EVALUASI AKHIR SEMESTER GASAL
JUDUL
UPAYA MEMINIMALISIR INFILTRASI AIR KE DALAM RETAKAN TANAH AKIBAT PERGESERAN TANAH PADA BIDANG GELINCIR DI
DESA PABLENGAN, KECAMATAN MATESIH, KABUPATEN KARANGANYAR, JAWA TENGAH
MATA KULIAH:
PENGANTAR ILMU KEBUMIAN
Diusulkan oleh :
Ahmad Qomaruddin Arsyadi (3713100019) Angakatan 2013 Adib Banuboro (3713100024) Angakatan 2013 Mochammad Fauzan Dwiharto (3713100037) Angakatan 2013
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
ii
HALAMAN PENGESAHAN
1. Judul Kegiatan : UPAYA MEMINIMALISIR INFILTRASI AIR KE DALAM RETAKAN TANAH AKIBAT PERGESERAN TANAH PADA BIDANG GELINCIR DI DESA PABLENGAN, KECAMATAN MATESIH, KABUPATEN KARANGANYAR, JAWA TENGAH
2. Bidang Kegiatan : ( ) ETS (√ ) EAS 3. Ketua Pelaksana Kegiatan :
a. Nama Lengkap : Mochammad Fauzan Dwiharto
b. NRP : 3713100037
c. Jurusan : Teknik Geofisika
d. Universitas : Institut Teknologi Sepuluh Nopember e. Alamat Rumah : Jl. Gebang Lor 30, Surabaya
f. No Tel./HP : 082331571773
g. Alamat email : [email protected] 4. Anggota Penulis : 2 orang
Ketua Jurusan Teknik Geofisika Ketua Pelaksana Kegiatan
(Dr. Ir. Muhammad Taufik) (Mochammad Fauzan Dwiharto)
iii
Pembantu Rektor III Dosen Pendamping
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT kami panjatkan atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis yang berjudul “UPAYA MEMINIMALISIR INFILTRASI AIR KE DALAM RETAKAN TANAH AKIBAT PERGESERAN TANAH PADA BIDANG GELINCIR DI DESA PABLENGAN, KECAMATAN MATESIH, KABUPATEN KARANGANYAR, JAWA TENGAH”. Karya tulis ini disusun guna memberikan sebuah gagasan atas permasalahan yang timbul akibat seringnya terjadi bencana tanah longsor di Kabupaten Karanganyar, Jawa Tengah. Salah satu penyebab tanah longsor adalah bidang gelincir. Sebagai langkah awal, penulis melakukan identifikasi pada bidang gelincir dengan memanfaatkan metode geolistrik tahanan jenis. Selanjutnya untuk meminimalisir efek dari bidang gelincir tersebut penulis memiliki gagasan untuk menutup daerah retakan dengan campuran antara tanah lempung dan abu cangkang kelapa sawit. Sehingga diharapkan dapat meningkatkan kestabilan tanah.
Banyak kesulitan yang penulis hadapi, namun berkat bimbingan, arahan, koreksi dan saran, untuk itu rasa terima kasih yang dalam-dalamnya penulis sampaikan kepada:
1. Bapak Widya Utama, selaku dosen pembimbing. 2. Bapak Amien Widodo, selaku dosen Teknik Geofisika
3. Kakak – kakak, dan teman-teman Teknik Geofisika yang telah banyak memberikan semangat, dorongan, serta masukan.
4. Orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan moril maupun materil kepada penulis.
Semoga karya tulis ini bermafaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surabaya, 09 Januari 2014
v
Metode Geolistrik Tahanan Jenis dengan konfigurasi dipole – dipole ...3
Hubungan Bidang Gelincir dengan Retakan Tanah ...5
Campuran Tanah Lempung dengan Abu Cangkang Kelapa Sawit ...8
Karakteristik Tanah Lempung ...8
Karakteristik Abu cangkang Kelapa Sawit ...9
Karakteristik Campuran Tanah Lempung dan Abu Cangkang Kelapa Sawit ...10
KESIMPULAN ...11
DAFTAR PUSTAKA ...12
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ...13
vi DAFTAR GAMBAR
vii DAFTAR TABEL
halaman
Tabel 1. Citra Warna dan Jenis Lapisan ... 6
Tabel 2. Nilai Permeabilitas Tanah ... 8
Tabel 3. Komposisi Unsur Kimia Lempung ... 9
Tabel 4. Komposisi Unsur Kimia Abu Cangkang Kelapa Sawit ... 10
viii DAFTAR LAMPIRAN
1 RINGKASAN
Bidang gelincir merupakan salah satu pemicu terjadinya tanah longsor. Bidang gelincir ini merupakan bidang batas antara dua lapisan yang berbeda karakteristik dan bidang ini juga bersifat kedap air. Salah satu metode geofisika yang dapat digunakan untuk menentukan letak bidang gelincir adalah metode geolistrik tahanan jenis dengan konfigurasi dipole-dipole.
