Abstrak— Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi likuifaksi dari daerah luapan Lumpur Porong Sidoarjo dari struktur lapisannya. Dalam penelitian ini digunakan metede geolistrik tahanan jenis dengan konfigurasi Wenner untuk menentukan resistivitas bawah permukaan. Dari nilai resistivitas yang didapatkan maka dapat diketahui karakteristik bawah permukaan dari nilai resisitivitasny.a sehingga nantinya dibuat model bawah permukaan dari nilai resistivitasnya.Untuk pengolahan data sehingga menghasilkan model bawah permukaan deigunakan perangkat lunak res2dinv untuk melakukan proses inverse dan pemodelan bawah permukaan.Dari hasil penelitian dapat disumpulkan bahwa dari masing masing line struktur bawah permukaan tanah disekitar daerah luapan lumpur Porong Sidoarjo tersusun atas lempung / lanau yang bersifat basah dan lembek. Hal ini menunjukkan kemungkinan terjadinya potensi likuifaksi didaerah sekitar luapan lumpur dikarenakan factor struktur tanahnya dan kejenuhan airnya ditmabah dengan adanya luapan lumpur yang menambah beban siklik diatas permukaan tanah.

Kata Kunci— Hidrokarbon, Saturasi air.

I. PENDAHULUAN

Daerah Porong terkenal dengan fenomena lumpurnya . Fenomena lumpur ini , sangat berkaitan dengan perubahan kondisi tanah pada daerah Porong kondisi tanah daerah Porong ini banyak mengandung Jenis tanah/batuan endapan aluvial dan endapan vulkanik dengan kedalaman 0 – 800 meter perselingan pasir, lempung & serpih. Tanah aluvial adalah tanah yang dibentuk dari lumpur sungai yang mengendap di dataran rendah yang memiliki sifat tanah yang subur dan cocok untuk lahan pertanian.Aluvial ialah tanah muda yang berasal dari hasil pengendapan. Tekstur tanahnya liat atau liat berpasir , Permeabilitas umumnya lambat dan

tanah peka terhadap erosi. Tanah Aluvial yang dipersawahan akan berbeda sifat morfologisnya dengan tanah yang tidak dipersawahan. Perbedaan yang sangat nyata dapat dijumpai pada epipedonnya, dimana pada epipedon yang tidak pernah dipersawahan berstruktur granular. Sedangkan epipedon tanah Aluvial yang dipersawahan tidak berstruktur. Berdsarkan bahan induknya terdapat tanah Aluvial pasir, lempung, kapur, basa,asam dan lain-lain. Kaya akan fosfot yang mudah larut dalam sitrat 2% mengandung 5% CO2 dan tepung kapur yang halus dan juga berstruktur pejal yang dalam keadaan kering

dapat pecah menjadi fragmen berbetuk persegi sedang sifat kimiawinya sama dengan bahan asalnya.

Gambar 1.1 Peta Geologis Daerah Porong

Air tanah dapat didefinisikan sebagai semua air yang terdapat dalamruang batuan dasar atau regolith. Dapat juga disebut aliran yang secara Alamimengalir ke permukaan tanah melalui pancaran atau rembesan).Kebanyakan air tanah berasal dari hujan. Air hujan yang meresap kedalam tanah menjadi bagian dari air tanah, perlahan-lahan mengalir ke laut,atau mengalir langsung dalam tanah atau di permukaan dan bergabung denganaliran sungai. Banyaknya air yang meresap ke tanah bergantung pada selainruang dan waktu, juga di pengaruhi kecuraman lereng, kondisi material permukaan tanah dan jenis serta banyaknya vegetasi dan curah hujan.

