BAB 4 PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS

(1)

28

BAB 4 PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS 4.1. Pengolahan Data Hasil Survey GPS

Pengamatan penurunan muka tanah memerlukan tingkat ketelitian ketinggian yang tinggi. Oleh karena itu, penelitian ini menggunakan receiver GPS tipe geodetik dual frekuensi dengan pengamatan yang relatif lama. Dalam pengolahan data hasil pengamatan GPS pun menuntut penggunaan perangkat lunak ilmiah dan penggunaan orbit yang teliti (precise ephemeris) [Abidin, 2008]. Dalam tugas akhir ini data GPS penurunan muka tanah di Semarang diolah dengan perangkat lunak Bernese 5.0.

Pengolahan data dilakukan setelah data dari beberapa receiver GPS yang terlibat dikumpulkan (post processing mode). Pada pengolahan data untuk monitoring penurunan tanah dengan metode radial, hanya dengan melakukan pengolahan baseline dari pengolahan baseline tersebut didapatkan koordinat titik-titik jaring survey GPS. Pengolahan baseline umumnya dilakukan secara beranting satu persatu dari baseline ke baseline, dimulai dari suatu baseline tetap yang telah diketahui koordinatnya. Satu stasiun dijadikan sebagai titik referensi yang koordinatnya telah diketahui dari survey GPS sebelumnya.

4.2. Perangkat Lunak Bernese 5.0

Perangkat lunak ilmiah bernesse 5.0 merupakan perangkat lunak pengolah data hasil pengamatan GPS yang digunakan untuk mendapatkan hasil pengolahan dengan ketelitian tinggi. bernesse 5.0 dikembangkan oleh Astronomical Institute Unyversity of Berne , Swiss, yaitu salah satu institusi yang bergerak di bidang pengembangan ilmu pengetahuan.. Software ini bisa digunakan untuk berbagai macam keperluan, antara lain :

x Pengadaan jaringan kontrol

x Pemantauan fenomena geodinamika bumi

x Pemodelan serta pemetaan troposfer dan ionosfer di suatu wilayah, x Serta pengamatan penurunan muka tanah.

Untuk skema pengolahan datanya dengan menggunakan perangkat lunak Bernesse 5.0 dapat dilihat pada gambar 4.1

(2)

29

Gambar 4.1. Skema pengolahan data dengan Software Bernese 5.0 Posisi dan ketelitian

titik (2008)

Posisi dan ketelitian titik (2009)

Besar penurunan tanah 3 periode (2008-2009, 2009-2010 dan 2010-2011)

Posisi dan ketelitian titik (2010)

Posisi dan ketelitian titik (2011) Data orbit presisi

dari IGS, data Konversi data ke Bernese

Konversi data dalam bentuk Bernese

Data orbit dan waktu

Processing data

Data Rinex Data Rinex Data Rinex Data Rinex

Data Pengamatan GPS 2010 Data Pengamatan GPS2011 Data Pengamatan GPS 2008 Data Pengamatan GPS 2009

(3)

30

Data pengamatan GPS biasanya akan dipengaruhi oleh kesalahan dan bias yang umumnya terkait dengan satelit (kesalahan orbit dan kesalahan jam satelit), receiver (kesalahan jam receiver, kesalahan pusat fase antenna, dan noise), dan pada data pengamatan (ambiguitas fase serta kesalahan dan bias lingkungan sekitar pengamatan GPS). Kesalahan dan bias yang dapat diestimasi secara optimal menggunakan software Bernese ini antara lain :

x Kesalahan orbit direduksi menggunakan informasi orbit yang teliti (precise

ephemeris)

x Kesalahan akibat media propagasi (bias ionosfer dan troposfer) direduksi dengan melakukan pemodelan tertentu, juga dapat dilakukan dengan metode Saastamoinen,

Niell, Hopfield, Essen and Frome, dan Marini-Murray. Untuk bias ionosfer dapat

dilakukan dengan pemodelan ionosfer global atau regional

x Kesalahan akibat antenna receiver dapat direduksi menggunakan model – model tertentu yang terkait dengan variasi pusat fase antenna yang digunakan

x Pemecahan ambiguitas fase merupakan problem utama pengolahan data fase dalam

software Bernese 5.0. Resolving ambiguitas fase ini dapat dilakukan dengan berbagai

metode, antara lain Round, Sigma, Search, dan Quasi Ionosphere Free (QIF)

Pengolahan data dilakukan secara manual pada software Bernese 5.0 ini. Bagian program utama dalam struktur Bernese 5.0 yang digunakan dalam proses pengolahan yaitu :

1. Configure, untuk mengatur waktu, session pengamatan data yang akan diolah

2. Campaign, untuk membuat projek pengolahan data dan mengaktifkan nya kemudian

digunakan sebgai direktori penyimpanan pengolahan data yang dilakukan

3. Rinex, untuk mengubah format data pengamatan ke format Bernese

4. Orbits/EO, untuk membuat orbit dari informasi orbit satelit (precise ephemeris) 5. Processing, untuk melakukan proses pengolahan data GPS. Meliputi pembuatan file

baseline, penyaringan cycle-slips sampai dengan resolving ambiguitas fase

6. Service, untuk melakukan editing data, menampilkan residu, dan berbagai aplikasi

lainnya.

Dari titik – titik pengamatan GPS, diperoleh data GPS yang direkam dengan lama pengamatan selama 10 – 12 jam. Contoh data GPS yang akan diolah adalah sebagai berikut,

(4)

31

seperti terlihat dalam Gambar 4.2 (dalam format RINEX). Data pendukung diperoleh dengan cara :

download dari beberapa website yang telah menyediakannya, antara lain :

x Informasi orbit

Untuk mendapatkan data GPS precise ephemeris dengan format file “igswwwd.sp3”, “igswwww7.erp” dan “igswwwwd.clk” dapat di-download dari

website http://igscb.jpl.nasa.gov/components/prods_cb.html

x Informasi Diferensial Code Bias (DCB)

DCB dengan format file “P1P2yymm.DCB” dan “P1C1yymm.DCB” dapat

di-download dari website ftp://ftp.unibe.ch/aiub/CODE/

Ambiguitas fase adalah jumlah gelombang penuh berupa bilangan bulat dan merupakan kelipatan panjang gelombang yang tidak terukur oleh receiver pada saat pengamatan berlangsung. Pemecahan ambiguitas fase sebagai tahapan penting dalam pengolahan data fase GPS. Ketelitian data fase akan menjadi lebih baik bila nilai ambiguitas fase dapat dipecahkan.

