PENENTUAN LAPISAN KERAS UNTUK PEMBANGUNAN GEDUNG BERTINGKAT DENGAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK KONFIGURASI SCHLUMBERGER DI DAERAH PESISIR PANTAI SIALANG BUAHKABUPATEN SERDANG BEDAGAI.

(1)

PENENTUAN LAPISAN KERAS UNTUK PEMBANGUNAN GEDUNG BERTINGKAT DENGAN MENGGUNAKAN METODE

GEOLISTRIK KONFIGURASI SCHLUMBERGER DI DAERAH PESISIR PANTAI SIALANG BUAH

KABUPATEN SERDANG BEDAGAI

Oleh: Eti Selawati NIM 409240008 Program Studi Fisika

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

MEDAN 2013

(2)

Judul Skripsi : Penentuan Lapisan Keras Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat Dengan Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Daerah Pesisir Pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai

Nama Mahasiswa : Eti Selawati

NIM : 409240008

Program Studi : Fisika

Jurusan : Fisika

Menyetujui :

Dosen Pembimbing Skripsi,

Muhammad Kadri, S.Si, M.Sc NIP. 19791128200501 1 002

Mengetahui :

FMIPA UNIMED Jurusan Fisika

Dekan, Ketua,

Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D. Dr. Derlina, M.Si NIP. 19590805 198601 1 001 NIP. 19640321 199003 2 001

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat dan karunia-Nya yang memberikan kesehatan dan hikmat kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Penelitian ini berjudul “Penentuan Lapisan Keras Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat Dengan Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Daerah Pesisir Pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai”.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Muhammad Kadri, M.Sc selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal sampai selesainya penyusunan skripsi ini dan kepada Bapak Drs. Makmur Sirait, M.Si selaku dosen pembimbing akademik yang selama ini telah memberikan bimbingan dan saran-saran dalam penyusunan skripsi. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Dr. Ridwan Abdul Sani, M.Si, Bapak Drs. Eidi Sihombing, M.Si, dan Bapak Drs, Pintor Simamora M.Si sebagai penguji 1, 2, dan 3 yang telah memberikan masukan dan saran-saran mulai perencanaan penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi ini, serta kepada kepada Bapak Drs. Rahmadsyah, M.Si selaku Kepala Laboratorium Fisika dan seluruh dosen Jurusan Fisika yang telah memberikan Ilmu dan wawasan serta bantuan kepada penulis selama menyelesaikan studi di perkuliahan.

Ucapan terima kasih saya sampaikan juga kepada orang tua saya, Ayahanda tercinta Syamsudin dan Ibunda tercinta Jamaliah yang memberi motivasi berupa moral dan materi serta doa kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan pada waktunya. Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada seseorang yang teristimewa yaitu May Boni Manda Pangestu dan sahabat terkasih Sutia Ningsih yang senantiasa memberi dukungan dan motivasi serta masukan-masukan yang positif agar skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik, dan kepada kedua orang adik saya yaitu Siti Sunaria dan Muhamad Rozali yang telah membantu melalui do’a.

(4)

Terima kasih juga buat teman-teman seperjuangan di kelas Fisika Nondik ’09 (Yulisa, Yohana, Dewi, Deni, Suhendra, Asrul dan yang lainnya yang tidak bisa disebut satu persatu) juga buat orang-orang yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian ini yaitu Bapak Drs. Juniar Hutahaean, M.Si dan Bang Arman Doli Subandi.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak sempurna, oleh karena itu demi penulis menerima kritik dan saran yang membangun demi kesempatan skripsi ini. semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca baik sebagai bahan bacaan atau acuan untuk penelitian lanjutan dan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, terima kasih.

