Prosiding Seminar Sains dan Teknologi FMIPA Unmul Vol. 1 No. 1 Juli 2016, Samarinda, Indonesia ISSN : 2528 - 0988
IDENTIFIKASI BASEMENT ROCK PADA ZONA LONGSOR DENGAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK (STUDI KASUS WILAYAH KELURAHAN SELILI KECAMATAN SAMARINDA ILIR KOTA SAMARINDA KALIMANTAN TIMUR) Identification of Basement Rock On Landslide Zone Using Geoelectric Method (Case Study of Selili Region, District of Samarinda Ilir Samarinda, East Kalimantan) Hendra Lesmana1,*, Kadek Subagiada1 Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Mulawarman * Corresponding Author:
[email protected]
1
Abstract Landslides was one of the natural disasters that were cause land damage, residential buildings, and even claimed lives. An area was declared to have the potential of landslides if it meets the following requirements, the slope was quite steep, have sliding plane of coating subsurface impermeable (semipermeable), and there was enough water to saturating the land on the sliding plane. Conditions hills and steep slopes make the Selili region belonging into the frequent landslides. The aims of this research to identify potential weak zone of landslides based on the geoelectric data interpretation contained in the study sites. The data obtained in the research was the apparent resistivity data using the method of geoelectric resistivity by measurement technique of Vertical Electric Sounding (VES) Schlumberger configuration. Data was collected as much as three lines, each line has a length of 100 meters. To display the resistivity values at every line used computer software, so it looks a color image depicting resistivity change at each layer of rock. To estimate the direction of landslide, then each line merged into one. The Results of the research showed the identification of the location of the sliding plane of each line and direction of the landslide in the same direction of the slope of the sliding plane. Keywords: Shear surface, Resistivity Geoelectric, Schlumberger,Vertical Electric Sounding. Pendahuluan
selalu terjadi longsor. Sementara kondisi geografi Kelurahan Selili terletak pada ketinggian 500 m di atas permukaan laut. Wilayah ini merupakan satu diantara kawasan perbukitan dengan kelerengan terjal yang berada di ibu kota Kalimantan Timur. Kelurahan Selili termasuk kawasan pemukiman padat. Sehingga wilayah ini rawan longsor tercatat sudah tiga kali longsor terjadi yaitu tahun 1998, 2006 dan 2015. Satu diantara metode yang dapat digunakan untuk menginvestigasi bidang gelincir adalah metode geolistrik tahanan jenis. Metode geolistrik ini bersifat tidak merusak lingkungan, biaya relatif murah dan mampu mendeteksi lapisan-lapisan tanah sampai kedalaman beberapa meter di bawah permukaan tanah. Oleh karena itu metode ini dapat dimanfaatkan untuk survey daerah rawan longsor, khususnya untuk menentukan ketebalan lapisan yang berpotensi longsor serta litologi lapisan-lapisan batuan bawah permukaan. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi zona lemah berpotensi
Longsor merupakan perpindahan massa tanah secara alami, yang terjadi dalam waktu singkat dan dengan volume yang besar. Pengangkutan massa tanah pada peristiwa longsor terjadi sekaligus, sehingga tingkat kerusakan yang ditimbulkan besar. Suatu daerah dinyatakan memiliki potensi longsor apabila memenuhi tiga syarat, yaitu: 1) lereng cukup curam, 2) memiliki bidang luncur berupa lapisan di bawah permukaan tanah yang semipermeable, dan 3) terdapat cukup air untuk menjenuhi tanah di atas bidang luncur. (Agustina dkk, 2014). Secara fisis faktor-faktor yang mempengaruhi peristiwa longsor adalah penambahan massa tanah/batuan. Berkurangnya gaya ikat antara tanah dan batuan dan bertambahnya kemiringan lereng. Menurut Sugito (2010) penyebab longsor yang sangat berpengaruh adalah bidang gelincir (slip surface) atau bidang geser (shear surface). Wilayah Kelurahan Selili merupakan satu diantara beberapa lokasi di Samarinda yang 32
Prosiding Seminar Sains dan Teknologi FMIPA Unmul Vol. 1 No. 1 Juli 2016, Samarinda, Indonesia ISSN : 2528 - 0988 longsor berdasarkan interpretasi geolistrik pada lokasi penelitian.
