k H ; I = intensitas magnetisasi dalam nT; k = nilai suseptibilitas dalam emu dan H = intensitas medan magnet bumi dalam nT. Makin tinggi nilai suseptibilitas suatu benda makin tinggi intensitas magnetisasi. Pengukuran di lapangan menggunakan alat magneto-meter GSM-19T.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Geolistrik

Pengukuran geolistrik dilakukan pada 9 lintasan, 3 lintasan berarah Barat-Timur dan 6 lintasan Utara-Selatan (Gambar 4). Hasil pengukuran geolistrik adalah model 2D Inversi Tahananjenis ( Gambar 5), model tersebut menyajikan bentuk penampang bawah permukaan berdasarkan nilai tahananjenis batuan. Sumbu tegak sebelah kiri adalah elevasi/tinggi berdasarkan tinggi topografi,

sumbu tegak sebelah kanan adalah kedalaman dihitung dari topografi tertinggi pada lintasan tersebut.

Hasil pemodelan 2-Dimensi secara umum memperlihatkan bahwa nilai tahanan jenis di daerah penyelidikan bervariasi antara 2,5 Ωm (warna biru) hingga 250 Ωm (warna merah). Dari pemodelan tersebut batuan dapat dikelompokan seperti pada Tabel

Tabel 1. Pelapisan Batuan berdasarkan nilai Tahananjenis

Nilai tahanan jenis dikontrol oleh dua faktor utama yaitu jenis batuan dan kandungan mineral / air. Tahanan jenis kecil berkaitan dengan jenis batuan tufa/lempung pada umumnya batuan lunak. Makin keras dan kompak batuan maka makin tinggi nilai tahanan jenisnya. Pada kondisi batuan kering nilai tahanan jenis batuan juga menjadi lebih tinggi.

Tahanan jenis R<3 Ohm-m bersesuaian dengan lempung, batuan lunak, tidak lulus air/impermeabel. Pada kondisi lereng dengan kemiringan tertentu hujan bisa mengakibatkan gerakan tanah, sedangkan musim kemarau dapat mengakibatkan retak-retak. Tahanan jenis 3 ≤ R < 10 Ohm-m berasosiasi dengan tufa, tufa pasiran, batuan lunak berair. Tahanan jenis 10≤R < 30 Ohm-m pasir, kerikil, breksi yang sudah lapuk, batuan lulus air/impermeabel kemungkinan merupakan lapisan pembawa air atau akuifer. Tahanan jenis30≤ R < 100 Ohm-m batuan breksi, kerakal atau batu pasir. Batuan batuan tersebut cenderung keras dan merupakan batuan lulus air/impermeabel sehingga besar kemungkinan berfungsi sebagai akuifer. Tahanan jenis R ≥ 100 Ohm-m adalah batuan breksi bolder, batuan kompak dan keras. Batuan dengan harga tahananjenis lebih besar dari 30 ohm-m dominan tersebar di bagian Utara di Lintasan 4 dan menipis sampai di Lintasan 1, dan tidak terdapat di Lintasan 8. Sedangkan batuan lempung, tufa –tufa pasiran berharga kurang dari 10 Ohm-m tersebar di bagian Selatan (Gambar 6). Ada bentuk cekungan tahananjenis kurang dari 3 Ohm-m dan diisi oleh batuan yang berharga lebih besar dari 30 Ohm-m dan kurang dari 100 Ohm-m, kemungkinan merupakan akuifer yang terakumulasi yang tertahan oleh lapisan impermeabel di bagian Selatan. Potensi airtanah ini ada pada Lintasan 4, meter ke 360 sampai 450 dengan kedalaman terdeteksi mulai 10 sampai dengan 80 meter (Gambar 5).

Bagian Utara Komplek perkantoran di Lintasan 5 dan Lintasan 6 merupakan perbukitan didominasi batuan keras bertahananjenis lebih besar dari 100 Ohm-m.