Dari survey yang pernah dilakukan oleh peneliti sebelumnya di Desa Pablengan, Kecamatan Mateshi, Kabupaten Karanganyar, dideteksi bahwa litologi bawah permukaan berupa tanah lempung, lempung basah, lempung pasiran sampai pasir lempungan, pasir sampai breksi. Bidang gelincir di daerah penelitian tersebut berupa lapisan tanah lempung basah dengan nilai resistivitas antara 19,3 Ωm sampai 36,6 Ωm, yang ditemukan pada kedalaman 1,7 m sampai 17 m. Adanya bidang gelincir ini memicu pergerakan tanah, yang menimbulkan retakan tanah pada permukaan tanah. Dari retakan itu air (air hujan) bisa meresap sampai ke lapisan kedap air atau bidang gelincir itu sendiri. Sehingga bidang gelincir semakin licin dan dapat memicu terjadinya bencana tanah longsor.
Untuk mencegah agar air tidak masuk melalui retakan, maka retakan yang terbentuk akibat pergerakan tanah ditutup dengan tanah yang kedap air, yaitu berupa campuran tanah lempung dengan abu cangkang kelapa sawit. Kedua bahan ini dipilih karena karakteristiknya yang kuat dan kedap air. Biasanya campuran tanah lempung abu cangkang kelapa sawit digunakan sebagai bahan penguat konstruksi jalan. Pada hasil campuran antara tanah lempung dengan abu cangkang sawit diperoleh kadar silika (SiO2) yang lebih besar yaitu 87,60 %. Hasil ini lebih besar dari kadar silika (SiO2) di tanah lempung dan abu cangkang kelapa sawit saja, masing – masing bernilai 75,40% dan 67,40 %.
2 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Di alam banyak banyak terjadi proses - proses geologi, baik proses dari dalam bumi (endogen) ataupun yang dari luar bumi (eksogen). Dampak dari proses geologi ini ada yang positif dan juga negatif. Dampak negatif dari proses geologi dapat mengganggu aktivitas manusia, hal ini disebut dengan bencana geologi (geological hazard) atau sering dikenal bencana alam. Salah satu contoh dari bencana geologi adalah tanah longsor.
Tanah longsor adalah perpindahan atau gerakan tanah, batuan, bahan rombakan, atau material campuran yang bergerak ke bawah akibat pengaruh gaya berat (gaya gravitasi). Proses terjadinya tanah longsor dimulai ketika air meresap ke dalam tanah sehingga berat tanah bertambah besar. Jika resapan air sampai di lapisan tanah yang kedap air, maka lapisan tanah tadi menjadi licin dan lapisan tanah pelapukan di atasnya bergerak menuruni lereng. Tanah kedap air inilah yang menjadi bidang gelincir. Bidang gelincir (slip surface) merupakan gabungan titik-titik zona lemah yang terdapat di sepanjang lereng, dan menjadi salah satu pemicu terjadinya tanah longsor.
Jawa Tengah merupakan daerah yang bisa dibilang rawan terhadap bencana tanah longsor. Salah satu daerah yang sering dijumpai tanah longsor di Jawa Tengah adalah Kabupaten Karanganyar. Hal ini dapat dilihat dari Peta Risiko Bencana Longsor Kabupaten Karanganyar (lampiran 1). Untuk kondisi geologinya sendiri di daerah ini berupa perbukitan dan banyak dijumpai tanah miring dengan kemiringan lebih dari 30o, dapat dilihat di Peta Geologi Karanganyar(lampiran 2).
3 Tujuan
Dari latar belakang yang dikemukakan di atas maka tujuan yang ingin dicapai dari gagasan adalah meminimalisir infiltrasi air (air hujan) ke dalam retakan tanah agar tidak memperlicin bidang gelincir.