data
lapisan batuan bawah tanah secara vertikal, dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger. Data yang diperoleh berupa arus (I dalam Ampere) dan beda potensial (ΔV dalam Volt). Dengan mengetahui nilai beda potensial dan arus listrik maka nilai tahanan jenis perlapisan batuan bawah permukaan dapat diprediksi. Hubungan antara tahanan jenis, beda potensial dan arus listrik yang terukur memenuhi persamaan:
Tinjauan Pustaka Batuan dasar adalah batuan yang belum mengalami pelapukan dan relatif masih berada pada tempat aslinya. Batuan ini mendasari tipe batuan yang ada diatasnya. Batuan dasar mempunyai sifat lebih masif dan mempunyai nilai resistivitas yang tinggi, selain itu juga mempunyai sifat impermeabel yaitu tidak menyerap air. Setiap daerah memiliki batuan dasar yang berbeda-beda tergantung dari sejarah geologis tempat tersebut, jadi bisa berupa batuan beku, batuan sedimen maupun batuan metamorf. Tanah longsor adalah perpindahan material pembentuk lereng berupa batuan, bahan rombakan, tanah, atau material campuran yang, bergerak ke bawah atau keluar lereng (Varnes, 1978.). Proses terjadinya tanah longsor dapat diterangkan sebagai berikut: air yang meresap ke dalam tanah akan menambah bobot tanah. Jika air tersebut menembus sampai tanah atau batuan kedap air yang berperan sebagai bidang gelincir, maka tanah atau batuan tersebut menjadi licin dan tanah pelapukan di atasnya akan bergerak mengikuti lereng dan keluar lereng. Geolistrik merupakan satu diantara metode geofisika yang mempelajari sifat-sifat aliran listrik di dalam batuan dan bagaimana cara mendeteksinya dipermukaan bumi. Tujuannya adalah menggambarkan distribusi tahanan jenis bawah permukaan.
a K
V I
(1)
dimana K adalah faktor geometri elektroda (dalam meter) yang dinyatakan oleh:
K
( L2 l 2 ) 2l
(2)
dengan :
L l
: jarak elektroda Arus : jarak elektroda Potensial
Data yang dihasilkan dari kegiatan pengukuran tahanan jenis, selanjutnya dilakukan inversi menggunakan software komputer untuk menghasilkan model kondisi dibawah permukaan. Pada tahap ini disebut dengan proses interpretasi tujuannya untuk mengetahui jenis-jenis batuan yang ada pada masing-masing titik dengan mengkorelasikan nilai resistivitas batuan yang terdapat pada tabel acuan.dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 1. Nilai Resistivitas Material-Material Material Resistivitas (Ωm) Tanah lempungan, basah 1,5 – 3 lembek Lempung Kelanauan & 3 – 15 tanah basah lembek Tanah lanauan 15 – 50 Lempung 2 – 20 Batu lempung 100 – 300 Batupasir lempung 50 – 300 Batu pasir 500 – 3000 Batuan dasar berkekar terisi 150 – 300 tanah lembab Pasir kerikil bercampur 300 lanau Pasir kerikil terdapat lapisan 300 – 2400 lanau Batuan dasar berkekar terisi 300 – 2400 tanah kering Sumber : (Dinas Pertambangan, 2010 dalam Rosmelia Ari Sundoro 2012)
Gambar 1. Metode Geolistrik Vertical Electrical Sounding (VES) dengan konfigurasi Schlumberger
Sehingga nilai kedalaman dan ketebalan pada batuan dasar pada lokasi penelitian dapat ditentukan. Namun perlu diperhatikan, dalam proses interpretasi juga diperlukan
Pengukuran besarnya tahanan jenis batuan bawah permukaan tanah dengan menggunakan vertical electrical sounding, bertujuan untuk mengetahui variasi susunan 33
Prosiding Seminar Sains dan Teknologi FMIPA Unmul Vol. 1 No. 1 Juli 2016, Samarinda, Indonesia ISSN : 2528 - 0988 Morfologi Lokasi Penelitian Morfologi sekitar lokasi penelitian berupa perbukitan yang menjadi kawasan padat pemukiman terlihat dari banyaknya bangunan-bangunan yang berdiri maupun sisa puing bangunan yang rubuh akibat longsor di sekitar lokasi penelitian. Selain bangunan-bangunan pemukiman warga terdapat pula Perusahaan PDAM yang berada diatas lereng searah dengan longsor. Untuk Morfologi sekitar lokasi penelitian berupa kawasan yang datar dianggap tidak menimbulkan kekhawatiran terjadinya gerakantanah atau longsor dibandingkan morfologi yang mempunyai lereng, karena gerakantanah dapat terjadi mengikuti sudut kelerengan tersebut.
