INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI SCHLUMBERGER UNTUK MEMPREDIKSI MUNCULNYA LUAPAN LUMPUR BARU DI DAERAH SIDOARJO, JAWA TIMUR.

(1)

INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK RESISTIVITAS

KONFIGURASI SCHLUMBERGER UNTUK MEMPREDIKSI

MUNCULNYA LUAPAN LUMPUR BARU DI DAERAH

SIDOARJO, JAWA TIMUR

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Jurusan Pendidikan Fisika Program Studi Fisika

Oleh

Erwin Iskandar 0908944

PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATAMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

(2)

INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK

RESISTIVITAS KONFIGURASI

SCHLUMBERGER UNTUK

MEMPREDIKSI MUNCULNYA

LUAPAN LUMPUR BARU DI DAERAH

SIDOARJO, JAWA TIMUR

Oleh Erwin Iskandar

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

September 2014

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

(3)

(4)

Erwin Iskandar , 2014

INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI SCHLUMBERGER UNTUK MEMPREDIKSI MUNCULNYA LUAPAN LUMPUR BARU DI DAERAH SIDOARJO, JAWA TIMUR

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI

SCHLUMBERGER UNTUK MEMPREDIKSI MUNCULNYA LUAPAN

LUMPUR BARU DI DAERAH SIDOARJO, JAWA TIMUR

Nama : Erwin Iskandar

Pembimbing : 1. Ir. Aris Susilo, MSc.

2. Nanang Dwi Ardi, S.Si., M.T.

Abstrak

Luapan lumpur di Dusun Balongnongo, Desa Renokenongo Kecamatan Porong Kabupaten Sidoarjo ini terjadi sejak 29 Mei 2006. Lumpur ini menyembur melalui retakan bumi yang hingga saat ini masih berlangsung, bahkan memungkinkan muncul semburan baru di sekitar LUSI. Penelitian dilakukan di Desa Wunut, Pamotan Simo, dan Tanggulangin menggunakan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger. Berdasarkan penelitian diperoleh 26 titik pengukuran sounding dari enam lintasan dengan bentangan elektroda arus (AB) 400 m – 500 m. Selanjutnya mengolah data hasil pengukuran menggunakan perangkat lunak Winsev6.4 sehingga menghasilkan model 1D bawah permukaan dari titik pengukuran. Kemudian data hasil model 1D diolah kembali hingga menghasilkan model penampang 2D dan 3D yang siap diinterpretasi secara lebih baik. Berdasarkan hasil interpretasi dapat disimpulkan bahwa di wilayah barat Tanggul semburan LUSI berpotensi menimbulkan semburan lumpur baru. Sehingga dapat digunakan untuk mengantisipasi potensi munculnya semburan lumpur baru di daerah penelitian.

(5)

INTERPRETATION RESISTIVITY METHOD DATA OF

SCHLUMBERGER CONFIGURATION FOR PREDICTING

EMERGENCE OF A NEW MUDFLOW IN SIDOARJO, JAWA TIMUR

Name : Erwin Iskandar

Guides : 1. Ir. Aris Susilo, MSc.

2. Nanang Dwi Ardi, S.Si., M.T.

Abstract

Mudflow in Dusun Balongnongo, Desa Renokenongo Kecamatan Porong Kabupaten Sidoarjo occurred since May 29, 2006. This mud gushed through the cracks of the Earth that is currently still underway, even allow new bursts appear around LUSI. The research was conducted in the Desa Wunut Pamotan, Simo, and Tanggulangin using geolistrik resistivity method using Schlumberger configuration. Based on research obtained 26 points of the sounding measurements from six crossings by the current electrode layout (AB) 400 m - 500 m. Next processing the measurement data using software Winsev6.4 resulting 1D basement surface model of the measurement point. Then the data result of 1D model be processed to produce cross-sectional models of 2D and 3D be better interpretation. Based on results of the interpretation can be concluded that new potential mudflow in western region of the LUSI dam. So it can be used to anticipate the potential emergence of new mud flow in the study area.

