IDENTIFIKASI PATAHAN SEBAGAI UPAYA MITIGASI …menyatakan bahwa besar gaya gravitasi antar dua massa...
Transcript of IDENTIFIKASI PATAHAN SEBAGAI UPAYA MITIGASI …menyatakan bahwa besar gaya gravitasi antar dua massa...
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1589
IDENTIFIKASI PATAHAN SEBAGAI UPAYA MITIGASI KERUSAKAN
BANGUNAN DAN INFRASTRUKTUR DI DESA POHGAJIH KABUPATEN BLITAR
MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS DAN GRAVITASI
Dana Helmi Anggara1*
Kenneth Christian Nathanael1
Bramasta Adya Dewanta1
M Luthfan Fajri1
Rendra Rifaldi1
1Mahasiswa Program Studi Teknik Geofisika, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Universitas Brawijaya Malang, [email protected] *corresponding author: [email protected]
ABSTRAK
Kerusakan Infrastruktur di Desa Pohgajih Kecamatan Selorejo Kabupaten Blitar Jawa Timur
merupakan masalah yang perlu ditangani untuk mencegah jatuhnya korban. Upaya mitigasi
dikembangkan menggunakan metode geofisika untuk mengindentifikasi struktur bawah permukaan di
Desa Pohgajih. Metode geofisika yang digunakan adalah metode gravitasi dan geolistrik resistivitas,
serta ditargetkan untuk menentukan batasan daerah yang aman dan terkena dampak dengan
membandingkan dan menganalisis perubahan data yang didapatkan. Pengolahan data dilakukan
sampai diperoleh anomali Bouguer Lengkap. Anomali bouguer lengkap diproyeksikan ke bidang datar
dengan metode Dampney dan dilakukan pemisahan anomali lokal danregional. Pemisahan anomali
lokal dan regional dilakukan dengan metode kontinuasi keatas (Upward Continuation). Hasil
Pengukuran Gravitasi diolah kembali menggunakan software OasisMontaj untuk mendapatkan model
2D pada lokasi penelitian. Hasil pengukuran Geolistrik berupa apparent resistivity, diolah dengan
menggunakan persamaan resistivitas semu, kemudian dilakukan inversi menggunakan software
Res2dinv untuk mendapat model 2D resistivitas sesungguhnya pada lokasi penelitian. Model
resistivitas ini kemudian diinterpretasikan untuk mengidentifikasi patahan. Data hasil akuisisi dan
processing dapat di intrepetasikan untuk menentukan dan menganalisis struktur bawah permukaan,
dan digunakan untuk mencegah terjadinya kerusakan infrastruktur dan menyusun upaya mitigasi
akibat peristiwa pergerakan tanah akibat adanya patahan. Berdasarkan hasil wawancara dengan warga
Desa Pohgajih, pada lokasi tersebut sering kali terjadi kerusakan infrastruktur seperti rumah warga
yang retak, kerusakan jalan, dan kerusakan infrastruktur lain akibat patahan di Desa Pohgajih. Hasil
penelitian diharapkan dapat menjadi rekomendasi bagi masyarakat desa Pohgajih maupun pemerintah
daerah agar tidak membangun infrastruktur di daerah dekat patahan.
Kata Kunci: Gravitasi, Geolistrik Resistivitas, Mitigasi, Infrastruktur
1. Pendahuluan
1.1 Latar belakang
Berdasarkan kondisi geologis bagian selatan Jawa Timur terletak pada daerah pertemuan
Lempeng Indo-Australia dan Lempeng Eurasia, menyebabkan daerah ini memiliki banyak
patahan. Pada lokasi penelitian yaitu Desa Pohgajih, Kecamatan Selorejo, Kabupaten Blitar,
Jawa Timur terdapat patahan geser Pohgajih yang diduga memicu pergerakan tanah sehingga
menyebabkan kerusakan infrastruktur di daerah penelitian. Sepanjang tahun 2014 – 2016,
terdapat puluhan rumah warga yang mengalami keretakan hingga beberapa di antaranya harus
dirobohkan dikarenakan keretakan yang parah yang dapat memicu ambrukan rumah.
Patahan geser Pohgajih yang diduga memicu kerusakan bangunan di lokasi penelitian
perlu diselidiki keberadaannya sehingga dapat diketahui zona-zona dengan risiko kerusakan
terparah sebagai akibat tanah gerak oleh karena adanya patahan ini. Dengan melakukan survei
permukaan dengan tujuan memetakan fenomena-fenomena tanah gerak, diharapkan akan
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1590
didapatkan pola kemenerusan yang mewakili patahan Pohgajih sebenarnya. Kemudian, untuk
memvalidasi keberadaan patahan berdasarkan survei permukaan, dilakukan juga penyelidikan
menggunakan metode geolistrik resistivitas.
Hasil dari survei permukaan dan penyelidikan menggunakan metode geolistrik resistivitas
ini diharapkan dapat memberikan informasi terkait jalur patahan geser Pohgajih yang tepat
sehingga dapat ditentukan batasan daerah aman untuk pembangunan infrastruktur desa.
1.2 Rumusan masalah
a. Bagaimanakah dampak tanah gerak terhadap kondisi infrastruktur yang ada di
Desa Pohgajih, Kecamatan Selorejo, Kabupaten Blitar, Jawa Timur?
b. Dimanakah posisi dan jalur patahan geser Pohgajih yang diduga memicu
kerusakan infrastruktur di daerah penelitian?
c. Bagaimanakah batasan daerah aman yang disarankan untuk dilakukannya
pembangunan infrastruktur desa?