Metode pemecahan ambiguitas fase pada software Bernese 5.0 antara lain :

x Round yang merupakan metode paling sederhana. Resolving dilakukan dengan mengestimasi nilai sekitar ambiguitas fase yang tidak bulat (real) terhadap nilai ambiguitas fase yang bulat dan berada paling dekat

x Sigma yang biasa digunakan pada data pengamatan satu frekuensi dan panjang baseline yang tidak lebih dari 20 km,

x Search, merupakan metode pemecahan ambiguitas fase secara cepat

x Quasi Ionosphere Free (QIF), yang biasa diterapkan pada data pengamatan yang data fase, panjang baseline lebih dari 10 km, dan waktu pengamatan cukup lama. Metode QIF ini yang digunakan dalam pengolahan data survey GPS untuk

monitoring land subsidence Semarang

Karakteristik rekomendasi penggunaan metode pemecahan ambiguitas dalam software Bernese 5.0 bisa dilihat pada Tabel 4.1

(5)

32

Tabel 4.1. Strategi metode pemecahan ambiguitas fase pada Bernese 5.0

Panjang baseline Waktu pengamatan Strategi Pemecahan Ambiguitas

< 10 km Pendek Search

Panjang QIF, Sigma 10 km – 100 km Pendek Search

Panjang QIF, Sigma >100 km Panjang QIF, Sigma

4.3. Hasil Pengolahan

Pada pengolahan data, metode jaring yang digunakan yaitu radial, dengan titik SMG1 sebagai titik referensi.

Tabel 4.2 berisi parameter pengolahan data pada software bernese 5.0, antara lain: Tabel 4.2. Parameter pengolahan data GPS

Parameter Bernese 5.0

Sudut elevasi 15⁰

Interval data pengamatan 30 detik

Informasi orbit Precise Ephemeris Gelombang yang digunakan L1 dan L2

Penanganan bias troposfer Estimasi parameter troposfer Metode Penentuan Ambiguitas Quasi Ionosphere Free (QIF)

Adapun titik yang digunakan sebagai referensi adalah titik SMG1 . Koordinat geodetik titik SMG1 ini adalah :

SMG1 (Datum WGS 1984) L = 7ͼͼ 03’ 24.152642” S B = 110ͼ 24’ 42.628181” E h = 253.7714 m

Hasil akhir dari pengolahan data survey GPS menggunakan software Bernese 5.0 adalah koordinat titik – titik pemantauan dalam sistem koordinat geodetic dengan datum WGS 1984 yang ditransformasi menjadi koordinat UTM, dapat dilihat pada Tabel 4.3, Tabel 4.4, Tabel 4.5 dan Tabel 4.6

(6)

33

Tabel 4.3. Koordinat UTM titik pantau penurunan tanah Semarang 2008

Point Easting (m) Northing (m) h_ellips. (m) sd EAST (m) sd NORTH (m) sd h_ellips(m)

0259 434778.278 9228005.471 31.178 0.0004 0.0003 0.0007 1106 437097.570 9226783.173 29.850 0.0008 0.0005 0.0013 1114 434493.454 9227623.202 31.400 0.0004 0.0003 0.0006 1124 436060.239 9228403.343 29.192 0.0010 0.0006 0.0015 1125 437108.003 9228373.607 28.642 0.0005 0.0003 0.0008 1302 427508.649 9228915.306 30.170 0.0006 0.0004 0.0009 1303 422539.346 9229821.752 29.921 0.0006 0.0004 0.0009 AY15 435510.747 9225343.581 116.377 0.0004 0.0003 0.0007 BM01 438105.455 9230538.107 27.519 0.0011 0.0006 0.0013 BM05 435844.936 9231525.513 27.467 0.0078 0.0017 0.0054 BM11 433225.994 9231075.667 28.521 0.0004 0.0003 0.0007 BM16 436583.644 9229963.860 27.660 0.0006 0.0004 0.0009 BM30 430261.689 9227545.061 36.318 0.0007 0.0004 0.0010 BTBR 440303.313 9233119.265 27.162 0.0004 0.0003 0.0006 CTRM 438379.408 9229326.874 28.573 0.0004 0.0003 0.0006 DRI1 436447.661 9229630.015 27.715 0.0004 0.0003 0.0007 ISLA 440261.487 9231059.620 27.427 0.0004 0.0002 0.0006 JOHR 437137.654 9229597.672 26.998 0.0005 0.0003 0.0008 K370 432669.430 9229379.011 28.011 0.0007 0.0005 0.0010 K371 431159.775 9228500.173 28.846 0.0007 0.0005 0.0011 KO16 434697.053 9225698.074 117.316 0.0005 0.0003 0.0008 KOP8 435373.694 9229156.165 28.335 0.0007 0.0004 0.0010 MP69 435267.840 9227677.078 31.268 0.0004 0.0003 0.0007 MSJD 436376.289 9231035.722 26.784 0.0005 0.0003 0.0008 MTIM 435936.615 9231953.306 27.620 0.0005 0.0003 0.0008 PAMU 432588.449 9227582.525 32.706 0.0004 0.0003 0.0007 PBR1 426341.535 9229451.161 29.929 0.0007 0.0004 0.0010 PMAS 436450.237 9232120.430 28.413 0.0006 0.0003 0.0009 PRPP 432808.563 9230378.065 28.174 0.0004 0.0003 0.0007 QBLT 424314.913 9231140.761 27.755 0.0006 0.0004 0.0009 SD01 435493.344 9230149.331 27.409 0.0007 0.0004 0.0010 SD02 429938.007 9228727.289 27.707 0.0006 0.0004 0.0009 SFCP 436907.696 9227770.299 29.223 0.0006 0.0003 0.0009 SMG2 431608.439 9227979.379 28.989 0.0004 0.0003 0.0006 SMG3 433335.897 9230233.516 28.131 0.0004 0.0003 0.0006 SMG4 436768.650 9230073.127 27.017 0.0010 0.0005 0.0013 SMG5 442383.556 9231574.124 27.100 0.0006 0.0004 0.0008 SMKN 433973.063 9229936.254 26.612 0.0004 0.0003 0.0007 SMPN 440003.789 9226743.150 31.036 0.0005 0.0003 0.0008 SP05 436251.031 9227417.917 30.464 0.0007 0.0004 0.0010 T374 428480.624 9228871.756 27.773 0.0004 0.0003 0.0007 T447 435999.070 9223598.284 131.942 0.0005 0.0003 0.0008 VTRN 435872.156 9226444.673 42.118 0.0007 0.0004 0.0010

