ANALISIS KINEMATIKA KESTABILAN LERENG BATUPASIR FORMASI BUTAK

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

M1P-04

ANALISIS KINEMATIKA KESTABILAN LERENG BATUPASIR FORMASI BUTAK P.P. Utama1*, Y.P. Nusantara1, F. Aprilia1, I.G.B. Indrawan1 1

Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl.Grafika No.2 Bulaksumur, Yogyakarta, Indonesia, Tel. 0274-513668, *Email: [email protected] Diterima 20 Oktober 2014

Abstrak Analisis kinematika dilakukan untuk mengetahui tipe longsor yang berpotensi terjadi pada lereng batuan yang terkekaran dan terlapukkan secara intensif di Desa Mojosari - Trembono, Kecamatan Bayat, Provinsi Jawa Tengah. Lereng tersusun oleh batupasir kuarsa, batulanau, dan perselingan batupasir - batulanau yang merupakan anggota Formasi Butak. Hasil pengukuran menunjukkan lereng berpotensi mengalami keruntuhan planar (plane failure) dan keruntuhan baji (wedge failure) Rekomendasi perlu diberikan kepada masyarakat yang tinggal disekitar lokasi pengamatan agar resiko bencana longsor dapat diminimalisasikan. Kata Kunci: analisis kinematika, Formasi Butak, kekar, kestabilan lereng, longsor

Pendahuluan Bencana longsor merupakan salah satu bencana alam yang sering terjadi di Indonesia. Tercatat selama tahun 2011-2014 telah terjadi sekitar 583 bencana longsor di Indonesia (BNPB, 2014). Indonesia memiliki 918 lokasi rawan longsor yang dapat menyebabkan kerugian mencapai Rp 800 miliar dan mengancam sekitar 1 juta jiwa setiap tahunnya (PIBA, 2010). Oleh karena itu, masalah bencana tanah longsor ini harus ditanggapi dengan serius dan dicegah agar tidak menimbulkan kerugian yang tidak diinginkan. Longsor adalah gerakan material penyusun lereng (tanah, batuan, atau bahan rombakan batuan) menuruni lereng akibat terganggunya kestabilan material penyusun lereng. Secara umum, kestabilan lereng dikontrol oleh beberapa faktor, antara lain geometri lereng, kondisi geologi (sifat fisik material penyusun lereng, struktur geologi), kondisi hidrogeologi, dan sifat keteknikan material penyusun lereng. Kestabilan lereng yang tersusun oleh massa batuan yang terkekarkan secara intensif terutama dikontrol oleh orientasi kekar dan kekuatan bidang kekar. Tipe longsor yang berpotensi terjadi pada lereng batuan yang terkekarkan dapat ditentukan melalui analisis kinematika. Analisis kinematika menggunakan parameter orientasi struktur geologi, orientasi lereng, dan sudut geser batuan yang diproyeksikan dalam analisis stereografis sehingga dapat diketahui tipe dan arah longsoran. Proyeksi stereografis menyajikan orientasi data 3 dimensi menjadi data 2 dimensi yang kemudian dianalisis (Hoek dan Brown, 1989). Data yang diplotkan pada proyeksi stereografis merupakan data pengukuran orientasi lereng yang diproyeksikan menjadi garis lengkung dan data pengukuran orientasi struktur geologi yang diproyeksikan menjadi garis lengkung atau titik (Gambar 2). Makalah ini menyajikan hasil penelitian sementara kondisi kestabilan lereng yang tersusun oleh batupasir kuarsa, batulanau, dan perselingan batupasir - batulanau anggota Formasi Butak. Lereng batuan yang dianalisis berada di Desa Mojosari-Trembono, Kecamatan Bayat, Kabupaten Klaten, Jawa Tengah dengan koordinat UTM 4623319137218 (Gambar 1). Aktivitas penambangan batupasir yang dilakukan secara tradisional 242


oleh masyarakat sekitar dapat menjadi salah satu faktor yang dapat memicu terjadinya longsor pada lereng yang memiliki kemiringan yang relatif curam dan tersusun oleh batuan dengan kekar yang intensif di lokasi ini.

