TUGAS AKHIR. oleh: NIM

(1)

INTER

AN

P

Dia di P

FAKULT

RPRETASI

NTAR WA

PERGERA

ajukan sebag Program Stu

PROGR

TAS TEKN

INST

I DATA A

AKTU UN

AKAN AI

TU gai syarat me udi Teknik G Eko Ja NIM

RAM STU

NIK PERT

TITUT TE

ANOMAL

NTUK ME

IR TANAH

GAS AKHI eraih gelar S Geofisika, In oleh: anuari Wah M 123 04 03

UDI TEKNI

TAMBANG

EKNOLOG

2008

I GAYAB

ENENTUK

H DI SEM

IR Sarjana Tekn stitut Tekno hyudi 30

IK GEOFI

GAN DAN P

GI BANDUN

BERAT M

KAN POLA

MARANG

nik Strata Sat logi Bandun

ISIKA

PERMINY

NG

MIKRO

A

tu ng

YAKAN

(2)

INTER

AN

P

Dia di P

RPRETASI

NTAR WA

PERGERA

ajukan sebag Program Stu

PROGR

I DATA A

AKTU UN

AKAN AI

TU gai syarat me udi Teknik G Eko Ja NIM

RAM STU

ANOMAL

NTUK ME

IR TANAH

GAS AKHI eraih gelar S Geofisika, In oleh: anuari Wah M 123 04 03

UDI TEKNI

I GAYAB

ENENTUK

H DI SEM

IR Sarjana Tekn stitut Tekno hyudi 30

IK GEOFI

BERAT M

KAN POLA

MARANG

nik Strata Sat logi Bandun

ISIKA

MIKRO

A

tu ng

(3)

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan Tugas Akhir ini berjudul “Interpretasi Data Anomali Gayaberat

Mikro Antar Waktu untuk Menentukan Pola Pergerakan Air Tanah di Semarang ”, disusun dan diajukan untuk menyelesaikan pendidikan sarjana strata

satu di Program Studi Teknik Geofisika, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan, Institut Teknologi Bandung, yang selanjutnya telah diperiksa dan disetujui oleh pembimbing Tugas Akhir

Bandung, Juni 2008

Penulis, Eko Januari Wahyudi NIM: 123 04 030

Menyetujui:

Pembimbing I, Pembimbing II,

Dr. Darharta Dahrin Susanti Alawiyah, MT NIP: 131 467 109 NIP: 132 207 752

(4)

Segala puji bagi Allah tuhan semesta alam Ya Allah ... Ya Rasulullah ...,

berikut adalah usaha di tengah segala keterbatasan ... mencoba memberikan usaha yang terbaik

untuk sebentuk karya sederhana ...

persembahan bagi yang senantiasa jauh, tapi ‘dekat’ (keluargaku, terutama ibu) persembahan bagi yang senantiasa sibuk , tapi peduli (best friends)

persembahan bagi yang ‘lelah’, tapi ikhlas (semua yang membantu sejak lahir sampai sekarang) persembahan untuk yang ‘mengebul’, tapi menentramkan dan menasehati (Mr Exo) persembahan untuk yang ‘tak peka’, tapi memotivasiku (‘debar dan desirku’)

(5)

ABSTRAK

Untuk memantau pergerakan air tanah di daerah Semarang, telah dilakukan tujuh kali pengukuran gayaberat mulai bulan Juli 2002 sampai dengan November 2005. Dari data pengukuran tersebut dapat diidentifikasi anomali 4D gayaberat mikro yang melibatkan koreksi pasang surut, koreksi apungan (drift) dan koreksi amblesan. Untuk keperluan interpretasi arah aliran air tanah yang didasarkan pada nilai kontras densitas, dilakukan pemodelan inversi 3D data anomali 4D gayaberat mikro yang didukung oleh data geologi dalam mengakomodasi lokasi perubahan massa jenis air tanah beserta kedalaman lapisan-lapisan akuifer. Dalam penelitian ini, pemodelan inversi dilakukan dengan menggunakan software GRAV3D sedangkan interpretasi arah aliran dilakukan dengan menggunakan software Golden Surfer.

Dengan menggunakan pendekatan persamaan diferensial (directional

derivatives) pada data kontras densitas hasil pemodelan inversi, arah aliran air

tanah diinterpretasikan menuju ke lokasi yang kontras densitasnya relatif lebih negatif dan lebih positif dibandingkan dengan daerah sekitarnya. Nilai negatif dari kontras densitas sebagai respons dari pengurangan massa berkaitan dengan daerah konsumsi air tanah oleh penduduk, sedangkan nilai kontras densitas positif sebagai respons dari penambahan massa berkaitan dengan imbuhan air tanah.

(6)

ABSTRACT

In order to monitor ground water movement at Semarang, seven times gravity surveys have been applied since July 2002 until November 2005. From those observed data, we can identify 4D microgravity anomaly that involve tidal correction, drift correction, and subsidence correction. For interpretation of direction ground water flow based on density contrast value, 3D inversion model of 4D microgravity anomaly that supported by geology data to accommodate the location ground water density change with depth of aquifer layers has been done. In this study, inverse modeling use GRAV3D software and the interpretation of direction ground water flow use Golden Surfer software.