Batas atas zona ini disebut muka air tanah ( watertable ). Lapisan tanah, sedimen atau batuan diatasnya yang tidak jenuh airdisebut zona aerasi ( zone of aeration ). Muka air tanah umumnya tidakhorisontal, tetapi lebih kurang mengikuti permukaan topografi diatasnya.Apabila tidak ada hujan maka muka air di bawah bukit akan menurunperlahan-lahan sampai sejajar dengan lembah. Namun hal ini tidak terjadi,karena hujan akan mengisi ( recharge) lagi. Daerah dimana air hujan meresapkebawah (precipitation ) sampai zona saturasi dinamakan daerah rembesan( recharge area ). Dan daerah dimana air tanah keluar dinamakan dischargearea.Air tanah berasal dari bermacam sumber. Air tanah yang berasal dariperesapan air permukaan disebut air meteoric (meteoric water). Selain berasaldari air permukaan, air tanah dapat juga berasal dari air yang terjebak padawaktu pembentukan batuan sedimen. Air tanah jenis ini disebut air konat11(connate

ANALISA PARAMETER MUKA AIR TANAH DENGAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK UNTUK

MENENTUKAN POTENSI LIKUIFAKSI PADA DAERAH LUAPAN LUMPUR PORONG SIDOARJO

Fandy Adji Fachtony,Laili Muflich,Samsul Aprillianto,Fairus Salimatul,Prof. Dr.Bagus Jaya SantosaJurusan Fisika, Fakultas MIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111E-mail: fandy12@mhs.physics.its.ac.id

1

water).[2]Geolistrik merupakan alat yang dapat diterapkan untuk

beberapa metode geofisika, di mana prinsip kerja metode tersebut adalah mempelajari aliran listrik di dalam bumi dan cara mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi pengukuran potensial, arus, dan medan elektromagnetik yangterjadi baik secara alamiah maupun akibat injeksi arus ke dalam bumi(buatan). Metode geofisika tersebut di antaranya adalah metode potensial diri,metode arus telurik, magneto telurik, elektromagnetik, IP (Induced Polarization), dan resistivitas (tahanan jenis).[1]

Dari sekian banyak metode geofisika yang diterapkan dalam geolistrik,metode tahanan jenis adalah metode yang paling sering di gunakan. Metodeini pada prinsipnya bekerja dengan menginjeksikan arus listrik ke dalam bumimelalui dua elektroda arus sehingga menimbulkan beda potensial. Dan bedapotensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial. Hasilpengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda yang berbedadapat digunakan untuk menurunkan variasi harga tahanan jenisdibawah titik ukur (sounding point).[1]

Metode ini lebih efektif dan cocok digunakan untuk eksplorasi yng sifatnya dangkal, jarang memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari 1000 kaki atau 1500 kaki. Oleh karena itumetode ini jarang digunakan untuk eksplorasi minyak tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang engineering geology seperti penentuan kedalaman basement (batuan dasar), pencarian reservoir (tandon) air, dan eksplorasi geothermal (panas bumi).Berdasarkan letak (konfigurasi) elektroda-elektroda arus danpotensialnya, dikenal beberapa jenis metode geolistrik tahanan jenis, antaralain metode Schlumberger, metode Wenner dan metode Dipole Sounding.[1]

II. METODE

a. Survei Lokasi Pengambilan DataDalam tahap ini yang dilakukan adalah survei tempat

untuk pengambilan data pada daerah Porong Sidoarjo dengan lokasi pada desa Jatirejo yang jaraknya berkisar 1- 2km dari Tanggul Lumpur Sidoarjo. Dalam Proses survei lokasi ini diperlukan perijinan terkait penelitian dengan pihak Badan Penangggulangan Lumpur Sidoarjo dan pihak Kepolisian Sektor Porong. Peneentuan lokasi penelitian ini juga berdasarkan pertimbangan dan diskusi dengan pihak Badan Penanggulangan Lumpur Sidoarjo.

b. Akuisisi Data ResistivitasPada proses akuisisi Data resistivitas ini digunakan metode

konfigurasi Wenner untuk menentukan nilai resistivitas dari daerah penelitian. Langkah – langkah yang dilakukan dalam proses akuisisi data ini adalah.1. Menentukan Banyaknya lintasan yang digunakan yakni

sebanyak 4 lintasan2. Menentukan panjang lintasan yang digunakan yakni

sepanjang 250 meter.3. Menetukan variasi jarak elektroda yang digunakan yakni

sapsi 1, 2,3,4,5,6,7,8 meter.

