PENDETEKSIAN STRUKTUR TANAH DAN BATUAN DENGAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITY KONFIGURASI
SCHLUMBERGER DIDAERAH AEK LATONG SIPIROK TAPANULI SELATAN
Oleh:
Evi Irmayani Rambe NIM 409240009 Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji syukur penulis haturkan kepada Allah SWT, atas rahmat dan hidayah-Nya yang telah memberikan Kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul : “Pendeteksian Struktur Tanah
dan Batuan Dengan Metode Geolistrik Resistivity Konfigurasi Schlumberger di Daerah Aeklatong Sipirok, Tapanuli Selatan” ini dengan baik dan pada waktu yang direncanakan.
Begitu banyak dukungan dan perhatian yang penulis dapatkan selama penyusunan skripsi ini berlangsung. Oleh karena itu, dengan penuh kerendahan
hati penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Drs. Rappel Situmorang, M.Si selaku dosen pembimbing yang senantiasa meluangkan waktu dan pikirannya yang sangat berharga untuk membimbing, mengarahkan dan memberikan motivasi dalam menyelesaikan skripsi ini. Ibu Dra. Eva Marlina Ginting, M.Si selaku dosen Pembimbing Akademik yang telah membimbing penulis selama masa perkuliahan. Ibu Rita Juliani, M.Si, Bapak Drs. Juniar Hutahaean, M.Si, dan Bapak Drs. Khairul Amdani, M.Si selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktunya dan banyak memberi masukan, koreksi serta arahan yang menjadikan skripsi ini lebih baik lagi. Ucapan terimakasih Juga disampaikan kepada Bapak Drs. Rahmadsyah, M.Si selaku Kepala Laboratorium Fisika dan seluruh dosen Jurusan Fisika yang telah memberikan Ilmu dan wawasan serta bantuan kepada penulis selama menyelesaikan studi di perkuliahan. ,
Teristimewa ucapan Terimakasih yang tak terhingga kepada Ayahanda tercinta Hatman Nur Rambe dan Ibunda terkasih Poniah yang tak pernah henti memberikan doa, semangat dan dukungan yang besar baik moril maupun materil
v
Penulis menyadari bahwa karya tulis ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu dengan segala ketulusan dan kerendahan hati, kritik dan saran sangat diharapkan untuk perbaikan dan penyempurnaan dimasa mendatang. Akhir kata,
semoga skripsi ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Juni 2013
PENDETEKSIAN STRUKTUR TANAH DAN BATUAN DENGAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITY KONFIGURASI
SCHLUMBERGER DI DAERAH AEKLATONG SIPIROK, TAPANULI SELATAN
Evi Irmayani Rambe (NIM 409240009)
ABSTRAK
Aek latong merupakan salah satu daerah di Sipirok yang sering mengalami kerusakan dan sampai saat ini pun banyak ditemukan patahan-patahan jalan. Penyebab patahan jalan itu kemungkinan karena struktur Tanah dan Batuan penyusun lapisan jalan tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan jenis tanah dan batuan bawah permukaan dilihat dari resistivitasnya dan membandingkan hasil yang diperoleh dengan peneliti sebelumnya.
Untuk mengetahui struktur tanah dan batuan bawah permukaan digunakan Metode Geolistrik Tahanan Jenis dengan konfigurasi Schlumberger. Diambil 3 lintasan pengukuran dengan panjang masing-masing 155 meter dan jarak antar elektroda 5 meter. Pengolahan data dilakukan dengan software Res2Dinv.
