PENENTUAN LAPISAN KERAS UNTUK PEMBANGUNAN GEDUNG BERTINGKAT DENGAN MENGGUNAKAN METODE
GEOLISTRIK KONFIGURASI SCHLUMBERGER DI DAERAH PESISIR PANTAI SIALANG BUAH
KABUPATEN SERDANG BEDAGAI
Oleh:
Eti Selawati NIM 409240008 Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
i
Judul Skripsi : Penentuan Lapisan Keras Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat Dengan Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Daerah Pesisir Pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai
Nama Mahasiswa : Eti Selawati
NIM : 409240008
Program Studi : Fisika
Jurusan : Fisika
Menyetujui :
Dosen Pembimbing Skripsi,
Muhammad Kadri, S.Si, M.Sc NIP. 19791128200501 1 002
Mengetahui :
FMIPA UNIMED Jurusan Fisika
Dekan, Ketua,
Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D. Dr. Derlina, M.Si NIP. 19590805 198601 1 001 NIP. 19640321 199003 2 001
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas
segala berkat dan karunia-Nya yang memberikan kesehatan dan hikmat kepada
penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Penelitian ini berjudul “Penentuan
Lapisan Keras Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat Dengan Menggunakan
Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Daerah Pesisir Pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai”.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak
Muhammad Kadri, M.Sc selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak
memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal sampai
selesainya penyusunan skripsi ini dan kepada Bapak Drs. Makmur Sirait, M.Si
selaku dosen pembimbing akademik yang selama ini telah memberikan
bimbingan dan saran-saran dalam penyusunan skripsi. Ucapan terima kasih
juga disampaikan kepada Bapak Dr. Ridwan Abdul Sani, M.Si, Bapak Drs. Eidi
Sihombing, M.Si, dan Bapak Drs, Pintor Simamora M.Si sebagai penguji 1, 2, dan
3 yang telah memberikan masukan dan saran-saran mulai perencanaan penelitian
sampai selesainya penyusunan skripsi ini, serta kepada 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.
Ucapan terima kasih saya sampaikan juga kepada orang tua saya,
Ayahanda tercinta Syamsudin dan Ibunda tercinta Jamaliah yang memberi
motivasi berupa moral dan materi serta doa kepada penulis sehingga skripsi ini
dapat diselesaikan pada waktunya. Ucapan terima kasih juga saya sampaikan
kepada seseorang yang teristimewa yaitu May Boni Manda Pangestu dan sahabat
terkasih Sutia Ningsih yang senantiasa memberi dukungan dan motivasi serta
masukan-masukan yang positif agar skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik,
dan kepada kedua orang adik saya yaitu Siti Sunaria dan Muhamad Rozali yang
v
Terima kasih juga buat teman-teman seperjuangan di kelas Fisika Nondik ’09
(Yulisa, Yohana, Dewi, Deni, Suhendra, Asrul dan yang lainnya yang tidak bisa
disebut satu persatu) juga buat orang-orang yang telah membantu dalam
pelaksanaan penelitian ini yaitu Bapak Drs. Juniar Hutahaean, M.Si dan Bang
Arman Doli Subandi.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak sempurna, oleh karena itu demi
penulis menerima kritik dan saran yang membangun demi kesempatan skripsi ini.
semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca baik sebagai bahan bacaan atau
acuan untuk penelitian lanjutan dan pengembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi, terima kasih.