(7)

34

Point Easting (m) Northing (m) h_ellips. (m) sd EAST (m) sd NORTH (m) sd h_ellips (m)

0259 434778.282 9228005.469 31.168 0.0005 0.0003 0.0008 1106 437097.563 9226783.151 29.788 0.0012 0.0008 0.0018 1114 434493.425 9227623.217 31.352 0.0012 0.0006 0.0015 1124 436060.272 9228403.335 29.158 0.0013 0.0007 0.0016 1125 437108.003 9228373.602 28.601 0.0005 0.0003 0.0008 1302 427508.650 9228915.309 30.184 0.0007 0.0005 0.0010 1303 422539.343 9229821.755 29.914 0.0007 0.0004 0.001 AY15 435510.747 9225343.581 116.357 0.0004 0.0003 0.0007 BM01 438105.456 9230538.104 27.395 0.0011 0.0006 0.0014 BM05 435844.920 9231525.498 27.422 0.0007 0.0005 0.0011 BM11 433225.995 9231075.663 28.486 0.0006 0.0004 0.0009 BM16 436583.648 9229963.860 27.566 0.0011 0.0007 0.0016 BM30 430261.704 9227545.065 36.303 0.0009 0.0006 0.0015 BTBR 440303.332 9233119.228 27.081 0.0007 0.0005 0.0012 CTRM 438379.411 9229326.878 28.512 0.0004 0.0003 0.0006 ISLA 440261.484 9231059.624 27.314 0.0004 0.0003 0.0007 JOHR 437137.652 9229597.672 26.953 0.0004 0.0003 0.0007 K370 432669.435 9229379.006 28.028 0.0007 0.0005 0.0011 K371 431159.754 9228500.159 28.816 0.0016 0.0012 0.0029 KO16 434697.068 9225698.064 117.298 0.0011 0.0006 0.0016 KOP8 435373.693 9229156.126 28.332 0.0007 0.0004 0.0011 MP69 435267.776 9227677.097 31.221 0.0013 0.0008 0.0016 MSJD 436376.296 9231035.695 26.704 0.0007 0.0004 0.001 MTIM 435936.620 9231953.302 27.534 0.0005 0.0003 0.0008 PAMU 432588.446 9227582.528 32.704 0.0005 0.0003 0.0008 PBR1 426341.533 9229451.160 29.926 0.0008 0.0005 0.0012 PMAS 436450.239 9232120.428 28.364 0.0005 0.0003 0.0008 PRPP 432808.560 9230378.054 28.090 0.0005 0.0003 0.0008 SD01 435493.349 9230149.333 27.336 0.0009 0.0006 0.0014 SD02 429938.012 9228727.284 27.668 0.0004 0.0003 0.0007 SFCP 436907.705 9227770.303 29.187 0.0007 0.0004 0.001 SMG2 431608.434 9227979.370 28.978 0.0003 0.0002 0.0005 SMG3 433335.920 9230233.519 28.030 0.0008 0.0005 0.0011 SMG4 436768.644 9230073.123 27.048 0.0011 0.0007 0.0018 SMG5 442383.559 9231574.086 27.048 0.0004 0.0003 0.0007 SMKN 433973.061 9229936.246 26.6131 0.0006 0.0004 0.0009 SMPN 440003.790 9226743.154 30.9877 0.0005 0.0004 0.0008 SP05 436250.980 9227417.901 30.3604 0.0023 0.0008 0.0024 T374 428480.625 9228871.761 27.7739 0.0005 0.0004 0.0008 T447 435999.065 9223598.283 131.9145 0.0008 0.0006 0.0012

(8)

