242-253 m1p-04

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-7Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada, 30 – 31 Oktober 2014

242

M1P-04

ANALISIS KINEMATIKA KESTABILAN LERENG BATUPASIR

FORMASI BUTAK

P.P. Utama1*, Y.P. Nusantara1, F. Aprilia1, I.G.B. Indrawan1

1Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl.Grafika No.2 Bulaksumur,Yogyakarta, Indonesia, Tel. 0274-513668, *Email: [email protected]

Diterima 20 Oktober 2014

Abstrak

Analisis kinematika dilakukan untuk mengetahui tipe longsor yang berpotensi terjadi pada lerengbatuan yang terkekaran dan terlapukkan secara intensif di Desa Mojosari - Trembono, KecamatanBayat, Provinsi Jawa Tengah. Lereng tersusun oleh batupasir kuarsa, batulanau, dan perselinganbatupasir - batulanau yang merupakan anggota Formasi Butak. Hasil pengukuran menunjukkanlereng berpotensi mengalami keruntuhan planar (plane failure) dan keruntuhan baji (wedge failure)Rekomendasi perlu diberikan kepada masyarakat yang tinggal disekitar lokasi pengamatan agarresiko bencana longsor dapat diminimalisasikan.

Kata Kunci: analisis kinematika, Formasi Butak, kekar, kestabilan lereng, longsor

Pendahuluan

Bencana longsor merupakan salah satu bencana alam yang sering terjadi di Indonesia.Tercatat selama tahun 2011-2014 telah terjadi sekitar 583 bencana longsor di Indonesia(BNPB, 2014). Indonesia memiliki 918 lokasi rawan longsor yang dapat menyebabkankerugian mencapai Rp 800 miliar dan mengancam sekitar 1 juta jiwa setiap tahunnya(PIBA, 2010). Oleh karena itu, masalah bencana tanah longsor ini harus ditanggapi denganserius dan dicegah agar tidak menimbulkan kerugian yang tidak diinginkan.

Longsor adalah gerakan material penyusun lereng (tanah, batuan, atau bahan rombakanbatuan) menuruni lereng akibat terganggunya kestabilan material penyusun lereng. Secaraumum, kestabilan lereng dikontrol oleh beberapa faktor, antara lain geometri lereng,kondisi geologi (sifat fisik material penyusun lereng, struktur geologi), kondisihidrogeologi, dan sifat keteknikan material penyusun lereng. Kestabilan lereng yangtersusun oleh massa batuan yang terkekarkan secara intensif terutama dikontrol olehorientasi kekar dan kekuatan bidang kekar. Tipe longsor yang berpotensi terjadi padalereng batuan yang terkekarkan dapat ditentukan melalui analisis kinematika.

Analisis kinematika menggunakan parameter orientasi struktur geologi, orientasilereng, dan sudut geser batuan yang diproyeksikan dalam analisis stereografis sehinggadapat diketahui tipe dan arah longsoran. Proyeksi stereografis menyajikan orientasi data 3dimensi menjadi data 2 dimensi yang kemudian dianalisis (Hoek dan Brown, 1989). Datayang diplotkan pada proyeksi stereografis merupakan data pengukuran orientasi lerengyang diproyeksikan menjadi garis lengkung dan data pengukuran orientasi struktur geologiyang diproyeksikan menjadi garis lengkung atau titik (Gambar 2).

Makalah ini menyajikan hasil penelitian sementara kondisi kestabilan lereng yangtersusun oleh batupasir kuarsa, batulanau, dan perselingan batupasir - batulanau anggotaFormasi Butak. Lereng batuan yang dianalisis berada di Desa Mojosari-Trembono,Kecamatan Bayat, Kabupaten Klaten, Jawa Tengah dengan koordinat UTM 462331-9137218 (Gambar 1). Aktivitas penambangan batupasir yang dilakukan secara tradisional


243

oleh masyarakat sekitar dapat menjadi salah satu faktor yang dapat memicu terjadinyalongsor pada lereng yang memiliki kemiringan yang relatif curam dan tersusun oleh batuandengan kekar yang intensif di lokasi ini.