Medan, Agustus 2013
Penulis,
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 3
1.3. Rumusan Masalah 4
1.4. Tujuan Penelitian 4
1.5. Manfaat Penelitian 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian 5
2.1.1. Peta Geologi Daerah Penelitian 6
2.1.2. Wilayah Pesisir Pantai 7
2.2. Batuan 8
2.2.1. Batuan Beku 9
2.2.2. Batuan Sedimen 9
2.2.3. Batuan Metamorf 10
2.2.4. Resistivitas Batuan 12
2.2.5. Sifat Kelistrikan Batuan 14
2.3. Tanah 15
2.3.1. Lapisan Keras Pada Tanah dan Seluruh Bagiannya 15
vii
2.4. Geolistrik 19
2.4.1. Konfigurasi Schlumberger 22
2.4.2. Konfigurasi Wenner 26
2.4.3. Resistivitas Semu 26
2.4.4. Dasar Kelistrikan 28
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Lokasi Penelitian 29
3.2. Peralatan Penelitian 30
3.3. Prosedur Penelitian 31
3.4. Teknik Pengambilan Data 32
3.5. Rumusan Pengukuran 34
3.6. Diagram Alir Penelitian 33
BAB IV. PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengambilan Data 36
4.2. Pembahasan Hasil Analisis dan Interpretasi Data 38
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 44
5.2. Saran 44
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Kawasan Sialang Buah 5
Gambar 2.2. Lapisan-Lapisan Tanah 15
Gambar 2.3. Cara Kerja Metode Geolistrik 19
Gambar 2.4. Konfigurasi Schlumberger 22
Gambar 2.5. Konfigurasi Wenner 25
Gambar 2.6. Beberapa Konfigurasi Elektroda 27
Gambar 2.7. Arus Yang Mengalir Dalam Lintasan Tertutup 28
Gambar 3.1. Lokasi Penelitian 29
Gambar 3.2. Skema Peralatan Geolistrik Resistivitas 31
Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian 34
Gambar 4.1. Lintasan Penalitian 36
Gambar 4.2. Kotak Dialog Yang Muncul Pada Saat Pengolahan Data 38
Gambar 4.3. Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan I 39
Gambar 4.4. Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan II 41
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Resistivitas Batuan 12
Tabel 2.2. Variasi Resistivitas Batuan dan Mineral 13
Tabel 2.3. Variasi Resistivitas Tanah dan Batuan 13
Tabel 2.4. Pengaruh Kadar Air Pada Resistivitas Tanah 17
Tabel 2.5. Pengaruh Kadar Garam Pada Resistivitas Tanah 17
Tabel 2.6. Pengaruh Jenis Tanah Pada Resistivitas Tanah 18
Tabel 3.1. Peralatan Penelitian 30
Tabel 4.1. Nilai Setiap Koordinat Lintasan 37
Tabel 4.2. Interpretasi Lintasan I 40
Tabel 4.3. Interpretasi Lintasan II 42
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Lokasi Penelitian 47
Lampiran 2. Data Hasil Penelitian 48
Lampiran 3. Gambar Alat Yang Digunakan Saat Melakukan Penelitian 56
iii
PENENTUAN LAPISAN KERAS UNTUK PEMBANGUNAN GEDUNG BERTINGKAT DENGAN MENGGUNAKAN METODE
GEOLISTRIK KONFIGURASI SCHLUMBERGER DI DAERAH PESISIR PANTAI SIALANG BUAH
KABUPATEN SERDANG BEDAGAI Eti Selawati (409240008)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan lapisan keras dan struktur batuan yang terdapat dibawah permukaan tanah pada daerah pesisir pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai berdasarkan analisa nilai resistivitasnya dengan menggunakan metode geolistrik schlumberger.
Metode yang digunakan pada penelitian ini yaitu metode geolistrik konfigurasi schlumberger, yang didasari dengan Hukum Ohm untuk mengetahui nilai resistivitas jenis perlapisan batuan pada tiap lapisan permukaan bumi. Dengan menginjeksikan arus melalui dua elektroda arus maka beda potensial yang muncul dapat terukur dari elektroda potensial. Variasi harga tahanan jenis akan didapatkan jika jarak masing-masing elektroda diubah, sesuai dengan konfigurasi alat yang dipakai (Metode Schlumberger) dengan nilai tahanan jenis yang terukur bukan merupakan harga sebenarnya akan tetapi merupakan nilai tahanan jenis semu (Apparent Resistivity). Data pengukuran di lapangan berupa beda potensial dan arus dapat digunakan untuk menghitung harga resistivitas semu (Apparent Resistivity) yang diperoleh dengan alat geolistrik (Resistivity meter), ARES-G4 v4.7 SN: 0609135 (Automatic Resistivity System). Kemudian data yang diperoleh dibuat gambar model penampang dua dimensi dengan menggunakan software Res2Dinv untuk menampilkan penampang kontur nilai resistivitas perlapisan batuan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa daerah peisisr pantai Sialang Buah memiliki nilai resistivitas yang sangat rendah yaitu sekitar 1,11 Ωm sampai dengan 5,23 Ωm pada lintasan pertama, 1,24 Ωm sampai dengan 2,23 Ωm pada lintasan kedua, dan 1,07 Ωm sampai dengan 1,95 Ωm pada lintasan ketiga. Berdasarkan hasil penelitian daerah pesisir pantai Sialang Buah tidak bisa dibangun gedung bertingkat karena tidak terdeteksi adanya lapisan keras dan struktur batuan pada bawah permukaan tanah. Pada pengukuran nilai resistivitas setiap lintasan memiliki ketidakpastian atau persentase kesalahan 4,2%- 21,8%.
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan yang terletak di daerah tropika.