1.3 Batasan masalah
a. Parameter yang dicari adalah resistivitas dan nilai densitas lapisan tanah yang
diukur.
b. Menggunakan metode resistivitas konfigurasi wenner untuk geolistrik dan
metode gaya berat untuk gravity
c. Pengolahan data menggunakan software Res2dinv untuk Geolistrik dan Oasis
Montaj untuk Gravity
1.4 Tujuan penelitian
a. Untuk mengetahui dampak yang disebabkan oleh fenomena tanah gerak di Desa
Pohgajih, Kecamatan Selorejo, Kabupaten Blitar, Jawa Timur.
b. Untuk mengidentifikasi lokasi dan kemenerusan jalur patahan geser Pohgajih
yang diduga memicu pergerakan tanah di lokasi penelitian.
c. Memberikan informasi dan saran terkait daerah yang aman untuk dilakukannya
pembangunan infrastruktur desa.
1.5 Manfaat penelitian
a. Membantu pemerintah daerah dalam mengatasi permasalahan kerusakan
infrastruktur di Desa Pohgajih, Kecamatan Selorejo, Kabupaten Blitar, Jawa
Timur.
b. Masyarakat setempat dan pemerintah daerah mendapat informasi dan gambaran
mengenai daerah aman untuk pembangunan infrastruktur di Desa Pohgajih,
Kecamatan Selorejo, Kabupaten Blitar, Jawa Timur.
c. Menjadi acuan dan informasi tambahan bagi penelitian yang mungkin akan
dilakukan di masa mendatang.
2. Metode Penelitian
2.1 Metode geolistrik resistivitas
Menurut (Fitriani, H, & Musa, 2012) metode geolistrik adalah metode aktif yang dapat
mengukur beda potensial pada titik pengukuran. Nilai hambatan jenis yang berbeda yang
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1591
diperoleh dari pengukuran diolah untuk mendapatkan informasi bawah permukaan lokasi
pengukuran. Informasi bawah permukaan digunakan untuk mencari reservoir air, tanah gerak,
identifikasi patahan, dan posisi patahan.
Menurut Kuswanto dalam (Huraju, As'ari, & Tongkukut, 2015) metode geolistrik
hambatan jenis merupakan metode yang praktis digunakan untuk mengetahui informasi
bawah permukaan lokasi pengukuran. Konfigurasi Wenner dapat digunakan untuk
mengidentifikasi patahan pada bawah permukaan.
Menurut Lilik dalam (Andriyani, Ramelan, & Sutarno, 2010) metode resistivitas atau
tahanan jenis adalah salah satu metode geofisika yang termasuk dalam metode geolistrik yang
digunakan untuk mempelajari keadaan bawah permukaan dengan cara mempelajari sifat
aliran listrik di dalam batuan di bawah permukaan bumi berdasarkan perbedaan resistivitas
batuan. Prinsip kerja dari metode resistivitas adalah mengalirkan arus listrik ke dalam bumi
melalui dua elektroda arus, kemudian beda potensialnya diukur melalui dua elektroda
potensial, sehingga nilai resistivitas dapat dihitung. Resistivitas atau tahanan jenis merupakan
suatu besaran yang menunjukan tingkat hambatan terhadap arus listrik dari suatu bahan. Sifat
khas dari suatu material adalah memiliki resistivitas yaitu besaran yang menunjukkan tingkat
hambatan material terhadap arus listrik. Pendekatan yang digunakan untuk mendapatkan
resistivitas setiap medium di bawah bumi permukaan bumi yaitu dengan mengasumsikan
bahwa bumi merupakan suatu medium yang homogen isotropis. Dari hasil pengukuran arus
dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda tertentu, dapat ditentukan variasi harga
hambatan jenis masing-masing lapisan di bawah titik ukur. Dasar metode ini adalah Hukum
Ohm.
Menurut Loke dalam (Andriyani, Ramelan, & Sutarno, 2010) metode resistivitas dapat
dilakukan dengan dua jenis, sounding dan mapping. Sounding merupakan pengukuran
perubahan resistivitas bawah permukaan pada arah vertikal dengan cara mengubah variasi
jarak antar elektroda arus dan potensial pada titik pengukuran yang sama. Konfigurasi
elektroda yang digunakan contohnya konfigurasi Schlumberger. Pada riset kali ini digunakan
metode resisistivitas konfigurasi Wenner, konfigurasi Wenner memiliki spasi elektroda yang
konsisten yang dapat memengaruhi kedalaman pengukuran (depth of investigation).
2.2 Metode Gravitasi
Teori yang melandasi metode gravitasi adalah hukum Newton tentang gravitasi yang
menyatakan bahwa besar gaya gravitasi antar dua massa sebanding dengan perkalian kedua
massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar kedua pusat massa. Gaya yang
ditimbulkan antara partikel dengan massa m yang berpusat pada titik Q (x’, y’,z’) dan partikel
mo pada titik P(x, y, z) persamaan matematiknya sebagai berikut:
………. (2.1)
dengan:
r = [(x - x’)2 + (y - y’)2 + (z - z’)2………. (2.2)
G adalah konstanta gravitasi universal (6,6732 x 10-11 Nm2/kg2) , dan adalahvektor satuan r,
= r . Jika persamaan (2.1) menyatakan gaya tarik yang dialami partikel m maka tanda
negatif menyatakan gaya tarik tersebut memiliki arah yang berlawanan dengan vektor satuan .