Geologi Regional

Daerah Bayat, Kabupaten Klaten, termasuk ke dalam Zona Fisiografi Pegunungan Selatan.Pegunungan Selatan merupakan pegunungan struktural yang memanjang dari barat ketimur dan terbagi menjadi dua, yaitu Pegunungan Selatan Jawa Timur dan PegununganSelatan Jawa Barat (Van Bemmelen, 1949). Pada umumnya, pegunungan ini tersusun atasbatuan sedimen klastik, karbonat dan batuan produk vulkanisme. Stratigrafi regional Bayatdari paling tua ke umur yang paling muda menurut Surono (2008) terdiri dari BatuanMalihan, Formasi Wungkal Gamping, Formasi Kebo, Formasi Butak, Formasi Semilir,Formasi Nglanggran, Formasi Sambipitu, Formasi Oyo-Wonosari, dan Formasi Kepek. Dilokasi penelitian tersingkap formasi Butak dengan litologi berupa batupasir kuarsa danbatulanau yang dijadikan objek penelitian. Struktur geologi di daerah Bayat terdiri darifoliasi, sesar, lipatan dan kekar. Menurut Sudarno (1997), arah umum sesar yang terdapatdi daerah Bayat dikelompokkan menjadi empat arah yaitu arah timur laut-barat daya, utara-selatan, barat laut- tenggara, dan timur laut-barat daya. Kekar-kekar yang ditemukan didaerah ini merupakan kekar gerus yang mempunyai arah sejajar dengan sesar. Strukturgeologi berupa kekar yang dominan berarah timur laut-barat daya dan barat laut-tenggarabanyak dijumpai pada lokasi penelitian.

Metode Penelitian

Metode penelitian mencakup tahap pengambilan data lapangan dan tahap analisis datalapangan. Tahap pengambilan data lapangan mencakup pengukuran azimut lerengmenggunakan kompas geologi, pengukuran jarak struktur geologi dari titik awalpengukuran menggunakan mistar, pengukuran orientasi dip dan dip direction dari strukturgeologi, maupun kontak antar jenis batuan dan urat, identifikasi jenis struktur geologi,dapat berupa bidang sesar, kekar, zona hancuran (shear zone), serta identifikasi namabatuan berdasarkan karakteristik fisik batuan tersebut. Data – data tersebut disusun dalamTabel 1. Tahap analisis data lapangan meliputi pengolahan data lapangan menggunakansoftware Dips dan studi parametrik lebih lanjut mengenai kemungkinan perubahankelerengan yang mungkin terjadi. Data lapangan berjumlah 80 data dip dan dip directiondari struktur geologi berupa kekar dan perlapisan batuan dimasukkan ke dalam softwareDips tersebut, sehingga didapatkan titik – titik pengeplotan berdasarkan analisisstereografis Schmidt Net. Metode contouring dilakukan berdasarkan kerapatan titik titikhasil pengeplotan tersebut, didasarkan pada analisis stereografis Kalsbeek Net. Padaanalisis kinematika ini digunakan software Dips untuk melakukan metode contouring iniuntuk menentukan tipe longsoran yang berpotensi terjadi (Gambar 3). Perubahan nilai dipdan dip direction kelerengan singkapan akibat proses penambangan yang terjadimembutuhkan perhatian lebih lanjut, sehingga penulis mengajukan studi parametrik untukmembandingkan skenario perubahan nilai dip dan dip direction kelerengan singkapandengan kestabilan lereng singkapan tersebut. Studi parametrik tersebut digunakan padaskenario model kedua dengan nilai dip 70o (Gambar 6 dan 7) dan skenario model ketigadengan nilai dip 75o (Gambar 8 dan 9).