4. Memebentangkan meteran sepanjang 300 meter.5. Menancapkan paku elektroda yang digunakan sesuai

dengan jarak spasi yang digunakan 6. Mengalirkan Arus pada elektroda.7. Dicatat nilai tegangan dan arus yang didapat.8. Dilakukan cara yang sama sesuai dengan panjang lintasan

dan jarak elektroda yang berbeda.

c. Proses Pengolahan DataPada proses pengolahan data ini digunakan perangkat lunak Res2dinv untuk mengubah nilai tegangan dan arus yang didapat dari pengukuran menjadi nilai resistivitas dalam proses inversi.Langkah –langkah yang dilakukan dalam proses pengolahan data ini ialah.1. Memindahkan data yang didapatkan dari pengukuran

lapangan pada dokumen excel.2. Merubah format pada dokumen excel menjadi format .dat

agar sesuai dengan format yang diinginkan oleh perangkat lunak Res2dinv.

3. Dilakukan Proses inversi Least-Square pada Res2dinv.Didapatkan hasil penampang model bawah permukaan

sesuai dengan nilai resistivitas dan penetrasi kedalaman.

III. DATA DAN PEMBAHASAN

Dari hasil pengukuran di lapangan yang didapatkan nilai resistivitas hasil pengukuran untuk masing – masing line setelah itu dilakukan pengolahan data dengan menggunakan perangkat lunak res2dinv untuk memetakan nilai ressitivitas tersebut menjadi model bawah permukaan bumi. Untuk line pertama didapatkan penampang model permukaan bumi sebagai berikut.

Gambar 3.1 Penampang bawah permukaan untuk line 1

Dari penampang bawah permukaan line 1 tersebut diketahui warna warna yang menunjukkan skala nilai resistivitas dimana warna ungu tua menunjukkan skala paling tinggi untuk nilai resistivitas tertinggi untuk line 1 , dan warna biru tua menunjukkan batas bawah skala terendah dari nilai resistivitas pada line 1. Dari penampang line 1 terlihat bahwa line pertama membentang sejauh 250 meter dimana untuk penetrasi kedalaman dari metode geolistrik mencapai kedalaman 43 meter dibawah permukaan bumi. Dari hasil penampang menunjukkan bahwa nilai resistivitas untuk line pertama didominasi dengan struktur lapisan yang memiliki nilai resistivitas yang rendah. Dari penampang model permukaan bumi untuk line 1 dapat kitahui dengan mencocokkan nilai resistivitas dengan table harga resistivitas kita dapat mengetahui struktur lapisan. Dari nilai resisitivitas yang ada ,

2

dapat diasumsikan bahwa untuk bawah permukaan line 1 didominasi oleh tanah berlempung yang lembab dan jenuh air hal ini dikarenakan menurut geologi daerah Porong bahwa daerah tersebut merupakan daerah dengan endapan alluvial yang tersusun atas lapisan lempung dan lanau yang basah lembek.Hal ini menunjukkan bahwa lapisan dekat permukaan pada line 1 memiliki kejenugan yang cukup dengan adanya struktur lempung yang basah lembek ditunjukkan oleh nilai resisitivitas rendah yang berkisar antara kurang dari 764 ohm.meter.

Untuk line 2 didapatkan penampang model bawah permukaaan sebagai berikut.

Gambar 3.2 Penampang bawah permukaan untuk line 2

Dari penampang model permukaan bumi untuk line 2 kita dapat mengetahui estimasi struktur bawah permukaan dari nilai resistivitasnya pada jarak dekat permukaan didominasi dengan lapisan alluvial berpasir yang memiliki nilai resistivitas cukup tinggi. Kejenuhan air yang terjadi pada daerah kedalaman 13 meter sampai 34 meter pada jarak 100 meter – 190 meter dari panjang lintasan dengan nilai resistivitas rendah dimungkinkan sebagai lapisan jenuh air maupun lempung / lanau yang basah dan lembek.Kejenuhan air disini cukup dekat dengan permukaan.