Manfaat
Adapun manfaat dari karya tulis ini adalah :
1. Dapat mengetahui dugaan letak bidang gelincir tanah longsor di Desa Pablengan, Kecamatan Metasih, Kabupaten Karanganyar
2. Dapat meminimalisir infiltrasi air (air hujan) ke dalam retakan tanah, sehingga tidak memperlicin bidang gelincir.
Gagasan
Metode Geolistrik Tahanan Jenis Konfigurasi Dipole - Dipole
Metode geolistrik adalah salah satu metode geofisika yang bersifat aktif. Geolistrik mempelajari tentang sifat aliran listrik di dalam batuan bawah permukaan bumi. Hal-hal yang diperoleh dari metode ini antara lain; beda potensial, kuat arus, dan nilai tahanan jenis batuannya. Metode geolistrik banyak digunakan dalam kegiatan eksplorasi karena bermanfaat dalam mempelajari keadaan bawah permukaan. Salah satu jenis metode geolistrik adalah metode tahanan jenis atau resistivity (Santoso, 2002).
Data tahanan jenis yang di dapat merupakan tahanan jenis semu sebab data ini diperoleh secara langsung, sehingga dibutuhkan pengolahan data lebih lanjut untuk mendapatkan data tahanan jenis yang sebenarnya.
4 V ≈ I V = I.R
R ≈
R =
ῥ
Metode Geolistrik tahanan jenis memiliki beberapa konfigurasi , tetapi yang akan dibahas saat ini adalah konfigurasi Dipole – Dipole, dengan susunan elektroda seperti gambar di bawah ini (gambar 1) :
Gambar 1. Letak elektroda pada konfigurasi dipole – dipole
Keterangan :
a : jarak antara elektroda C2 ke C1 dan jarak elektroda P1 ke P2
na : jarak antara elektroda C1 ke P1 (n = 1,2,3,4,5,6)
Elektroda C : elektroda yang menginjeksi arus ke bawah pemukaan tanah.
Elektroda P : elektroda yang menginjeksi beda potensial ke bawah permukaan tanah.
Pada konfigurasi Dipole – Dipole arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui sebuah konektor yang berupa elektroda, sama seperti konfigurasi yang lainnya. Nilai tahan jenis semu (ρa), dirumuskan sebagai berikut :
ρa = K ...(1)
Keterangan :
ρa = hambatan jenis semu
5
= beda potensial
I = arus yang diinjeksikan
Nilai faktor geometri (K) tiap konfigurasi berbeda – beda, untuk faktor geometri elektroda pada konfigurasi dipole – dipole dapat dicari dengan persamaan 2, yaitu :
K = 2π
[
]
...(2)
Hubungan Bidang Gelincir dengan Retakan tanah
Bidang gelincir (slip surface) atau bidang geser (shear surface) merupakan lapisan batas antara dua lapisan yang berbeda jenis di bawah permukaan, dan bersifat kedap air. Jika air (air hujan) meresap hingga pada lapisan yang kedap air (bidang gelincir), maka lapisan ini akan semakin licin. Sebab pada lapisan ini hanya sedikit air yang mampu meresap, dan sebagian besar tetap mengalir di permukaan lapisan tersebut .
Bidang gelincir merupakan lapisan (tanah) yang bersifat kohesif, tanah kohesif memiliki sifat – sifat sebagai berikut (Hardiyatmo, 2006):
1. Kuat geser rendah.
2. Bila kadar air bertambah, maka kuat geser berkurang 3. Bersifat plastis saat basah, dan mudah mampat. 4. Menyusut bila kering dan mengembang bila basah. 5. Merupakan material kedap air
6
Berikut penampang 2 Dimensi dari pseudesection (nilai resistivitas semu), beserta tabel citra warna dan jenis lapisan di Desa Pablengan, Kecamatan Matesih, Kabupaten Karanganyar yang di proses menggunakan software
RES2DINV versi 3,54 (semi demo version) :
Gambar 2. Penampang pseudosection
7
Pada gambar 1, bidang gelincir ditunjukkan dengan garis merah putus – putus. Bidang gelincir ini terdeteksi pada kedalaman 1,7 meter – 17 meter dengan
nilai tahanan jenis 19,3 Ω m – 35,5 Ω m. Tanah pada lapisan ini yang merupakan lapisan kedap air diduga adalah tanah lempung basah yang dicitrakan dengan warna hijau muda dan hijau tua. Sedangkan pada bagian atas bidang gelincir diduga lapisan batuan lapuk atau berupa pasir lempungan yang dapat menyimpan kandungan air, dengan variasi tahanan jenis 35,5 Ω m –170 Ω m dengan ketebalan lapisan sekitar 10 meter. Lapisan ini diduga tempat terakumulasinya air saat terjadi hujan deras.