Hasil penelitian diperoleh pada lintasan I pada jarak 30 meter dengan resistivitas 117 Ωm dan pada jarak 140 meter dengan resistivitas 88.7 Ωm. Di Lintasan II pada jarak 15-55 meter, resistivitas 166 Ωm, kemudian pada jarak 120-145 meter, resistivitas 41.5 Ωm. Dilintasan III pada jarak 10-25 meter resistivitasnya 1939 Ωm dan pada jarak 95-115 meter, resistivitasnya 170 Ωm. Bidang-bidang ini diperkirakan merupakan patahan. Berdasarkan kondisi kestabilan tanah dan batuan pada ketiga lintasan sangat rendah. Jenis tanah dan batuan pada ketiga lintasan memiliki penyusun yang sama tetapi hanya jumlah presentase penyusunnya saja yang berbeda. Dari permukaan hingga kedalam 27 meter jenis penyusun tanah dan batuannya adalah kerikil, pasir, lempung, tufa,batu pasir, alluvium, andesit dan granit.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan i
Riwayat Hidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi vi
Daftar Gambar viii
Daftar Tabel ix
Daftar Lampiran x
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah 1
1.2. Batasan Masalah 2
1.3. Rumusan Masalah 2
1.4. Tujuan penelitian 3
1.5. Manfaat Penelitian 3
.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanah 4
2.1.1. Tekstur Tanah 4
2.1.2. Karakteristik tanah 7
2.1.3. Struktur Tanah 9
2.1.4. Zona Labil 11
2.1.5. Gerakan Tanah 12
2.1.6. Jenis Longsoran 13
2.2 Batuan 16
2.2.1 Batuan Beku 16
2.2.2 Batuan Sedimen 17
2.2.4 Resistivitas Batuan 20
2.2.5. Sifat Kelistrikan Batuan 23
2.3 Gambaran Umum Lokasi penelitian 23
2.3.1. Kondisi Geografis 24
2.3.2. Kondisi Topografi 25
2.3.3. Penelitian Terdahulu 25
2.4. Geolistrik 29
2.4.1. Geolistrik Hambatan Jenis 29
2.4.2. Konfigurasi Elektroda 32
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan lokasi penelitian 34
3.2 Peralatan Penelitian 35
3.3 Prosedur Penelitian 35
3.4..Diagram Alir Penelitian 37
3.5. Teknik Pengambilan Data 38
3.7. Teknik Analisi Data dan Interpretasi Data 39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengambilan Data 40
4.2 Pembahasan dan Hasil Analisis dan Interpretasi Data 41
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 47
5.2 Saran 47
ix
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel. 2.1.1a. Klasifikasi butir-butir primer tanah 5
Tabel. 2.1.1b. Tekstur Tanah 5
Tabel. 2.2.4a. Resistivitas Batuan 21
Tabel 2.2.4b. Variasi Resistivitas Batuan dan Mineral 21
Tabel 2.2.4c. Variasi Resistivitas Batuan dan Mineral 22
Tabel 2.2.4d. Variasi Resistivitas Batuan dan Mineral 22
Tabel 2.3.3. Resume Hasil Pemboran Mesin 26
Tabel. 3.2. Peralatan Penelitian 35
Tabel 4.1. Data Hasil Pengamatan 40
Tabel 4.2.1. Interpretasi Lintasan I 43
Tabel 4.2.2. Interpretasi Lintasan II 44
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar. 2.1.6a Longsoran Translasi 14
Gambar. 2.1.6b. Longsoran Rotasi 14
Gambar. 2.1.6c. Pergerakan Blok 14
Gambar. 2.1.6d. Runtuhan Batu 15
Gambar. 2.1.6e. Rayapan Tanah 15
Gambar. 2.1.6f. Aliran Bahan Rombakan 16
Gambar. 2.3. Kawasan Aek Latong 24
Gambar 2.3.1. Peta Kecamatan Sipirok Tapanuli Selatan 25
Gambar 2.4.1. Konfigurasi Pengukuran Geolistrik Tahanan Jenis 31
Gambar 2.4.2a. Konfigurasi Schlumberger 32
Gambar 2.4.2b. Konfigurasi Wenner 32
Gambar.3.1a. Lokasi Penelitian 34
Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian 37
Gambar 4.1 Lintasan Penelitian 41
Gambar 4.2.1. Penampang Kontur Resistivitas Semu pada Lintasan I 42
Gambar 4.2.2. Penampang Kontur Resistivitas Semu pada Lintasan II 43
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Data Hasil Penelitian Lintasan I 50
Lampiran 2. Data Hasil Penelitian Lintasan II 58 Lampiran 3. Data Hasil Penelitian Lintasan III 66 Lampiran 4. Peta Geologi Lembar Tapanuli Selatan 74
Lampiran 5. Peta Lokasi Tapanuli Selatan 76
1 1.1. Latar Belakang