35

259 434778.278 9228005.471 31.1532 0.0003 0.0003 0.0008 1106 437097.57 9226783.173 29.7674 0.0017 0.0006 0.0007 1114 434493.454 9227623.202 31.3476 0.0013 0.0004 0.0004 1124 436060.239 9228403.343 29.1104 0.0012 0.0004 0.0005 1125 437108.003 9228373.607 28.5501 0.0008 0.0003 0.0004 1303 427508.649 9228915.306 29.9485 0.0012 0.0004 0.0005 AY15 422539.346 9229821.752 116.348 0.0009 0.0003 0.0004 BM01 435510.747 9225343.581 27.2988 0.0017 0.0006 0.0008 BM05 438105.455 9230538.107 27.3517 0.0012 0.0005 0.0005 BM11 435844.936 9231525.513 28.3884 0.0007 0.0003 0.0003 BM16 433225.994 9231075.667 27.5336 0.0012 0.0005 0.0005 BM30 436583.644 9229963.86 0.0014 0.0005 0.0005 BTBR 430261.689 9227545.061 27.0006 0.0006 0.0002 0.0003 CTRM 440303.313 9233119.265 28.3255 0.0008 0.0003 0.0003 ISLA 438379.408 9229326.874 27.2173 0.0007 0.0003 0.0003 JOHR 436447.661 9229630.015 26.7764 0.001 0.0004 0.0004 K371 440261.487 9231059.62 28.8686 0.0023 0.0008 0.0008 KO16 437137.654 9229597.672 117.2898 0.0012 0.0004 0.0006 MP69 432669.43 9229379.011 31.2045 0.0009 0.0003 0.0004 MSJD 431159.775 9228500.173 26.6302 0.0012 0.0004 0.0005 MTIM 434697.053 9225698.074 27.4372 0.0008 0.0003 0.0003 PMAS 435373.694 9229156.165 28.2501 0.001 0.0004 0.0004 PRPP 435267.84 9227677.078 27.9525 0.0007 0.0003 0.0003 SD01 436376.289 9231035.722 27.283 0.0009 0.0003 0.0004 SD02 435936.615 9231953.306 27.6685 0.0008 0.0003 0.0004 SFCP 432588.449 9227582.525 29.1188 0.0012 0.0004 0.0005 SMG2 426341.535 9229451.161 28.9858 0.0006 0.0002 0.0003 SMG3 436450.237 9232120.43 27.9314 0.0007 0.0002 0.0003 SMG5 432808.563 9230378.065 26.9125 0.0007 0.0003 0.0003 SMPN 424314.913 9231140.761 30.9084 0.0011 0.0004 0.0005 SP05 435493.344 9230149.331 30.4077 0.001 0.0004 0.0004 T447 429938.007 9228727.289 131.9066 0.0008 0.0003 0.0004 VTRN 436907.696 9227770.299 42.0472 0.0011 0.0004 0.0005 SMKN 431608.439 9227979.379 26.5307 0.0007 0.0003 0.0003 T374 433335.897 9230233.516 0.0009 0.0003 0.0004 CPMR 436768.65 9230073.127 26.9436 0.0007 0.0003 0.0003 RMPA 442383.556 9231574.124 27.9645 0.001 0.0004 0.0004 DRI1 433973.063 9229936.254 27.6246 0.0007 0.0003 0.0003 K370 440003.789 9226743.15 27.912 0.002 0.0007 0.0007 KOP8 436251.031 9227417.917 28.2612 0.0013 0.0004 0.0006 PAMU 428480.624 9228871.756 32.6969 0.0006 0.0002 0.0003 PBR1 435999.07 9223598.284 29.8748 0.0027 0.0012 0.0054 QBLT 435872.156 9226444.673 27.7274 0.0009 0.0003 0.0004

(9)

36

259 434778.278 9228005.471 31.124 0.0009 0.0003 0.0004 1106 437097.57 9226783.173 29.7407 0.002 0.0006 0.0008 1114 434493.454 9227623.202 31.3416 0.0015 0.0005 0.0007 1124 436060.239 9228403.343 29.0253 0.0013 0.0004 0.0006 1125 437108.003 9228373.607 28.5099 0.001 0.0003 0.0005 1303 427508.649 9228915.306 29.9373 0.0015 0.0005 0.0007 AY15 422539.346 9229821.752 116.3371 0.0009 0.0003 0.0004 BM01 435510.747 9225343.581 27.1943 0.0017 0.0006 0.0008 BM05 438105.455 9230538.107 27.2973 0.0012 0.0005 0.0006 BM11 435844.936 9231525.513 28.3554 0.0011 0.0004 0.0005 BM16 433225.994 9231075.667 27.4986 0.0014 0.0005 0.0008 BTBR 436583.644 9229963.86 26.9148 0.0008 0.0003 0.0004 CTRM 430261.689 9227545.061 28.3628 0.0009 0.0003 0.0004 ILA 440303.313 9233119.265 27.1597 0.0012 0.0004 0.0012 JOHR 438379.408 9229326.874 26.7802 0.0009 0.0003 0.0004 K371 436447.661 9229630.015 28.8869 0.0023 0.0016 0.0022 KO16 440261.487 9231059.62 117.2976 0.0009 0.0003 0.0005 MP69 437137.654 9229597.672 31.1998 0.0016 0.0006 0.0007 MJD 432669.43 9229379.011 26.5725 0.0012 0.0004 0.0006 MTIM 431159.775 9228500.173 27.378 0.0008 0.0003 0.0004 PMA 434697.053 9225698.074 28.1734 0.001 0.0004 0.0005 PRPP 435373.694 9229156.165 27.8495 0.0007 0.0003 0.0003 D01 435267.84 9227677.078 27.2047 0.0012 0.0004 0.0005 D02 436376.289 9231035.722 27.6685 0.001 0.0004 0.0006 FCP 435936.615 9231953.306 29.0819 0.0012 0.0004 0.0006 MG2 432588.449 9227582.525 28.9054 0.001 0.0004 0.0005 MG3 426341.535 9229451.161 27.8628 0.0011 0.0004 0.0005 MG5 436450.237 9232120.43 26.8244 0.001 0.0004 0.0005 MPN 432808.563 9230378.065 30.8575 0.0013 0.0004 0.0006 P05 424314.913 9231140.761 30.3597 0.0009 0.0003 0.0005 T447 435493.344 9230149.331 131.9066 0.0008 0.0003 0.0004 VTRN 429938.007 9228727.289 42.0445 0.0011 0.0004 0.0005 T374 436907.696 9227770.299 27.789 0.0008 0.0003 0.0004 CPMR 431608.439 9227979.379 26.9087 0.0008 0.0003 0.0004 RMPA 433335.897 9230233.516 27.866 0.0011 0.0004 0.0005 DRI1 436768.65 9230073.127 27.5718 0.0007 0.0003 0.0003 K370 442383.556 9231574.124 27.83 0.0011 0.0004 0.0006 KOP8 433973.063 9229936.254 28.1543 0.0016 0.0005 0.0008 PAMU 440003.789 9226743.15 32.7131 0.0012 0.0004 0.0006 PBR1 436251.031 9227417.917 29.849 0.0028 0.0021 0.0068 QBLT 428480.624 9228871.756 27.6932 0.0011 0.0004 0.0005 TMAS 435999.07 9223598.284 27.0073 0.0009 0.0003 0.0004

(10)

37

Besarnya penurunan muka tanah diperoleh dengan mencari selisih tinggi titik antara 2 tahun pengamatan yang berdekatan. Dengan demikian maka didapatlah besaran dan laju penurunan muka tanah selama 3 periode yang dapat dilihat dari Tabel 4.7 di bawah ini:

