ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO

Transkripsi

1 ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO STUDI GEOLISTRIK DAN GEOLOGI PADA DAERAH RAWAN GERAKAN TANAH Abdul Mukaddas * Abstract The purpose of this research, which was done in Cilebak Kuningan West Java, is to look for the cause of factors of the happening masswasting to be identified and predicted on stability of slope in this area. In this research, applied resistivity method of Wenner-Schlumberger configuration is applied to know thickness of coat decay and deepness of slip. Data processing of geoelectric was done constructively Res2Dinv program to narrate the condition of subsurface. Its result interpreted by pursuant value of resistivity rock type. From cross section trajectory of measurement with direction of C D and E F, there are rock coat with the value of resistivity about 3,1 Ωm 4,5 Ωm and 3,7 Ωm 6,7 Ωm with the deepness reach metre. This coat was predicted by as impermeable claystone of area personating able to slip. It was predicted as thick moudly coat reach about 6 10 metre. From the evaluation on some aspects of related to cause of the happening masswasting like hydrology, geology, topography, layout of area farm and geophysics aspect, is estimated to cause of the happening masswasting in Cilebak, for example high precipitation, slope bevel inclination, situation slip and influence layout of area. Keywords: Geoelectric, masswasting Abstrak Telah di lakukan penelitian di Cilebak Kuningan Jawa Barat guna mencari faktor faktor penyebab terjadinya gerakan tanah untuk diidentifikasi dan diprediksi terhadap kestabilan lereng di daerah tersebut. Pada penelitian ini diterapkan metode geolistrik tahanan jenis dengan konfigurasi elektroda Wenner Schlumberger untuk mengetahui ketebalan lapisan pelapukan dan kedalaman bidang gelincir. Pengolahan data geolistrik dilakukan dengan bantuan Program Res2Dinv untuk mencitrakan kondisi di bawah permukaan. Hasilnya ditafsirkan berdasarkan nilai tahanan jenis batuan. Dari penampang tahanan jenis untuk lintasan pengukuran dengan arah C D dan E F terdapat lapisan batuan dengan nilai tahanan jenis sekitar 3.1 Ωm 4.5 Ωm dan 3.7 Ωm 6.7 Ωm dengan kedalaman mencapai meter. Lapisan ini diduga sebagai batulempung kedap air yang dapat berperan sebagai bidang gelincir. Lapisan batuan yang diduga sebagai lapisan lapuk ketebalannya mencapai sekitar 6 10 meter. Dari evaluasi terhadap beberapa aspek yang berkaitan dengan penyebab terjadinya gerakan tanah seperti aspek hidrologi, geologi, topografi, tataguna lahan dan aspek geofisika, diperkirakan sebagai penyebab terjadinya gerakan tanah di Cilebak, antara lain curah hujan yang tinggi, kemiringan lereng perbukitan yang terjal, letak bidang gelincir yang dalam dan pengaruh tataguna lahan daerah. Kata kunci: Geolistrik, Gerakan tanah 1. Pendahuluan Gerakan tanah merupakan proses alam yang seringkali membawa bencana yang merugikan ekonomi dan jiwa. Aktivitas gerakan tanah terjadi pada April 2004 di Daerah Cilebak Kabupaten Kuningan Provinsi Jawa Barat mengakibatkan lahan pertanian penduduk rusak dan jalur jalan kabupaten yang menghubungkan Daerah Cilebak Subang mengalami penurunan/ amblas sedalam 1,2 meter dan rusak sepanjang 50 meter. * Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Tadulako, Palu