Gambar 6. Kiri: Peta sebaran tahananjenis di permukaan, kanan: model pseudo 3D

Gambar 6 adalah sebaran tahanan jenis batuan dipermukaan, batuan bertahanan jenis kurang dari 10 Ohm-m (warna biru) kondisi lunak dan basah di bagian Utara bersesuaian dengan pesawahan-dataran, sedangkan dibagian Selatan berada pada tinggian dan lereng (Gambar 5 pada Lintasan 9, 2 dan 3). Kondisi dibagian Selatan ini memungkinkan terjadinya pergerakan tanah dimusim hujan dan retakan dimusim panas. Dengan posisi batuan yang impermeabel berada dibagian Selatan, kondisi ini menyebabkan aliran airtanah tertahan dan terakumulasi di bagian tengah sehingga merupakan daerah/area potensi airtanah (Gambar 6, kiri). Dari model (semu) 3D (Gambar 6, kanan) dapat dilihat bahwa bagian Selatan didominasi oleh batuan lempung, lunak dan impermeabel, sedangkan bagian Utara didominasi batuan keras dengan tahanan jenis R 30≤ R < 100 (batuan breksi, kerakal dan batu pasir). Aliran airtanah terakumulasi di Lintasan 4 bagian tengah merupakan cekungan dimana diduga potensi airtanah terdapat disini (Gambar 6 kanan-tanda panah).

Gravity

Pola anomali Bouguer di sekitar lokasi peneltian memiliki pola menurun dari Selatan ke arah Utara dengan nilai maksimum sekitar 136 mgal di bagian Selatan dan minimum 116 mgal di Utara (Gambar 7 kiri). Anomali tinggi mencerminkan density (berat jenis) batuan lebih tinggi di Selatan dan rendah di Utara.Dari pengamatan geologi dibagian utara penelitian tersingkap litologi batupasir dengan strike/dip N102oE/45o dengan kemiringan ke arah Selatan.

Penampang Model 2 dimensi adalah potongan penampang gaya berat A-B, A di Utara dan B di Selatan. Model 2Dimensi (Gambar 7 kanan)menggambarkan susunan pelapisan batuan berdasarkan berat jenis batuan dalam satuan gram/cm3. Pemodelan dibuat sampai kedalaman 3500 meter (Gambar 7).

Gambar 7. Atas: Peta Anomali Bouguer, Bawah: Model 2Dimensi penampang A-B

Dari Penampang model 2 dimensi, menunjukan kemungkinan adanya bidang ketidak selarasan/sesar atau cekungan/grabben, yang diisi oleh batuan yang mempunyai density rendah 1.85 s/d 2 gr/cm3 pada sumbu ordinat 1500 sampai 2000(Gambar 7 kanan). Batuan pada bidang ini

lebih lanjut. Bidang ketidak selarasan berupa grabben akan menimbulkan bahaya pergerakan apabila sesar tersebut aktif. Perlu diteliti kemungkinan aktifnya sesar tersebut

Geomagnet

Gambar 8 memperlihatkan peta anomali geomagnet totaldi daerah penyelidikan. Anomali geomagnetik hasil pengukuran di lapangan disebabkan oleh keberadaan jumlah unsur, mineral, atau senyawa magnetik dalam batuan. Anomali yang tergambar rentang anomali berkisar antara -1200 sampai 1500 nT. Nilai geomagnet latar belakang (background geomagnetic value) berkisar antara 0 sampai 600 nT. Berdasarkan peta geomagnetik total, dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok anomali. Anomali rendah -1200 sampai 0 ηΤ sebagai kelompok batuan yang kurang termagnetisasi, 0 sampai 800 ηΤ dan lebih besar dari 800 ηΤ. Tidak ada hal yang mencolok dalam anomali geomagnet total.

Gambar 8. Peta anomaly geomagnet total

KESIMPULAN DAN SARAN

Lokasi komplek perkantoran pemerintah Kab. Sukabumi di Palabuhan Ratu berada pada koordinat 106o33’4” s/d 106o33’27” BT dan 6o58’36” s/d 6o59’6” LS ketinggian di selatan 18 meter dan di Utara 34 meter. Bagian Selatan di didominasi oleh batuan lempung, lunak dan impermeabel terdeteksi sampai kedalaman 80 meteran. Sedangkan di bagian Utara didominasi batuan yang keras ,breksi, kerakal dan batu pasir.