Dari persamaan (2.1) dapat diketahui besarnya medan gravitasi di m oleh adanya m0adalah:
………. (2.3)
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1592
Medan gravitasi adalah medan yang bersifat konservatif, maka medan gravitasi bisa
dinyatakan sebagai gradien dari suatu fungsi potensial skalar U( )sebagai berikut:
………. (2.4)
dengan :
………. (2.5)
merupakan potensial gravitasi dari massa m. Potensial medan gravitasi dari suatu distribusi
massa yang kontinyu dapat dihitung dengan pengintegralan.
………. (2.6)
Jika massa yang terdistribusi kontinyu tersebut mempunyai rapat massa ( ) di dalam
volume V, maka potensial di suatu titik P di luar benda tersebut adalah:
………. (2.7)
Jika P berada di permukaan bumi, maka percepatan gravitasi pada titik P adalah:
………. (2.8)
Jika persamaan 2.8 diturunkan ke arah sumbu z, (dalam arah vertical) maka diperoleh
persamaan:
……. (2.9)
Dari persamaan (2.9) bahwa medan gravitasi g di permukaan bumi bervariasi dan
harganya bergantung pada distribusi massa di bawah permukaan dan jaraknya dari pusat
massa bumi (intibumi). Pada sistem satuan cgs, satuan medan gravitasi adalah cm.sec-2 atau
Gal(Galileo), untuk satuan lebih kecil yang biasa digunakan dalam metode gravitasi adalah
mgal (1 mgal = 10-3Gal = 10-5m/s2) (Blakely, 1996).
Dalam ilmu geofisika eksplorasi, metode gaya berat (gravity) dikenal sebagai metode
medan potensial, yakni dengan memanfaatkan medan yang telah ada di bumi tanpa harus
membuat sumber sendiri atau sering disebut juga sebagai metode geofisika pasif. Metode
gaya berat pada prinsipnya adalah mengukur kecepatan gravitasi karena gaya tarik-menarik
antara dua benda. Besarnya gaya tarik-menarik antara alat gravitimeter yang diletakkan di atas
permukaan sangat bergantung pada kepadatan (densitas/massa jenis) batuan di bawah
permukaan bumi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa nilai percepatan gravitasi di
permukaan tanah berbeda di masing-masing tempat sebagai akibat dari variasi densitas
struktur bawah pemukaan (Telford, 1990).
Prinsip dari metode gaya berat didasarkan pada hukum Newton mengenai gravitasi. Gaya
gravitasi awalnya dikenalkan oleh Isaac Newton yang disebut dengan Hukum Newton yang
merupakan gaya yang terjadi antara dua partikel bermassa m1 dan m2 yang berbanding lurus
ke arah produk massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar massa tersebut
(Blakely, 1996).
Dalam metode gravitasi, pengukuran dilakukan terhadap nilai komponen vertikal dari
percepatan gravitasi di suatu tempat. Namun pada kenyataannya, bentuk bumi tidak bulat
sehingga terdapat variasi nilai percepatan gravitasi untuk masing-masing tempat. Hal-hal yang
dapat mempengaruhi nilai percepatan gravitasi adalah perbedaan derajat garis lintang,
perbedaan ketinggian (topografi), kedudukan bumi dalam tata surya, variasi rapat massa
batuan di bawah permukaan bumi, perbedaan elevasi tempat pengukuran dan hal lain yang
dapat memberikan kontribusi nilai gravitasi, misalnya bangunan dan lain-lain (Sunaryo, 1997).
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1593
Dalam Telford (1990), terdapat beberapa koreksi yang digunakan dalam pengolahan data
gaya berat, yaitu:
1) Koreksi Udara Bebas (Free Air Correction)
Koreksi udara bebas merupakan koreksi akibat perbedaan ketinggian sebesar h
dengan mengabaikan adanya massa yang terletak diantara titik amat dengan sferoid
referensi. Koreksi udara bebas dilakukan untuk mendapatkan anomali medan gaya
berat di topografi. Untuk mendapat anomali medan gaya berat di topografi maka
medan gaya berat teoritis dan medan gaya berat observasi harus sama-sama berada di
topografi, sehingga koreksi ini perlu dilakukan.
Koreksi udara bebas dilakukan untuk mengoreksi perubahan ketinggian antar
stasiun untuk mereduksi pembacaan data lapangan. Nilai koreksi udara bebas rata-rata
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
……… (2.15)
Dalam koreksi udara bebas, tanda negatif menunjukkan bahwa nilai percepatan
gravitasi akan menurun seiring dengan bertambahnya ketinggian.