2 Fenomena gerakan tanah di Provinsi Jawa Barat, bukanlah masalah baru, karena beberapa wilayah termasuk dalam zona rentan gerakan tanah. Gerakan tanah jenis longsoran umumnya terjadi pada kondisi curah hujan yang tinggi. Faktor lain yang juga mempengaruhi adalah kondisi tanah/batuan, ketebalan tubuh tanah, kemiringan lereng, keadaan vegetasi dan pola penggunaan lahan. Berdasarkan data kejadian bencana gerakan tanah Direktorat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, dari tahun 1990 hingga 2004 Provinsi Jawa Barat paling sering dilanda bencana yaitu 582 kejadian, kemudian disusul Jawa Tengah 253 kejadian dan Jawa timur 27 kejadian. Korban jiwa akibat bencana tersebut untuk Jawa Barat 415 jiwa, Jawa Tengah 233 jiwa dan Jawa Timur 80 jiwa. Direktorat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi telah melakukan berbagai upaya penanganan bencana geologi guna memberi kemudahan kepada Pemerintah Daerah setempat dalam mengambil langkah langkah penanggulangan. Salah satu upaya tersebut adalah tindakan pemeriksaan, yaitu melakukan penyelidikan di daerah yang tertimpa bencana sehingga dapat diketahui penyebab dan cara penanggulangannya. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi faktor-faktor penyebab terjadinya gerakan tanah dengan studi kasus di daerah Cilebak Kuningan Jawa Barat. 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Gerakan tanah Gerakan tanah (masswasting) adalah gerakan material pembentuk lereng berupa tanah, batuan atau kombinasi jenis material tersebut ke tempat yang lebih rendah karena pengaruh gaya gravitasi, (Chowdhuri, 1978). Semakin curam suatu lereng semakin besar kemungkinan material tersebut jatuh ke tempat yang lebih rendah. Secara umum pengaruh gravitasi dapat dinyatakan sebagai: F = W sin θ....(1) Dimana, F = gaya gravitasi, W = berat massa di suatu titik dan θ = sudut lereng. W Cos θ W W Sin θ Gambar 1. Komponen gaya yang bekerja pada lereng Longsor terjadi karena adanya gangguan kesetimbangan gaya yang bekerja pada lereng yakni gaya pendorong (tegangan geser) dan gaya penahan (kuat geser). Ketidaksetimbangan gaya yang bekerja tersebut disebabkan oleh adanya suatu proses yang menaikkan gaya pendorong atau mengurangi gaya penahan massa tanah/batuan menyebabkan lereng menjadi tidak stabil sehingga massa tanah/ batuan bergerak turun. Meningkatnya gaya pendorong (MF) pada lereng dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti besarnya sudut kemiringan lereng, air, penambahan beban pada lereng yang meliputi peningkatan berat volume tanah akibat pengaruh air hujan dan pembangunan gedung, jalan dan sejenisnya di atas lereng. Sedangkan berkurangnya gaya penahan (RF) pada lereng umumnya dipengaruhi oleh penurunan kekuatan batuan dan kepadatan tanah. Pada prinsipnya kestabilan lereng diindikasikan oleh parameter faktor keamanan (FK) yang merupakan perbandingan antara gaya penahan (RF) dengan gaya pendorong (MF) yang bekerja pada massa tanah/ batuan yang dinyatakan sebagai: FK = Σ RF (2) Σ MF θ 263

3 Faktor keamanan lebih besar dari satu mengindikasikan lereng stabil dan sebaliknya jika lebih kecil dari satu. Varnes (1978), mengklasifikasikan gerakan tanah didasarkan pada mekanisme gerakan dan jenis material yang bergerak. Klasifikasi tersebut sebagai berikut : Jatuhan (falls), Robohan (topples), Rayapan tanah ( soil creep), Longsoran(slides). Aliran (flows) dan Gabungan (complex). Pada jenis jatuhan (falls), mekanisme gerakan massa tidak mengalami geseran dan umumnya bergerak melalui udara mencakup gerak jatuh bebas, loncatan atau menggelinding. Dari beberapa tipe pergerakan seperti tercantum di atas, jatuhan dan robohan umumnya terjadi pada lereng batuan dan yang lainnya terjadi pada lereng yang material pembentuknya tanah. Rayapan tanah (soil creep), gerakan tanah yang sangat lambat dan sulit diamati secara langsung dan biasanya terjadi pada lereng landai. Longsoran (slides), gerakan massa mengalami geseran sepanjang satu atau beberapa bidang permukaan. Tipe ini geserannya melalui bidang gelincir yang dapat berupa kurva lengkung atau bentuk planar. Aliran (flow), pada jenis ini umumnya material longsoran berupa campuran tanah dan batu berupa lumpur dan bergerak sangat cepat. 