Untuk line 3 didapatkan penampang model bawah permukaan sebagai berikut.

Gambar 3.3 Penampang bawah permukaan untuk line 3

Dari penampang lapisan bawah permukaan untuk line 3 sama halnya dengan line1 , untuk line 3 ini juga didominasi dengan struktur lapisan yang terbilang jenuh air dengan ditunjukkan dengan citra warna biru pada model penampang bawah permukaan sesuai dengan gambar 3.3 . Dari penampang model bawah permukaan tersebut dimungkinkan bahwa struktur lapisan yang ada ialah lempung / lanau yang basah dan lembek.

Untuk line 4 didapatkan penampang model bawah permukaan sebagai berikut.

Gambar 3.4 Penampang bawah permukaan untuk line 4

Dari penampang lapisan bawah permukaan untuk line 3 sama halnya dengan line1dan line 3 , untuk line 4 ini juga didominasi dengan struktur lapisan yang terbilang jenuh air dengan ditunjukkan dengan citra warna biru pada model penampang bawah permukaan sesuai dengan gambar 3.4 . Dari penampang model bawah permukaan tersebut dimungkinkan bahwa struktur lapisan yang ada ialah lempung / lanau yang basah dan lembek.

Dari hail yang didapatkan diketahui bahwa lingkungan daerah luapan lumpur Sidoarjo dilingkupi oleh struktur lapisan bawah permukaan yang sebagian besar tersusun atas lempung atau lanu yang jenuh saturasi air diakibatkan oleh pengaruh endapan alluvial dan luapan lumpur Porong Sidoarjo. Kaitannya dengan potensi likuifaksi ialah , ada beberapa syarat terjadinya likuifaksi yakni lapisan tanah berpasir atau berlempung , lapisan tanah jenuh air, lapisan tanah bersifat lepas atau tidak padat , terjadi gempa bermagnitudo di atas 5.0 SR. Dari data yang didapatkan untuk empat lintasan yang dilaksanakan menunjukkan bahwa 3 line menunjukkan bahwa struktur lapisan bawah permukaan tersusun atas lempung/lanau yang bersifat basah dan lembek hal ini dikarenakan daerah Porong didominasi oleh endapan alluvial yang bersifat peka terhadap erosi. Dari syarat terjadinya likuifaksi tanah daerah Porong yang tersusun dari lempung dan jenuh air mengindikasikan bahwa kemungkinan besar potensi likuifaksi dapat terjadi apabila ada gerakan tektonik yang diakibatkan oleh gempa maupun beban siklik yang ada pada daerah luapan lumpur Porong akibat adanya semburan lumpur yang secara terus menerus mengeluarkan materialnya dari dalam bumi hal ini mengakibatkan material didalam tanah semakin keropos dan beban siklik diatas permukaan semakin bertambahnya akibat beban residu lumpur yang ada pada permukaan.

IV. KESIMPULAN

Dari hasil penelitian dapat disumpulkan bahwa dari masing masing line struktur bawah permukaan tanah disekitar daerah luapan lumpur Porong Sidoarjo tersusun atas lempung / lanau yang bersifat basah dan lembek. Hal ini menunjukkan kemungkinan terjadinya potensi likuifaksi didaerah sekitar luapan lumpur dikarenakan factor struktur tanahnya dan kejenuhan airnya ditmabah dengan adanya luapan lumpur yang menambah beban siklik diatas permukaan tanah.

3

DAFTAR PUSTAKA

[1].Broto, Surdaryo dan Rohima Sera Afifah. 2008. Jurnal: Pengolahan Data Geolistik dengan Metode Geolistrik.

[2].Tood, David Keith. 1980. Groundwater Hidrology. California. 535 hlm.

4