2) Koreksi Bouguer
Gambar 2.2.1 Koreksi Bouger (a) di Plateau dan (b) di stasiun bawah tanah(Telford,
1990)
Jika lokasi pengambilan data berada di daerah plateau dengan ketebalan dan
densitas yang seragam (Gambar 2.4a), maka pembacaan gravitasinya harus
ditambahkan dengan nilai slab antara stasiun dan data. Perhitungan koreksi bouguer
diberikan dengan persamaan berikut:
………. (2.16)
dimana ρ merupakan densitas slab dalam g/cm3. Jika diasumsikan nilai densitas rata-
rata dari batuan kerak adalah 2,67 g/cm3, maka didapatkan persamaan berikut:
………. (2.17)
Jika akuisisi data dilakukan di bawah permukaan (Gambar 2.4b), slab antara
stasiun pada kedalaman z1dan z2mengarah ke bawah pada stasiun 1 dan ke atas pada
stasiun 2. Dengan demikian, perbedaan gravitasi antaranya adalah 4πγρ (z2 – z1) mGal,
maka nilai koreksi bouguernya akan berlipat ganda. Koreksi bouguer dan koreksi
udara bebas dapat digabungkan ke dalam persamaan koreksi, sehingga diperoleh
persamaan yaitu:
.......... (2.18)
3) Koreksi Terrain (Koreksi Medan).
Kondisi topografi di sekitar titik pengamatan kadang-kadang tidak beraturan,
seperti adanya lembah atau bukit yang juga dapat mempengaruhi percepatan gravitasi
di titik pengamatan. Karena itu koreksi terrain diperlukan dalam pengukuran dengan
perumusan yang diberikan persamaan berikut:
.......... (2.19)
dimana R1 merupakan jari-jari bagian dalam, R2 merupakan jari-jari bagian luar, dan
Δh merupakan beda ketinggian dari titik pengamatan.
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1594
3. Data
3.1 Waktu dan tempat penelitian
Penelitian dilakukan dalam empat tahap, yaitu survei lapangan dan penentuan titik
akuisisi, akuisisi data, pengolahan data akuisisi, dan terakhir interpretasi hasil. Penelitian
geolistrik dilakukan selama 2 bulan, yakni pada bulan Agustus hingga September 2016.
Penelitian Gravity dilakukan selama 2 hari yakni pada tanggal 22-23 Juli 2017. Lokasi
penelitian bertempat di Desa Pohgajih, Kabupaten Blitar, Kecamatan Selorejo, Jawa Timur.
Lokasi penelitian diperlihatkan pada Gambar 3.1.1 dan 3.1.2
3.2 Data penelitian yang diperlukan
Data yang diperlukan dalam penelitian ini berupa data kualitatif dan kuantitatif. Data
kualitatif menggambarkan suatu kondisi atau keadaan objek yang diamati, sedangkan data
kuantitatif merupakan data yang didapatkan sebagai hasil pengukuran terhadap suatu
parameter tertentu. Data yang diperlukan dalam penelitian ini diperlihatkan sebagai berikut.
No. Jenis Data Sumber
1 Informasi terkait daerah penelitian Wawancara
2 Data geologi wilayah Blitar Peta geologi lembar Blitar
(dikeluarkan oleh Pusat
Penelitian dan Pengembangan
Geologi)
3 Koordinat titik pengukuran Pengukuran
4 Data resistivitas lapisan Pengolahan data akuisisi
5 Peta Desain Survey Gravity Plot data sesuai titik koordinat
menggunakan Google Earth
Tabel 3.2.1 Data penelitian yang diperlukan
3.3 Metode pengumpulan data
Teknik pengumpulan data penelitian dilakukan secara langsung melalui kegiatan
wawancara dengan penduduk Desa Pohgajih serta melalui kegiatan survei metode geolistrik
resistivitas konfigurasi wenner dan metode gravitasi gaya berat. Hasil wawancara kemudian
dipadukan dengan hasil survei geolistrik dan hasil survey gravity sehingga dapat diidentifikasi
keberadaan patahan aktif yang merusak bangunan dan infrastruktur di desa tersebut.
3.4 Tahapan penelitian
3.4.1 Kegiatan wawancara
Kegiatan wawancara dalam penelitian ini bertujuan untuk mengumpulkan informasi dari
penduduk setempat terkait keberadaan dan keaktifan patahan Pohgajih yang telah merusak
banyak rumah di daerah sekitar patahan dan memicu rubuhnya rumah. Dari kegiatan
wawancara ini, akan diperoleh pandangan tentang upaya pencegahan kerusakan infrastruktur
lebih lanjut sebagai langkah awal sebelum dilaksanakannya survei geologi.
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1595
3.4.2 Survei geologi
Survei geologi bertujuan untuk meneliti kondisi batuan/tanah serta keaktifan “tanah
gerak” yang menurut penduduk setempat merusak bangunan, jalan, dan infrastruktur di Desa
Pohgajih. Lokasi penelitian ditandai dengan GPS sebagai pedoman untuk penelitian patahan
menggunakan metode geolistrik resistivitas.
3.4.3 Survei geolistrik resistivitas
Survei geolistrik resistivitas yang dimaksud ialah proses pengambilan data (akuisisi data)
setelah survei geologi. Pada survei ini digunakan konfigurasi Wenner untuk mengidentifikasi
patahan Pohgajih berdasarkan variasi resistivitas tanah. Beberapa hal yang dilakukan dalam
survei geolistrik resistivitas yaitu:
a. Pembuatan Lintasan Pengukuran
Sebelum dilakukannya pengambilan data lapangan, terlebih dahulu dibuat lintasan
pengukuran dimana lintasan pengukuran berbentuk garis lurus yang terdiri atas 4
elektroda dengan jarak antar elektroda yang diatur sesuai kebutuhan survei.
b. Pengukuran Geolistrik Resistivitas
Pengambilan data penelitian dilakukan di sepanjang lintasan lurus yang telah dibuat.