2.2 Metode Geolistrik Tahanan jenis Metode tahanan jenis adalah salah satu dari kelompok metoda geolistrik yang digunakan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan dengan cara mempelajari sifat aliran listrik batuan di bawah permukaan bumi. Penyelidikan ini meliputi pendeteksian besarnya medan potensial, medan elektromagnetik yang diakibatkan oleh aliran arus listrik secara alamiah maupun secara buatan. Metoda ini dilakukan dengan mengalirkan arus listrik searah ke dalam bumi melalui elektroda arus, selanjutnya distribusi medan potensialnya diukur dengan elektroda potensial. Variasi tahanan jenis diturunkan dari hasil pengukuran beda potensial tersebut (Santoso, 2002). 2.3 Konfigurasi Elektroda dan faktor geometri Dalam eksplorasi geolistrik tahanan jenis, karakteristik yang dipertimbangkan dalam pemilihan konfigurasi elektroda adalah sensitivitas konfigurasi terhadap perubahan nilai resistivitas bawah permukaan baik secara vertikal maupun horizontal dan penetrasi kedalaman. Karenanya diperlukan suatu perbandingan posisi titik pengamatan terhadap sumber arus. Perbedaan letak titik tersebut akan mempengaruhi besar medan listrik yang akan diukur. Karena elektroda pada saat melakukan pengukuran disusun sedemikian rupa, maka perlu dilakukan perhitungan terhadap konfigurasi elektroda. Suatu besaran yang berfungsi sebagai faktor untuk mengoreksi berbagai konfigurasi elektroda disebut sebagai faktor geometri. Faktor geometri (K) merupakan besaran penting dalam pendugaan tahanan jenis vertikal maupun horizontal. Besaran ini tetap untuk konfigurasi elektroda yang tetap. Dengan mengubah jarak antar elektroda untuk kepentingan eksplorasi dapat diperoleh berbagai variasi nilai tahanan jenis terhadap kedalaman. Hasil pengukuran dilapangan sesudah dihitung nilai tahanan jenisnya, merupakan fungsi dari konfigurasi elektroda dan berkaitan dengan kedalaman penetrasinya. Semakin besar jarak antar elektroda, semakin dalam penetrasi arus yang diperoleh yang tentu juga sangat ditentukan oleh kuat arus yang dialirkan melalui elektroda arus. 2.4 Metode Wanner - Schlumberger Konfigurasi Wenner-Schlumberger merupakan gabungan antara metode Wenner yang sensitif terhadap perubahan lateral dengan metode Schlumberger yang sensitif terhadap perubahan vertikal. Kedua konfigurasi ini digunakan secara bersamaan dalam suatu pengukuran tahanan jenis. 264

4 Faktor geometri (K) untuk konfigurasi ini adalah K = π n(n+1)a, dimana a adalah spasi elektroda dan n adalah perbandingan jarak elektroda C1-P1 atau P2-C2 dengan dengan spasi a (Gambar 2.) 3. Metode Penelitian 3.1 penyelidikan lapangan Penyelidikan ini diawali dengan kegiatan observasi lapangan meliputi pengamatan kondisi geologi, keairan, vegetasi dan tataguna lahan di Daerah Cilebak yang dilanjutkan dengan survai geofisika dengan metode geolistrik tahanan jenis susunan Wenner Schlumberger. Pengolahan data geolistrik dilakukan dengan bantuan program Res2Dinv yang dilengkapi dengan Dongle karena data yang diolah terdapat data tofografi. 