(6)

v

1.4Tujuan Penelitian ... 2

1.5Manfaat Penelitian ... 3

1.6Metode Penelitian ... 3

1.7Lokasi dan Waktu Penelitian ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1Teori Geolistrik Resistivitas ... 5

2.2Sifat Aliran Listrik dalam Batuan ... 7

2.3Teori Potensial untuk Model Bumi Homogen Isotropis ... 9

2.4Distribusi Arus dalam Bumi ... 10

2.4.1 Elektroda Berarus Tunggal ... 10

2.4.2 Elektroda Berarus Tunggal di Permukaan Bumi ... 11

2.4.3 Dua Elektroda Arus pada Permukaan Bumi ... 12

2.5Konfigurasi Schlumberger ... 13

2.6Konsep Tahanan Jenis Semu ... 14

(7)

vi

2.7.1 Lateral Mapping ... 15

2.7.2 Vertical Sounding ... 15

2.8Patahan/sesar ... 16

2.9Pendugaan Sesar Menggunakan Metode Geolistrik Resistivitas ... 17

2.10 Tinjauan Geologi Daerah Penelitian ... 18

BAB III METODE PENELITIAN ... 22

3.1Diagram Alur Pengolahan Data... 22

3.2Peralatan Lapangan yang Digunakan untuk Akusisi Data ... 23

3.3Pengambilan Data ... 23

3.4Pemilahan Data Geolistrik dan GPS ... 24

3.5Pemodelan 1D ... 24

3.8Interpretasi ... 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 26

4.1Hasil Pengolahan Data Sounding ... 26

4.1.1 Titik CPM1 ... 27

4.1.2 Titik CPM2 ... 28

4.1.3 Titik CPM3 ... 30

4.1.4 Titik CPM4 ... 31

4.2Pembahasan ... 33

4.2.1 Model Sounding ... 33

4.2.2 Interpretasi Model 2D untuk Memprediksi Sesar ... 35

4.2.2.1 Model 2D pada Permukaan ... 35

4.2.2.2 Model 2D pada Kedalaman 50 m ... 36

(8)

vii

4.2.3 Interpretasi Model 3D untuk Memprediksi Sesar ... 44

4.2.4 Prediksi Munculnya Semburan Lumpur Baru ... 47

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 50

5.1Kesimpulan... 50

5.2Saran ... 50

DAFTAR PUSTAKA ... 51

(9)

viii

DAFTAR TABEL

(10)

ix

DAFTAR GAMBAR

(11)

x

Gambar 2.13 Peta geologi di daerah Sidoarjo, Jawa Timur (Sudarsono,

2008) ... 20

Gambar 3.1 Diagram alir pengolahan data... 22

Gambar 4.1 Titik-titik pengukuran di sekitar LUSI ... 26

Gambar 4.2 Model 1D titik CPM1 ... 28

Gambar 4.6 Model sounding Schlumberger lintasan pertama ... 33

Gambar 4.7 Model 2D dari nilai resistivitas di permukaan ... 35

Gambar 4.8 Model 2D dari nilai resistivitas pada kedalaman 50 m ... 36

Gambar 4.13 Gabungan model 2D dari permukaan sampai kedalaman 250 m, dengan variasi kedalaman 50 m ... 43

Gambar 4.14 Model 3D bawah permukaan, (a) dilihat dari arah baratdaya dan (b) dilihat dari arah timurlaut. ... 45

Gambar 4.15 Model 3D dengan sebaran resistivitas 21 ohm.m sampai 63 ohm.m ... 46

Gambar 4.16 Model 3D bawah permukaan daerah pengukuran, (a) model 3D rockworks, (b) model 3D rockworks yang dibuat ulang ... 47

(12)

xi

Gambar 4.18 (a) Model 3D permukaan daerah penelitian, (b) daerah di

sekitar lumpur Sidoarjo ... 49

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Data Geolistrik dan GPS ... 54

Lampiran B Langkah-langkah Membuat Model 1D... 88

Lampiran C Langkah-langkah Membuat Model 2D... 90

Lampiran D Langkah-langkah Membuat Model 3D ... 92

Lampiran E Model Sounding 1D ... 95

(13)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semburan lumpur Sidoarjo muncul pada 29 Mei 2006, terletak 100 m di sebelah tenggara titik pemboran eksplorasi minyak dan gas bumi Banjarpanji-1 (BPJ-1) di Desa Siring, Kecamatan Porong, Kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur. Pada tanggal 1 Juni 2006 muncul 2 semburan lumpur baru di Desa Renokenongo, namun sekarang sudah tidak aktif lagi. Semburan pertama merupakan semburan utama yang saat ini masih aktif menyemburkan lumpur panas dengan volume berkisar 50.000 m3/hari sampai 150.000 m3/hari (Sudarsono, 2008).