Data dan Pembahasan

Struktur geologi yang berkembang pada lokasi penelitian berupa kekar tarik dan kekargerus dengan data hasil pengukuran Tabel 1. Strike/dip perlapisan batuan berdasarkan


244

pengukuran orientasi di lapangan adalah N90oE/10o. Penentuan tipe longsoran yangberpotensi terjadi, dalam analisis ini digunakan software Dips, didasarkan pada persebarantitik – titik pengeplotan, dihubungkan dengan metode pembuatan kontur (contouring). Tipelongsoran yang berpotensi terjadi adalah tipe longsoran planar (plane failure) dan tipelongsoran baji (wedge failure). Tipe longsoran planar (plane failure) didasarkankonsentrasi titik yang terkumpul pada satu daerah tertentu dan tidak berhadapan dengannilai muka longsoran yang berbentuk setengah lingkaran pada analisis stereografis. Tipelongsoran baji (wedge failure) didasarkan konsentrasi titik yang terkumpul pada dua daerahtertentu yang saling berdekatan dan tidak berhadapan dengan nilai muka longsoran yangberbentuk setengah lingkaran pada analisis stereografis (Gambar 3).

Berdasarkan hasil pengamatan di lapangan dapat diketahui bahwa orientasi kekar –kekar tersebut sistematis, berarah arah barat laut-tenggara dan barat daya-timur laut padalitologi batupasir kuarsa dan batulanau. Spacing antara kekar berkisar kurang dari 0,25 mhingga mencapai 0,25-5 m. Kekar cenderung tertutup sehingga tidak terdapat materialpengisi kekar. Tidak ditemukan adanya rembesan air tanah di singkapan. Tingkat kekuatanbatuan tergolong medium strong rock hingga strong rock. Selain kekar, terdapat shear zoneatau zona hancuran, dengan material hancuran berukuran pasir kasar sampai pasir halus,tidak ditemukan adanya cermin sesar. Singkapan batuan setinggi 10 meter dengan lebarsingkapan 8 meter. Pengukuran kelerengan singkapan sebenarnya di lapanganmenunjukkan nilai dip 60o dengan nilai relatif dip direction N60oE. Interpretasi adanyapotensi longsoran tipe planar didasarkan pada beberapa data kekar pada zona non-daylightenvelope yaitu berarah N333oE/81o (Gambar 4). Penentuan zona daylight envelope tipelongsoran planar ditunjukkan pada lingkaran slope aspect berasal dari nilai dip kelerengan(ditunjukkan dengan lingkaran berwarna kuning) berpotongan dengan lingkaran sudutgeser dalam (nilai 30o diukur dari dalam, ditunjukkan oleh lingkaran berwarna merah) danperpotongan dua garis joint set dihubungkan oleh garis hitam melewati titik perpotongantersebut, ditambah dua garis hitam bantu dengan nilai antara tambah 20o dan kurang 20o

dari garis hitam utama (Gambar 4).Interpretasi adanya potensi longsoran tipe baji dapat didasarkan pada keberadaan

perpotongan arah orientasi utama bidang lemah minor (joint set), yaitu pada set-1 dan set-2(ditunjukkan oleh dua garis berwarna hijau) pada zona non-daylight, dengan orientasi garisperpotongan plunge/trend yaitu 79o/N44oE (Gambar 5). Penentuan zona daylight envelopetipe longsoran baji ditunjukkan pada lingkaran sudut geser dalam (nilai 30o diukur dariluar, ditunjukkan oleh lingkaran berwarna merah) berpotongan dengan garis slope aspect(ditunjukkan oleh garis berwarna kuning) (Gambar 5). Kedua tipe longsoran ini dapatterjadi, namun dilihat dari analisis kinematika yang sudah dilakukan, potensi keterjadiankedua tipe longsoran ini tidak memiliki kerawanan yang tinggi karena keduanya terletakpada zona non-daylight.