Jika dugaan bidang gelincir di bawah permukaan tanah sudah di ketahui, maka secara alamiah di atas permukaan akan tampak retakan. Di mana retakan tersebut merupakan dampak dari pergeseran tanah, yang bergeser pada bidang gelincir. Retakan tersebut akan menjadi tempat paling berpotensi untuk meresapnya air, terutama saat hujan deras. Keberadaan air hujan akan memperlicin bidang gelincir atau mengurangi tahanan geser tanah. Selain itu air hujan akan menggenang, dan meresap melalui retakan, menyebabkan kadar air dalam tanah akan meningkat. Meningkatnya kadar air dalam tanah menyebabkan bertambahnya beban yang harus ditopang oleh lereng, juga merupakan tambahan gaya lateral yang cenderung akan melongsorkan lereng. Kondisi seperti ini yang terus menerus akan menyebabkan terjadinya keseimbangan kritis antara gaya geser yang muncul akibat beban tanah dengan tahanan geser tanah pada bidang gelincirnya (Hardiyatmo, 2006).
8
Campuran Tanah Lempung dengan Abu Cangkang Kelapa Sawit
1. Karakteristik Tanah Lempung
Mineral lempung merupakan material penyusun tanah yang dapat menimbulkan sifat plastis pada tanah bila dicampur dengan air. Memiliki diameter butiran kurang dari 0,002 mm, dan merupakan kumpulan mineral kristalin yang bersifat mikroskopis dengan bentuk serpihan. Apabila diameter butiran kurang dari 0,001 mm (1μm), maka material itu disebut koloid (Hardiyatmo, 2006).
Sifat dan karakteristik yang dimiliki tanah lempung (Hardiyatmo, 1999) adalah sebagai berikut :
1. Ukuran butiran halus, kurang dari 0,002 mm 2. Permeabilitas rendah
3. Kenaikan air kapiler tinggi 4. Bersifat sangat kohesif
5. Kadar kembang susut yang tinggi 6. Proses konsolidasi yang lambat
Tanah lempung tidak dapat meneruskan dan menyerap air dalam jumlah banyak karena nilai permeabilitasnya yang kecil. Nilai permeabilitas tanah lempung dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
9
Lempung memiliki nilai permeabilitas paling kecil dibanding dengan jenis tanah lainnya menunjukkan bahwa lempung merupakan jenis tanah paling kedap air. Tanah lempung sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang. Pada kadar air lebih tinggi lempung bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak. Dari hasil penelitian di Laboratorium Kimia FMIPA USU didapatkan komposisi unsur kimia penyusun lempung adalah sebagai berikut :
Tabel 3. Komposisi Unsur Kimia Lempung (Labkimia FMIPA USU, 2011).
2. Karekteristik Abu Cangkang Kelapa Sawit
Industri kelapa sawit semakin meningkat sepanjang tahun. Ada berbagai dampak yang menyertainya termasuk dampak meningkatnya limbah padat sisa pengolahan tandan buah segar (TBS). Limbah sisa ini berupa tandan kosong, serat atau sabut kelapa, dan cangkang kelapa. Cangkang dan sabut kelapa dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar pemanas tungku perebus TBS. Dari pembakaran cangkang dan sabut kelapa itu dihasilkan abu yang tiap tahun terus meningkat, seperti pada gambar di bawah ini :
10
Sampai sekarang masih belum banyak pemanfaatan abu cangkang kelapa sawit hingga abu tersebut menumpunk dan menggunung. Ternyata abu cangkang kelapa sawit mengandung bahan pozzolanik. Pozzolanik merupakan unsur utama material pembentuk semen yang mengandung SiO2 atau silika oksida. Secara kasat mata, abu cangkang sawit memiliki bentuk tidak beraturan. Ada abu yang berbentuk bulat, oval, serta persegi panjang. Warna dari abu itu sendiri umumnya abu-abu seperti pada gambar di atas.