Medan, Agustus 2013 Penulis,

Eti Selawati NIM 409240008

(5)

DAFTAR ISI

Halaman

Lembar pengesahan i

Riwayat Hidup ii

Abstrak iii

Kata Pengantar iv

Daftar Isi vi

Daftar Gambar viii

Daftar Tabel ix

Daftar Lampiran x

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah 1

1.2. Batasan Masalah 3

1.3. Rumusan Masalah 4

1.4. Tujuan Penelitian 4

1.5. Manfaat Penelitian 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian 5

2.1.1. Peta Geologi Daerah Penelitian 6

2.1.2. Wilayah Pesisir Pantai 7

2.2. Batuan 8

2.2.1. Batuan Beku 9

2.2.2. Batuan Sedimen 9

2.2.3. Batuan Metamorf 10

2.2.4. Resistivitas Batuan 12

2.2.5. Sifat Kelistrikan Batuan 14

2.3. Tanah 15

2.3.1. Lapisan Keras Pada Tanah dan Seluruh Bagiannya 15

(6)

vii

2.4. Geolistrik 19

2.4.1. Konfigurasi Schlumberger 22

2.4.2. Konfigurasi Wenner 26

2.4.3. Resistivitas Semu 26

2.4.4. Dasar Kelistrikan 28

BAB III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Lokasi Penelitian 29

3.2. Peralatan Penelitian 30

3.3. Prosedur Penelitian 31

3.4. Teknik Pengambilan Data 32

3.5. Rumusan Pengukuran 34

3.6. Diagram Alir Penelitian 33

BAB IV. PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengambilan Data 36

4.2. Pembahasan Hasil Analisis dan Interpretasi Data 38

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 44

5.2. Saran 44

(7)

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Kawasan Sialang Buah 5

Gambar 2.2. Lapisan-Lapisan Tanah 15

Gambar 2.3. Cara Kerja Metode Geolistrik 19

Gambar 2.4. Konfigurasi Schlumberger 22

Gambar 2.5. Konfigurasi Wenner 25

Gambar 2.6. Beberapa Konfigurasi Elektroda 27 Gambar 2.7. Arus Yang Mengalir Dalam Lintasan Tertutup 28

Gambar 3.1. Lokasi Penelitian 29

Gambar 3.2. Skema Peralatan Geolistrik Resistivitas 31

Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian 34

Gambar 4.1. Lintasan Penalitian 36

Gambar 4.2. Kotak Dialog Yang Muncul Pada Saat Pengolahan Data 38 Gambar 4.3. Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan I 39 Gambar 4.4. Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan II 41 Gambar 4.5. Penampang Kontur Resistivitas Pada Lintasan III 43

(8)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Resistivitas Batuan 12

Tabel 2.2. Variasi Resistivitas Batuan dan Mineral 13 Tabel 2.3. Variasi Resistivitas Tanah dan Batuan 13 Tabel 2.4. Pengaruh Kadar Air Pada Resistivitas Tanah 17 Tabel 2.5. Pengaruh Kadar Garam Pada Resistivitas Tanah 17 Tabel 2.6. Pengaruh Jenis Tanah Pada Resistivitas Tanah 18

Tabel 3.1. Peralatan Penelitian 30

Tabel 4.1. Nilai Setiap Koordinat Lintasan 37

Tabel 4.2. Interpretasi Lintasan I 40

Tabel 4.3. Interpretasi Lintasan II 42

(9)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Lokasi Penelitian 47

Lampiran 2. Data Hasil Penelitian 48

Lampiran 3. Gambar Alat Yang Digunakan Saat Melakukan Penelitian 56

(10)

iii

PENENTUAN LAPISAN KERAS UNTUK PEMBANGUNAN GEDUNG BERTINGKAT DENGAN MENGGUNAKAN METODE

GEOLISTRIK KONFIGURASI SCHLUMBERGER DI DAERAH PESISIR PANTAI SIALANG BUAH

KABUPATEN SERDANG BEDAGAI Eti Selawati (409240008)

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan lapisan keras dan struktur batuan yang terdapat dibawah permukaan tanah pada daerah pesisir pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai berdasarkan analisa nilai resistivitasnya dengan menggunakan metode geolistrik schlumberger.