Faktor eksternal berpengaruh terhadap tingkat kestabilan lereng batuan. Pada lokasipengamatan, faktor eksternal yang berpengaruh terhadap kestabilan lereng adalah kegiatanpenambangan tradisional oleh warga. Kegiatan penambangan yang dilakukan secaraintensif dapat mempertajam kemiringan lereng (nilai dip bertambah). Nilai dip yangsemakin besar menambah nilai probabilitas keterjadian longsor. Berikut penjelasan analisiskestabilan lereng apabila nilai dip pada lereng batuan semakin besar. Analisis kinematikamodel kedua (Gambar 6 dan 7), orientasi lereng ditunjukkan mempunyai nilai dip 70o

dengan nilai dip direction N60oE. Analisis kinematika model ketiga (Gambar 8 dan 9),orientasi lereng diasumsikan mempunyai nilai dip 75o dengan nilai dip direction N60oE.Analisis kinematika model kedua dan model ketiga ini menunjukkan penambahan nilai dippada lereng batuan akan menambah potensi keterjadian longsor, baik longsoran tipe planar(plane failure) dan longsoran tipe wedge (wedge failure). Hal ini dapat dilihat pada


245

Gambar 7 – Gambar 10, bahwa semakin besar kemiringan lereng, maka semakin luas zonadaylight envelope sebagai akibat semakin besar lingkaran slope aspect, sehingga semakinbanyak data kekar yang masuk pada zona daylight envelope untuk plane failure. Semakinbesar kemiringan lereng, zona daylight envelope semakin luas, sehingga perpotonganbidang lemah minor (joint set) semakin mendekati zona daylight envelope untuk wedgefailure. Berdasarkan dua model analisis kinematika probabilitas diatas, maka perludilakukan suatu langkah nyata untuk mengurangi potensi keterjadian longsor yang semakinbesar pada singkapan tersebut, akibat penambangan yang dilakukan. Rekomendasi utamayang dapat diajukan adalah dengan menghentikan kegiatan penambangan pada singkapantersebut. Apabila tetap dilakukan proses penambangan, maka perlu diperhatikan untuktetap menjaga proporsionalitas nilai dip lereng tersebut agar masih memiliki nilai kurangdari 60o. Penambangan secara lateral juga perlu diperhatikan agar nilai dip direction lerengberkisar antara kurang dari N30oE dan/atau lebih besar dari N90oE. Rekomendasi ini perludiperhatikan dan dilakukan untuk meminimalkan potensi keterjadian longsor tipe planardan longsor tipe baji.

Kesimpulan

1. Lokasi penelitian memiliki potensi longsor dengan tipe longsoran planar (planefailure) dan tipe longsoran baji (wedge failure).

2. Potensi longsoran tipe baji (wedge failure) didasarkan pada perpotongan bidanglemah minor (joint set) dengan orientasi garis perpotongan plunge/trend yaitu79o/N44oE.

3. Potensi longsoran tipe planar (plane failure) didasarkan pada beberapa data kekarpada zona non-daylight envelope yaitu berarah N333oE/81o.

4. Rekomendasi untuk mengurangi keterjadian longsor adalah menghentikankegiatan penambangan. Jika kegiatan penambangan tetap dilakukan, keamananlereng harus diperhatikan dengan nilai dip lereng harus kurang dari 60o dan nilaidip direction lereng berkisar antara kurang dari N30oE dan/atau lebih besar dariN90oE.

Daftar Pustaka

Aprilia, F., 2014. Analisis Tipe Longsor dan Kestabilan Lereng Berdasarkan Orientasi Struktur diDinding Utara Tambang Batu Hijau, Sumbawa Barat. Skripsi di Jurusan Teknik GeologiFakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.

Hoek, E. Dan Bray, J. W.,1981, Rock Slope Engineering, 3rd Edition, The Institution of Miningand Metallurgy, London, 356 h.

Prasetyadi,C., Sudarno, Ign., Indranadi V.B., Surono, 2011. Pola dan Genesa Stuktur GeologiPegunungan Selatan, Provinsi Daerah istimewa Yogyakarta dan Provinsi Jawa Tengah. JurnalSumber Daya Geologi, Vol. 20, h. 91-107

Lisle, R. J. Dan Leyshon, P.R., 2004. Stereographic Projection Technique: for Geologist and CivilEngineers. Cambridge University Press, United Kingdom, 2nded., 112h.