Tabel 4.7. Besar dan laju penurunan tanah GPS periode 2008-2011

No Titik

2008-2009 2009-2010 2010-2011 Ddh12 nDdh12 Ddh12 nDdh12 Ddh12 nDdh12

(cm) (cm/tahun) (cm) (cm/tahun) (cm) (cm/tahun)

1 259 -1 -1,1 -1,6 -1,5 -2,9 -2,9 2 1106 -6,2 -6,8 -2,2 -2 -2,7 -2,7 3 1114 -4,8 -5,3 -0,4 -0,4 -0,6 -0,6 4 1124 -3,4 -3,7 -5,2 -4,8 -8,5 -8,5 5 1125 -4,1 -4,5 -5,6 -5,1 -4 -4 6 1303 -0,8 -0,8 0 0 -1,1 -1,1 7 AY15 -2 -2,2 -1 -0,9 -1,1 -1,1 8 BM01 -12,4 -13,5 -10,5 -9,6 -10,5 -10,5 9 BM05 -4,5 -4,9 -7,7 -7 -5,4 -5,4 10 BM11 -3,5 -3,8 -10,7 -9,8 -3,3 -3,3 11 BM16 -9,4 -10,3 -3,5 -3,2 -3,5 -3,5 12 BM30 -1,5 -1,6 -0,1 0 - - 13 BTBR -8 -8,8 -8,8 -8,1 -8,6 -8,6 14 CTRM -6,1 -6,7 -20,4 -18,7 -7 -7 15 ISLA -11,3 -12,3 -10,6 -9,7 -5,8 -5,8 16 JOHR -4,4 -4,9 -19,3 -17,7 -8,7 -8,7 17 K371 -3 -3,3 0 0 0 0 18 KO16 -1,8 -2 -0,9 -0,8 0 0 19 MP69 -4,7 -5,1 -1,8 -1,7 -0,5 -0,5 20 MSJD -7,9 -8,7 -8,1 -7,4 -5,8 -5,8 21 MTIM -8,6 -9,4 -10,5 -9,7 -5,9 -5,9 22 PMAS -4,9 -5,3 -12,4 -11,4 -7,7 -7,7 23 PRPP -8,3 -9,1 -15 -13,8 -10,3 -10,3 24 SD01 -7,3 -8 -5,8 -5,3 -7,8 -7,8 25 SD02 -3,9 -4,2 0,7 0,7 0 0 26 SFCP -3,6 -3,9 -7,5 -6,8 -3,7 -3,7 27 SMG2 -1,2 -1,3 0,9 0,8 -8 -8 28 SMG3 -10,1 -11 -10,8 -9,9 -9,9 -9,9 29 SMG5 -5,2 -5,7 -14,8 -13,6 -8,8 -8,8 30 SMPN -4,8 -5,3 -8,7 -7,9 -5,1 -5,1 31 SP05 -10,4 -11,3 -6,1 -5,6 -4,8 -4,8 32 T447 -2,8 -3 -0,9 -0,8 0 0 33 VTRN -6,2 -6,8 -0,9 -0,9 -0,3 -0,3 34 SMKN - - -9 -8,2 - - 35 T374 - - 0,2 0,2 0 0 36 CPMR - - -9,3 -8,5 -3,5 -3,5 37 RMPA - - -11 -10,1 -9,8 -9,8 38 DRI1 - - -4,9 -4,5 -5,3 -5,3 39 K370 - - -12,7 -11,6 -8,2 -8,2 40 KOP8 - - -7,7 -7 -10,7 -10,7 41 PAMU - - -0,7 -0,7 0 0 42 PBR1 - - -0,1 -0,1 -2,6 -2,6 43 QBLT - - -1,5 -1,4 -3,4 -3,4

(11)

38

Dari Tabel 4.7, besar laju penurunan muka tanah Semarang dengan menggunakan GPS menunjukkan adanya perbedaan laju penurunan tanah antara titik yang satu dengan titik lainnya. Nilai penurunan muka tanah dan laju penurunan muka tanah bervariasi secara spasial dan temporal. Rentang nilai penurunan muka tanah di Semarang selama 3 periode adalah antara 0.3 cm/tahun sampai 18.7 cm/tahun.

4.4. Peta Kontur dan Zona Penurunan Muka Tanah di Semarang

Dari pengolahan yang dilakukan maka didapatlah peta kontur dan zona penurunan muka tanah di Semarang yang dapat dilihat pada Gambar 4.2 di bawah ini:

Gambar 4.2. Peta kontur penurunan tanah Semarang berdasarkan data pengamatan GPS periode 2008 – 2009 dengan kecepatan penurunan tanah maksimum = 13 cm/tahun

(12)

39

Dari gambar peta kontur penurunan muka tanah Semarang periode 2008-2009, penurunan muka tanah tanah terbesar diwakilkan oleh warna merah yang tersebar pada daerah Semarang bagian utara yang bergerak ke arah timur kota Semarang dengan nilai laju penurunan muka tanah 13 cm/tahun. Penurunan muka tanah terkecil terjadi pada titk pengmatan GPS 1303 dengan laju penurunan muka tanah 0.8 cm/tahun.

Untuk periode 2009-2010, penurunan muka tanah yang terjadi masih dominan pada wilayah Semarang bagian utara dengan penurunan terbesar pada wilayah Semarang Utara bagian Timur. Interval penurunan muka tanah periode 2009-2010 antara 0.1 cm/tahun sampai 18.7 cm/tahun. Untuk penyebaran dan pola penurunan muka tanahnya dapat dilhat pada Gambar 4.3 di bawah ini yang menjelaskan kontur besarnya penurunan muka tanah yang terjadi di Semarang periode 2009-2010:

(13)

40

Hasil pengukuran dan pengolahan data GPS periode 2010-2011 menunjukkan pola penurunan muka tanah yang terjadi di wilayah Semarang dominan wilayah yang mengalami penurunan paling besar dengan wilayah lainnya adalah wilayah Semarang bagian Utara. Dimana nilai laju penurunan muka tanah terbesar adalah 11 cm/tahun dan nilai laju penurunan muka tanah terkecil sebesar adalah 0.3cm/tahun. Untuk pola penurunannya dapat dilihat pada peta kontur penurunan muka tanah Semarang periode 2010-2011 pada Gambar 4.4 di bawah ini:

(14)

41

Setelah data besar dan laju penurunan muka tanah masing masing periode di ketahui, maka dilakukanlah penjumlahan dari 3 periode pengamatan penurunan muka tanah Semarang ini yaitu periode 2008-2009,2009-2010 dan 2010-2011. Dengan dilakukannya penjumlahan 3 periode penurunan muka tanah Semarang, maka didapatlah total penurunan muka tanah Semarang selama 3 periode yaitu dari tahun 2008-2011. Untuk rata-rata penurunan muka tanah Semarang, total penurunan tanah semarang dibagi jumlah periode pengamatan.