3.2 Lokasi dan kondisi Geologi daerah Cilebak Lokasi terjadinya longsoran terletak di Desa Cilebak Kecamatan Cilebak Kabupaten Kuningan Jawa Barat secara geografis terletak pada koordinat BT dan LS. Secara morfologi Daerah Cilebak merupakan daerah perbukitan yang membentang sekitar arah Timur tenggara - Barat barat laut dengan kemiringan lereng sekitar 9-40 hingga terjal. Longsoran terjadi pada lereng sebelah utara dengan kemiringan sekitar 45. Secara regional berdasarkan peta geologi lembar Majenang skala 1: (Kastowo dan N. Suwarna, 1996), batuan di daerah penelitian disusun oleh batuan Formasi Halang (Tmph). Formasi batuan tersebut terdiri atas : batupasir tufaan, batulempung, konglomerat, breksi bersisipan andesit. Perselingan batulempung- batupasir tersingkap di daerah tebing Sungai Cimonte dengan kedudukan batuan N 89 E /25 miring ke arah Selatan. Struktur geologi yang terdapat di daerah ini adalah sesar naik dan antiklin yang berarah Barat Timur. Gambar 2. Berbagai konfigurasi elektroda dan faktor geometrinya untuk perhitungan resistivitas (Santoso, 2002) 265

5 3.3 Keairan dan tataguna lahan Air permukaan di daerah penelitian ditampung oleh lahan persawahan, Sungai Ci Monte dan sungai - sungai kecil yang terletak di sebelah barat dan timur daerah penelitian. Sungai tersebut mengalir sepanjang tahun dengan debit air relatif besar. Aliran sungai ini dimanfaatkan oleh penduduk setempat untuk mengairi areal persawahan di lereng bagian bawah. Air tanah di daerah ini cukup tinggi, hal ini ditandai oleh adanya mata air di beberapa tempat waktu musim hujan. Secara umum tataguna lahan daerah ini didominasi oleh persawahan dan kebun campuran yang ditanami jagung, ketela, pisang dan beberapa jenis tanaman lainnya. Persawahan dan kebun tersebut menempati lereng bagian tengah dan bawah. Permukiman penduduk terletak sekitar 500 meter dari lokasi bencana ke arah timur. 3.4 Peralatan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut, Kompas geologi GPS Alat ukur T0 Satu unit resistivity meter Naniura beserta kelengkapannya Palu geologi Meteran Kamera 3.5 Pengambilanb data Geolistrik Prosedur pengukuran geolistrik diawali dengan penentuan titik lintasan pengukuran yaitu dengan cara mengukur jarak dan ketinggian antartitik sepanjang lintasan, hal ini bertujuan selain untuk memudahkan penempatan elektroda saat pengukuran dilakukan, juga akan didapatkan data hasil pengukuran yang sesuai dengan topografi daerah penyelidikan. Selanjutnya dilakukan pengukuran tahanan jenis dengan susunan elektroda Wenner Schlumberger dengan cara mengalirkan arus listrik ke dalam bumi melalui elektroda arus dan distribusi potensialnya diukur dengan elektroda potensial. Pengukuran ini dilakukan dengan dua lintasan yaitu lintasan C D dengan arah Selatan barat daya Utara timur laut dan lintasan E F dengan arah Tenggara Barat laut, panjang masing-masing lintasan 154 meter. 3.6 Pengolahan Data Geolistrik Dengan memasukkan faktor geometri (K) untuk perhitungan konfigurasi elektroda yang digunakan pada data hasil pengukuran geolistrik yaitu kuat arus (I) dan beda potensial (V), kemudian dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai tahanan jenis semu (ρa). Selanjutnya nilai distribusi ρa ini bersama faktor a (jarak antarelektroda) dan n, serta lokasi titik data D digunakan sebagai parameter input untuk pengolahan data. Pengolahan data lapangan hasil pengukuran geolistrik dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Res2Dinv. Pada tahap ini dicoba untuk menampilkan model 2D untuk mendapatkan nilai tahanan jenis dan kedalaman sebenarnya. Untuk meyakinkan kualitas dari hasil pemodelan inversi, nilai tahanan jenis dan kedalaman sebenarnya yang pertama sekali dihitung digunakan untuk mendapatkan nilai tahanan jenis berikutnya. Proses inversi tersebut dilakukan terus menerus (iterasi) oleh perangkat lunak untuk mendapatkan hasil yang maksimal. 