survey geofisika dengan metode geolistrik …
TRANSCRIPT
Survey Geofisika Dengan Metode Geolistrik Resistivitas 2D untuk Mitigasi Bencana Gerakan Tanah di Magelang, Jawa Tengah
(Lestari Agustiningtyas dkk.)
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 11, Nomor 1, Tahun 2017: 39-48
Hal. 39
SURVEY GEOFISIKA DENGAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS
2D UNTUK MITIGASI BENCANA GERAKAN TANAH DI MAGELANG,
JAWA TENGAH
Lestari Agustiningtyas, Yukni Arifianti, Kristianto, Iskandar
Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi
Sari
Gerakan tanah yang terjadi di Indonesia berhubungan dengan jenis litologi, kemiringan lereng dan
kondisi keairan. Selain faktor-faktor penyebab tersebut, gerakan tanah biasanya dipicu oleh curah
hujan yang tinggi, gempabumi, dan aktivitas manusia. Gerakan tanah berupa rayapan yang bergerak
lambat telah terjadi di Dusun Kupen, Desa Baleagung, Kecamatan Grabag, Kabupaten Magelang.
Gerakan tanah telah terjadi sejak sejak tahun 2006 dan terus bergerak sampai pada saat pengambilan
data lapangan dilakukan (April 2016). Gerakan tanah ini mengancam 244 Kepala Keluarga (KK) di
Dusun Kupen. Penelitian ini dilaksanakan untuk mengetahui tingkat bahaya gerakan tanah serta
langkah-langkah yang dapat dilakukan sebagai upaya mitigasi bencana gerakan tanah. Metode
penelitian yang dilakukan adalah metode observasi geologi di lapangan didukung dengan survey
geofisika dengan metode geolistrik resistivitas. Gerakan tanah di Dukuh Kupen terjadi pada lokasi
yang disusun oleh tanah pelapukan mudah menyerap dan berada di atas batuan dasar yang bersifat
lebih kedap. Berdasarkan hasil pengukuran geolistrik resistivitas, kondisi tanah terdeteksi sudah tidak
stabil, yang ditunjukkan dengan keterdapatan lapisan jenuh air pada kedalaman 20 meter. Batas antara
lapisan tak jenuh air (resistivitas tinggi) dan lapisan jenuh air (resistivitas rendah) diasumsikan
sebagai bidang gelincir. Retakan-retakan yang terjadi serta aliran air permukaan yang mengarah ke
dalam retakan, mengakibatkan kejenuhan terus bertambah, sehingga gerakan tanah semakin intensif.
Perlu dilakukan pelandaian pada lereng tegak dengan pembuatan terasering setiap ketinggan 2 meter
disertai dengan pembuatan tembok penahan atau retaining wall yang dilengkapi dengan saluran
pembuangan air.
Kata kunci: gerakan tanah, mitigasi bencana, geofisika, Magelang
Abstract
The mass movement occurring in Indonesia is related to types of lithology, slope and water condition.
In addition to these causal factors, mass movement is usually triggered by heavy rainfall, earthquake,
and human activity. Creep landslide occurred in Kupen, Baleagung, Grabag, Magelang .This creep
Survey Geofisika Dengan Metode Geolistrik Resistivitas 2D untuk Mitigasi Bencana Gerakan Tanah di Magelang, Jawa Tengah
(Lestari Agustiningtyas dkk.)
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 11, Nomor 1, Tahun 2017: 39-48
Hal. 40
had occurred since 2006 and continued until the field data was taken (April 2016). This mass
movement threatens 244 families in Kupen. This research was conducted to determine hazard level
of landslide and steps that should be taken as mitigation effort of landslide disaster. The research
method is geological observation in the field supported by geophysical survey with resistivity method.
Mass movement in Kupen occurred at the location arranged by saturated weathering soil above
bedrock, which is more impermeable. Based on the resistivity measurement, soil condition was
detected unstable, which was indicated by water saturated zone at a depth of 20 meters. The boundary
between unsaturated zone (high resistivity) and saturated zone (low resistivity) is assumed to be a
sliding surface. The cracks developed and the flow of surface water filled in the cracks, caused the
loading continues to increase, so the landslide intensified. It is necessary terracing the slope with
terracing of each 2 meter height accompanied with retaining wall to increase resisting force and
subsurface drainage to reduce water saturation on the slope.