Geologi Regional Daerah Bayat, Kabupaten Klaten, termasuk ke dalam Zona Fisiografi Pegunungan Selatan. Pegunungan Selatan merupakan pegunungan struktural yang memanjang dari barat ke timur dan terbagi menjadi dua, yaitu Pegunungan Selatan Jawa Timur dan Pegunungan Selatan Jawa Barat (Van Bemmelen, 1949). Pada umumnya, pegunungan ini tersusun atas batuan sedimen klastik, karbonat dan batuan produk vulkanisme. Stratigrafi regional Bayat dari paling tua ke umur yang paling muda menurut Surono (2008) terdiri dari Batuan Malihan, Formasi Wungkal Gamping, Formasi Kebo, Formasi Butak, Formasi Semilir, Formasi Nglanggran, Formasi Sambipitu, Formasi Oyo-Wonosari, dan Formasi Kepek. Di lokasi penelitian tersingkap formasi Butak dengan litologi berupa batupasir kuarsa dan batulanau yang dijadikan objek penelitian. Struktur geologi di daerah Bayat terdiri dari foliasi, sesar, lipatan dan kekar. Menurut Sudarno (1997), arah umum sesar yang terdapat di daerah Bayat dikelompokkan menjadi empat arah yaitu arah timur laut-barat daya, utaraselatan, barat laut- tenggara, dan timur laut-barat daya. Kekar-kekar yang ditemukan di daerah ini merupakan kekar gerus yang mempunyai arah sejajar dengan sesar. Struktur geologi berupa kekar yang dominan berarah timur laut-barat daya dan barat laut-tenggara banyak dijumpai pada lokasi penelitian.

Metode Penelitian Metode penelitian mencakup tahap pengambilan data lapangan dan tahap analisis data lapangan. Tahap pengambilan data lapangan mencakup pengukuran azimut lereng menggunakan kompas geologi, pengukuran jarak struktur geologi dari titik awal pengukuran menggunakan mistar, pengukuran orientasi dip dan dip direction dari struktur geologi, maupun kontak antar jenis batuan dan urat, identifikasi jenis struktur geologi, dapat berupa bidang sesar, kekar, zona hancuran (shear zone), serta identifikasi nama batuan berdasarkan karakteristik fisik batuan tersebut. Data – data tersebut disusun dalam Tabel 1. Tahap analisis data lapangan meliputi pengolahan data lapangan menggunakan software Dips dan studi parametrik lebih lanjut mengenai kemungkinan perubahan kelerengan yang mungkin terjadi. Data lapangan berjumlah 80 data dip dan dip direction dari struktur geologi berupa kekar dan perlapisan batuan dimasukkan ke dalam software Dips tersebut, sehingga didapatkan titik – titik pengeplotan berdasarkan analisis stereografis Schmidt Net. Metode contouring dilakukan berdasarkan kerapatan titik titik hasil pengeplotan tersebut, didasarkan pada analisis stereografis Kalsbeek Net. Pada analisis kinematika ini digunakan software Dips untuk melakukan metode contouring ini untuk menentukan tipe longsoran yang berpotensi terjadi (Gambar 3). Perubahan nilai dip dan dip direction kelerengan singkapan akibat proses penambangan yang terjadi membutuhkan perhatian lebih lanjut, sehingga penulis mengajukan studi parametrik untuk membandingkan skenario perubahan nilai dip dan dip direction kelerengan singkapan dengan kestabilan lereng singkapan tersebut. Studi parametrik tersebut digunakan pada skenario model kedua dengan nilai dip 70o (Gambar 6 dan 7) dan skenario model ketiga dengan nilai dip 75o (Gambar 8 dan 9).

Data dan Pembahasan Struktur geologi yang berkembang pada lokasi penelitian berupa kekar tarik dan kekar gerus dengan data hasil pengukuran Tabel 1. Strike/dip perlapisan batuan berdasarkan 243