4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil pengolahan Data Geolistrik Penampang tahanan jenis hasil pengolahan data geolistrik Daerah Cilebak, menampilkan citra kondisi bawah permukaan dengan penampakan secara 2D seperti terlihat pada gambar 2 dan gambar Hasil evaluasi Berdasarkan informasi penduduk setempat dan pengamatan di lapangan diperoleh gambaran secara umum kondisi vegetasi Daerah Cilebak. Pada akhir tahun 1980-an sebagian besar masih berupa lahan hijau dan berubah secara signifikan pada tahun 266

6 2004, dimana banyak sekali lahan hijau yang dialihfungsikan sebagai lahan untuk memenuhi kebutuhan penduduk. Alihfungsi itu berupa keperluan permukiman, lahan persawahan, perkebunan, dan aktivitas lainnya yang membutuhkan lahan kosong. Alih fungsi lahan berupa lahan persawahan dapat menjadi daerah sumber air permukaan. Air hujan yang ditampung lahan persawahan secara perlahan akan mengalir ke dalam lapisan tanah, hal ini berpengaruh terhadap meningkatnya gaya dorong tanah pada lereng tersebut. Untuk kegiatan perkebunan umumnya ditanami jenis tanaman yang memiliki karakteristik akar yang tidak kuat seperti pohon ketela, jagung dan pisang. Dengan jenis tanaman seperti itu tidak cukup kuat untuk menahan air terutama pada saat curah hujan tinggi. Gambaran kondisi keairan di lokasi daerah penelitian diperoleh dari pengamatan terhadap beberapa sumur gali warga setempat yang memperlihatkan kedalaman rata rata 4 6 meter. Pada lereng bagian atas di sekitar daerah terkena longsoran terdapat mata air yang mengalir secara liar terus menerus mengisi retakan tanah, dan hal ini akan mempercepat tanah pada lereng tersebut jenuh air. Berdasarkan data curah hujan tahunan dari tahun yang diperoleh dari stasiun penakar Waduk Darma menunjukkan curah hujan bulanan tertinggi terjadi antara bulan November sampai April yaitu mm/bulan. Angka ini melampaui curah hujan normal untuk daerah tersebut yaitu 172,3 mm/bulan. Besarnya curah hujan, tinggi muka air tanah dan adanya mata air seperti tercantum di atas, berpengaruh terhadap terjadinya longsoran di Cilebak. Selatan barat daya C Utara timur laut D Bidang gelincir Lapisan mengandung air Bidang gelincir Gambar 2. Penampang tahanan jenis lintasan C D dengan topografi 267

7 Tenggara E Bidang gelincir Barat laut F E F Gambar 3. Penampang tahanan jenis lintasan E F dengan topografi Dari pengamatan secara visual di lapangan terlihat tanah penutup berupa lempung pasiran, gembur dan mudah meresapkan air, sehingga berpengaruh terhadap penyaluran air sampai ke bidang gelincir. Kondisi ini pada akhirnya dapat menyebabkan tanah yang berada di atas bidang gelincir jenuh air dan labil. Dari kondisi geologi, berdasarkan peta geologi lembar Majenang Skala 1 : , diperoleh gambaran kemiringan perlapisan batuan di daerah penelitian miring ke arah selatan. Selain itu, juga terdapat singkapan di tebing Sungai Cimonte yang memperlihatkan perselingan batupasir batulempung dengan kedudukan N 89 E /25. Atas dasar ini, diperkirakan kemiringan perlapisan batuan di daerah longsoran tidak searah kemiringan lereng, dan hal ini