Semburan lumpur yang masih aktif memungkinkan menjadi penyebab munculnya semburan lumpur baru di lokasi yang lain. Berdasarkan penelitian bahwa adanya sesar baru yang terbentuk pada zona lemah, hal ini ditandai dengan munculnya gelembung gas diantara rekahan-rekahan (Istadi at al., 2009).

Setelah lebih dari delapan tahun lamanya, gejala semburan lumpur belum mereda, bahkan dampaknya makin memprihatinkan di daerah sekitarnya, yang merupakan daerah perkotaan dengan beberapa kompleks pemukiman, industri, infrastruktur, pesawahan, dan tambak udang. Setelah sekian lama ternyata dampak yang dirasakan tidak hanya fisik, yaitu berupa genangan lumpur, melainkan juga dampak sosial, ekonomi bahkan politik terhadap masyarakat sekitar.

(14)

muncul di berbagai bagian daerah di luar tanggul, terutama di bagian barat. Hal ini memberikan dorongan para ahli kebumian, khususnya geologi dan geofisika untuk mendapatkan lebih banyak data, terutama data bawah permukaan dengan menerapkan beberapa metoda geofisika.

Pada penelitian ini menggunakan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger, metode ini dapat digunakan untuk mendeteksi sesar. Metode geolistrik resistivitas merupakan metode geofisika untuk mempelajari sifat aliran listrik di dalam permukaan bumi dan cara mendeteksinya di permukaan bumi (Setiawan dkk,). Dengan menganalisis data hasil pengukuran yang didukung informasi geologi di sekitar daerah semburan lumpur, maka dapat menentukan potensi semburan lumpur baru yang muncul melalui sesar di sekitar daerah penelitian.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana keberadaan dan pola patahan atau sesar yang terdeteksi menggunakan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger di sekitar luapan Lumpur Sidoarjo, Jawa Timur.

1.3 Batasan Masalah

Dalam penulisan tugas akhir ini penulis menuliskan beberapa batasan dalam pengerjaan dan pembahasan penelitian, diantaranya:

1. Data yang digunakan merupakan data sekunder hasil pengukuran geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger di empat wilayah pada Agustus 2009. 2. Identifikasi sesar berdasarkan sebaran resistivitas pada model 2D dan 3D

dari hasil inversi data geolistrik resistivitas.

3. Batas kedalaman model 2D dan 3D yang dibuat adalah 250 m di bawah permukaan.

(15)

3

Sejalan dengan rumusan masalah di atas maka penelitian ini dimaksudkan untuk:

1. Mengetahui bentangan sesar di bawah permukaan daerah penelitian sekitar luapan lumpur Sidoarjo, Jawa Timur.

2. Memprediksi munculnya semburan lumpur baru di daerah penelitian sekitar luapan lumpur Sidoarjo, Jawa Timur.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini adalah mengetahui karakteristik lapisan batuan di daerah sekitar luapan lumpur untuk memprediksi lapisan batuan yang berpotensi munculnya semburan lumpur baru. Sehingga masyarakat sekitar dapat mengantisipasi semburan lumpur baru di daerah yang berpotensi, serta dapat menjadi bahan evaluasi untuk penelitian lebih lanjut menggunakan metode lain.

1.6 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan adalah metode secara deskriptif analitik dari data sekunder geolistrik resistivitas yang diperoleh dari Pusat Seurvei Geologi Bandung. Berdasarkan hasil pengolahan data, selanjutnya data tersebut digunakan untuk menentukan bidang sesar dan jenis batuan penyusun di bawah permukaan daerah pengukuran.

1.7 Lokasi dan Waktu Penelitian

(16)

4

Daerah penelitian

(17)

22

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alur Pengolahan Data

Data geolistrik dan GPS (akusisi data oleh Pusat

Survei Geologi)

Pemilahan data geolistrik dan GPS

Pemodelan 1D

Pemodelan 2D Pemodelan 3D Interpretasi

(18)

23

3.2 Peralatan Lapangan yang Digunakan untuk Akusisi Data

Peralatan yang digunakan dalam akusisi data adalah seperangkat alat geolistrik Saris Scintrex, yang terdiri dari:

1. Geolistrik Saris Scintrex 1set

2. Accu 12V, 50 A. 1 buah

8. Peta Topografi 1 lembar

9. Generator Listrik 1 buah

10.Kompas Geologi 1 buah

11.Palu Geologi 1 buah

12.Kantong Sampel Batu 25 buah

3.3 Pengambilan Data

Pada penelitian ini peneliti tidak melakukan pengukuran secara langsung, data merupakan data sekunder yang diperoleh dari Pusat Survei Geologi Bandung. Data diperoleh dari hasil pengukuran dengan menggunakan metode geolistrik resistivitas dengan konfigurasi Schlumberger. Data tersebut merupakan data resistivitas semu dari 6 lintasan beserta data GPS tahun 2009 (akhir Juli sampai awal September 2009).