Keywords: mass movement, mitigation, geophysics, Magelang
Pendahuluan
Bencana gerakan tanah yang terjadi di
Kecamatan Grabag, Kabupaten Magelang
telah mengakibatkan 244 KK di Dusun Kupen,
Desa Baleagung terancam. Gerakan tanah di
Dusun Kupen secara geografi terletak pada
koordinat 007° 23’ 32,1” LS dan 110°18’
20,9” LS. Gerakan tanah telah terjadi sejak
sejak tahun 2006 dan terus bergerak sampai
pada saat pengambilan data lapangan
dilakukan (April 2016). Pemeriksaan langsung
di lapangan dengan observasi geologi dan
geofisika, dimaksudkan untuk mendapatkan
data dan informasi yang diperlukan guna
mengetahui faktor penyebab terjadinya
bencana gerakan tanah, sebaran gerakan tanah
dan daerah yang berbahaya. Tujuan dari
penelitian ini adalah untuk memberi gambaran
secara teknis faktor penyebab serta langkah-
langkah penanggulangan dalam rekomendasi
yang diberikan, sehingga dapat dimanfaatkan
oleh masyarakat dan pihak-pihak terkait.
Daerah Penelitian
Bentang alam daerah Dusun Kupen,
Desa Baleagung dan sekitarnya merupakan
lereng perbukitan alami dengan kemiringan
lereng antara 25º-30º, namun di beberapa
tempat terdapat lereng dengan kemiringan
lebih dari 45º. Lokasi penelitian berada pada
ketinggian antara 550 - 650 meter di atas
permukaan laut.
Berdasarkan hasil pemeriksaan di lokasi
bencana serta berdasarkan Peta Geologi
Lembar Magelang dan Semarang, Jawa
(Thanden dkk.,1996) (Gambar 1), batuan
penyusun daerah bencana merupakan Batuan
Gunungapi Gilipetung (Qg) yang terdiri dari
Survey Geofisika Dengan Metode Geolistrik Resistivitas 2D untuk Mitigasi Bencana Gerakan Tanah di Magelang, Jawa Tengah
(Lestari Agustiningtyas dkk.)
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 11, Nomor 1, Tahun 2017: 39-48
Hal. 41
aliran lava berongga, kelabu, padat sampai
berbutir halus dengan fenokris mafik kecil.
Tanah pelapukan umumnya tersusun oleh pasir
dan pasir lempungan coklat kekuningan
hingga coklat tua.
Gambar 1. Peta geologi Desa Baleagung, Kecamatan Grabag, Kabupaten Magelang, (mengacu pada Peta
Geologi Lembar Magelang dan Semarang, Jawa (Thanden dkk.,1996))
Pada lereng bagian atas dan tengah
berupa kebun campuran yang didominasi oleh
pohon bambu, setempat berupa pemukiman
(Gambar 2). Sedangkan pada bagian bawah
lereng berupa pemukiman dan jalan. Tata
guna lahan daerah bencana berupa
pemukiman, area pemakaman, kolam ikan dan
kebun campuran dengan pola drainase yang
belum kedap (Gambar 3).
Gambar 2. Foto di Dusun Kupen yang
menunjukkan tata guna lahan berupa kebun bambu.
Hal ini merupakan salah satu penyebab terjadi
gerakan tanah akibat pembebanan.
Survey Geofisika Dengan Metode Geolistrik Resistivitas 2D untuk Mitigasi Bencana Gerakan Tanah di Magelang, Jawa Tengah
(Lestari Agustiningtyas dkk.)
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 11, Nomor 1, Tahun 2017: 39-48
Hal. 42
Gambar 3. Foto di Dusun Kupen yang
menunjukkan sistem drainase (pembuangan
limbah rumah) yang tidak kedap air yang
menyebabkan air meresap ke dalam tanah
sehingga membuat tanah menjadi jenuh.
Berdasarkan Peta Zona Kerentanan
Gerakan Tanah Kabupaten Magelang
(PVMBG, 2013), lokasi bencana terletak pada
zona kerentanan gerakan tanah menengah
artinya pada zona ini dapat terjadi gerakan
tanah jika curah hujan diatas normal, terutama
pada daerah yang berbatasan dengan lembah
sungai, gawir, tebing jalan atau jika lereng
mengalami gangguan.