dapat menghambat terjadinya longsoran. Berdasarkan hasil pengolahan data geolistrik untuk lintasan pengukuran C D terlihat beberapa lapisan tanah/ batuan dengan variasi nilai tahanan jenis sekitar 0.6 Ωm 39.7 Ωm. Umumnya lapisan tersebut poros berisi air. Berdasarkan nilai tahanan jenis dan data geologi daerah tersebut, lapisan dengan nilai tahanan jenis sekitar 0.6 Ωm 2.1 Ωm diduga sebagai batupasir tufaan dengan kandungan air yang cukup tinggi. Lapisan dengan nilai tahanan jenis 3.7 Ωm 6.7 Ωm diduga sebagai lempung. Lapisan ini dapat berperan sebagai bidang gelincir, dan kedalamannya mencapai sekitar 10 meter. Lapisan dengan nilai tahanan jenis 12.2 Ωm 22 Ωm diduga terdiri dari lempung pasiran dan soil (lapisan lapuk) dengan ketebalan sekitar 6 meter. Pengukuran geolistrik lintasan E F (Tenggara Barat laut) dilakukan di daerah persawahan yang mengalami retakan dan rusak akibat gerakan tanah. Pengukuran untuk lintasan ini bertujuan mengetahui ada tidaknya lapisan batuan yang diduga sebagai bidang gelincir pada arah tersebut, sehingga dengan membandingkan arah kedua lintasan dapat diperkirakan kecenderungan arah gerakan tanah di lokasi daerah penelitian. Dari penampang tahanan jenis (Gambar 3) 268

8 terdapat lapisan batuan dengan nilai tahanan jenis sekitar 3.1Ωm 4.5Ωm. Lapisan ini diduga sebagai lempung dan dapat berperan sebagai bidang gelincir. Kedalamannya mencapai sekitar 20 meter. Lapisan dengan nilai tahanan jenis sekitar 6.5 Ωm 9.3 Ωm diduga terdiri dari lempung pasiran dan soil (lapisan lapuk), dengan ketebalan sekitar 10 meter. Posisi bidang gelincir yang letaknya dalam dapat menyebabkan zona lemah lapisan tanah/ batuan yang berada diatasnya. 5. Kesimpulan Secara ringkas kesimpulan dari penelitian ini sebagai berikut : 1) Berdasarkan pengamatan di lapangan, diperkirakan sebagai penyebab terjadinya gerakan tanah di Cilebak, antara lain pengaruh curah hujan yang tinggi, kemiringan lereng perbukitan yang cukup terjal, pengaruh pola penggunaan lahan dan adanya tanah pelapukan yang relatif tebal ( sekitar 6 10 meter) berada di atas bidang gelincir yang kedalamannya mencapai sekitar meter. Dugaan ketebalan lapisan pelapukan dan kedalaman bidang gelincir didasarkan pada penampang tahanan jenis hasil pengolahan data geolistrik untuk dua lintasan pengukuran (lintasan C D dan E F). 2) Secara umum gerakan tanah yang terjadi di daerah ini selain jenis jatuhan (falls), longsoran, juga jenis rayapan tanah yang ditandai dengan rekahan dan amblasan dengan kedalaman bidang gelincir mencapai puluhan meter. 3) Gerakan tanah ini cenderung bergerak ke arah Sungai Cimonte yang berada di sebelah Utara timur laut lokasi daerah penelitian. Penelitian dan Pengembangan Geologi Bandung Loke, M.H., Barker, R.D., 1995, Least square deconvolution of apparent resistivity pseudosection, Geophysics vol. 60, p Santoso, D., 2002, Pengantar Teknik Geofisika, ITB Bandung Taib, M.I.T., 2000, Dasar metoda Eksplorasi Tahanan Jenis Galvanik, Jurusan Teknik Geofisika FIKTM ITB Bandung Varnes, D.J., 1978, Slope Movement Types and Processes, Landslide analysis and Control, Special Report 176, ed. By R.L Schuster & R.J Krizek, National Academy of Sciences Washinton, D.C, p Wijayanty, M., 2003, Analisis Kelongsoran Lereng Pada Jalur Kereta Api KM 107 Ciganea Dengan Menggunakan Metoda Elemen Hingga, Tesis Magister, Institut Teknologi Bandung 6. Daftar Pustaka Chowdhury, R.N., 1978, Slope Analysis,Elsevier Amsterdam Kastowo dan N. Suwarna., 1996, Peta Geologi Lembar Majenang. Pusat 269