Konfigurasi pengambilan data geolistrik yang digunakan pada penelitian ini ialah
konfigurasi Wenner dengan jumlah titik pengukuran dan spasi antar elektroda yang
telah diatur sesuai kebutuhan survei. Pengambilan data pada penelitian ini dilakukan
dengan pembacaan ulang sebanyak 3 kali.
c. Pengambilan Data Posisi
Pengambilan data posisi titik pengukuran dilakukan untuk menandai daerah dekat
patahan Pohgajih yang diperkirakan mengalami dampak kerusakan terburuk akibat
aktifnya patahan ini. Pengambilan data posisi dilakukan dengan metode marking pada
GPS.
3.4.4 Survei resistivitas konfigurasi wenner
Konfigurasi Wenner adalah salah satu jenis konfigurasi elektroda dalam survei geolistrik.
Jenis konfigurasi elektroda yang digunakan berakibat pada faktor koreksi geometri (k) titik
ukur (datum). Faktor koreksi geometri merupakan nilai koreksi posisi titik ukur yang
dipengaruhi oleh posisi kedua elektroda potensial dan elektroda arus.
Titik ukur konfigurasi Wenner berada di tengah dari jarak antara elektroda potensial dan
elektroda arus. Pada konfigurasi elektroda Wenner, elekroda arus dan elektroda potensial
dipisahkan oleh jarak a, dimana a adalah spasi atau jarak masing-masing elektrode tersebut.
Sehingga untuk faktor geometrinya (k) dapat ditentukan dengan:
dimana M dan N adalah elektroda potensial dan A dan B adalah elektroda arus. Pada
konfigurasi Wenner AM = MN = NB = a (Roy, 2008).
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1596
3.4.5 Analisa dan pengolahan data geolistrik
Analisa dan pengolahan data geolistrik dilakukan dengan software RES2DINV untuk
penentuan model bawah permukaan lokasi penelitian berdasarkan distribusi nilai tahanan
jenisnya. Tahapan pengolahan data dijelaskan secara ringkas sebagai berikut:
a. Pengolahan data awal dilakukan dengan pengukuran beda potensial (V) dengan arus
listrik (I) sehingga dapat diketahui nilai tahanan (R) berdasarkan hukum Ohm. Nilai
resistivitas tanah (ρ) didapatkan dari perhitungan nilai tahanan R dengan melibatkan
faktor koreksi geometri k berdasarkan hukum Ohm.
b. Pengolahan data tambahan di tiap titik ukur yaitu jarak antar elektroda (a), titik ukur
(x), nilai indeks lapisan (n), dan resistivitas tanah (ρ), disimpan dalam format *.dat.
c. Pengolahan data awal dan data tambahan akan diolah menggunakan RES2DINV agar
didapatkan model 2D bawah permukaan lokasi penelitian.
3.4.6 Interpretasi data geolistrik
Interpretasi data geolistrik meliputi penafsiran dan penyimpulan data hasil penelitian.
Interpretasi pada penelitian ini memiliki tujuan utama yakni untuk mengidentifikasi patahan
Pohgajih berdasarkan model 2D bawah permukaan dengan hasil pengolahan menggunakan
software RES2DINV. Berdasarkan analisa dan identifikasi patahan pada model 2D, langkah
selanjutnya ialah menarik kesimpulan berdasarkan hasil penelitian.
Survei geolistrik resistivitas yang dimaksud ialah proses pengambilan data (akuisisi data)
setelah survei geologi. Pada survei ini digunakan konfigurasi Wenner untuk mengidentifikasi
patahan Pohgajih berdasarkan variasi resistivitas tanah. Beberapa hal yang dilakukan dalam
survei geolistrik resistivitas yaitu:
a. Pembuatan lintasan pengukuran
Sebelum dilakukannya pengambilan data lapangan, terlebih dahulu dibuat lintasan
pengukuran dimana lintasan pengukuran berbentuk garis lurus yang terdiri atas 4
elektroda dengan jarak antar elektroda yang diatur sesuai kebutuhan survei.
b. Pengukuran geolistrik resistivitas
Pengambilan data penelitian dilakukan di sepanjang lintasan lurus yang telah dibuat.
Konfigurasi pengambilan data geolistrik yang digunakan pada penelitian ini ialah
konfigurasi Wenner dengan jumlah titik pengukuran dan spasi antar elektroda yang
telah diatur sesuai kebutuhan survei. Pengambilan data pada penelitian ini dilakukan
dengan pembacaan ulang sebanyak 3 kali.
c. Pengambilan data posisi
Pengambilan data posisi titik pengukuran dilakukan untuk menandai daerah dekat
patahan Pohgajih yang diperkirakan mengalami dampak kerusakan terburuk akibat
aktifnya patahan ini. Pengambilan data posisi dilakukan dengan metode marking pada
GPS.
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1597
3.4.7 Survei gravity
Survei gravity yang dimaksud ialah proses pengambilan data (akuisisi data) setelah survei
geologi. Pada survei ini diidentifikasi patahan Pohgajih berdasarkan variasi densitas batuan.