(19)

24

3.4 Pemilahan Data Geolistrik dan GPS

Setelah semua data diperoleh, maka proses selanjutnya adalah pemilahan data lapangan. Data hasil pengukuran berupa titik-titik pengukuran geolistrik dan data GPS. Dari data yang diperoleh, kemudian memilih koordinat-koordinat pada GPS yang sesuai dengan titik pengukuran geolistrik. Setelah mengetahui koordinat semua titik pengukuran geolistrik, selanjutnya mengkelompokan berdasarkan wilayah pengukuran dan menyusun hingga membentuk lintasan (garis lurus). Selanjutnya menghitung nilai resistivitas masing-masing spasi pada setiap titik pengukuran untuk mengetahui nilai resistivitas masing-masing spasi. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kesalahan pengukuran yang ditandai dengan nilai resistivitas yang jauh berbeda dengan resistivitas lain pada suatu titik.

3.5 Pemodelan 1D

Setelah melakukan pemilahan data, maka langkah selanjutnya adalah mengolah data geolistrik resistivitas dengan menggunakan perangkat lunak Winsev6.4. Pengolahan data menggunakan perangkat lunak ini akan menghasilkan penampang 1D yang memberi informasi resistivitas dan ketebalan dari setiap titik pengukuran. Perangkat lunak Winsev6.4 dirancang untuk pengolahan data geolistrik teknik sounding dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger, Wenner, atau pole-pole. Perangkat lunak ini berkerja secara otomatis membuat model sounding, juga dapat digunakan untuk mengolah data sounding yang mempunyai kedalaman yang cukup besar sampai menghasilkan

model dengan 20 lapisan batuan.

(20)

25

lunak Surfer. Surfer adalah perangkat lunak untuk pemetaan berbasis grid yang teratur diinterpolasi dari data yang mempunyai nilai tertentu yang tidak teratur menjadi teratur spasinya. Sehingga sebaran nilai resistivitas di daerah penelitian menjadi teratur dari suatu titik ke titik lain.

Hasil pengukuran geolistrik sangat tergantung pada metode pelaksanaan akuisisi data. Jika teknik yang digunakan pada saat akuisisi data adalah teknik sounding 1D, maka hasil pengukuran geolistrik akan berbentuk penampang 1D, begitu juga jika teknik pengukuran menggunakan teknik 2D, maka hasil yang diperoleh adalah penampang 2D. Hal ini kurang memberikan gambaran nyata yang dapat diinterpretasi secara jelas karena pada kenyataannya bumi merupakan bentuk 3D. Dengan demikian model 3D lebih baik digunakan untuk interpretasi karena mendekati bentuk bumi yang 3D.

Setelah diperoleh nilai resistivitas dan ketebalan lapisan batuan dari masing-masing titik menggunakan perangkat lunak Winsev, selanjutnya memodelkan informasi tersebut menggunakan perangkat lunak Rockworks. Perangkat lunak Rockworks digunakan untuk gridding dan counturing, model dari padatan, hidrologi, dan model sifat-sifat kimia air. Sehingga dapat digunakan untuk membuat model 3D resistivitas bawah permukaan.

3.8 Interpretasi

Pada tahap interpretasi menjelaskan mengenai informasi model 1D, 2D, dan 3D dari nilai resistivitas bawah permukaan yang telah diperoleh. Gambaran lapisan bawah permukaan diperoleh dari interpretasi data yang telah diolah dengan nilai resistivitas yang mengacu pada nilai resistivitas acuan yang ada (Telford at al., 2009), data geologi dari peta geologi, dan interpretasi dengan berbagai macam metode geofisika oleh peneliti lain dalam bentuk buku dan jurnal.

(21)

26

(22)

50

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

Berdasarkan pengolahan data geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger diidentifikasi keberadaan sesar/patahan yang membentang baratlaut-tenggara dengan koordinat 11269000 E, 751500 S sampai 1127200 E, 753500 S. Sesar tersebut berada sekitar 400 m di sebelah selatan semburan lumpur utama dengan jenis sesar normal.