Metode Penelitian
Pengambilan data lapangan pada lokasi
ini dilakukan pada Bulan April 2016
menggunakan metode observasi geologi di
lapangan dan didukung dengan survey
geofisika metode resistivitas.
a. Observasi Lapangan
Observasi ini meliputi pengambilan data
batuan penyusun dan struktur geologi, serta
data mengenai gerakan tanah pada lokasi
tersebut.
b. Survey Geofisika
Survey geofisika yang diterapkan untuk
penelitian gerakan tanah pada lokasi ini
berupa metode resistivitas dengan
konfigurasi dipole-dipole (Telford
dkk.,1990). Penelitian gerakan tanah
dengan menggunakan metode geolistrik
resistivitas telah sering dilakukan
(Sulaksana dan Yasir, 2013; Siregar dkk.,
2016; Agustin dkk., 2017; Olayanju dkk.,
2017). Pada konfigurasi Dipole-dipole, dua
elektroda arus dan dua elektrode potensial
dengan spasi masing-masing electrode yang
tetap (a). Pengukuran dilakukan dengan
memindahkan elektroda potensial pada
suatu penampang/lintasan dengan elektroda
arus tetap, kemudian pemindahan elektroda
arus pada spasi n berikutnya diikuti oleh
pemindahan elektroda potensial sepanjang
penampang seterusnya hingga pengukuran
elektroda arus pada titik terakhir di
penampang itu. Metode geolistrik
resistivitas dengan konfigurasi dipole-
dipole dapat diterapkan untuk tujuan
mendapatkan gambaran bawah permukaan
pada obyek yang penetrasinya relatif lebih
dalam (hingga kedalaman 80 m).
Konfigurasi ini sering digunakan dalam
survei resistivitas karena rendahnya efek
elektromagnetik yang ditimbulkan antara
sirkuit arus dan potensial (Loke, 1999).
Hasil pengukuran pada penelitian ini akan
menghasilkan data perlapisan batuan bawah
Survey Geofisika Dengan Metode Geolistrik Resistivitas 2D untuk Mitigasi Bencana Gerakan Tanah di Magelang, Jawa Tengah
(Lestari Agustiningtyas dkk.)
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 11, Nomor 1, Tahun 2017: 39-48
Hal. 43
permukaan yang lebih detil berdasarkan
variasi nilai resistivitasnya (Tabel 1),
sehingga dapat digunakan untuk memper-
kirakan kedalaman perlapisan yang
berpotensi sebagai bidang gelincir.
Tabel 1. Resistivitas Batuan Sedimen (Telford
dkk., 1990)
Hasil Penelitian dan Pembahasan
Observasi Lapangan
Berdasarkan hasil obervasi lapangan,
daerah penyelidikan tersusun oleh tanah
pelapukan setebal 4 – 5 meter, yang berukuran
pasir hingga pasir lempungan berwarna coklat
kekuningan hingga coklat tua. Tidak dijumpai
adanya singkapan batuan yang segar, namun
pada tubuh sungai di tenggara lokasi
penyelidikan dijumpai adanya bongkah-
bongkah batuan beku yang berukuran boulder
(diameter lebih dari 25,6 cm). Diperkirakan
boulder tersebut merupakan fragmen breksi
andesit yang berasal dari Gunung Andong dan
Kendil. Gerakan tanah yang terjadi di Dusun
Kupen, Desa Baleagung berupa rayapan
dengan arah longsoran N145°E (tenggara).
Pada bagian atas lereng terdapat retakan
dengan arah N240°E sepanjang 400 meter dan
diperkiran akan menjadi mahkota longsor. Di
sepanjang retakan tersebut terdapat pohon
bambu yang diperkirakan memicu adanya
pergerakan tanah (Gambar 4). Pada saat
pemeriksaan, retakan yang pada tanah telah
tertutup. Pada lokasi ini juga telah dipasang 4
LEWS (Landslide Early Warning System)
untuk memantau perkembangan pergerakan
tanah. Gerakan tanah ini mengakibatkan 244
KK di Dusun Kupen terancam gerakan tanah.
Survey Geofisika Dengan Metode Geolistrik Resistivitas 2D untuk Mitigasi Bencana Gerakan Tanah di Magelang, Jawa Tengah
(Lestari Agustiningtyas dkk.)
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 11, Nomor 1, Tahun 2017: 39-48
Hal. 44
Gambar 4. Peta sketsa situasi gerakan tanah di Kampung Kupen, Desa Baleagung, Kecamatan Grabag,
Kabupaten Magelang
Survey Geofisika
Pengukuran geolistrik pada penelitian ini
dilakukan pada 2 lintasan yaitu lintasan searah
dengan arah retakan dan tegak lurus dengan
arah retakan (Gambar 5).
Gambar 5. Jalur lintasan pengukuran resistivitas yaitu jalur searah dengan arah retakan (garis merah) dan tegak
lurus dengan arah retakan (garis hijau).
Hasil pengukuran resistivitas menunju-
kan bahwa pada kedalaman 20 meter di bawah
permukaan tanah terdapat perbedaan
resistivitas (Gambar 6 dan 7) yang
menunjukan adanya perbedaan sifat atau jenis
batuan di bawah permukaan. Lapisan dengan
Survey Geofisika Dengan Metode Geolistrik Resistivitas 2D untuk Mitigasi Bencana Gerakan Tanah di Magelang, Jawa Tengah
(Lestari Agustiningtyas dkk.)