Pada Gambar 4.5 dapat dilihat peta kontur laju penurunan muka tanah Semarang rata-rata dari tahun 2008-2011 dengan interval laju penurunan muka tanah terbesar 11.2 cm/tahun dan laju penurunan muka tanah terkecil adalah 0.7 cm/tahun.

Gambar 4.5. Peta kontur rata-rata penurunan tanah Semarang pengamatan GPS periode 2008 -2011 dengan kecepatan penurunan tanah maksimum = 11 cm/tahun

(15)

42

Untuk peta kontur penurunan muka tanah total di wilayah Semarang, dapat dilihat pada Gambar 4.6 dengan interval laju penurunan muka tanah total terbesar 33.6 cm/3 tahun dan laju penurunan muka tanah total terkecil 1.9cm/3 tahun. Untuk pola penurunan muka tanah total wilayah Semarang periode 2008-2011 dapat dilihat penyebaran penurunan muka tanah yang paling dominan penurunannya terjadi pada bagian wilayah timur Semarang Utara. Untuk detailnya dapat dilihat pada Gambar 4.6 di bawah ini:

Gambar 4.6. Peta kontur total Penurunan tanah Semarang periode 2008 -2011 dengan kecepatan penurunan tanah total maksimum = 36 cm

(16)

43

Penurunan muka tanah di Semarang pada umumnya tersebar pada daerah Semarang Utara. Dari data pengukuran dengan GPS selama 4 tahun pengamatan, maka didapat zona penyebaran penurunan muka tanah Semarang yang dibagi dalam beberapa zona di mana semakin gelap warnanya menunjukkan tingkat atau laju penurunan muka tanahnya semakin besar. Pada Gambar 4.7 dibawah ini, zona penurunan muka tanah Semarang terbesar terjadi pada wilayah Semarang Utara bagian timur dengan laju penurunan muka tanah 0.8 cm/tahun sampai 13.5 cm/tahun.

Gambar 4.7. Peta zona penurunan tanah Semarang berdasarkan data pengamatan GPS periode 2008 -2009

(17)

44

Kecepatan penurunan muka tanah periode 2009-2010 sedikit mengalami kenaikan yaitu dengan rentang mulai dari 0.1 cm pertahun sampai 18.7 cm pertahun. Zonasi penurunan muka tanah periode 2009-2010 dibagi dalam 6 zona. Dimana interval antar zona adalah 3 cm. Dari pengolahan data yang dilakukan, zonasi penurunan muka tanah terbesar masih dominan pada wilayah Semarang utara bagian timur dan bagian utara dan untuk penurunan terkecil terjadi pada wilayah Semarang bagian selatan yaitu 0-3 cm/tahun. Berikut Gambar 4.8 memperlihatkan zonasi penurunan muka tanah Semarang periode 2009-2010.

(18)

45

Kecepatan penurunan muka tanah periode 2010-2011 memiliki rentang mulai dari 0.1 cm pertahun sampai 18.7 cm pertahun. Zonasi penurunan muka tanah periode 2010-2011dibagi dalam 6 zona. Dimana interval antar zona adalah 2 cm. Dari pengolahan data yang dilakukan, zonasi penurunan muka tanah terbesar masih dominan pada wilayah Semarang utara bagian timur dan bagian utara dan untuk penurunan terkecil terjadi pada wilayah Semarang bagian selatan yaitu 0-2 cm/tahun. Berikut Gambar 4.9 memperlihatkan zonasi penurunan muka tanah Semarang periode 2009-2010.

(19)

46

Kecepatan rata-rata penurunan muka tanah Semarang periode 2008-2011 memiliki rentang mulai dari 0.3 cm pertahun sampai 10.7 cm pertahun. Zonasi penurunan muka tanah periode 2008-2011dibagi dalam 6 zona. Dimana interval antar zona adalah 2 cm. Dari pengolahan data yang dilakukan, zonasi penurunan muka tanah terbesar dominan pada wilayah Semarang utara bagian timur dan bagian utara. Sedangkan untuk penurunan terkecil terjadi pada wilayah Semarang bagian selatan yaitu 0-2 cm/tahun. Berikut Gambar 4.10 memperlihatkan zonasi rata-rata penurunan muka tanah Semarang periode 2008-2011.

Gambar 4.10. Peta zona rata-rata penurunan tanah Semarang berdasarkan data pengamatan GPS periode 2008 -2011

Hasil pengolahan data total penurunan muka tanah di Semarang periode 2008-2011 pada umumnya tersebar pada daerah Semarang Utara untuk zonasinya tidak jauh berbeda dengan

(20)

47

zona rata-rata penurunan muka tanah Semarang yang bergerak ke arah timur wilayah Semarang Utara. Dari data pengukuran dengan GPS selama 4 tahun pengamatan, maka didapat zona penyebaran total penurunan muka tanah Semarang dengan interval laju penurunan muka tanahnya 0.7 cm/3 tahun sampai 33.6 cm/3 tahun. Dengan interval zona 6 cm. Pada Gambar 4.11 dibawah ini, zona total penurunan muka tanah Semarang

Gambar 4.11. Peta zona total penurunan tanah Semarang berdasarkan data pengamatan GPS periode 2008 -2011

(21)

48

Dari 5 zonasi penurunan muka tanah Semarang, maka dapat dilihat pola penyebaran penurunan muka tanah di Semarang yaitu tersebar pada daerah Semarang Utara yang bergerak ke arah timur wilayah Semarang Utara.