Daerah yang berpotensi muncul semburan lumpur baru adalah di sepanjang bentangan sesar itu berada. Namun daerah di sepanjang bentangan sesar yang paling berpotensi adalah di sebelah barat dari sisi tanggul sampai jarak 1.500 m.

5.2Saran

1. Pengukuran sebaiknya dilakukan mencakup daerah yang lebih luas mengelilingi tanggul luapan lumpur Sidoarjo.

2. Untuk mendapatkan data yang lebih akurat sebaiknya memperbanyak titik pengukuran dengan penetrasi yang lebih besar.

(23)

51

DAFTAR PUSTAKA

Abidin, H. Z., Davies, R. J., Kusuma, M. A., Andreas, H., Deguchi, T. (2008). Subsidence and Uplift of Sidoarjo (East Java) Due to the Eruption of the

LUSI Mud Volcano (2006–Present). Environ Geol DOI

10.1007/s00254-008-1363-4.

Broto, S., Afifah, R. S. (2008). Pengolahan Data Geolistrik dengan Konfigurasi Schlumberger. Teknik Vol. 29 No. 2 Tahun 2008, ISSN 0852-16987.

Das, U. C., Kuman, R. (1971). Transformation of Wenner to Schlumberger Apparent Resistivity Over Layered Earth by the Application of a Digital

Linear Filter+. India : Banaras Hindu University

Davies, R. J. at al. (2008). Birth of a Mud Volcano: East Java, 29 May 2006. GSA Today Vol. 17 No.2.

Davies, R. J. at al. (2008). “The East Java Mud Volcano (2006 To Present): An Earthquake Or Drilling Trigger?”. Earth and Planetary Science Letters 272 (2008) 627-638.

Davies, R. J., Manga, M., Tingay, M., Lusianga, S., Swarbrick, R. (2010). Sawolo et al. (2009) the Lusi Mud Volcano Controversy: Was it Caused by

Drilling?. Marine and Petroleum Geology XXX (2010) 1-7

Gafoer, S., Ratman, N. (1999). Peta Geologi Lembar Jawa Bagian Timur. Bandung : Perpustakaan Badan Geologi Bandung.

Istadi, B. P., Pramono, G. H., Sumintadireja, P., Alam, S. (2009). Modeling Study of Growth and Potential Geohazard for LUSI Mud Vulcano : East Java,

(24)

52

Juniawan, A., Rumhayati, B., Ismulyanto, B. (2013). Karakteristik Lumpur Lapindo dan Fluktuasi Logam Berat Pb Dan Cu pada Sungai Porong dan Aloo. Malang : Universitas Brawijaya Malang.

Kusuma, W. B., Sugalang. (2010). Monitoring Geologi Teknik di Daerah Lumpur Sidoarjo (LUSI) dan Sekitarnya Kabupaten Sidoarjo-Provisi Jawa Timur. Bandung : Pusat Lingkungan Geologi.

Laboratorium Fisika Bumi Institut Teknologi Bandung. (2002). Modul Pelatihan dan Pengukuran Dasar Metoda Geofisika. Bandung : Institut Teknologi Bandung.

Rahmania, M., Niyartama, T. F., Sungkowo, A. (2010). Penentuan Jenis Sesar pada Gempabumi Sukabumi 2 September 2009 Berdasarkan Gerak Awal Gelombang P. Yogyakarta : Seminar Nasional VI.

Reynolds, J. M. (1995). An Introduction to Aplied and Environmetal Geophysics. Reynolds Geo-Sciences Ltd, UK, June 1995.

Rolia, E. (2011). Penggunaan Metode Geolistrik untuk Mendeteksi Keberadaan Air Tanah. TAPAK Vol. 1 No. 1 Nopember 2011.

Setiawan, T., Utama, W. Interpretasi Bawah Permukaan Daerah Porong Sidoarjo dengan Metode Geolistrik Tahanan Jenis untuk Mendapatkan Bidang Patahan. Surabaya : Laboratorium Geofisika Jurusan Fisika FPMIPA ITS. Sudarsono, U., Sujarwo, I. B. (2008). Aspek Geologi Teknik Lumpur Sidoarjo

Jawa Timur. Buletin Geologi Tata Lingkungan Vol. 18 No. 1, April 2008. Telford, W. M., Geldart, L. P., Sheriff, R. E. (1990). Applied Geophysics Second

(25)

53