Potensi airtanah terbaik ada pada pelapisan batuan yang dengan harga tahananjenis dan 10≤ R < 30 Ohm-m bersesuaian dengan, tufa pasiran, pasir, kerikil, kerakal dan breksi yang sudah lapuk. Pada harga tahanan jenis 3 ≤ R < 10, 30≤ R < 100 masih dimungkinkan didapat akuifer. Potensi airtanah ada pada Lintasan 4, meter ke 360 sampai dengan 450 pada kedalaman terdeteksi mulai 10 sampai dengan 80 meter .

Pelapisan batuan berharga kurang dari 3 Ohm-meter bersesuaian dengan lempung, batuan ini jika pada kondisi kering akan terjadi rekahan-rekahan dan pada kondisi basah pada lereng yan cukup terjal bisa mengakibatkan pergerakan tanah, hal ini terdapat di lokasi LIPI.

Kemungkinan adanya bidang ketidak selarasan/sesar atau grabben, yang terisi oleh batuan yang mempunyai density rendah 1,85 s/d 2,0 gr/cm3 pada sumbu ordinat 1500 sampai 2000 sebagai akuifer.Perlu diteliti kemungkinan aktifnya sesar tersebut.

Data Geofisika sangat menunjang dan penting untuk dasar perencanaan pengembangan pembangunandi komplek perkantoran ini.

SARAN

Disarankan untuk tidak mendirikan bangunan pada lokasi yang mempunyai potensi artanah (Gambar 6)

Untuk melengkapi data airtanah perlu dilakukan penyelidikan Hidrogeologi, dengan melakukan maping ketinggian muka airtanah.

Perlu diselidiki lebih lanjut keberadaan bidang sesar kaitannya dengan mitigasi bahaya geologi dengan melakukan pengamatan geologi detail di lokasi komplek perkantoran.

UCAPAN TERIMAKASIH

Kami mengucapkan terimakasih kepada bapak Bupati Kabupaten Sukabumi yang telah memberikan bantuan berupa hibah tanah dan ijin penelitian di lokasi perkantoran Pem.Kab.Sukabumi di Jajaway Palabuhan Ratu. Kami juga mengucapkan terimakasih kepada bapak Kepala Pusat Penelitian Geoteknologi yang telah mengalokasikan dana untuk penelitian ini, dan tidak lupa kepada panitia Pemaparan Hasil penelitian Pusat Penelitian Geoteknologi LIPI Tahun 2014 yang berkenan memberi kesempatan untuk memamaparkan hasil penelitian kami.

DAFTAR PUSTAKA

Blakely, R.J., 1995, Potential Theory in Gravity and Magnetic Application, Cambridge University Press, USA.

Effendi, 2011. Peta Geologi Lembar Bogor, Jawa skala 1:100.000, Pusat Survei Geologi Badan Geologi ESDM, Bandung.

Grandis H at all, 2001, Prosedures of Resistivity Survey,Nature and its Environment,Vol 3. Supplement- special issue, Thinktank Kyoto Institute of Natural History

Keller, G.V., F.C. Frischknecht, 1982: Elektrical Methods in Geophysical Prospecting, Pergamon Press, Oxford.

Loke M.H, june 1977, Rapid 2D resistivity using the least square method, Parasnis D.S., 1986, Principles of Applied Geophysics, Chapman and Hall, USA.

Telford, W.M., L.P. Geldart, R.E. Sheriff, and D.A. Keys, 1982: Applied Geophysics, Cambridge University Press, Cambridge.

Van Bemmelen, R.W., 1970 , The Geology of Indonesia, Volume IA : General Geology of Indonesia and Adjacent Archipelagos, Government Printing Office, The Hague. Yayat Sudrajat, Karit Lumban Gaol, Setya Utari dan Taufik R Ramalis.,2003, Pembuatan Titik Ikat

Gayaberat pada Jalur Kalibrasi Bandung-Gunung Tangkuban Parahu, Jurnal Geofisika edisi tahun 2003-No 1.