4.5. Analisis Korelasi Hasil Pengolahan Data

4.5.1. Analisis Korelasi Penurunan Tanah dengan Kondisi Geologi

Penurunan muka tanah di Semarang memiliki kaitan yang erat dengan kondisi geologi kota Semarang itu sendiri dimana daerah Semarang utara atau kawasan pesisir Semarang merupakan dataran aluvial yang terdiri dari endapan aluvial sungai, dataran delta, dan pasang surut belum mengalami pemampatan yang sempurna dan masih mengalami proses sedimentasi sampai saat ini (Marsudi, 2001).

Penurunan muka tanah yang terjadi di wilayah Semarang memiliki karakteristik laju penurunan muka tanah terbesar terjadi di daerah Semarang bagian utara. Dari data hasil pengolahan GPS wilayah Semarang periode 2008-2011 maka didapat peta zona rata-rata penurunan muka tanah yang terjadi di wilayah Semarang. Nilai penurunan muka tanah ini antara 0.7 cm/3 tahun sampai 11.2 cm/3 tahun. Kemudian peta zona penurunan muka tanah rata rata semarang periode 2008-2011 di overlay dengan peta geologi kota Semarang. Tujuannya adalah untuk mengetahui hubungan penurunan muka tanah Semarang dengan kondisi geologi kota Semarang. Dari hasil overlay yang dilakukan didapatlah hubungan bahwa wilayah Semarang yang paling besar penurunan tanahnya berada pada dataran alluvial. Hubungan antara kondisi geologi kota Semarang dengan penurunan muka tanahnnya dapat dilihat pada gambar 4.11 yang menunjukkan peta overlay antara peta Geologi Semarang dengan peta penurunan muka tanah rata rata Semarang.

(22)

49 Ga mbar 4.12. Peta Ove rl ay Z on a Rata Rata Pe nu runan tana h Semaran g be rdasarka n d ata pengamatan GPS periode 2008 -2011 den g an p eta Ge olog i

(23)

50

4.5.2. Analisis Korelasi Penurunan Tanah dengan Penurunan Muka Airtanah

Penurunan muka airtanah memiliki korelasi dengan penurunan tanah. Pemompaan airtanah yang berlebihan di dataran Semarang menyebabkan penurunan muka airtanah meningkat terus hingga saat ini, sesuai perkembangan permukiman dan industri. Pemanfaatan airtanah dalam (pada akuifer menengah dan aquifer dalam) yang dipompa melebihi besarnya pengisian kembali (recharge) akan menyebabkan pengurangan volume airtanah yang ada, yang selanjutnya akan mempengaruhi menurunnya tinggi muka airtanah dalam tersebut. Proses hilangnya tekanan air pori akibat pemompaan meningkatkan tekanan efektif pada massa tanah sehingga lapisan lempung sebagai akuitard atau akuifer menjadi mampat dan mengalami kompaksi. Hal ini membuat terjadinya penurunan muka tanah di Semarang. Gambar 4.13 memperlihatkan lokasi penyebaran sumur bor dan GPS.

Gambar 4.12. Peta lokasi penyebaran sumur bor dan GPS pengamatan di Semarang yang akan dikorelasikan

(24)

51

Tabel 4.8. Laju penurunan Muka Air Tanah (2000-2010) pada sumur bor aquifer sedang dan Penurunan Muka Tanah periode (2008-2011)

Titik Easting (m) Northing (m)

VMAT (m/tahun) Titik Vrata-Rata(cm/tahun Jarak (m) Sumur 1 436423 9228486 -0,294 1124 -5,7 372,3 Sumur 3 426635 9228354 -0,128 PBR1 -1,3 1135,7 Sumur 4 433921 9229898 -0,493 SMKN -9 64,6 Sumur 5 427074 9227750 -0,208 PBR1 -1,3 1852,1 Sumur 8 438275 9227444 -0,416 1106 -3,7 1350,7 Sumur 12 432447 9229692 -0,597 K370 -10,4 383,7 Sumur 13 424254 9231113 -0,26 QBLT -2,4 65,7 Sumur 14 436768 9231961 -0,703 PMAS -8,3 355,5 Sumur 15 439824 9230794 -0,894 ISLA -9,2 511,8 Sumur 17 433818 9229492 -0,648 SMKN -9 470,5

Dari tabel 4.8 dapat dilihat, besarnya penurunan muka airtanah memiliki kaitan dengan besarnya penurunan muka tanahnya. Dengan Metode korelasi pearson didapat hubungan antara muka airtanah dan penurunan muka tanah apakah saling berkorelasi atau tidak dengan formula:

Dimana

r = nilai korelasi (-1 sampai 1) Xi = data ke i untuk parameter 1 = rata rata data parameter 1 Yi = data ke i untuk parameter 2 = rata rata data parameter 2

Jika nilai r positif dan mendekati + 1 berarti antara penurunan muka airtanah (MAT) dan penurunan muka tanah memiliki korelasi yang tinggi. Dan jika nilai r negatif dan mendekati – 1 berarti antara penurunan MAT dan penurunan muka tanah tidak memiliki korelasi.

(25)

52

Berikut grafik yang menunjukkan korelasi antara penurunan MAT dengan penurunan muka tanah.

Gambar 4.13. Grafik hubungan antara sumut bor 14 dengan titik PMAS

(26)

53

Gambar 4.15. Grafik hubungan antara sumur bor 8 dengan titik 1106

(27)

54

Gambar 4.17. Grafik hubungan antara sumur bor 3 dengan titik PBR1

(28)

55

Gambar 4.19. Grafik hubungan antara sumur bor 12 dengan titik K370

(29)

56

Dari Gambar 4.14 - 4.20 menunjukkan nilai korelasi antara penurunan MAT dan Penurunan muka tanah memiliki nilai positif dan mendekati +1. Dengan ini dapat disimpulkan bahwa penurunan muka air tanah (MAT) memilki korelasi dengan penurunan muka tanah di Semarang.