Luas lautannya lebih besar dari pada luas daratan, yaitu menempati kurang lebih
73 % seluruh wilayah Indonesia. Menurut para ahli, panjang pantai di Indonesia
kurang lebih 81.000 km dan merupakan pantai terpanjang di dunia setelah pantai
di Kanada. Dengan jumlah pulau mencapai 17.500, maka persoalan pantai di
Indonesia menjadi topik yang sangat penting untuk pengembangan dan
pembangunan di Indonesia. Pantai adalah jalur yang merupakan pertemuan antara
darat dan laut. Daerah pantai ini mempunyai ciri geosfer yang khusus, kearah laut
dibatasi oleh pengaruh fisik laut dan sosial ekonomi bahari, sedangkan kearah
darat dibatasi oleh pengaruh proses alami dan kegiatan manusia terhadap
lingkungan darat (Pramudya A, 2008).
Berkaitan dengan pemanfaatan sumber daya untuk memenuhi kebutuhan
hidup masyarakat, pada awalnya orientasi pembangunan masih terfokus pada
pemanfaatan sumber daya yang ada di daratan, sedangkan sumber daya kelautan
yang termasuk di dalam wilayah pesisir masih belum banyak diperhatikan.
Padahal berdasarkan ketersediaan sumber dayanya, maka sumber daya lautan
Indonesia lebih potensial dan variatif dari pada sumber daya yang terdapat
didaratan yang relatif terbatas.
Namun saat ini sumber daya kelautan mulai banyak dibicarakan dan
dimanfaatkan. Salah satu potensi yang sangat penting terkait dengan kekayaan
Indonesia sebagai negara kepulauan adalah potensi di wilayah pesisir. Wilayah
pesisir ini mempunyai karakteristik yang sangat spesifik, karena merupakan
wilayah peralihan antara daratan dan lautan. Dengan demikian sumber daya yang
dihasilkan merupakan hasil proses interaksi antara keduanya. Seperti halnya
kondisi lahan, cuaca, vegetasi maupun ketersediaan sumber daya air akan
2
Selain komponen alamiah seperti telah disebut sebelumnya, ada pula
komponen lain yang mempunyai pengaruh besar terhadap pemanfaatan lahan
pesisir ini. Komponen itu adalah perkembangan kependudukan yang relatif cepat,
ternyata telah mempengaruhi keseimbangan proses alamiah yang berlangsung
diwilayah pesisir tersebut (Noor dkk, 2010).
Investigasi geoteknik bawah permukaan yang telah dilakukan oleh Eko
Soebowo, Yugo Kumoro, dan Mudrik R Daryono (2009) dengan melakukan
pemboran teknik pada 12 titik dengan kedalaman 30 meter untuk mengetahui sifat
keteknikan permukaan di wilayah pesisir Cilacap. Kesimpulannya bahwa hasil
pemboran teknik menunjukkan bahwa lapisan bawah permukaan tanah terdiri dari
satuan pasir dengan lingkungan pengendapan pantai, satuan lempung dengan
lingkungan mangrove hingga laut dangkal (shallow marine) dan satuan krikil.
Dengan metode geolistrik tahanan jenis kita dapat mengetahui lapisan bawah
permukaan tanah tanpa harus melakukan pengeboran.
Metode geolistrik resistivitas atau tahanan jenis adalah salah satu dari jenis
metode geolistrik yang digunakan untuk mempelajari keadaan bawah permukaan
dengan cara mempelajari sifat aliran listrik di dalam batuan di bawah permukaan
bumi. Metode geolistrik terdiri dari beberapa konfigurasi yaitu konfigurasi
Wenner dan Schlumberger. Setiap konfigurasi mempunyai metode perhitungan
tersendiri untuk mengetahui nilai ketebalan dan tahanan jenis batuan di bawah
permukaan.
Keunggulan dari konfigurasi Wenner adalah ketelitian pembacaan
tegangan pada elektroda potensial yang relatif dekat dengan elektroda arus.
Sedangkan kelemahannya adalah tidak dapat mendeteksi homogenitas batuan di
dekat permukaan yang dapat berpengaruh terhadap hasil perhitungan. Data yang
didapat dari cara konfigurasi Wenner, sangat sulit untuk menghilangkan faktor
non homogenitas batuan, sehingga hasil perhitungan menjadi kurang akurat
Kelemahan dari konfigurasi Schlumberger adalah pembacaan tegangan
pada elektroda potensial adalah lebih kecil terutama jika jarak arus yang relatif
3
untuk mendeteksi adanya non-homogenitas lapisan batuan pada permukaan, yaitu
dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak
elektroda arus. Metode geolistrik konfigurasi Schlumberger merupakan metode
favorit yang banyak digunakan untuk mengetahui nilai ketebalan dan tahanan
jenis batuan dibawah permukaan dan banyak digunakan untuk mengetahui
karakteristik lapisan batuan bawah permukaan dengan biaya survey yang relatif
murah (Sugito dkk, 2010).
Karena terlalu banyak potensi yang ada di daerah pesisir, maka sebagai
penunjang diperlukan bangunan untuk memajukan daerah tersebut. Di pesisir
pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai masih sangat minim keberadaan
bangunan gedung bertingkat.