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 11, Nomor 1, Tahun 2017: 39-48
Hal. 45
resistivitas yang cukup rendah (warna biru
hingga hijau) terdapat pada kedalaman sekitar
20 hingga 80 meter dari permukaan tanah.
Lapisan dengan resistivitas yang rendah ini
diperkirakan merupakan lapisan dengan
kejenuhan air yang lebih besar. Sedangkan
lapisan di atasnya menunjukkan nilai
resistivitas yang cukup tinggi dengan beberapa
blok memiliki resistivitas sangat tinggi (warna
ungu), diperkirakan bahwa lapisan di atasnya
tidak jenuh air dibanding lapisan di bawahnya.
Gambar 6. Hasil pengukuran resistivitas pada jalur yang tegak lurus dengan arah retakan.
Hasil pengukuran pada jalur pengukuran
yang searah dengan arah retakan menunjukan
hasil yang tidak berbeda jauh. Pada permukaan
hingga kedalaman 20 meter menunjukan
resistivitas yang lebih tinggi dengan blok yang
memiliki resistivitas sangat tinggi (warna
ungu). Pada kedalaman 20 hingga 80
menunjukan nilai resistivitas yang lebih
rendah.
Gambar 7. Hasil pengukuran resistivitas pada jalur yang searah dengan arah retakan.
Dari nilai resistivitas yang telah
disesuaikan dengan tabel klasifikasi Telford
dkk. (1990), dapat disimpulkan bahwa pada
bagian bawah berupa lapisan lempung yang
jenuh air dan lapisan di atasnya terdapat soil
berupa pasir dengan bongkahan-bongkahan
batuan beku (andesit).
Survey Geofisika Dengan Metode Geolistrik Resistivitas 2D untuk Mitigasi Bencana Gerakan Tanah di Magelang, Jawa Tengah
(Lestari Agustiningtyas dkk.)
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 11, Nomor 1, Tahun 2017: 39-48
Hal. 46
Pada bagian bawah lapisan lempung
yang jenuh air terdapat lapisan yang tersusun
oleh pasir dan bongkahan batuan beku, yang
mana blok lapisan ini bersifat lebih stabil dari
pada lapisan di atasnya (Gambar 8). Batuan
pada lokasi penyelidikan memiliki kemiringan
perlapisan batuan sekitar 15° (Gambar 9).
Berdasarkan intepretasi di atas maka
dapat disimpulkan bahwa batas antara blok
stabil dan lapisan lempung yang jenuh air
merupakan bidang gelincir. Lempung
merupakan material yang bersifat
impermeable (kedap air), sehingga air yang
tersimpan pada lapisan tersebut sulit untuk
keluar. Perlu diketahui sifat lapisan lempung
ini secara detil, apakah lempung ini merupakan
lempung yang mengembang (swelling clay)
atau lempung yang rapuh (brittle). Sifat fisik
dari lempung sangat mempengaruhi kestabilan
lapisan soil yang berada di atasnya.
Gambar 8. Intepretasi hasil pengukuran resistivity pada jalur yang tegak lurus dengan arah retakan.
Gambar 9. Intepretasi hasil pengukuran resistivity pada jalur yang searah dengan arah retakan
Kesimpulan dan Saran
Gerakan tanah di Dukuh Kupen, Desa
Baleagung, Kecamatan Grabag, Kabupaten
Malang, terjadi pada lokasi yang disusun oleh
tanah pelapukan bersifat sarang dan berada di
atas batuan dasar yang bersifat lebih kedap.
Hasil pengukuran geolistrik resistivitas
menunjukkan keterdapatan lapisan lempung
Survey Geofisika Dengan Metode Geolistrik Resistivitas 2D untuk Mitigasi Bencana Gerakan Tanah di Magelang, Jawa Tengah
(Lestari Agustiningtyas dkk.)
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 11, Nomor 1, Tahun 2017: 39-48
Hal. 47
yang jenuh air pada kedalaman sekitar 20
meter. Aliran air permukaan yang belum
seluruhnya kedap, mengakibatkan peresapan
melalui zona-zona lemah tersebut, sehingga
terjadi penjenuhan dan peningkatan bobot
massa tanah. Kondisi ini menyebabkan
terjadinya peningkatan tekanan air pori dan
berkurangnya daya ikat tanah. Adanya pohon-
pohon bambu dan bangunan permanen (beton)
pada bagian atas lereng semakin menambah
beban terhadap tanah. Kondisi-kondisi di atas
ditambah dengan kemiringan lereng yang
terjal menyebabkan tanah mudah bergerak
untuk mencari kesetimbangan baru. Curah
hujan yang tinggi meningkatkan peresapan air
dan semakin memicu terjadinya gerakan tanah.