Metode yang digunakan pada penelitian ini yaitu metode geolistrik konfigurasi schlumberger, yang didasari dengan Hukum Ohm untuk mengetahui nilai resistivitas jenis perlapisan batuan pada tiap lapisan permukaan bumi. Dengan menginjeksikan arus melalui dua elektroda arus maka beda potensial yang muncul dapat terukur dari elektroda potensial. Variasi harga tahanan jenis akan didapatkan jika jarak masing-masing elektroda diubah, sesuai dengan konfigurasi alat yang dipakai (Metode Schlumberger) dengan nilai tahanan jenis yang terukur bukan merupakan harga sebenarnya akan tetapi merupakan nilai tahanan jenis semu (Apparent Resistivity). Data pengukuran di lapangan berupa beda potensial dan arus dapat digunakan untuk menghitung harga resistivitas semu (Apparent Resistivity) yang diperoleh dengan alat geolistrik (Resistivity meter), ARES-G4 v4.7 SN: 0609135 (Automatic Resistivity System). Kemudian data yang diperoleh dibuat gambar model penampang dua dimensi dengan menggunakan software Res2Dinv untuk menampilkan penampang kontur nilai resistivitas perlapisan batuan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa daerah peisisr pantai Sialang Buah memiliki nilai resistivitas yang sangat rendah yaitu sekitar 1,11 Ωm sampai dengan 5,23 Ωm pada lintasan pertama, 1,24 Ωm sampai dengan 2,23 Ωm pada lintasan kedua, dan 1,07 Ωm sampai dengan 1,95 Ωm pada lintasan ketiga. Berdasarkan hasil penelitian daerah pesisir pantai Sialang Buah tidak bisa dibangun gedung bertingkat karena tidak terdeteksi adanya lapisan keras dan struktur batuan pada bawah permukaan tanah. Pada pengukuran nilai resistivitas setiap lintasan memiliki ketidakpastian atau persentase kesalahan 4,2%- 21,8%. Kata kunci : Geolistrik, Konfigurasi Schlumberger,

(11)

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Indonesia merupakan negara kepulauan yang terletak di daerah tropika. Luas lautannya lebih besar dari pada luas daratan, yaitu menempati kurang lebih 73 % seluruh wilayah Indonesia. Menurut para ahli, panjang pantai di Indonesia kurang lebih 81.000 km dan merupakan pantai terpanjang di dunia setelah pantai di Kanada. Dengan jumlah pulau mencapai 17.500, maka persoalan pantai di Indonesia menjadi topik yang sangat penting untuk pengembangan dan pembangunan di Indonesia. Pantai adalah jalur yang merupakan pertemuan antara darat dan laut. Daerah pantai ini mempunyai ciri geosfer yang khusus, kearah laut dibatasi oleh pengaruh fisik laut dan sosial ekonomi bahari, sedangkan kearah darat dibatasi oleh pengaruh proses alami dan kegiatan manusia terhadap lingkungan darat (Pramudya A, 2008).

Berkaitan dengan pemanfaatan sumber daya untuk memenuhi kebutuhan hidup masyarakat, pada awalnya orientasi pembangunan masih terfokus pada pemanfaatan sumber daya yang ada di daratan, sedangkan sumber daya kelautan yang termasuk di dalam wilayah pesisir masih belum banyak diperhatikan. Padahal berdasarkan ketersediaan sumber dayanya, maka sumber daya lautan Indonesia lebih potensial dan variatif dari pada sumber daya yang terdapat didaratan yang relatif terbatas.

Namun saat ini sumber daya kelautan mulai banyak dibicarakan dan dimanfaatkan. Salah satu potensi yang sangat penting terkait dengan kekayaan Indonesia sebagai negara kepulauan adalah potensi di wilayah pesisir. Wilayah pesisir ini mempunyai karakteristik yang sangat spesifik, karena merupakan wilayah peralihan antara daratan dan lautan. Dengan demikian sumber daya yang dihasilkan merupakan hasil proses interaksi antara keduanya. Seperti halnya kondisi lahan, cuaca, vegetasi maupun ketersediaan sumber daya air akan mempunyai ciri tersendiri.

(12)

Selain komponen alamiah seperti telah disebut sebelumnya, ada pula komponen lain yang mempunyai pengaruh besar terhadap pemanfaatan lahan pesisir ini. Komponen itu adalah perkembangan kependudukan yang relatif cepat, ternyata telah mempengaruhi keseimbangan proses alamiah yang berlangsung diwilayah pesisir tersebut (Noor dkk, 2010).