Bencana alam tanah longsor sering melanda beberapa wilayah di tanah air. Beberapa faktor alami yang menyebabkan seringnya terjadi bencana tersebut antara lain banyak dijumpainya gunung api baik yang masih aktif maupun yang non aktif terutama Pulau Sumatera bagian barat dan Pulau Jawa bagian selatan. Kedua wilayah tersebut merupakan bagian dari cincin api yang melingkari cekung Samudera Pasifik dari Benua Asia sampai Benua Amerika. Selain itu, wilayah Indonesia merupakan pertemuan 3 lempeng Australia, Eurasia dan Pasifik sehingga sering dilanda gempa bumi tektonik. Guncangan gempa tersebut dapat mengakibatkan terjadinya tanah longsor pada daerah perbukitan dengan lereng yang curam. (Karnawati, 2002)
Peristiwa tanah longsor atau dikenal dengan gerakan massa tanah, batuan atau kombinasinya, sering terjadi pada lereng alami atau lereng non alami dan
sebenarnya merupakan fenomena alam, yaitu alam mencari keseimbangan baru akibat adanya gangguan atau faktor yang mempengaruhi dan menyebabkan terjadinya pengurangan kuat geser serta peningkatan tegangan geser tanah. (Sugito dkk, 2010)
Aek Latong salah satu desa yang terletak di kecamatan Sipirok, kabupaten Tapanuli Selatan, Provinsi Sumatera Utara, Indonesia. Yang letaknya sekitar 5 KM dari kota Sipirok. Dibawah perkampungan ini, terdapat jalan lintas Sumatera (Jalinsum) yang menghubungkan P. Sidimpuan-Medan, letaknya persis dilereng Bukit Barisan, sehingga sering terjadi longsoran pada ruas jalan tersebut. Kondisi inilah yang menyebabkan rusaknya badan jalan. Sampai saat ini jalin lintas di desa Aek latong ini masih rusak parah meskipun sudah diperbaiki beberapa kali, tanah di ruas jalan Aek latong tetap saja semakin menurun.
2 yang dilakukan untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan tanah. Salah satunya adalah metode geolistrik. Metode ini dapat dijadikan cara untuk menyelidiki sifat listrik di dalam bumi melaui respon yang ditangkap dari dalam tanah berupa beda potensial, arus listrik, dan medan elektromagnetik. Salah satu dari metode geolistrik ini adalah metode tahanan jenis.(Suhendra, 2005)
Dengan Metode Geolistrik Resistivitas kita dapat mengetahui Resistivitas batuan penyusun bawah permukaan, sehingga kita dapat mengetahui perbandingan susunan batuan bawah pemukaan suatu daerah yang mempunyai potensi rawan gerakan tanah (longsor). Sehingga penulis memilih judul : Pendeteksian Struktur Tanah dan Batuan Dengan Metode geolistrik resistivity Didaerah Aek latong-Sipirok Tapanuli Selatan.
1.2.Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Penelitian ini Menggunakan metode Geolistrik tahanan jenis dengan konfigurasi Schlumberger untuk mengetahui Tahanan jenis batuan yang tersebar dibawah permukaan daerah Aek-latong sipirok Tapanuli Selatan. 2. Penelitian ini dilakukan di tiga lintasan yang berbeda di sekitar badan jalan
daerah Aek Latong Sipirok Tapanuli Selatan
3. Penentuan pengaruh antara Resistivitas batuan bawah permukaan terhadap pergerakan tanah.
1.3.Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah maka masalah yang akan dibahas dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana struktur tanah dan batuan dibawah permukaan daerah rawan gerakan tanah berdasarkan nilai resistivitasnya di ruas jalan Aek latong Sipirok, Tapanuli Selatan?
3 diukur dengan alat lain atau metode lain?
1.4.Tujuan Penelitian
Dari rumusan masalah di atas, maka penelitian ini bertujuan :
1. Untuk mengetahui struktur tanah dan batuan bawah permukaan berdasarkan nilai resistivitasnya di ruas jalan Aek latong Sipirok, Tapanuli Selatan.
2. Untuk mengetahui pengaruh struktur tanah dan batuan bawah permukaan terhadap potensi gerakan tanah di ruas jalan Aek latong Sipirok Tapanuli selatan.
3. Untuk mengetahui perbandingan struktur tanah dan batuan yang diukur dengan geolistrik tahanan jenis dengan struktur tanah dan batuan yang diukur dengan alat lain atau metode lain.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah :
1. Mengetahui struktur tanah dan batuan bawah permukaan berdasarkan nilai
resistivitasnya.