pengukuran orientasi di lapangan adalah N90oE/10o. Penentuan tipe longsoran yang berpotensi terjadi, dalam analisis ini digunakan software Dips, didasarkan pada persebaran titik – titik pengeplotan, dihubungkan dengan metode pembuatan kontur (contouring). Tipe longsoran yang berpotensi terjadi adalah tipe longsoran planar (plane failure) dan tipe longsoran baji (wedge failure). Tipe longsoran planar (plane failure) didasarkan konsentrasi titik yang terkumpul pada satu daerah tertentu dan tidak berhadapan dengan nilai muka longsoran yang berbentuk setengah lingkaran pada analisis stereografis. Tipe longsoran baji (wedge failure) didasarkan konsentrasi titik yang terkumpul pada dua daerah tertentu yang saling berdekatan dan tidak berhadapan dengan nilai muka longsoran yang berbentuk setengah lingkaran pada analisis stereografis (Gambar 3). Berdasarkan hasil pengamatan di lapangan dapat diketahui bahwa orientasi kekar – kekar tersebut sistematis, berarah arah barat laut-tenggara dan barat daya-timur laut pada litologi batupasir kuarsa dan batulanau. Spacing antara kekar berkisar kurang dari 0,25 m hingga mencapai 0,25-5 m. Kekar cenderung tertutup sehingga tidak terdapat material pengisi kekar. Tidak ditemukan adanya rembesan air tanah di singkapan. Tingkat kekuatan batuan tergolong medium strong rock hingga strong rock. Selain kekar, terdapat shear zone atau zona hancuran, dengan material hancuran berukuran pasir kasar sampai pasir halus, tidak ditemukan adanya cermin sesar. Singkapan batuan setinggi 10 meter dengan lebar singkapan 8 meter. Pengukuran kelerengan singkapan sebenarnya di lapangan menunjukkan nilai dip 60o dengan nilai relatif dip direction N60oE. Interpretasi adanya potensi longsoran tipe planar didasarkan pada beberapa data kekar pada zona non-daylight envelope yaitu berarah N333oE/81o (Gambar 4). Penentuan zona daylight envelope tipe longsoran planar ditunjukkan pada lingkaran slope aspect berasal dari nilai dip kelerengan (ditunjukkan dengan lingkaran berwarna kuning) berpotongan dengan lingkaran sudut geser dalam (nilai 30o diukur dari dalam, ditunjukkan oleh lingkaran berwarna merah) dan perpotongan dua garis joint set dihubungkan oleh garis hitam melewati titik perpotongan tersebut, ditambah dua garis hitam bantu dengan nilai antara tambah 20o dan kurang 20o dari garis hitam utama (Gambar 4). Interpretasi adanya potensi longsoran tipe baji dapat didasarkan pada keberadaan perpotongan arah orientasi utama bidang lemah minor (joint set), yaitu pada set-1 dan set-2 (ditunjukkan oleh dua garis berwarna hijau) pada zona non-daylight, dengan orientasi garis perpotongan plunge/trend yaitu 79o/N44oE (Gambar 5). Penentuan zona daylight envelope tipe longsoran baji ditunjukkan pada lingkaran sudut geser dalam (nilai 30o diukur dari luar, ditunjukkan oleh lingkaran berwarna merah) berpotongan dengan garis slope aspect (ditunjukkan oleh garis berwarna kuning) (Gambar 5). Kedua tipe longsoran ini dapat terjadi, namun dilihat dari analisis kinematika yang sudah dilakukan, potensi keterjadian kedua tipe longsoran ini tidak memiliki kerawanan yang tinggi karena keduanya terletak pada zona non-daylight. Faktor eksternal berpengaruh terhadap tingkat kestabilan lereng batuan. Pada lokasi pengamatan, faktor eksternal yang berpengaruh terhadap kestabilan lereng adalah kegiatan penambangan tradisional oleh warga. Kegiatan penambangan yang dilakukan secara intensif dapat mempertajam kemiringan lereng (nilai dip bertambah). Nilai dip yang semakin besar menambah nilai probabilitas keterjadian longsor. Berikut penjelasan analisis kestabilan lereng apabila nilai dip pada lereng batuan semakin besar. Analisis kinematika model kedua (Gambar 6 dan 7), orientasi lereng ditunjukkan mempunyai nilai dip 70o dengan nilai dip direction N60oE. Analisis kinematika model ketiga (Gambar 8 dan 9), orientasi lereng diasumsikan mempunyai nilai dip 75o dengan nilai dip direction N60oE. Analisis kinematika model kedua dan model ketiga ini menunjukkan penambahan nilai dip pada lereng batuan akan menambah potensi keterjadian longsor, baik longsoran tipe planar (plane failure) dan longsoran tipe wedge (wedge failure). Hal ini dapat dilihat pada 244