Abu cangkang kelapa sawit ini dalam ilmu teknik dapat diaplikasikan dalam konstruksi pembangunan beton kualitas tinggi serta dalam pembangunan jalan raya sebagai bahan tambahan pengeras. Selain itu, dalam bidang mitigasi bencana, abu cangkang kelapa sawit ini digunakan sebagai stabilisator tanah.
Berikut ini adalah unsur-unsur yang terkandung dalam abu cangkang kelapa sawit berdasarkan penelitian di Laboratorium FMIPA USU:
Tabel 4 . Komposisi Unsur Kimia Abu Cangkang Kelapa Sawit
(Labkimia FMIPA USU, 2011)
Unsur/Senyawa Abu Cangkang Sawit (%)
Silica (SiO2) 67,40
Kalsium Oksida (CaO) 1,54
Magnesium Oksida (MgO) 3,02
Besi Oksida (Fe2O3) 0,01
Aluminium Karbonat (Al2O3) 10,01
3. Karakteristik Campuran Tanah Lempung dan Abu Cangkang Kelapa Sawit
11
ditambahkan air. Selanjutnya campuran bahan tadi dipadatkan. Seperti diketahui pada tabel sebelumnya bahwa baik tanah lempung maupun abu cangkang kelapa sawit memiliki komposisi unsur kimia yang cukup besar, sehingga hasil campuran dipastikan memiliki prosentase yang lebih besar pula.
Mengutip dari hasil penelitian di Laboratorium Kimia FMIPA USU tentang unsur kimia yang terdapat didalam campuran antara tanah lempung dengan abu cangkang kelapa sawit, hasilnya seperti pada tabel 5 :
Tabel 5 Komposisi Unsur Kimia Tanah Lempung Dicampur dengan Abu Cangkang Kelapa Sawit
(Labkimia FMIPA USU, 2011).
Unsur/Senyawa Abu Cangkang Sawit (%)
Silica (SiO2) 87,60 abu cangkang kelapa sawit, mampu dijadikan pilihan bahan untuk menstabilkan tanah (terutama di daerah lereng). Hal ini sangat mudah dan murah, campuran ini bisa menjadi opsi pengganti semen untuk menutup atau menambal retakan di daerah lereng, karena biayanyanya yang relatif murah.
Kesimpulan
12 Daftar Pustaka
Adisoemarto, Soenartono. 1994. “Dasar-dasar Ilmu Tanah”. Jakarta : Erlangga. Darsono, dkk. Identifikasi Bidang Gelincir Pemicu Bencana Tanah Longsor
dengan Metode Resistivitas 2 Dimensi di Desa Pablengan Kecamatan Matesih Kabupaten Karanganyar, pp, 2012
Endriani, Debby, dkk. Pengaruh Penambahan Abu Cangkang Sawit Terhadap Daya Dukung Dan Kuat Tekan Pada Tanah Lempung Ditinjau Dari Uji UCT Dan CBR Laboratorium, pp, 2012
Hardiyatmo, Hary Christady. 2006. “Penanganan Tanah Longsor & Erosi”. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.
13 DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Ahmad Qomaruddin Arsyadi
NRP : 3713100019
Tempat,tanggal lahir : Jombang,10 Februari 1995 : Alamat : Jalan Sulawesi Gang Masjid RT/RW 24/04 Plandi Jombang
No HP / E – mail : 085648777328 / [email protected] Nama Orangtua : Abdul Wachid
Riwayat pendidikan : MI Mujahidin Parimono Jombang SMP Negeri 2 Jombang
Alamat : Jl Ngadi No 23 Komplek AL Kenjeran Surabaya No HP / E – mail : 081554130007 / [email protected] Nama Orangtua : Woro Prasetyaningsih
Riwayat pendidikan : SD Almuttaqien Surabaya SMPN 15 Surabaya SMAN 4 Surabaya
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Nama : Mochammad Fauzan Dwiharto
NRP : 3713100037
Tempat,tanggal lahir : Jember, 2 Nopember 1994
Alamat : Jalan M.H. Thamrin 117 Sumbersari Jember No HP / E – mail : 082331571773
Nama Orangtua : Samsun
Riwayat pendidikan : SD Al-Furqon Jember SMP Negeri 2 Jember SMA Negeri 2 Jember
14 LAMPIRAN
Lampiran 1 Peta RisikoBencana Longsor Kabupaten Karanganyar