47 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengamatan dan Analisis data penelitian di jalan Aek latong Sipirok Tapanuli Selatan ada beberapa kesimpulan yang diperoleh :
1. Pada lintasan I pada jarak 30 meter dengan resistivitas 117 Ωm dan pada
jarak 140 meter dengan resistivitas 88.7 Ωm. Di Lintasan II pada jarak 15
-55 meter, resistivitas 166 Ωm, kemudian pada jarak 120-145 meter,
resistivitas 41.5 Ωm. Dilintasan III pada jarak 10-25 meter resistivitasnya
1939 Ωm dan pada jarak 95-115 meter, resistivitasnya 170 Ωm.
2. Terdapat beberapa bidang lemah, hal ini dilihat dari resistivitas yang terdapat pada kontur penampang, beberapa rekahan memiliki harga
resistivitas lebih kecil dari pada bidang rekahannya sehingga mempengaruhi terjadinya gerakan tanah atau longsoran.
3. Jenis tanah dan batuan pada ketiga lintasan memiliki penyusun yang sama tetapi hanya jumlah presentase penyusunnya berbeda. Dari permukaan hingga kedalaman 27 meter jenis penyusun tanah dan batuannya adalah, kerikil, pasir, lempung, tufa, batu pasir, alluvium, andesit dan granit. Jenis tanah dan batuan penyusun bawah permukaan yang diperoleh memiliki kesamaan dengan penelitian yang dilakukan oleh PNBP dengan metode pengeboran.
3.2.Saran
48 Azhar dkk., (2004), Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi Sclumberger Untuk Penentuan Tahanan Jenis Batuan, Jurnal Natur Indonesia Vol. 6. No. 2, ITB, Bandung.
Hendrajaya dkk., (1990), Geolistrik Tahanan Jenis. Laboratorium Fisika Bumi ITB, Bandung.
Hotnida., (2008), Perhitungan Suhu Reservoar Panas Bumi Sipoholon Kabupaten Tapanuli Utara Dengan Menggunakan Persamaan Geotermometer Empiris, Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.
Karnawati, D.,( 2002), Pengenalan Daerah Rentan Gerakan Tanah Dan Upaya Mitigasinya, Pusdi kebumian LEMLIT UNDIP, Semarang.
Kartasapoetra dkk., (2010), Teknologi Konservasi Tanah Dan Air, Penerbit Rineka Cipta, Jakarta.
Khadiyanto, Parfi., (2008), Gerakan Tanah (Longsoran), http://parfikh.blogspot.com/2008/12/gerakan-tanah-longsoran.html, Diakses Tgl. 18 Juni 2012, Jam.14.20 WIB.
Kuswanto, A., (1997), Penerapan Metode Tahanan Jenis Untuk Studi Batuan Fosfat, Presiding Koperensi ESDAL, BPPT, Jakarta.
Selby., (1993), Pengenalan Daerah Rentan Gerakan Tanah Dan Upaya Mitigasinya, Pusdi kebumian LEMLIT UNDIP, Semarang.
Setiyawan, Teguh., (2011), Interpretasi Bawah Permukaan Daerah Porong Sidoarjo dengan Metode Geolistrik Tahanan Jenis Untuk Mendapatkan Biidan Patahan, FMIPA Institut Teknologi Surabaya, Surabaya.
Suharyadi., (2004), Pengantar Geologi Teknik Edisi 4, Penerbit Biro UGM, Yogyakarta
Suhendra., (2005), Penyelidikan Daerah Rawan Gerakan Tanah dengan Metode Geolistrik Tahanan Jenis, Jurnal Gradien Vol.1 No.1, Universitas Bengkulu. Bengkulu.
49 Sugito dan A.N, Aziz,. (2010), Investigasi Bidang Gelincir Longsor Menggunakan
Metode Geolistrik Tahanan Jenis di Desa Kebarongan Kec. Kemranjen Kab. Banyumas, Vol. 13, No.2. FMIPA. UNSOED.
Tim Dosen Geofisika., (2001), Panduan Workshop Eksplorasi Geofisika, Labolatorium Geofisika, MIPA UGM.
Untoro, MS., dan Tim Asisten., (1993), Petunjuk Praktikum Geolistrisitas & Elektromagnetik, Labolatorinm Geofisika ITB, Bandung.
Wahyono dkk., (2008), Penentuan Lapisan Air Tanah dengan Metode Geolistrik Sclumberger di kabupaten Balanga Kalimantan Selatan, Jurnal Fisika FLUX, Vol. 5 No. 2, Universitas Lambung mangkurat. Kalimantan Selatan.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 11 September 1991 di Rantauprapat,
Sumatera Utara dari keluarga Hatman Nur Rambe dan Poniah. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara.