Gambar 7 – Gambar 10, bahwa semakin besar kemiringan lereng, maka semakin luas zona daylight envelope sebagai akibat semakin besar lingkaran slope aspect, sehingga semakin banyak data kekar yang masuk pada zona daylight envelope untuk plane failure. Semakin besar kemiringan lereng, zona daylight envelope semakin luas, sehingga perpotongan bidang lemah minor (joint set) semakin mendekati zona daylight envelope untuk wedge failure. Berdasarkan dua model analisis kinematika probabilitas diatas, maka perlu dilakukan suatu langkah nyata untuk mengurangi potensi keterjadian longsor yang semakin besar pada singkapan tersebut, akibat penambangan yang dilakukan. Rekomendasi utama yang dapat diajukan adalah dengan menghentikan kegiatan penambangan pada singkapan tersebut. Apabila tetap dilakukan proses penambangan, maka perlu diperhatikan untuk tetap menjaga proporsionalitas nilai dip lereng tersebut agar masih memiliki nilai kurang dari 60o. Penambangan secara lateral juga perlu diperhatikan agar nilai dip direction lereng berkisar antara kurang dari N30oE dan/atau lebih besar dari N90oE. Rekomendasi ini perlu diperhatikan dan dilakukan untuk meminimalkan potensi keterjadian longsor tipe planar dan longsor tipe baji.

Kesimpulan 1. Lokasi penelitian memiliki potensi longsor dengan tipe longsoran planar (plane failure) dan tipe longsoran baji (wedge failure). 2. Potensi longsoran tipe baji (wedge failure) didasarkan pada perpotongan bidang lemah minor (joint set) dengan orientasi garis perpotongan plunge/trend yaitu 79o/N44oE. 3. Potensi longsoran tipe planar (plane failure) didasarkan pada beberapa data kekar pada zona non-daylight envelope yaitu berarah N333oE/81o. 4. Rekomendasi untuk mengurangi keterjadian longsor adalah menghentikan kegiatan penambangan. Jika kegiatan penambangan tetap dilakukan, keamanan lereng harus diperhatikan dengan nilai dip lereng harus kurang dari 60o dan nilai dip direction lereng berkisar antara kurang dari N30oE dan/atau lebih besar dari N90oE.

Daftar Pustaka Aprilia, F., 2014. Analisis Tipe Longsor dan Kestabilan Lereng Berdasarkan Orientasi Struktur di Dinding Utara Tambang Batu Hijau, Sumbawa Barat. Skripsi di Jurusan Teknik Geologi Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada. Hoek, E. Dan Bray, J. W.,1981, Rock Slope Engineering, 3rd Edition, The Institution of Mining and Metallurgy, London, 356 h. Prasetyadi,C., Sudarno, Ign., Indranadi V.B., Surono, 2011. Pola dan Genesa Stuktur Geologi Pegunungan Selatan, Provinsi Daerah istimewa Yogyakarta dan Provinsi Jawa Tengah. Jurnal Sumber Daya Geologi, Vol. 20, h. 91-107 Lisle, R. J. Dan Leyshon, P.R., 2004. Stereographic Projection Technique: for Geologist and Civil Engineers. Cambridge University Press, United Kingdom, 2nded., 112h. Surono, 2008. Litostratigrafi dan Sedimentasi Formasi Kebo dan Formasi Butak do Pegunungan Baturagung, Jawa Tengah Bagian Selatan. Jurnal Geologi Indonesia, Vol 3,h. 183-193 Surono, 2009. Litostratigrafi Pegunungan Selatan Bagian Timur Daerah Istimewa Yogyakarta dan Jawa Tengah. Jurnal Sumber Daya Geologi, Vol 19, h. 31-43 Wyllie, D.C. dan Mah, Ch.W., 2004. Rock Slope Engineering: Civil and Mining. Spon Press, London dan New York, 4th ed., 431 h “Data Longsor”, dalam http://geospasial.bnpb.go.id/pantauanbencana/data/datalongsorall.php (diakses tanggal 12 Oktober 2014) “Pengenalan Gerakan Tanah”, dalam http://www.esdm.go.id/batubara/doc_download/489pengenalan-gerakan-tanah.html (diakses tanggal 12 Oktober 2014) 245


Tabel 1. Hasil pengukuran discontinuity di lokasi penelitian Discontinuity No

Dis.(m)