Surono, 2008. Litostratigrafi dan Sedimentasi Formasi Kebo dan Formasi Butak do PegununganBaturagung, Jawa Tengah Bagian Selatan. Jurnal Geologi Indonesia, Vol 3,h. 183-193

Surono, 2009. Litostratigrafi Pegunungan Selatan Bagian Timur Daerah Istimewa Yogyakarta danJawa Tengah. Jurnal Sumber Daya Geologi, Vol 19, h. 31-43

Wyllie, D.C. dan Mah, Ch.W., 2004. Rock Slope Engineering: Civil and Mining. Spon Press,London dan New York, 4th ed., 431 h

“Data Longsor”, dalam http://geospasial.bnpb.go.id/pantauanbencana/data/datalongsorall.php(diakses tanggal 12 Oktober 2014)

“Pengenalan Gerakan Tanah”, dalam http://www.esdm.go.id/batubara/doc_download/489-pengenalan-gerakan-tanah.html (diakses tanggal 12 Oktober 2014)


246

Tabel 1. Hasil pengukuran discontinuity di lokasi penelitian

No

Discontinuity

Length LithologyDis.(m) Type Dip StrikeDip

Dir.

1 0 J 65 10 100 2 m 0 Batupasir Kuarsa

2 0,2 J 75 355 85 4 m 1 Batupasir Kuarsa

3 0,7 J 65 335 65 3,5 m 1 Batupasir Kuarsa







10 2 J 86 310 40 3,1 m 0 Batupasir Kuarsa

11 2 J 85 115 205 2,5 m 0 Batupasir Kuarsa

12 2 J 70 20 110 1 m 0 Batupasir Kuarsa

13 2 J 80 285 15 2m 0 Batupasir Kuarsa

14 2,1 J,SZ 86 270 0 4 m 1 Batupasir Kuarsa

15 2,1 J,SZ 78 285 15 1 m 0 Batupasir

16 2,3 J,SZ 70 315 45 1,5 m 0 Batupasir

17 2,4 J 80 285 15 1 m 0 Batupasir

18 2,4 J 80 325 55 1 m 1 Batupasir

19 2,4 J,SZ 78 330 60 1 m 2 Batupasir

20 2,5 J,SZ 62 330 60 1 m 1 Batupasir

21 2,5 J,SZ 85 340 70 1 m 0 Batupasir

22 2,5 J 73 313 43 1,8 m 1 Batupasir

23 2,6 J 82 330 60 1 m 0 Batupasir

24 2,7 J,SZ 60 335 65 2,5 m 2 Batupasir

25 3 J,SZ 83 310 40 2 m 2 Batupasir

26 3,2 J 75 345 75 2 m 2 Batupasir

27 3,4 SZ 90 270 0 1,5 m 1 Batupasir

28 3,5 J,SZ 68 310 40 0,8 m 0 Batupasir

29 3,6 J,SZ 65 280 10 1 m 0 Batupasir

30 3,6 J 78 333 63 1,8 m 1 Batupasir

31 3,7 J,SZ 75 93 183 2,5 m 2 Batupasir

32 3,8 J 85 355 85 2,2 m 1 Batupasir

33 3,8 J 80 338 68 0,8 m 1 Batupasir

34 3,9 J 80 210 300 2 m 1 Batupasir

35 4 J 78 270 0 2 m 1 Batupasir

36 4,5 J 70 300 30 1,5 m 1 Batupasir

37 4,6 J 70 305 35 1,5 m 1 Batupasir

38 4,7 J 80 320 50 4 m 1 Batupasir

39 4,7 J 85 290 20 4 m 1 Batupasir

40 4,8 J 75 358 88 2 m 0 Batupasir

41 4,8 J 80 295 25 2,5 m 1 Batupasir


247

42 4,8 J 80 288 18 2 m 1 Batupasir

43 4,8 J 79 300 30 1,5 m 1 Batupasir

44 5 J 85 300 30 4,5 m 1 Batupasir

45 5 J 80 340 70 4 m 1 Batupasir

46 5,2 J 83 330 60 4 m 1 Batupasir