Retakan-retakan yang terjadi dan aliran air
permukaan yang mengarah ke dalam retakan,
mengakibatkan pembebanan terus bertambah,
sehingga gerakan tanah semakin intensif.
Berdasarkan hasil penelitian di lokasi
bencana serta sebagai bahan mitigasi bencana
gerakan tanah, maka disarankan langkah-
langkah mitigasi bencana gerakan tanah,
sebagai berikut:
a. Masyarakat yang berada/tinggal di lokasi
bencana agar selalu meningkatkan
kewaspadaan terutama pada saat dan
setelah hujan lebat yang berlangsung
lama.
b. Jika terdapat retakan agar segera menutup
dengan tanah lempung yang dipadatkan
agar air hujan tidak masuk/meresap dan
menjenuhi tanah pada lereng.
c. Memperbaiki sistem pengaliran air
permukaan dengan membuat saluran yang
kedap air.
d. Pada bagian bawah lereng setelah drainase
di buat kedap air sebaiknya di diberikan
sistem perkuatan untuk mengurangi laju
gerakan tanah.
e. Waspadai longsoran-longsoran rumpun
bambu terutama yang berbatasan atau
dekat dengan permukiman, terutama
ketika turun hujan disertai angin kencang.
f. Menanami lereng bagian atas dan tengah
dengan tanaman keras berakar kuat dan
dalam (tanaman tahunan) yang akarnya
dapat mengikat tanah pada lereng serta
hindari pembuatan kolam dan penggunaan
lahan yang memerlukan banyak air agar
gerakan tanah di daerah ini berkurang.
g. Perlu dilakukan pelandaian pada lereng
tegak dengan pembuatan terasering setiap
ketinggan 2 meter disertai dengan
pembuatan tembok penahan atau retaining
wall yang dilengkapi dengan saluran
pembuangan air dan pondasi yang dalam
dan kuat.
Pada penelitian selanjutnya bisa
dilakukan analisis mengenai jenis lempung
yang berada pada lokasi penelitian.
Survey Geofisika Dengan Metode Geolistrik Resistivitas 2D untuk Mitigasi Bencana Gerakan Tanah di Magelang, Jawa Tengah
(Lestari Agustiningtyas dkk.)
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 11, Nomor 1, Tahun 2017: 39-48
Hal. 48
Daftar Pustaka
Agustin MH, Utama W, Nur Rochman JPG,
2017. Identifikasi Letak Cracks pada
Bidang Longsor Menggunakan Metode
Resistivitas 2D. Jurnal Teknik ITS Vol. 6,
No. 1: 2337-3539.
Loke MH, 1999. Electrical Imaging Surveys
For Environmental And Enginering
Studies, Malaysia.
Olayanju GM, Mogaji KA, Lim HS, Ojo TS,
2017. Foundation integrity assessment
using integrated geophysical and
geotechnical techniques: case study in
crystalline basement complex,
southwestern Nigeria. Int. Journal of
Geophysics and Engineering, Vol. 14,
Number 3.
Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana
Geologi (PVMBG), 2013. Peta Zona
Kerentanan Gerakan Tanah Kabupaten
Magelang. Pusat Vulkanologi dan Mitigasi
Bencana Geologi, Bandung.
Siregar RN, Sinarta IN, Ervan M, Sismanto,
2016. Ground Penetrating Radar And 2-D
Geoelectricity Application For Detecting
Landslide In Abang District, Karangasem
Regency, Bali. Int. Journal of Engineering
Research and Application, Vol. 6, Issue 8, (
Part -2), pp.51-55.
Sulaksana N, Yasir IZ, 2013. Survey Geofisika
Metode Resistivitas 2-D untuk Mitigasi
Bencana Longsor di Lintasan Kereta Api
Purwakarta – Padalarang. Bulletin of
Scientific Contribution, Volume 11, Nomor
3, Desember 2013: 153-167.
Thanden, RE, Sumadirdja, Richards, Sutisna,
Amin, 1996 Peta Geologi Lembar
Magelang dan Semarang, Jawa, Skala 1 :
100.000. Pusat Penelitian dan
Pengembangan Geologi, Bandung.
Telford, WM, Geldart LP, Sheriff RE, Keys
DA, 1990. Applied Geophysics Second
Edition, Cambridge University Press.