Beberapa hal yang dilakukan dalam survei gravity yaitu:
a. Penentuan titik ikat
Sebelum dimulai pembuatan desain survei diambil titik ikat dari gravity yaitu di
Gedung Jurusan Fisika Universitas Brawijaya supaya data yang diperoleh bisa diukur
juga koreksi dari kejenuhan penggunaan alat gravitimeter.
b. Pembuatan desain survei
Sebelum dilakukannya pengambilan data lapangan, terlebih dahulu dibuat desain
survei berisi rencana dan koordinat titik-titik yang akan diambil datanya dengan jarak
antar titik sejauh 100 meter.
c. Pengukuran gravity
Pengambilan data dilakukan disetiap titik yang dirasa memungkinkan untuk diambil
karena ada lokasi di titik yang ternyata merupakan sebuah lembah sangat curam yang
tidak memungkinkan untuk mengambil data disana. Pengambilan data pada penelitian
ini dilakukan dengan pembacaan ulang sebanyak 3 kali.
3.4.8 Analisa dan pengolahan data gravity
Analisa dan pengolahan data gravity dilakukan dengan software Oasis Montaj untuk
penentuan model bawah permukaan lokasi penelitian berdasarkan distribusi nilai densitas
batuannya. Tahapan pengolahan data dijelaskan secara ringkas sebagai berikut:
a. Pengolahan data awal dihitung terlebih dahulu koreksi alat menggunakan software
Microsoft Excel yang kemudian didapatkan nilai koreksi akhir yaitu koreksi bouger.
b. Setelah didapat koreksi bouger diolah menggunakan Oasis Montaj supaya
mendapatkan peta Residual dan Regional agar dapat di interpretasi.
3.4.9 Interpretasi data gravity
Interpretasi data geolistrik meliputi penafsiran dan penyimpulan data hasil
penelitian. Interpretasi pada penelitian ini memiliki tujuan utama yakni untuk
mengidentifikasi patahan Pohgajih berdasarkan nilai gravitasi lokasi penelitian dengan
hasil pengolahan menggunakan software Oasis Montaj. Berdasarkan analisa dan
identifikasi patahan pada model 2D, langkah selanjutnya ialah menarik kesimpulan
berdasarkan hasil penelitian berdasarkan peta residual.
3.4.9.1 Klasifikasi variabel
Variabel yang digunakan dalam penelitian ini diklasifikasikan sebagai berikut:
a. Variabel bebas (variabel independen) berupa beda potensial terukur dan arus listrik
yang diinjeksikan ke dalam bumi.
b. Variabel terikat (variabel dependen) berupa nilai resistivitas sebagai indikasi adanya
patahan.
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1598
3.4.9.2 Definisi operasional variabel
Berdasarkan variabel yang teridentifikasi pada klasifikasi variabel, maka formulasi
definisi operasional penelitian ini ialah sebagai berikut:
a. Beda potensial adalah respons listrik berupa tegangan listrik dari mineral tanah yang
terukur pada elektroda potensial saat lapisan tanah diinjeksikan arus listrik.
b. Arus listrik adalah besarnya arus listrik yang diinjeksikan ke dalam bumi sebagai
upaya untuk pengukuran beda potensial.
c. Resistivitas batuan adalah banyaknya arus listrik yang ditahan oleh batuan saat
penginjeksian arus listrik. Patahan sebagai hasil dislokasi lapisan tanah dapat bersifat
konduktif apabila patahan menjadi jalur aliran air tanah, namun juga dapat bersifat
isolatif karena patahan tidak mengandung air.
d. Beda densitas batuan adalah perbedaan besaran densitas batuan yang bisa dilihat di
peta residual dan SVD dari nilai gravitasi.
4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Hasil wawancara
Berdasarkan keterangan warga, fenomena yang mereka kenal dengan “tanah gerak”
merupakan penyebab munculnya retakan-retakan pada rumah mereka. Menurut keterangan
warga, di desa Pohgajih telah terjadi gempa sebanyak dua kali dalam beberapa bulan terakhir
(Juli – September 2016), tetapi gempa yang terjadi tidak memberikan efek langsung seperti
rekahan yang signifikan terhadap rumah warga, efek yang terjadi lebih kepada pergerakan
tanah. Pergerakan tanah di desa Pohgajih masih sering berlangsung meskipun proses secara
langsung tidak terasa tetapi rekahannya semakin besar. Beberapa rekahan yang ditemukan di
beberapa rumahpun sudah terjadi cukup lama. Daerah yang paling besar dampak dari efek
tanah gerak ada di sekitar Barat musholla desa (sebelah Timur patahan geser Pohgajih).
4.2 Hasil survei permukaan
Survei permukaan pada penelitian ini bertujuan untuk mencari lokasi rumah dimana
terdapat retakan-retakan. Data lokasi rumah retak kemudian diplot pada peta satelit untuk
dianalisa hubungan kemenerusan antar data.
Desa Pohgajih dilalui oleh patahan geser Pohgajih-Kalirejo Utara. Kehadiran patahan ini
menyebabkan kerusakan pada rumah warga dan infrastruktur lain. Kerusakan pada rumah
berupa munculnya retakan-retakan, dan pada bagian selatan Desa menyebabkan rel kereta api
bengkok.
Koordinat lokasi kemudian diplotkan ke dalam Google Earth sehingga didapatkan peta
persebaran rumah retak. Berdasarkan peta ini, dapat ditarik trendline (garis orange) yang
merepresentasikan patahan.
Kemudian, dengan mengoverlay peta geologi ke dalam Google Earth (Gambar 4.2),
terlihat bahwa posisi patahan hasil penyelidikan permukaan (garis orange) sejajar dengan
patahan pada peta geologi.
