BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di Desa Plumbon, Tawangmangu, Karanganyar. Waktu pelaksanaan penelitian selama 6 bulan yang dimulai dari bulan Juli sampai bulan Desember tahun 2012. Gambar 3.1. Potongan Peta Daerah Penelitian, Peta Geologi Lembar Ponorogo (Sampurno dan Samodra, 1997) Daerah penelitian secara administratif termasuk dalam wilayah Kecamatan Tawangmangu, Kabupaten Karanganyar, Propinsi Jawa Tengah. Berdasarkan peta geologi lembar Ponorogo, daerah penelitian termasuk dalam kompleks Gunung Api Lawu Muda dengan struktur batuan Qvl (Batuan Gunung Api Lawu), terutama terdiri dari tuf dan breksi gunung api, bersisipan lava, umumnya bersusunan andesit. Tuf berbutir kasar hingga sangat kasar mengandung kepingan andesit, batuapung, kuarsa, felspar serta sedikit piroksin dan amfibol. Sebagian felsparnya berubah menjadi lempung dan klorit. Tebal lapisan lebih dari 2 meter. Breksi gunung api berwarna kelabu hitam terdiri dari komponen andesit berukuran 5 centimeter sampai 20 centimeter, terpilah buruk, butiran menyudut, masa dasar berupa batupasir gunung api kasar yang bersifat tufan. Tebalnya lebih dari 5 meter. Lava berwarna hitam kelabu, bersusunan andesit, terdiri dari 27
28 plagioklas, felspar, sedikit mineral mafik dan kaca gunung api. Sebagai sisipan tebal rata-ratanya 1 meter (Sampurno dan Samodra, 1997; Santosa, 2006). Daerah penelitian termasuk dalam satuan geomorfologi deretan Gunung Api Kuarter berupa gunung api strato, yang menghasilkan batuan berkomposisi andesitis sampai basaltis. Keterdapatan air tanah ditentukan oleh kondisi morfologi dan sifat batuan terhadap air, baik disebabkan oleh kelulusan air karena terdapatnya ruang antarbutir maupun terdapatnya celahan, rekahan, maupun struktur sesar. Secara geomorfologi, daerah penelitian adalah Satuan Morfologi Kaki Gunung api (Volcanic Foot). Ciri satuan ini adalah kemiringan lereng berkisar 8% sampai 20%, ketinggian 550 m dpal sampai 1.100 m dpal, dengan vegetasi didominasi hutan hujan tropis. Proses yang sering berlangsung adalah pengangkutan, erosi, dan mulai terjadi pengendapan. Pada satuan morfologi ini banyak terdapat sesar-sesar kecil searah kemiringan lereng, dan memotong relatif tegak-lurus dengan sesar utama Lawu. Sesar Lawu membentang arah Barat Daya- Timur Laut, yang bersesuaian dengan tekuk lereng antara morfologi lereng dengan kaki gunung api, serta antara morfologi kaki dengan dataran kaki gunung api. Di sekitar Sesar Lawu ini terdapat sesar-sesar diperkirakan yang relatif tegaklurus, yaitu di sekitar jajaran kerucut parasiter Gunung Cemorobulus, Gunung Tempurung, dan intrusi andesitis Gunung Bangun. Sesar-sesar kecil diperkirakan ini, terbentang memotong kontur antara morfologi kaki hingga dataran kaki gunung api (Santosa, 2006). Gambar 3.2. Sesar Daerah Penelitian, Peta Geologi Lembar Ponorogo (Sampurno dan Samodra, 1997)
29 3.2. Alat dan Software yang Digunakan 3.2.1. Alat yang Digunakan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu : a. Seismograf Seismograf merupakan alat yang digunakan untuk merekam gelombang yang dihasilkan dari proses akuisisi data. Seismograf yang digunakan pada penelitian ini merupakan model PASI Seismograph Mod. 16S24-P, alat ini dapat digunakan dengan 12 atau 24 detektor (channels or geophone). b. Geophone Geophone merupakan detektor yang menerima gelombang yang diciptakan. Pada penelitian ini digunakan 24 geophone. c. Trigger Trigger merupakan geophone yang berfungsi sebagai detektor ketika gelombang telah ditimbulkan. d. Kabel geophone Merupakan kabel yang digunakan untuk menempatkan geophone dan menghubungkan antara geophone dengan seismograf. Kabel ini ada 2 buah, masing-masing untuk menempatkan 12 geophone. Panjang masing-masing kabel ialah 120 m dengan tiap 10 m terdapat soket untuk menempatkan geophone. e. Kabel trigger Merupakan kabel yang digunakan untuk menghubungkan trigger dengan seismograf. f. Palu dan Landasan Baja Palu dan landasan baja digunakan untuk melakukan proses penembakan dengan cara palu dipukulkan ke landasan baja. g. Catu daya Merupakan sumber daya yang digunakan seismograf. h. Handy Talky (HT) Alat bantu yang digunakan untuk berkomunikasi antara operator seismograf dengan penembak.