Sehubungan dengan begitu banyak potensi wisata di daerah pesisir pantai
Sialang buah maka Pemerintah Kabupaten berencana untuk membuat gedung
sebagai penunjang wisata di daerah pesisir tersebut.
Oleh karena keterkaitan antara masalah yang telah dijabarkan diatas
dengan pentingnya penelitian yang akan dibuat sehingga diperlukan untuk
membuat penelitian dengan judul : Penentuan Lapisan Keras Untuk
Pembangunan Gedung Bertingkat Dengan Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Daerah Pesisir Pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai.
1.2. Batasan masalah
Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Penelitian ini menggunakan metode Geolistrik tahanan jenis untuk mengetahui
Tahanan jenis batuan yang tersebar di bawah permukaan daerah Pesisir Pantai
Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai.
2. Penelitian ini dilakukan di tiga lintasan yang berbeda di sekitar Pesisir Pantai
Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai.
3. Penentuan pengaruh antara Resistivitas tanah terhadap pembangunan gedung
4
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah maka masalah yang akan
dibahas dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana penentuan nilai resistivitas lapisan keras untuk pembangunan
gedung bertingkat di daerah pesisir pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang
Bedagai ?
2. Bagaimana pemetaan struktur batuan di daerah pesisir pantai Sialang Buah
Kabupaten Serdang Bedagai ?
3. Bagaimana penentuan nilai reistivitas tanah yang cocok untuk pembangunan
gedung bertingkat ?
1.4. Tujuan
Dari rumusan masalah di atas, maka penelitian ini bertujuan :
1. Mengetahui nilai resistivitas lapisan keras untuk pembangunan gedung
bertingkat di daerah pesisir pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai.
2. Mengetahui pemetaan struktur batuan di daerah pesisir pantai Sialang Buah
Kabupaten Serdang Bedagai.
3. Mengetahui nilai resistivitas tanah yang cocok untuk pembangunan gedung
bertingkat.
1.5. Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Diperolehnya lokasi yang tepat untuk pembangunan gedung bertingkat di
daerah pesisir pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai.
2. Diperolehnya nilai resistivitas tanah yang cocok untuk pembangunan gedung
bertingkat di daerah pesisir pantai.
46
DAFTAR PUSTAKA
Asra, A., (2012), Penentuan Sebaran Akuifer Dengan Metode Tahanan Jenis Di Kota Tangerang Selatan Provinsi Banten., Skripsi, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor.
Azhar dan Handayani, G., (2004), Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi Sclumberger Untuk Penentuan Tahanan Jenis Batuan, Jurnal Natur Indonesia Vol. 6. No. 2, ITB, Bandung.
Kizlo, M dan Kanbergs, A., (2009), The cause of the parameters changes of soil resistivity, International Scientific Conference on Power and Electrical, Scientific Proceedings Of Riga Technical University.
Loke, M. H., (2000), Electrical Imaging Surveys For Environmental And Engineering Studies, A Practical Quide To 2-D And 3-D Surveys, Penang, Malaysia.
Noor, A., dkk., (2010), Perencanaan Tata Guna Lahan Wilayah Pesisir Berdasarkan Proses Abrasi Di Pesisir Utara Jepara, Seminar Nasional-PJ Dan SIG I.
Pramudiya, A., (2008), Kajian Pengelolaan Daratan Pesisir Berbasis Zonasi Di Provinsi Jambi., Tesis, Program Pascasarjana, Universitas Diponegoro, Semarang.
Rohim, M dkk., (2010), Applikasi Metode Geolistrik Sounding Dengan Konfigurasi Pole-Pole Untuk Mengukur Resistivitas Bawah Permukaan Tanah Dan Mengetahui Struktur Tanah, Program Kreativitas Mahasiswa, universitas Negeri Malang.
Soebowo, E dkk., (2009), Sifat Keteknikan Bawah Permukaan Di Daerah Pesisir Cilacap Provinsi Jawa Tengah, Vol. 19, No. 2. LIPI, Bandung.
Sugito dan A.N, Aziz., (2010), Investigasi Bidang Gelincir Longsor MenggunakanMetode Geolistrik Tahanan Jenis di Desa Kebarongan Kec. Kemranjen Kab. Banyumas, Vol. 13, No.2. FMIPA. UNSOED.
Suharyadi., (2004), Pengantar Geologi Teknik Edisi 4, Penerbit Biro UGM, Yogyakarta.
47
Wahyudianto, dkk., (2010), Rancang Bangun Alat Ukur Resistivitast Anah Sebagai Alat Bantu Mengetahuiindikator Kualitas Tanah Untuk Tanaman Padi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Wahyono, S dan Wianto, T., (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.
