IDENTIFIKASI POLA ALIRAN SUNGAI BAWAH TANAH DAERAH KARST DI DESA GEBANGHARJO KECAMATAN PRACIMANTORO MENGGUNAKAN METODE RESISTIVITY TOMOGRAPHY

Transkripsi

1 IDENTIFIKASI POLA ALIRAN SUNGAI BAWAH TANAH DAERAH KARST DI DESA GEBANGHARJO KECAMATAN PRACIMANTORO MENGGUNAKAN METODE RESISTIVITY TOMOGRAPHY KONFIGURASI WENNER-SCHLUMBERGER Disusun Oleh : YUDI PURWANTO M SKRIPSI PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Agustus, 2017

2 IDENTIFIKASI POLA ALIRAN SUNGAI BAWAH TANAH DAERAH KARST DI DESA GEBANGHARJO KECAMATAN PRACIMANTORO MENGGUNAKAN METODE RESISTIVITY TOMOGRAPHY KONFIGURASI WENNER-SCHLUMBERGER Disusun Oleh : YUDI PURWANTO M SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian Persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Agustus, 2017

3 HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI Identifikasi Pola Aliran Sungai Bawah Tanah Daerah Karst di Desa Gebangharjo Kecamatan Pracimantoro Menggunakan Metode Resistivity Tomography Konfigurasi Wenner-Schlumberger Oleh: Yudi Purwanto M Pembimbing I Telah disetujui oleh Darsono S.Si., M.Si. NIP Tanggal : Pembimbing II Sorja Koesuma, S.Si., M.Si. NIP Tanggal : ii

4 HALAMAN PENGESAHAN Skripsi dengan judul : Identifikasi Pola Aliran Sungai Bawah Tanah Daerah Karst di Desa Gebangharjo Kecamatan Pracimantoro Menggunakan Metode Resistivity Tomography Konfigurasi Wenner-Schlumberger Yang ditulis oleh Nama : Yudi Purwanto NIM : M Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada Hari : Selasa Tanggal : 2 Agustus 2017 Dewan Penguji : 1. Ketua Penguji Budi Legowo, S.Si., M.Si. NIP Sekretaris Penguji Dr. Eng. Budi Purnama. S.Si., M.Si. NIP Anggota Penguji I Darsono, S.Si., M.Si. NIP Anggota Penguji II Sorja Koesuma, S.Si., M.Si. NIP Disahkan pada Tanggal.. Oleh Kepala Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetehuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta Dr. Fahru Nurosyid, S.Si., M.Si. NIP iii

5 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Identifikasi Pola Aliran Sungai Bawah Tanah Daerah Karst di Desa Gebangharjo Kecamatan Pracimantoro Menggunakan Metode Resistivity Tomography Konfigurasi Wenner- Schlumberger adalah benar-benar hasil penelitian saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini isi Skripsi tidak berisi materi yang telah di publikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainya kecuali telah dituliskan di daftar pustaka Skripsi. Segala bentuk bantuan dari semua pihak telah di tulis di bagian saya ucapkan terima kasih. Isi skripsi ini boleh di rujuk atau difotocopy secara bebas tanpa harus memberitahu penulis. Surakarta 31 Juli 2017 Penulis Yudi Purwanto iv

6 MOTTO Dan sebaik-baik manusia adalah orang yang paling bermanfaat bagi manusia. (HR. Thabrani dan Daruquthni) Jika kalian berbuat baik, sesungguhnya kalian berbuat baik bagi diri kalian sendiri (QS. Al-Isra:7) Hidup adalah keberanian menghadapi tanda tanya ( Soe Hok Gie) Alam Telah Hidup Jutaan Tahun, Karena Itu Alam Akan Mengajarkan Lebih Banyak Pengetahuan Daripada Orang-Orang Cerdas yang Anda Temui v

7 PERSEMBAHAN Persembahkan karya ini untuk : Bapak (Sumardi) dan Ibu (Sri Mulyani) Adik (Diah Ayu Puspita Sari) Keluarga Besar Garba Wira Bhuana MAPALA UNS Rekan-Rekan Geofisika UNS Teman-teman Fisika UNS 2013 vi