30 i. Global Positioning System (GPS) GPS digunakan untuk mengetahui koordinat tempat akuisisi data. j. Meteran Meteran digunakan untuk mengukur panjang spread atau lintasan susunan geophone. k. Personal Computer (PC) PC sebagai media untuk mengerjakan pengolahan data. 3.2.2. Software yang Digunakan Software yang digunakan yaitu : a. WinSism Software WinSism merupakan software yang digunakan untuk mengolah data seismik refraksi. Software yang digunakan versi 12. b. Microsoft OfficeWord 2007 Microsoft Office Word 2007 merupakan software yang digunakan untuk menulis laporan tugas akhir. 3.3. Metode Penelitian 3.3.1. Persiapan Tahap persiapan meliputi survei tempat penelitian dan persiapan alat-alat yang digunakan untuk akuisisi data. Serta perijinan kepada aparatur setempat untuk penelitian. Pada tahap ini telah didapatkan titik-titik tempat pengambilan data. Selain itu, perijinan alat-alat yang akan digunakan untuk pengambilan data sekaligus pengecekan alat-alat tersebut. 3.3.2. Akuisisi Data Dalam proses akuisisi data digunakan teknik In Line (bentang segaris). Geophone yang digunakan sebanyak 24 dan spasi (jarak antar-geophone) yang digunakan sepanjang 10 meter. Kemudian disusun seperti gambar 3.3.
Gambar 3.3. Skema Satu Spread Akuisisi Data 31
32 Total panjang spread (bentangan) 360 m, yang terdiri dari 240 m susunan geophone dan 2 offset masing-masing 60 m. Ada 7 titik penembakan pada setiap spread, titik penembakan yang pertama pada offset 1 (shotpoint 1), berjarak 60 m dari titik nol. Titik nol berada pada setengah jarak spasi atau 5 m sebelum geophone pertama (Jenny, et.al., 2011). Shotpoint 2 pada titik nol (endshot 1) atau 5 m sebelum geophone pertama. Shotpoint 3, di tengah-tengah geophone 6 dan geophone 7. Shotpoint 4, di tengah-tengah geophone 12 dan geophone 13. Shotpoint 5, di tengah-tengah geophone 18 dan geophone 19. Shotpoint 6, pada end shot 2 yaitu 5 m setelah geophone 24. Titik penembakan terakhir (shotpoint 7), pada offset 2 atau pada jarak 60 meter dari endshot 2. Konfigurasi ini berdasarkan pada software WinSism. Pada seismograf, alat diatur dengan beberapa parameter yaitu geophone yang digunakan sebanyak 24. Gain yang digunakan adalah automatic. Dan proses penembakan dengan with hammer. Record time 2048 ms dan 1024 ms, sample rate 512 ms, Stacking 3. Tabel 3.1. Titik penembakan (Shotpoint) Shot Point Lokasi Shot Point (m) Keterangan 1-60 Terletak pada offset 1 2 0 Terletak pada end shot 1 (5 m sebelum geophone 1) 3 60 Terletak di tengah-tengah geophone 6 dan 7 4 120 Terletak di tengah-tengah geophone 12 dan 13 5 180 Terletak di tengah-tengah geophone 18 dan 19 6 240 Terletak pada end shot 2 (5 m setelah geophone 24) 7 300 Terletak pada offset 2 Akuisisi data pada penelitian ini ada 4 lokasi. Lokasi pertama ditandai dengan S1 yang terletak di sebelah Barat Laut dari Mata Air Panas Cumpleng. Lokasi kedua ditandai dengan S2 yang terletak di sebelah Timur dari Mata Air Panas Cumpleng. Lokasi ketiga ditandai dengan S3 yang terletak di sebelah Barat Daya dari Mata Air Panas Cumpleng. Dan lokasi keempat yang ditandai dengan