Investigasi geoteknik bawah permukaan yang telah dilakukan oleh Eko Soebowo, Yugo Kumoro, dan Mudrik R Daryono (2009) dengan melakukan pemboran teknik pada 12 titik dengan kedalaman 30 meter untuk mengetahui sifat keteknikan permukaan di wilayah pesisir Cilacap. Kesimpulannya bahwa hasil pemboran teknik menunjukkan bahwa lapisan bawah permukaan tanah terdiri dari satuan pasir dengan lingkungan pengendapan pantai, satuan lempung dengan lingkungan mangrove hingga laut dangkal (shallow marine) dan satuan krikil. Dengan metode geolistrik tahanan jenis kita dapat mengetahui lapisan bawah permukaan tanah tanpa harus melakukan pengeboran.

Metode geolistrik resistivitas atau tahanan jenis adalah salah satu dari jenis metode geolistrik yang digunakan untuk mempelajari keadaan bawah permukaan dengan cara mempelajari sifat aliran listrik di dalam batuan di bawah permukaan bumi. Metode geolistrik terdiri dari beberapa konfigurasi yaitu konfigurasi Wenner dan Schlumberger. Setiap konfigurasi mempunyai metode perhitungan tersendiri untuk mengetahui nilai ketebalan dan tahanan jenis batuan di bawah permukaan.

Keunggulan dari konfigurasi Wenner adalah ketelitian pembacaan tegangan pada elektroda potensial yang relatif dekat dengan elektroda arus. Sedangkan kelemahannya adalah tidak dapat mendeteksi homogenitas batuan di dekat permukaan yang dapat berpengaruh terhadap hasil perhitungan. Data yang didapat dari cara konfigurasi Wenner, sangat sulit untuk menghilangkan faktor non homogenitas batuan, sehingga hasil perhitungan menjadi kurang akurat

Kelemahan dari konfigurasi Schlumberger adalah pembacaan tegangan pada elektroda potensial adalah lebih kecil terutama jika jarak arus yang relatif jauh. Sedangkan keunggulan konfigurasi Schlumberger ini adalah kemampuan

(13)

untuk mendeteksi adanya non-homogenitas lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda arus. Metode geolistrik konfigurasi Schlumberger merupakan metode favorit yang banyak digunakan untuk mengetahui nilai ketebalan dan tahanan jenis batuan dibawah permukaan dan banyak digunakan untuk mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan dengan biaya survey yang relatif murah (Sugito dkk, 2010).

Karena terlalu banyak potensi yang ada di daerah pesisir, maka sebagai penunjang diperlukan bangunan untuk memajukan daerah tersebut. Di pesisir pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai masih sangat minim keberadaan bangunan gedung bertingkat.

Sehubungan dengan begitu banyak potensi wisata di daerah pesisir pantai Sialang buah maka Pemerintah Kabupaten berencana untuk membuat gedung sebagai penunjang wisata di daerah pesisir tersebut.

Oleh karena keterkaitan antara masalah yang telah dijabarkan diatas dengan pentingnya penelitian yang akan dibuat sehingga diperlukan untuk membuat penelitian dengan judul : Penentuan Lapisan Keras Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat Dengan Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Daerah Pesisir Pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai.

1.2. Batasan masalah

Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah :

1. Penelitian ini menggunakan metode Geolistrik tahanan jenis untuk mengetahui Tahanan jenis batuan yang tersebar di bawah permukaan daerah Pesisir Pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai.

2. Penelitian ini dilakukan di tiga lintasan yang berbeda di sekitar Pesisir Pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai.

3. Penentuan pengaruh antara Resistivitas tanah terhadap pembangunan gedung bertingkat.

(14)

1.3. Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang masalah maka masalah yang akan dibahas dirumuskan sebagai berikut :

1. Bagaimana penentuan nilai resistivitas lapisan keras untuk pembangunan gedung bertingkat di daerah pesisir pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai ?