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1599
Ketidaksesuaian posisi patahan hasil penyelidikan permukaan dengan patahan pada peta
geologi disebabkan hasil overlay peta geologi yang kurang tepat, dibuktikan dengan
bergesernya posisi sungai pada peta geologi terhadap sungai pada Google Earth.
4.3 Hasil survei geolistrik resistivitas
Sesar atau patahan merupakan rekahan yang telah mengalami pergeseran sehingga terjadi
perpindahan antara bagian-bagian yang berhadapan. Pergeseran pada sesar mempunyai
dimensi berkisar antara beberapa cm sampai kilometer. Patahan geser Pohgajih-Kalirejo Utara
merupakan patahan geser dengan arah pergerakan blok batuan ke kiri (sesar geser sinistral).
Survei geolistrik untuk mengidentifikasi patahan Pohgajih ini menggunakan konfigurasi
Wenner. Jumlah line (lintasan pengukuran) awal yang direncakan ialah sebanyak 3 buah line
dimana 2 line tepat memotong patahan (garis orange), sedangkan 1 line lainnya tidak
memotong patahan. Namun, pada implementasinya, tim penulis hanya sempat mengukur 2
line (line 1 dan 2) dikarenakan peralatan geolistrik tidak dapat dipinjam saat hendak
dilakukannya pengukuran line ke-3. Desain survei pengukuran resisitivitas diperlihatkan pada
Gambar 4.3.
Setelah data resistivitas hasil pengukuran line 1 dan line 2 didapatkan, selanjutnya
dilakukan pengolahan data resistivitas. Pengolahan data dilakukan menggunakan software
Res2dinv. Berikut diperlihatkan penampang resistivitas untuk line 1 dan 2.
Dari penampang resistivitas line 1 dan 2 di atas, terlihat bahwa terdapat variasi nilai
resistivitas bawah permukaan yang menunjukkan perbedaan litologi dan kandungan air batuan.
Secara garis besar, nilai resistivitas bawah permukaan pada line 1 dan 2 dapat dibagi menjadi
3 rentang nilai resistivitas. Batuan dengan nilai resistivitas rendah (5 – 12 Ωm, ditunjukkan
dengan warna biru tua hingga biru muda) merupakan tuff yang kaya dengan kandungan air.
Batuan dengan nilai resistivitas sedang (15 – 30 Ωm, ditunjukkan dengan warna hijau hingga
kuning) merupakan tuff dengan kandungan air yang lebih sedikit. Sedangkan batuan dengan
nilai resistivitas tinggi (diatas 35 Ωm, ditunjukkan dengan warna cokelat gelap hingga merah)
merupakan batuan breksi.
4.4 Analisa patahan dan daerah rawan kerusakan
Indikasi keterdapatan patahan dapat ditandai dengan adanya sungai dan pergeseran
kedudukan lapisan batuan. Pada daerah penelitian, terdapat pembengkokan rel kereta api dan
kerusakan rumah warga yang mungkin disebabkan oleh pergeseran kedudukan tanah atau
yang lebih dikenal dengan fenomena tanah gerak. Patahan umumnya akan menjadi jalur
akuifer sehingga menyebabkan nilai resistivitas rendah pada zona yang terpatahkan.
Pada penampang resisitivitas, patahan dicirikan dengan nilai resistivitas yang lebih
rendah daripada zona di sekitarnya. Indikasi patahan pada line 1 diperkirakan berada pada
jarak 125 m terhadap titik awal pengukuran (Gambar 4.). Sedangkan pada penampang
resisitivitas line 2, tidak didapati adanya patahan sehingga dapat disimpulkan bahwa patahan
tidak melalui line pengukuran 2.
Telah dijelaskan sebelumnya bahwa penulis telah melakukan survei permukaan untuk
mengamati lokasi rumah warga yang mengalami keretakan. Dari hasil survei permukaan ini
diketahui adanya pola kemenerusan lokasi rumah retak (trendline) yang kemudian
diperkirakan sebagai patahan geser Pohgajih. Pada tampilan Google Earth, patahan ini
ditandai dengan garis berwarna orange. Patahan (garis orange) memotong line pengukuran 1
pada jarak 128 m, dihitung dari titik 0 m pengukuran (ujung sebelah Timur). Hal ini
menguatkan hasil analisa penampang resisitivitas line 1 yang menyatakan bahwa pada line 1,
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1600
patahan terdapat pada titik ± 125 m dari titik 0 m pengukuran. Sedangkan pada line 2, patahan
geser (garis orange) tidak memotong line pengukuran di bagian manapun, sehingga masuk
akal apabila pada penampang resistivitas line 2 tidak terlihat adanya patahan. Dari sini dapat
disimpulkan bahwa patahan berada lebih ke Timur daripada line 2, sehingga perkiraan
patahan yang digambarkan dengan garis orange terbilang tepat merepresentasikan patahan
Pohgajih yang sebenarnya.
Dengan diketahuinya kemenerusan dan posisi patahan di daerah penelitian, maka dapat
dianalisa zona atau daerah yang berpotensi mengalami kerusakan bangunan yang buruk akibat
kehadiran patahan ini (tanah gerak). Zona dengan risiko kerusakan bangunan terburuk berada
di sekitar 350 m dari patahan, sedangkan zona dengan risiko kerusakan yang kecil berada di
luarnya, yakni di daerah dengan jarak lebih dari 350 m terhadap patahan.