Using differential equation approximation (directional derivatives) on density contrast data achieved from inversion modeling, the direction of ground water flow interpreted towards the location that have density value relatively more negative or more positive to the others. Negative value of density contrast response of mass decrease relates to ground water consumption area, while the positive anomaly response of mass increase relates to ground water recharge area

(7)

KATA PENGANTAR

Syukur alhamdulillah atas karunia rahmat, taufik, hidayah dan kasih sayang-Nya laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan. Selalu ada makna dalam perjalanan pendewasaan kehidupan ini asalkan mau terus belajar dan memperbaiki kesalahan. Selama proses pembelajaran di bangku kuliah, terutama saat pengerjaan tugas akhir, begitu banyak hal yang didapatkan. Oleh karena itu, berikut adalah ucapan terimakasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu dan memotivasi:

1. Ibuku, emakku, mbokku yang sudah melahirkan aku. Terimakasih atas doa, tahajud, wiridan, serta keikhlasannya selama ini. Ga ada yang lebih hebat bisa membuatku bertahan melakukan yang terbaik, selain mengingat ibu.

2. Keluargaku, utamanya Bapak (yang sudah ikut cemas, sayang, perhatian, banting tulang) dan adhek Deny (yang sudah mau nurut ketika aku suruh menemani ibu di sela-sela liburan kuliah).

3. Dr Darharta Dahrin dan Susanti Alawiyah, MT selaku pembimbing dalam pengerjaan tugas akhir ini. Terimakasih atas kesempatan, kepercayaan, tanggung jawab, bimbingan, perhatian, dan banyak lagi yang lainnya. 4. Dr Wawan Gunawan A Kadir selaku dosen wali, yang telah memberi

perhatian dan arahan selama berkuliah di Teknik Geofisika, ITB.

5. Segenap staf dosen, TU, asisten praktikum, dan perangkat program studi lainnya yang telah banyak membantu dalam mengakomodasi proses pembelajaran di mata kuliah yang saya ikuti.

6. Pak Supriyadi yang telah menyediakan data dan fasilitas lainnya selama pengolahan data.

7. Teman seperjuangan untuk melalui masa sidang sebelum Juli 2008, terutama Taufan ’03 yang sudah ikhlas membantu banyak hal.

8. Frans ’02 dan Ronald ’00 (lewat Tugas Akhirnya) yang telah membantu untuk mempelajari penggunaan software Grav3D lebih cepat dan mudah.

(8)

9. Semua teman dari TK sampai kuliah yang telah ikut andil membentuk pribadiku.

10. Seluruh teman angkatan 2004 TG ITB (wajah-wajah yang monoton selama 4 tahun ini), angkatan 2003 TG ITB (yang sangat unik-unik, diantaranya: Erik, Gunle, Ibien, Vandog, dll), angkatan 2002 TG ITB (yang sangat dominan membantai kami saat Interaksi, pra-Binwal, sampai Binwal). 11. Special thanks to: Vidia (yang selalu memiliki pemikiran terbuka), Yogie

(yang udah membantu membuat BG slide presentasi), Ari, Goppy, temen-temen kontrakkan (Imron, Fasri, Sigit, Setyo).

12. Teman-teman di organisasi seperti: UBT (Ilham, Irwan, Yuda, Jumadi, David, dll) , HIMA TG ‘TERRA’ ITB, KEMMA.

13. Semua pihak lainnya yang sudah sangat membantu, yang mungkin terlupa dan tidak dapat disebutkan satu per satu.

Masih banyak kekurangan dalam setiap pekerjaan manusia, upaya perbaikkan akan terus diusahakan untuk hasil yang lebih baik. Kritik dan saran sangat diharapkan untuk perbaikkan pekerjaan selanjutnya. Akhirnya, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat.

Bandung, Juni 2008 Penulis

(9)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERSEMBAHAN iii

ABSTRAK iv

ABSTARCT v

KATA PENGANTAR vi

DAFTAR ISI viii

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR TABEL xiii

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Lokasi Penelitian 1

1.3 Tujuan Penelitian 3

1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah 3

1.5 Metodologi Penelitian 3

1.6 Sistematika Penulisan 4

BAB 2 TEORI DASAR 6

2.1 Konsep Dasar Gayaberat 6

2.2 Satuan Gayaberat 7

2.3 Koreksi Data Gayaberat 7

2.3.1 Koreksi Tidal (Pasang Surut) 8

2.3.2 Koreksi Drift (Apungan) 9

2.3.3 Koreksi Amblesan 10

(10)

2.5 Pemodelan Inversi 12

BAB 3 GEOLOGI SEMARANG 15

3.1 Geomorfologi 15

3.2 Stratigrafi 15

3.3 Struktur 16

3.4 Hidrologi 17

3.5 Iklim dan Cuaca 19

BAB 4 PENGOLAHAN DATA DAN PEMODELAN INVERSI 21

4.1 Data 21

4.2 Pengolahan Data 22

4.3 Pemodelan 27

BAB 5 ANALISIS DAN INTERPRETASI 32

5.1 Analisis Data Anomali 4D Akibat Pengaruh Fluida 32 5.2 Analisis dan Interpretasi Hasil Pemodelan 37 5.3 Interpretasi Arah Pergerakkan Fluida 42