pengamatan keadaan kondisi litologi, morfologi dan struktur geologi di lokasi penelitian. Agar hasil interpretasi akurat dan sesuai dengan keadaan geologi daerah penelitian. Kondisi Umum Daerah Penelitian Daerah penelitian berada di Kelurahan Selili Kecamatan Samarinda Ilir, Kota O Samarinda pada koordinat 117 09' 24,12" O O sampai 117 09' 25,38" BT dan 00 31' O 12,48" sampai 00 31' 13,36" LS,
Hasil Pengolahan Data Pengambilan data dilakukan dengan mengambil data sebanyak 3 lintasan yang memotong arah longsoran. Masing-masing panjang lintasan 100 m didukung dengan data lapangan berupa data keadaan litologi, geomorfologi, struktur geologi, dan stratigrafi. Untuk menghasilkan gambaran lapisan bawah permukaan dapat dengan cara menggabungkan hasil pengolahan data titik sounding pada masing-masing setiap ketiga lintasan.sehingga menghasilkan penampang lintang semu di bawah permukaan sebagai berikut :
Gambar 2. Peta Lokasi Penelitian Hasil Dan Pembahasan Gambar 3. Penampang Lintang Semu Pada Lintasan 1 dan 2
Kondisi Geologi Lokasi Penelitian Kondisi geologi lokasi penelitian perlu dikaji dengan tujuan untuk memberikan gambaran mengenai kondisi litologi, morfologi dan struktur geologi di lokasi penelitian. Litologi Lokasi Penelitian Litologi lokasi penelitian sebagian besar tersusun atas litologi yang sudah tidak segar atau sudah lapuk. Kondisi litologi yang sudah tidak segar lagi tidak cukup kuat jika di atasnya didirikan bangunan karena ikatan butir batuannya tidak kuat lagi atau rapuh. Litologi lokasi penelitian berupa material tanah lempung sampai dengan lempung kelanauan sebagai permukaan tanah.
Gambar 4. Penampang Lintang Semu Pada Lintasan 2 dan 3 Dari gambar penampang lapisan bawah permukaan pada gambar di atas, dapat 34
Prosiding Seminar Sains dan Teknologi FMIPA Unmul Vol. 1 No. 1 Juli 2016, Samarinda, Indonesia ISSN : 2528 - 0988 dibuat hasil interpretasi Dengan mengkorelasikan pada setiap lintasan secara berurut. Dengan tujuan untuk mengetahui perbedaan kedalaman, dan struktur pada setiap jenis lapisan di bawah permukaan tanah. Perbedaan kedalaman dan struktur pada setiap jenis lapisan akan
mempermudah untuk mengidentifikasi penyebab terjadinya longsor pada zona lemah berpotensi longsor serta memberikan informasi keadaan litologi dibawah permukaan tanah. Hasil interpretasi dapat ditunjukkan pada tabel berikut :
Tabel 2. Hasil Interpretasi Lintasan 1 dan Lintasan 2
Nilai Resistivitas (Ωm)
Jenis Batuan
Kedalaman
Lintasan 1 Lintasan 2 (m) (m) 0 – 15 Lempung Kelanauan – 0 – 5,01 15 – 46,3 Lanauan 0 – 3,98 5,01 – 25,1 46,3 – 147 Batupasir lempung 3,98 – 15,8 25,1 – 39,8 ≥147 Batu lempung 15,8 – 39,8 – Tabel 3. Hasil Interpretasi Lintasan 2 dan Lintasan 3 Nilai Jenis Batuan Kedalaman Resistivitas (Ωm) 0 – 15 15 – 30 46,3 – 147
Lempung Kelanauan Lanauan Batupasir lempung
Lintasan 2 (m) 0 – 5,01 5,01 – 25,1 25,1 – 39,8
Dari hasil interpretasi pada lintasan 1, lintasan 2 dan lintasan 3. Menghasilkan penampang lapisan bawah permukaan pada lintasan1, 2 dan 3 sebagai berikut :
Lintasan 3 (m) 0 – 15,8 15,8 – 39,8 –
(lemah) hal ini disebabkan oleh pelapukan atau resapan air. Lapisan lempung kelanauan memilliki porositas sebesar 40 – 50% dan permeabilitas sebesar 0,0001 cm/jam dan lapisan lanau memilliki porositas sebesar 35 – 50% dan permeabilitas sebesar 0,0001 cm/jam sehingga sangat rentan jika terkena air. Lapisan lempung kelanauan dan lapisan lanau dapat menjadi material maupun pembawa material yang akan bergerak ke daearah yang lebih rendah, sedangkan lapisan batupasir lempung berperan sebagai bidang gelincir.
Lempung Kelanauan
Lanauan
Batupasir Lempung
Kesimpulan
Batu Lempung
Bidang gelincir terletak di lapisan batupasir lempung, pada kedalaman 3,98 – 39,8 meter. Pada lapisan ini merupakan lapisan kedap air sehingga dapat bertindak sebagai bidang gelincir. Berbeda dengan lapisan lempung kelanauan pada kedalaman 0 – 15,8 meter dan lapisan lanauan pada kedalaman 0 – 39,8 meter. Merupakan lapisan lemah disaat musim hujan sehingga dapat menjadi material maupun pembawa material yang akan bergerak ke daearah yang lebih rendah.