8 Identifikasi Pola Aliran Sungai Bawah Tanah Daerah Karst di Desa Gebangharjo Kecamatan Pracimantoro Menggunakan Metode Resistivity Tomography Konfigurasi Wenner-Schlumberger Yudi Purwanto M Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret ABSTRAK Penelitian ini dimaksud untuk mengidentifikasi pola aliran sungai bawah tanah di Desa Gebangharjo, Pracimantoro. Jumlah data diambil sebanyak 4 lintasan dengan panjang masing-masing 750 meter, jarak a = 50 meter, dan faktor pengali n = 1, 2, 3, 4, 5, 6. Instrument yang digunakan adalah resistivity OYO model 2119C McOHM-EL. Data diolah menggunakan software Res2Dinv ver untuk mendapatkan penampang resistivitas 2D dan software RockWork16 untuk membuat pemodelan 3D. Hasilnya menunjukkan bahwa keberadaan lorong sungai bawah tanah diduga terdeteksi di lintasan 2 pada titik 350 meter 530 meter kedalaman 65 meter 110 meter, lintasan 3 pada titik 400 meter 500 meter, dan lintasan 4 pada titik 150 meter 300 meter kedalaman 100 meter ke bawah dan pada titik 450 meter 500 meter kedalaman 125 meter ke bawah. Struktur lorong sungai bawah tanah terbentuk dari batugamping konglomerat yang menjadi lapisan penudung. Pola aliran sungai bawah tanah diduga mengalir menuju selatan karena lorong pada lintasan 3 dan lintasan 4 diperoleh lebih rendah dari lintasan 2. Kata kunci : sungai bawah tanah, lapisan penudung, lorong, resistivitas vii

9 Identification of Karst Underground River System in Gebangharjo Village, Pracimantoro by Using Wenner-Schlumberger s Configuration in Resistivity Tomography Method Yudi Purwanto M Physics Department, Faculty of Mathematics and Science Universitas Sebelas Maret ABSTRACT This research is intended to identify of karst underground river system in Gebangharjo Village, Pracimantoro. It is conducted using 4 data with 750 meters in length with each length a = 50 meters and n=1, 2, 3, 4, 5, 6. Resistivity meter OYO 2119C McOHM-EL model is used as the instrument. Furthermore, the data is processed with two softwares; Res2Dinv ver to get 2D resistivity section and RockWork16 to make 3D model of the site. After the process, it is found that the underground river is located in the line 2 on point of 350 meter 530 meter with the depth of 65 meter 110 meter, in line 3 on the point of 400 meter 500 meter, and line 4 on the point of 150 meter 300 meter with the depth of 100 meter and lower, and on the point of 450 meter 500 meter with the depth of 125 meter and lower. Hollow carbonate rocks are structured as the caprock of the underground river. Moreover, It is expected that the underground river is flowing to the South because of the chamber in third and fourth line are lower than second line. Keywords: underground river, caprock, chamber, resistivity viii

10 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan penelitian dalam bentuk skripsi ini. Skripsi berjudul IDENTIFIKASI POLA ALIRAN SUNGAI BAWAH TANAH DAERAH KARST DI DESA GEBANGHARJO KECAMATAN PRACIMANTORO MENGGUNAKAN METODE RESISTIVITY TOMOGRAPHY KONFIGURASI WENNER-SCHLUMBERGER disusun untuk memenuhi syarat menyelesaian studi sarjana Fisika di Universitas Sebelas Maret. Penulisan skripsi ini dapat terselesaikan berkat bantuan dan dukungan dari banyak pihak yang berperan dalam prosesnya. Atas selesainya skripsi ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada : 1. Bapak (Sumardi), Ibu (Sri Mulyani), dan adik (Diah Ayu Puspita Sari) yang selalu memberi dukungan, semangat, dan doa. 2. Bapak Dr. Fahru Nurosyid S.Si., M.Si. selaku Kepala Program Studi Fisika FMIPA UNS 3. Bapak Budi Legowo S.Si., M.Si. selaku Pembimbing Akademik (PA) yang telah membimbing dan memberi arahan untuk menyelesaikan studi ini. 4. Bapak Darsono, S.Si., M.Si., dan Bapak Sorja Koesuma, S.Si., M.Si. selaku pembimbing I dan II yang telah memberi arahan, masukan, dan motivasi selama proses penyusunan skripsi ini. 5. Bapak Ibu dosen beserta Staff di Program studi Fisika FMIPA UNS. 6. Teguh, Luluk, Andhika, Annashr, Diaz, Anton, Berli, Nug beserta keluarga, Lintang, Brenda, dan Chiran yang telah membantu dan melancarkan proses pengambilan data di Pracimantoro. 7. Rekan-rekan laboratorium Geofisika UNS (Fachrul, Luluk, Annashr, Andhika, Diaz, Chiran, Digdyo, Sinta, Fahri, dan Lela) terimakasih sudah bertukar pikiran berbagi ilmu dan saling membantu. 8. Nenek besarta semua sanak saudara yang berada di Solo dan sekitarnya yang selalu memberi dukungan dan bantuan selama mengikuti proses perkuliahan di UNS. ix