4.5.3. Korelasi Penurunan Tanah Dengan Beban Bangunan

Beban permukaan memiliki kontribusi dalam proses terjadinya konsolidasi lapisan lempung. Jika tutupan lahannya padat yaitu banyaknya bangunan atau pemukiman maka dengan kondisi itu akan berpengaruh dengan laju penurunan muka tanah di Semarang. Daerah yang tutupan lahannya sedikit akan memiliki kontribusi sedikit dalam proses lajunya penurunan muka tanah di sekitar itu dibanding daerah yang tutupan lahannya padat.

Berikut dapat dilihat dari hasil pengamatan google earth untuk tutupan lahan permukaan, daerah dengan tutupan lahannya padat beban permukaan seperti pemukiman dan sebagainya dibandingkan dengan daerah yang tutupan lahannya sedikit memiliki nilai penurunan muka tanah yang berbeda.

Gambar 4.21. Kondisi penggunaan lahan pada daerah sekitar Station CTRM, laju penurunan tanah 2008-2011 adalah 11,16 cm/tahun

(30)

57

Gambar 4.22. Kondisi penggunaan lahan pada daerah sekitar Station ISLA, laju penurunan tanah 2008-2011 adalah 9,2 cm/tahun

Gambar 4.23. Kondisi penggunaan lahan pada daerah sekitar Station 1303, laju penurunan tanah 2008-2011 adalah 0,95 cm/tahun

ISLA

(31)

58

Gambar 4.24. Kondisi penggunaan lahan pada daerah sekitar Station BTBR, laju penurunan tanah 2008-2011 adalah 8,5 cm/tahun

Gambar tutupan lahan (land cover) di sekitar titik pengukuran penurunan muka tanah dengan GPS (gambar 4.21- 4.24) hasil google earth dikorelasikan dengan hasil pengolahan data GPS di bawah ini:

1. Hasil pengukuran GPS periode 2008-2011 menunjukkan besar penurunan muka tanah titik CTRM totalnya adalah 33.5 cm.

2. Hasil pengukuran GPS periode 2008-2011 titik ISLA menunjukkan besar penurunan tanah totalnya adalah 27.8 dengan kecepatan penurunan muka tanah 9.2 cm/tahun 3. Hasil pengukuran GPS periode 2008-2011 menunjukkan besar penurunan tanah total

di titik 1303 adalah adalah 1.9 cm selama 2 periode pengamatan dengan kecepatan penurunan muka tanah 0,95 cm/tahun.Sedangkan BTBR memiliki laju penurunan tanah 8,5 cm/tahun.

Dari data hasil pengolahan GPS dan visualisasi tutupan lahan 3 titik yaitu CTRM, ISLA dan 1303. Titik CTRM dan ISLA yang memiliki nilai kecepatan penurunan muka tanah yang cukup tinggi berada pada daerah dengan tutupan lahan yang padat dengan bangunan. Sedangkan titik 1303 yang memiliki nilai kecepatan penurunan muka tanah yang

(32)

59

kecil berada pada daerah dengan tutupan lahan yang tidak banyak bangunan.Akan tetapi BTBR dengan beban bangunan yang tidak banyak tapi penurunan tanahnya cukup besar.

4.5.4. Analisis Dampak Penurunan Tanah Semarang

Penurunan tanah yang bervariasi secara spasial maupun temporal akan menyebabkan berbagai dampak yang merugikan untuk kehidupan manusia. Pertama, di daerah-daerah yang telah mengalami penurunan tanah yang sudah terasa saat ini adalah adanya kerugian fisik bangunan yang menyebabkan penduduk Semarang harus menyediakan biaya lebih untuk memperbaiki kerusakan bangunan. Berikut Peta Sebaran kerusakan - kerusakan di wilayah Semarang yang di overlay dengan peta penurunan muka tanah Semarang rata-rata tahun :

-11 cm/year 0

Sistem Proyeksi : Transverse Mercator Sistem Koordinat : UTM

Zona : 49 S

Gambar 4.25. Peta Lokasi penyebaran kerusakan akibat penurunan muka tanah di Semarang dengan backgroundnya peta kontur penurunan muka tanah rata-rata tahun 2008-2011 gambar 4.25. Peta Lokasi penyebaran kerusakan akibat penurunan muka tanah di Semarang

(33)

60

4.5.4.1. Keretakan Pada Struktur Buatan Manusia

Daerah yang mengalami keretakan kebanyakan tersebar merata di daerah Semarang Timur dan Semarang Utara yang situasinya dekat pelabuhan Tanjung Perak dan daerah padat penduduk serta kawasan Industri.Keretakan yang teridentifikasi dapat dilihat dari gambar di bawah ini:

Gambar 4.26. Keretakan pada struktur buatan manusia 4.5.4.2. Penurunan muka tanah Pada Struktur Buatan Manusia

Rumah tenggelam disini adalah naiknya permukaan jalan akibat dari rob sehinnga posisi kedudukan rumah makin rendah dari jalan atau daerah sekitarnya yang diakibatkan oleh penurunan muka tanah.Kebanyakan terjadi di wilayah semarang yang dekat dengan pantai contohnya Semarang bagian utara. Rumah tenggelam ini dapat kita lihat pada gambar di bawah ini:

Desa Jagalan Desa Jagalan

(34)

61

Gambar 4.27. Penurunan muka tanah pada struktur buatan manusia 4.5.4.3. Kerusakan Jalan

Kerusakan jalan terjadi akibat penurunan muka tanah yang berbeda antara satu wilayah dengan wilayah lainnya. Kerusakan jalan di daerah Semarang dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 4.28. Kerusakan jalan raya

Desa Tirtomoyo Desa Kuningan

Desa Plamongan Sari _{Desa sambirejo}

Desa Kramas Desa Jagalan

(35)

62

4.5.4.4. Rob

Daerah yang terkena rob saat dilakukan survei umumnya berada di bagian utara kota Semarang. Hal ini disebabkan oleh dekatnya daerah tersebut dengan laut. Penurunan muka tanah yang terjadi mengakibatkan masuknya air laut ke daratan. Ini dapat dilihat dari foto di bawah ini:

Gambar 4.29. ROB

Pelabuhan Desa Plamongan Sari