BAB 6 SIMPULAN DAN SARAN 46

6.1 Simpulan 46

6.2 Saran 47

DAFTAR PUSTAKA 48

LAMPIRAN 50

A. Perbandingan Anomali 4D Akibat Pengaruh Fluida dan Hasil Pemodelan Inversi serta Error-nya 51

(11)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Lokasi daerah penelitian, Semarang, Jawa Tengah 2 Gambar 2.1 Sketsa gaya tarik dua benda berjarak R 6 Gambar 2.2 Skematik pengaruh gayaberat bulan terhadap titik p di

permukaan bumi 8

Gambar 2.3 Sketsa pengambilan data gayaberat dengan loop tertutup 10 Gambar 2.4 Ilustrasi untuk pengukuran amblesan pada survei gayaberat 11 Gambar 2.5 Skematik model gayaberat mikro antar waktu pengurangan

dan imbuhan air tanah 12

Gambar 3.1 Struktur geologi daerah Semarang dan sekitarnya

(Marsudi, 2000) 17

Gambar 3.2 Penampang selatan - utara akifer air tanah daerah Semarang

hasil pemboran (modifikasi dari Marsudi, 2000) 18

Gambar 3.3 Aliran air tanah regional daerah Semarang dan sekitarnya

(Marsudi, 2000) 19

Gambar 4.2 Lokasi titik pengukuran gayaberat 21 Gambar 4.2 Data curah hujan Semarang pada Juli 2002 sampai

November 2005 (BMG Stasiun Klimatologi Semarang) 22

Gambar 4.3 Diagram alir pengolahan data 23 Gambar 4.4 Perbandingan peta gayaberat observasi dan topografi

daerah penelitian 25

Gambar 4.5 Peta anomali 4D akibat pengaruh fluida (Juli 2002 s/d

November 2005) 26

Gambar 4.6 Peta anomali 4D akibat pengaruh pergerakkan fluida di

lokasi yang dianalisis 26

Gambar 4.7 Diagram alir dari proses inversi 27 Gambar 4.8 Ukuran sel untuk memodelkan daerah penelitian 28

(12)

Gambar 4.9 Sketsa pengaturan batas atas dan batas bawah dari hasil

inversi 29

Gambar 4.10 Perbandingan anomali 4D akibat pengaruh fluida dan hasil

pemodelan inversi serta error-nya untuk data Juli 2002 s/d

Desember 2003 30

Gambar 4.11 Desain irisan penampang dari model hasil inversi 31 Gambar 4.12 Irisan penampang pada UTM X = 436100, UTM Y =

9226700, dan kedalaman 99 m untuk hasil pemodelan

inversi data Juli 2002 s/d Februari 2005 31

Gambar 5.1 Peta anomali gayaberat 4D akibat perubahan massa jenis

fluida 32

Gambar 5.2 Data ketinggian muka air tanah sumur pantau di Citra Land 33 Gambar 5.3 Sebaran posisi dan nama titik pengukuran di lokasi yang

dianalisis 34

Gambar 5.4 Kurva perubahan anomali 4D (dalam μGal), pada titik

pengukuran yang memiliki kecenderungan semakin positif 35

pengukuran yang memiliki kecenderungan semakin negatif 36

pengukuran yang memiliki anomali positif namun semakin

berkurang nilainya 36

pengukuran yang memiliki kecenderungan negatif pada

tahap awal dan menjadi positif 37

Gambar 5.8 Sebaran kontras densitas penampang U-S hasil pemodelan

data gayaberat mikro 4D dengan teknik inversi, pada irisan

UTM X=436100 38

(13)

Gambar 5.10 Sebaran kontras densitas hasil pemodelan data gayaberat

mikro 4D dengan teknik inversi, pada irisan horisontal

kedalaman 99 meter 40

Gambar 5.11 Skematik penentuan arah pergerakkan fluida berdasar

kontras densitas 42

Gambar 5.12 Formulasi pendekatan persamaan diferensial, dirrectional derrivative, untuk membantu interpretasi pola arah aliran

fluida untuk kontras densitas positif dan negatif 43

Gambar 5.13 Tampilan arah pergerakkan fluida berdasar sebaran kontras

densitas pada irisan horisontal kedalaman 99 meter 44

Gambar 5.14 Interpretasi pergerakkan fluida (berdasar gambar 5.12) 45 Gambar A.1. Perbandingan anomali 4D akibat pengaruh fluida dan hasil

pemodelan inversi serta error-nya selang waktu Juli 2002

s/d September 2002 51

Gambar A.2. Perbandingan anomali 4D akibat pengaruh fluida dan hasil

s/d Juni 2003 52

s/d Desember 2003 53

s/d Juni 2004 54

s/d Februari 2005 55

(14)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Susunan stratigrafi daerah Semarang bagian utara

(Marsudi, 2000) 16

Tabel 4.1 Musim pada saat pengambilan data gayaberat

(berdasar data curah hujan) 22