33 S4 yang terletak di sebelah Timur dari Mata Air Panas Cumpleng juga di sebelah Timurnya dari S2. Gambar 3.4. Lokasi Akuisisi Data (Sampurno dan Samodra, 1997) 3.3.3. Interpretasi Data Untuk proses interpretasi data digunakan software WinSism. Ada beberapa tahapan dalam proses interpretasi dengan software WinSism yaitu: a. Konversi hasil akuisisi data (File Conversion). Data hasil akuisisi data yang disimpan pada seismograf berekstensi dat (.dat). Sedangkan ekstensi yang digunakan untuk software WinSism harus berekstensi SU (.SU). Oleh karena itu, file yang disimpan pada seismograf harus dikonversi dahulu. Pengkonversian menggunakan software WinSism.
34 Ikon converter Gambar 3.5. Konversi (.dat) ke (.SU) b. Penentuan first break (picking first break). Pada proses ini untuk mendapatkan waktu tiba gelombang pertama kali yang diterima geophone. Atau picking first break adalah menentukan gelombang seismik refraksi yang ditangkap oleh geophone. Dari picking first break yang telah dilakukan, secara otomatis menghasilkan kurva travel time dan tabel first break times. Gambar 3.6. Picking First Break
35 c. True velocity Langkah ini untuk menghitung true velocity. Yaitu dengan cara mengeklik ikon true velocity kemudian memilih dua titik penembakan (shotpoint) dan geophone pertama dan yang terakhir sebagai receivers. Ikon true velocity Gambar 3.7. True Velocity d. Linear regression Langkah ini untuk mendapatkan kecepatan di antara dua geophone. Yang dihitung pada proses linear regression hanya pada penembakan kedua sampai keenam.
36 Ikon linear regression Gambar 3.8. Proses Velocity / linear regression e. Fantoming travel time Proses ini untuk memperoleh data intercept time, dengan cara mengeklik ikon fantoming travel time kemudian memilih penembakan kesatu sebagai moving shot dan penembakan kedua sampai penembakan keenam sebagai fixed shot. Kemudian langkah ini diulangi untuk penembakan ketujuh sebagai moving shot dan penembakan kedua sampai penembakan keenam sebagai fixed shot. Ikon fantoming travel time Gambar 3.9. Fantoming travel time
37 f. Thickness computation Ketika semua nilai kecepatan dan intercept time sudah disimpan melalui langkah c, d, dan e, maka dapat dihitung kedalaman dan ketebalan lapisan batuan dengan langkah ini thickness computation. Ikon Thickness computation Gambar 3.10. Thickness computation g. Display profile Langkah ini merupakan langkah terakhir, di mana pada langkah ini diperoleh gambaran permukaan lapisan batuan di bawah bumi dengan perbedaan warna pada tiap lapisan batuan. Perbedaan warna menunjukkan perbedaan kecepatan gelombang yang merambat pada tiap lapisan batuan.
38 Gambar 3.11. Hasil Pengolahan Data 3.4. Teknik Analisis Data Teknik analisis data dengan menggunakan metode waktu penggal (intercept time). Dengan metode ini diperoleh gambaran lapisan tanah dengan berbagai kecepatan. Dengan mengkorelasikan kecepatan dengan tabel kecepatan dapat diketahui lapisan tanah tersebut. Kemudian dibandingkan dengan peta geologi. 3.5. Bagan Penelitian Persiapan Akuisisi data Pengolahan Data Pembahasan Kesimpulan