Acknowledgements
Sumber pendanaan riset ini diperoleh dari dana bimbingan dari fakultas MIPA Universitas
Brawijaya dan biaya pribadi, data dan informasi yang tercantum di paper ini bisa lihat di peta
geologi lembar Blitar dan di daftar pustaka yang tercantum di paper ini. Terima kasih yang
pertama kita ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa Karena berkat rahmat dan hidayah-Nya
kita bisa menyelesaikan penelitian ini, kedua terima kasih kepada pembimbing kita yaitu
Bapak Adi Susilo Karena berkat saran dan bimbingannya dapat menuntun kami sehingga
paper ini terbuat, kemudian terima kasih kepada mahasiswa geofisika Universitas Brawijaya
terutama kepada Ahmad Ridho dan Suhendra Vebrianto serta pihak-pihak yang membantu
kita saat pengambilan data karena tanpa bantuan mereka semua paper ini tidak mungkin bisa
terselesaikan dengan baik.
Daftar Pustaka
Andriyani, S., Ramelan, A. H., & Sutarno. (2010). Metode Geolistrik Imaging Konfigurasi
Wenner Digunakan untuk Penelurusan Sistem Sungai Bawah Tanah Pada Kawasan
Karst di Pacitan Jawa Timur. Jurnal Ekosains.
Blakely, R. J. 1996. Potential Theory in Gravity and Magnetic Applications. Cambridge
University Press. Cambridge.
Chumairoh, I., Susilo, A., & Juwono, A. M. (2013). Identifikasi Litologi Patahan pada
Daerah Karangkates Malang Selatan dengan Menggunakan Metode Geolistrik
Konfigurasi Wenner. Malang.
Fitriani, Z. R., H, M. R., & Musa, M. D. (2012). Identifikasi Jalur Patahan dengan Metode
Geolistrik Hambatan Jenis di Wilayah Palu Barat. Jurnal Natural Science, 1, 7-16.
Huraju, G. S., As'ari, & Tongkukut, S. H. (2015). Identifikasi Patahan Manado dengan
Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Wenner di Kota Manado. Jurnal Ilmiah
Sains, 159-166.
Noor, D. (2014). Pengantar Mitigasi Bencana Geologi. Yogyakarta: Deepublish.
Salahuddin Husein, A. D. (2016). Ekskursi Regional 2016, Jawa Timur,
Indonesia. Yogyakarta: Departemen Teknik Geologi UGM.
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1601
Sjarifudin, M. Z., & S, H. (1992). Peta Geologi Lembar Blitar, Jawa. Bandung: Pusat
Penelitian dan Pengembangan Geologi.
Sunaryo.1997. Panduan Praktikum Geofisika. Universitas Brawijaya
Telford, W.M., Goldrat, L.P., dan Sheriff, R.P., 1990, Applied Geophysics 2nd ed, Cambridge
University Pres, Cambridge
Gambar 3.1.1 Lokasi penelitian Geolistrik dilihat dengan citra satelit (Google Earth)
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1602
Gambar 3.1.2 Desain Survey Gravity
Gambar 3.4.2 Patahan Pohgajih dilihat dari peta geologi (Sjarifudin & S, 1992)
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1603
Gambar 4.2.2 Perkiraan patahan (garis orange) berdasarkan trendline data lokasi rumah retak
Gambar 4.2.3 Komparasi letak patahan yang diperkirakan terhadap patahan hasil overlay
peta geologi
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1604
Gambar 4.3.1 Desain survei pengukuran resistivitas konfigurasi Wenner
Gambar 4.3.2 Penampang resistivitas 2D line 1
Gambar 4.3.3 Penampang resistivitas 2D line 2
Gambar 4.4.1 Pendugaan letak patahan pada penampang resistivitas line 1 terdapat pada
posisi 125 m
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1605
Gambar 4.4.2 Validasi posisi patahan pada penampang resistivitas line 1
Gambar 4.4.3 Daerah dengan risiko kerusakan akibat patahan geser Pohgajih berada pada
jarak kurang dari 350 m dari patahan (zona merah)
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1606
Tabel 4.2.1 Lokasi ditemukannya rumah retak sebagai akibat tanah gerak
No. Koordinat Keterangan Foto
1 8° 9'32.11"S
112°24'50.87"E
Terdapat
retakan pada
kedua sisi
rumah yang
cukup
panjang
2 8° 9'18.06"S
112°24'49.13"E
Terdapat
retakan pada
halaman
rumah
3 8° 9'11.27"S
112°24'40.75"E
Terdapat
retakan di
pinggir
jendala
hingga keatas
4 8° 9'31.50"S
112°24'44.68"E
Terdapat
retakan pada
lantai yang
terjadi
berulang-
ulang
5 Terjadi
retakan
hampir
diseluruh sisi
rumah
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-10 PERAN PENELITIAN ILMU KEBUMIAN DALAM PEMBANGUNAN INFRASTRUKTUR DI INDONESIA
13 – 14 SEPTEMBER 2017; GRHA SABHA PRAMANA
1607
6 Terdapat
rumah yang
dihancurkan
karena terlalu
banyak
retakan
7 Terjadi
banyak
retakan pada
alah satu sisi
rumah
8 Terjadi
retakan dari
bawah pada
rumah yang
dekat dengan
rel
9 Terdapat
retakan
retakan kecil
yang cukup
panjang