11 9. Saudara-saudari keluarga besar Garba Wira Bhuana MAPALA UNS. 10. Teman-teman seperjuangan Fisika UNS Semua pihak yang berperan dan mungkin tidak sempat disebutkan satupersatu. Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini tidak lepas dari kekurangan dan kesalahan. Oleh karena itu, penulis menerima saran dan kritik yang membangun terkait tugas akhir penelitian ini. Semoga skripsi ini dapat memberi manfaat untuk semua pihak yang membutuhkan. Surakarta, 31 Juli 2017 Yudi Purwanto x

12 PUBLIKASI Sebagian dari skripsi yang berjudul Identifikasi Pola Aliran Sungai Bawah Tanah Daerah Karst di Desa Gebangharjo Kecamatan Pracimantoro Menggunakan Metode Resistivity Tomography Konfigurasi Wenner-Schlumberger telah disubmit di Indonesian Journal of Applied Physics (IJAP) Universitas Sebelas Maret, Surakarta tanggal 30 Juli xi

13 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii HALAMAN PERNYATAAN... iv HALAMAN MOTTO... v HALAMAN PERSEMBAHAN... vi HALAMAN ABSTRAK... vii HALAMAN ABSTRACT... viii KATA PENGANTAR... ix HALAMAN PUBLIKASI... xi DAFTAR ISI... xii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR TABEL... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvi DAFTAR SIMBOL... xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Batasan Masalah Perumusan Masalah Tujuan Manfaat... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Geomorfologi Karst Akuifer Karst Metode Geolistrik Metode Resistivitas Hukum Ohm Kerapatan Arus Aliran Listrik Dalam Bumi Aliran Listrik Elektroda Arus Tunggal xii

14 2.8. Beda Potensial Pada Susunan 4 Elektroda Resistivitas Semu Konfigurasi Wenner-Schlumberger BAB III METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Alat dan Bahan Prosedur Penelitian Survei Awal Pengambilan data Pengolahan data 2D Pengolahan 3D Analisa BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Intepretasi Tomografi 2D Lintasan Lintasan Lintasan Lintasan Analisis Aliran Sungai Bawah Tanah BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA xiii

15 DAFTAR GAMBAR Gambar Struktur hidrologrifis karst... 5 Gambar Skema Pelarutan Batuan Karst... 5 Gambar Sistem aliran diffuse... 6 Gambar Sistem aliran conduit... 6 Gambar Prinsip Akuisisi Geolistrik Dengan Susunan 4 Elektroda... 8 Gambar Arus I yang Dialirkan pada Material Homogen dengan Luas Penampang A dan Panjang L, Dengan Beda Potensial Ujung Permukaannya V Gambar Arus I Elektroda Tunggal yang Dialirkan Pada Medium Homogen Gambar Susunan 4 Elektroda dalam Akuisisi Resistivitas Gambar Konfigurasi Wenner-Schlumberger Gambar Peta Geologi Kecamatan Pracimantoro Gambar Peta Lokasi Penelitian Gambar Seperangkat Resistivitymeter Gambar Diagram Alir Penelitian Gambar Susunan Lintasan Pengambilan Data Gambar Konfigurasi Wenner-Schlumberger dalam Penelitian Gambar Input Data Resistivitas Semu Gambar Input RockWork Gambar Hasil Inversi Data Lintasan Gambar Hasil Inversi Data Lintasan Gambar Hasil Inversi Data Lintasan Gambar Hasil Inversi Data Lintasan Gambar Dugaan Pola Aliran Sungai Bawah Tanah (garis putih), letak luweng (lingkaran merah) xiv

16 DAFTAR TABEL Tabel Klasifikasi Hidrologi Pada Akuifer Karbonat... 7 Tabel Resistivitas Material... 9 Tabel Resistivitas Material Tabel Intepretasi Resistivitas xv

17 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Data Penelitian LAMPIRAN B Dokumentasi Pengambilan Data LAMPIRAN C Instrumentasi Alat Resistivitymeter OYO xvi

18 DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Satuan R Resistansi Ω ρ Resistivitas material Ω.m L Panjang m A Luasan permukaan setengah bola m 2 V Potensial mv I Arus m.a J Rapat arus A/m 2 E Medan listrik V/m σ Induktivitas material Ω -1 r Koordinat r Nabla r Jari-jari m V (r) Potensial untuk variable r mv C Konstanta A Konstanta π Konstanta phi r 1 Jarak elektroda C1 P1 m r 2 Jarak elektroda P1 C2 m r 3 Jarak elektroda C1 P2 m r 4 Jarak elektroda P2 C2 m V P1 Potensial elektroda P1 mv V P2 Potensial elektroda P2 mvolt V Beda potensial elektroda P1 dan P2 mvolt ρ a Resistivitas semu material Ω.m K Faktor geometri n Faktor pengali a Jarak elektroda terdekat m xvii