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



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



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)



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).



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.



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.



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).



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.



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.



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.



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,



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.



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)



1602

Gambar 3.1.2 Desain Survey Gravity

Gambar 3.4.2 Patahan Pohgajih dilihat dari peta geologi (Sjarifudin & S, 1992)



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



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



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)



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



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

IDENTIFIKASI PATAHAN SEBAGAI UPAYA MITIGASI …menyatakan bahwa besar gaya gravitasi antar dua massa...

Documents

Transcript of IDENTIFIKASI PATAHAN SEBAGAI UPAYA MITIGASI …menyatakan bahwa besar gaya gravitasi antar dua massa...