Gambar 5. Penampang Lapisan Bawah Permukaan Pada Lintasan 1, 2 dan 3 Berdasarkan hasil interpretasi dan penampang lapisan bawah permukaan lintasan 1, lintasan 2 dan lintasan 3, maka dapat dikatakan bahwa bidang gelincir terletak pada lapisan batupasir lempung. Lapisan batupasir lempung memiliki porositas 10 – 20 % dan permeabilitas sebesar 0,83 – 12,92 cm/jam sehingga dapat berperan menjadi lapisan kedap air. Berbeda dengan lapisan lempung kelanauan dan lapisan lanauan yang merupakan jenis tanah tidak kompak, 35
Prosiding Seminar Sains dan Teknologi FMIPA Unmul Vol. 1 No. 1 Juli 2016, Samarinda, Indonesia ISSN : 2528 - 0988 Ucapan Terima Kasih
[10] Sosrodarsono, Suyono dan Kazuto Nakazawa.1984.Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi.Jakarta : P.T. Pradnya Paramita. [11] Sundoro, Ari Rosmelia. 2012 Interpretasi Kedalaman Batuan Dasar (Basement) Menggunakan Metode Geolistrik (Studi Kasus Proyek Pembangunan Convention Hal Samarinda, Kalimantan Timur), Skripsi Program Studi Fisika, FMIPA UNMUL, Samarinda. [12] Telford, W.M, Geldart, L.P., Sheriff, dan Keys, D.A.1976:Applied Geophysics, Cambridge University Pres, London. [13] Telford, W.M., L.P. Geldart, & R.E. Sheriff, 1990, Applied Geophysics Second Edition, Cambridge University Press, London. [14] Vulcanologi Survei Indonesia, 2015. Pengenalan Gerakan Tanah. http://merapi.vsi.esdm.go.id. Diakses di Samarinda, 13 April 2015 pukul 22:01 Wita. [15] Wijaya, Lean. 2009, Identifikasi Pencemaran Airtanah Dengan Metode Geolistrik Di Wilayah Ngringo Jaten Karnganyar. FMIPA Universitas Sebelas Maret, Surakarta. [16] Zohdy, A. A., Eaton, G. P., Mabey, D. R., 1980, Application Of Surface Geophysics To Ground-Water Investigation, Chaptere D1, United States Govermant Printing Office, Washington.
Ucapan terima kasih ditujukan kepada Erham Yusuf, S.Pd, M.Pd., selaku Kepala Badan Kesatuan Bangsa dan Politik Kota Samarinda dan Suwarno, S.Sos., selaku Kepala Kelurahan Selili yang telah memberikan izin dan kesempatan untuk melaksanakan penelitian. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Drs. Supriyanto, MT, dan Dr. Sc.Mustaid Yusuf, M.Si, yang telah memberikan kritik, ide dan saran dalam penelitian ini. Daftar Pustaka [1] Bowles, J. E.1989. Sifat-sifat Fisis Dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah). Erlangga: Jakarta. [2] Endarto, Danang.2005 Pengantar Geologi Dasar. LPP UNS UPT Penerbitan dan UNS Press, Surakarta. [3] Fatoba, J. O., J.O. Alo & A.A. Fakeye, 2010, Geoelectric Imaging for Foundation Failure Investigation at Olabisi Onabanjo University (O.O.U.) Minicampus, Ago Iwoye, Southwestern Nigeria, Departement of Earth Sciences, Olabisi Onabanjo Univesity, Ogun State. [4] Freedman & Young. 2011. Fisika Universitas Edisi Kesepulih Jilid 2. Erlangga: Jakarta. [5] Kurniasari, Priyani.2008.Identifikasi Batuan Dasar (Bedrock) Dengan Metode Resistivitas Konfigurasi Schlumberger di Universitas Sebelas Maret Surakarta. Skripsi Jurusan Fisika, FMIPA UNS, Surakarta. [6] Muallifah, Faqih. 2009 Perancangan dan Pembuatan Alat Ukur Resistivitas Tanah. Jurnal Neutrino Vol. 1, No. 2. [7] Noviar, Ahmad. 2014 Interpretasi PolaRecharge Area Sumber Mataair Artesis Menggunakan Metode Tahanan Jenis (Studi Kasus di Kelurahan Tanjung Harapan Kecamatan Samboja Kabupaten Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur), Skripsi Program Studi Fisika, FMIPA UNMUL, Samarinda. [8] Santoso, Djoko. 2002, Pengantar Teknik Geofisika, Penerbit ITB, Bandung. [9] Singh, K.B, Lokhande, R.D and Prakash, A.2004.Multielectrode resistivity imaging technique for the study of coal seam. Central Mining Research Institute. Journal of Scientific and Industrial Research. Vol. 63. pp 927-930.
36