Type

Dip

Strike

Dip Dir.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

0 0,2 0,7 1,3 1,4 1,6 1,65 1,67 1,7 2 2 2 2 2,1 2,1 2,3 2,4 2,4 2,4 2,5 2,5 2,5 2,6 2,7 3 3,2 3,4 3,5 3,6 3,6 3,7 3,8 3,8 3,9 4 4,5 4,6 4,7 4,7 4,8 4,8

J J J J J J J J J J J J J J,SZ J,SZ J,SZ J J J,SZ J,SZ J,SZ J J J,SZ J,SZ J SZ J,SZ J,SZ J J,SZ J J J J J J J J J J

65 75 65 70 68 65 62 75 85 86 85 70 80 86 78 70 80 80 78 62 85 73 82 60 83 75 90 68 65 78 75 85 80 80 78 70 70 80 85 75 80

10 355 335 340 355 10 340 0 340 310 115 20 285 270 285 315 285 325 330 330 340 313 330 335 310 345 270 310 280 333 93 355 338 210 270 300 305 320 290 358 295

100 85 65 70 85 100 70 90 70 40 205 110 15 0 15 45 15 55 60 60 70 43 60 65 40 75 0 40 10 63 183 85 68 300 0 30 35 50 20 88 25

Length 2m 4m 3,5 m 4m 4,5 m 1,5 m 5m 1m 1,7 m 3,1 m 2,5 m 1m 2m 4m 1m 1,5 m 1m 1m 1m 1m 1m 1,8 m 1m 2,5 m 2m 2m 1,5 m 0,8 m 1m 1,8 m 2,5 m 2,2 m 0,8 m 2m 2m 1,5 m 1,5 m 4m 4m 2m 2,5 m

Lithology 0 1 1 2 2 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 1 0 1 0 2 2 2 1 0 0 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Kuarsa Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir

246

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

4,8 4,8 5 5 5,2 5,2 5,3 5,4 5,4 5,4 5,4 5,5 5,5 5,5 5,6 5,6 5,6 5,7 5,7 5,7 5,8 5,8 5,9 5,9 6,0 6,0 6,0 6,1 6,2 6,2 6,2 6,2 6,3 6,3 6,4 6,4 6,5 6,5 3,7

J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J B

80 79 85 80 83 83 90 80 83 85 80 84 85 80 83 83 90 82 78 85 86 85 83 80 80 80 85 82 90 86 82 78 83 76 68 74 76 80 10

288 300 300 340 330 290 295 300 330 255 230 310 280 300 270 295 310 288 320 344 350 280 300 310 255 285 330 325 310 255 310 330 280 275 290 225 230 220 90

18 30 30 70 60 20 25 30 60 345 320 40 10 30 0 25 40 18 50 74 80 10 30 40 345 15 60 55 40 345 40 60 10 5 20 315 320 310 180

2m 1,5 m 4,5 m 4m 4m 4,3 m 4,1 m 4,3 m 4,3 m 2m 2,5 m 4m 4,5 m 6m 6,3 m 6,2 m 6m 7m 5,5 m 6m 6,3 m 6,4 m 7m 6,6 m 6,8 m 5,5 m 5m 6m 6,5 m 6m 4m 4,5 m 3,5 m 4m 4,5 m 4,7 m 5m 5m

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1

Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir Batupasir

247


Gambar 1. Lokasi penelitian, beserta peta geologi daerah penelitian. (Sumber via software ArcMap dan Peta Geologi Lembar Surakarta-Giritontro, 1992, dengan modifikasi).

Gambar 2. Ilustrasi proyeksi stereografis dari garis dan bidang. (Lisle dan Leyshon, 2004 dengan modifikasi). 248


Gambar 3. Hubungan hasil proyeksi orientasi struktur dan lereng terhadap tipe longsoran (Hoek dan Bray, 1981 dengan modifikasi)

249


Gambar 4. Analisis kinematika model 1 untuk tipe plane failure. (Sumber via software Dips, dengan modifikasi)

Gambar 5. Analisis kinematika model 1 untuk tipe wedge failure. (Sumber via software Dips, dengan modifikasi)

250



Gambar 7. Analisis kinematika model 2 untuk tipe wedge failure. (Sumber via software Dips, dengan modifikasi)

251



Gambar 9. Analisis kinematika model 3 untuk tipe wedge failure. (Sumber via software Dips, dengan modifikasi).

252


253

ANALISIS KINEMATIKA KESTABILAN LERENG BATUPASIR FORMASI BUTAK

Recommend Documents