47 5,2 J 83 290 20 4,3 m 1 Batupasir

48 5,3 J 90 295 25 4,1 m 1 Batupasir

49 5,4 J 80 300 30 4,3 m 1 Batupasir

50 5,4 J 83 330 60 4,3 m 1 Batupasir

51 5,4 J 85 255 345 2 m 1 Batupasir

52 5,4 J 80 230 320 2,5 m 1 Batupasir

53 5,5 J 84 310 40 4 m 1 Batupasir

54 5,5 J 85 280 10 4,5 m 1 Batupasir

55 5,5 J 80 300 30 6 m 2 Batupasir

56 5,6 J 83 270 0 6,3 m 2 Batupasir

57 5,6 J 83 295 25 6,2 m 2 Batupasir

58 5,6 J 90 310 40 6 m 2 Batupasir

59 5,7 J 82 288 18 7 m 2 Batupasir

60 5,7 J 78 320 50 5,5 m 2 Batupasir

61 5,7 J 85 344 74 6 m 2 Batupasir

62 5,8 J 86 350 80 6,3 m 2 Batupasir

63 5,8 J 85 280 10 6,4 m 2 Batupasir

64 5,9 J 83 300 30 7 m 2 Batupasir

65 5,9 J 80 310 40 6,6 m 2 Batupasir

66 6,0 J 80 255 345 6,8 m 2 Batupasir

67 6,0 J 80 285 15 5,5 m 2 Batupasir

68 6,0 J 85 330 60 5 m 2 Batupasir

69 6,1 J 82 325 55 6 m 2 Batupasir

70 6,2 J 90 310 40 6,5 m 2 Batupasir

71 6,2 J 86 255 345 6 m 2 Batupasir

72 6,2 J 82 310 40 4 m 1 Batupasir

73 6,2 J 78 330 60 4,5 m 1 Batupasir

74 6,3 J 83 280 10 3,5 m 1 Batupasir

75 6,3 J 76 275 5 4 m 1 Batupasir

76 6,4 J 68 290 20 4,5 m 1 Batupasir

77 6,4 J 74 225 315 4,7 m 1 Batupasir

78 6,5 J 76 230 320 5 m 1 Batupasir

79 6,5 J 80 220 310 5 m 1 Batupasir

80 3,7 B 10 90 180


248

Gambar 1. Lokasi penelitian, beserta peta geologi daerah penelitian.(Sumber via software ArcMap dan Peta Geologi Lembar Surakarta-Giritontro, 1992,

dengan modifikasi).

Gambar 2. Ilustrasi proyeksi stereografis dari garis dan bidang.(Lisle dan Leyshon, 2004 dengan modifikasi).


249

Gambar 3. Hubungan hasil proyeksi orientasi struktur dan lereng terhadap tipe longsoran(Hoek dan Bray, 1981 dengan modifikasi)


250

Gambar 4. Analisis kinematika model 1 untuk tipe plane failure.(Sumber via software Dips, dengan modifikasi)

Gambar 5. Analisis kinematika model 1 untuk tipe wedge failure.(Sumber via software Dips, dengan modifikasi)


251

Gambar 6. Analisis kinematika model 2 untuk tipe plane failure.

(Sumber via software Dips, dengan modifikasi)

Gambar 7. Analisis kinematika model 2 untuk tipe wedge failure.(Sumber via software Dips, dengan modifikasi)


252

Gambar 8. Analisis kinematika model 3 untuk tipe plane failure.(Sumber via software Dips, dengan modifikasi)

Gambar 9. Analisis kinematika model 3 untuk tipe wedge failure.(Sumber via software Dips, dengan modifikasi).


253

242-253 m1p-04

Documents