2. Bagaimana pemetaan struktur batuan di daerah pesisir pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai ?

3. Bagaimana penentuan nilai reistivitas tanah yang cocok untuk pembangunan gedung bertingkat ?

1.4. Tujuan

Dari rumusan masalah di atas, maka penelitian ini bertujuan :

1. Mengetahui nilai resistivitas lapisan keras untuk pembangunan gedung bertingkat di daerah pesisir pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai. 2. Mengetahui pemetaan struktur batuan di daerah pesisir pantai Sialang Buah

Kabupaten Serdang Bedagai.

3. Mengetahui nilai resistivitas tanah yang cocok untuk pembangunan gedung bertingkat.

1.5. Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Diperolehnya lokasi yang tepat untuk pembangunan gedung bertingkat di daerah pesisir pantai Sialang Buah Kabupaten Serdang Bedagai.

2. Diperolehnya nilai resistivitas tanah yang cocok untuk pembangunan gedung bertingkat di daerah pesisir pantai.

(15)

DAFTAR PUSTAKA

Asra, A., (2012), Penentuan Sebaran Akuifer Dengan Metode Tahanan Jenis Di Kota Tangerang Selatan Provinsi Banten., Skripsi, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor.

Azhar dan Handayani, G., (2004), Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi Sclumberger Untuk Penentuan Tahanan Jenis Batuan, Jurnal Natur Indonesia Vol. 6. No. 2, ITB, Bandung.

Kizlo, M dan Kanbergs, A., (2009), The cause of the parameters changes of soil resistivity, International Scientific Conference on Power and Electrical, Scientific Proceedings Of Riga Technical University.

Loke, M. H., (2000), Electrical Imaging Surveys For Environmental And Engineering Studies, A Practical Quide To 2-D And 3-D Surveys, Penang, Malaysia.

Noor, A., dkk., (2010), Perencanaan Tata Guna Lahan Wilayah Pesisir Berdasarkan Proses Abrasi Di Pesisir Utara Jepara, Seminar Nasional-PJ Dan SIG I.

Pramudiya, A., (2008), Kajian Pengelolaan Daratan Pesisir Berbasis Zonasi Di Provinsi Jambi., Tesis, Program Pascasarjana, Universitas Diponegoro, Semarang.

Rohim, M dkk., (2010), Applikasi Metode Geolistrik Sounding Dengan Konfigurasi Pole-Pole Untuk Mengukur Resistivitas Bawah Permukaan Tanah Dan Mengetahui Struktur Tanah, Program Kreativitas Mahasiswa, universitas Negeri Malang.

Soebowo, E dkk., (2009), Sifat Keteknikan Bawah Permukaan Di Daerah Pesisir Cilacap Provinsi Jawa Tengah, Vol. 19, No. 2. LIPI, Bandung.

Sugito dan A.N, Aziz., (2010), Investigasi Bidang Gelincir Longsor MenggunakanMetode Geolistrik Tahanan Jenis di Desa Kebarongan Kec. Kemranjen Kab. Banyumas, Vol. 13, No.2. FMIPA. UNSOED.

Suharyadi., (2004), Pengantar Geologi Teknik Edisi 4, Penerbit Biro UGM, Yogyakarta.

Suripin., (2004), Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air, Penerbit Andi, Yogyakarta.

(16)

Wahyudianto, dkk., (2010), Rancang Bangun Alat Ukur Resistivitast Anah Sebagai Alat Bantu Mengetahuiindikator Kualitas Tanah Untuk Tanaman Padi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

Wahyono, S dan Wianto, T., (2008), Penentuan Lapisan Air Tanah dengan Metode Geolistrik Sclumberger di kabupaten Balanga Kalimantan Selatan, Jurnal Fisika FLUX, Vol. 5 No. 2, Universitas Lambung Mangkurat. Kalimantan Selatan.

Waluyo, P. dan Utama, W., (2009), Deteksi Pola Patahan Di Desa Renokenongo Porong Sidoarjo Dengan Metode Geolistrik Konfigurasi Wenner.Laboratorium Geofisika FMIPA ITS, Surabaya.