52

Tabel III-17 Kandungan mineral montmorilonite relatif tinggi (potensi swelling) Mineral Derajat aktifitas Potensi Swelling

(Holtz & Kovacs, 1981) (Mitchell, 1976)

Na - Montmorilonite 4 – 7 1,53 – 3,60

Ca - Montmorilonite 1,5 0,26 – 0,34

Illite 0,5 – 1,3 0,04 – 0,37

Kaolinite 0,3 – 0,5 0,04 – 0,08

Halloysite 0,5 – 0,1

Attapulgite 0,5 – 1,2

Allophane 0,5 – 1,2

Mika (Muskovite) 0,2 0,35 – 0,42

Kalsit 0,2

Kwarsa 0

Jenis meneral lempung di dalam tanah biasanya diidentifikasikan minimal dengan menggunakan 2

(dua) dari berbagai cara sebagai berikut:

Defraksi sinar-X terhadap bubuk tanah.

Analisis perbedaan panas = Differential thermal anlysis (DTA) Thermogram

Electron microscopy Perbesaran dari 20x hingga 150.000x scanning electron microscopy

micrograph

Atterberg Limits

Mineralogi dan ekspansifitas tanah juga dapat diindikasikan berdasarkan posisinya di dalam

Grafik Plastisitas dari Casagrande (Gambar 3-10)

Gambar 3-10 Posisi Tanah ekspansif Di dalam grafik Casa-grande

Expansive soil

Liquid Limit, %

Pla

stic

ity

Ind

ex, %

53

Tanah Dispersif

Akibat kandungan sodium yang tinggi tanah tidak stabil dalam keadaan basah

mudah urai menjadi komponen-komponen hingga mudah terjadi piping

tidak cocok untuk fondasi maupun material timbunan

Kenampakan lapangan: adanya alur-alur/terowong dengan berbagai ukuran

Uji lapangan: uji ―Hallo‖

Uji laboratorium: metoda Emerson, uji Hydrometer Ganda, uji Pin Hole, uji

kimiawi SAR (Sodium Adsorption Ratio) dan ESP (Exchangable Sodium

Percentage)

Tingkat dispersifitas tanah diindikasikan oleh kandungan fraksi < 0,005 mm

seperti terlihat pada Tabel III-18.

Tabel III-18 Tingkat Dispersifitas Tanah

% dispersif (*) Tingkat dispersifitas

> 40 tinggi

15 - 40 sedang

0 - 15 tahan terhadap dispersi

Keterangan: (*) rasio antara kandungan fraksi < 0,005 mm pada larutan tanah

yang telah dikenakan agitasi minimum dengan yang dianalisis

dengan hydrometer

54

Tanah Ekspansif (Swelling)

Akibat kandungan mineral montmorilonite, ikatan atomnya sangat lemah

sehingga mudah menyerap air dan mengembang, tanah tidak stabil/sensitif

terhadap air

Kategori tanah swelling berdasarkan sifat-sifat indeksnya, terutama

konsistensinya, al. terlihat pada Tabel III-19 (lihat pula Gambar 3-9).

Tabel III-19 Potensi swelling berdasarkan konsistensi Tanah

Sifat indeks Potensi swelling

Rendah Sedang Tinggi

Batas Cair (LL)

Batas Plastis

(PL)

30 – 40%

15 – 20%

40 – 55%

20 – 30%

55 – 90%

30 – 60%

Tanah Lunak

Kuat gesernya rendah dan kompresibilitasnya tinggi

Seringkali berasosiasi dengan air (kadar airnya tinggi)

Pengambilan sampel tak terusik (undisturbed) relatif sulit perlu uji kuat geser

in situ dengan pisokonus, uji baling atau dengan alat sondir

Tabel III- 20 berikut ini adalah parameter empirik tanah lunak – sangat lunak

Jenis tanah dan

kategori

Kuat geser

kN/m2

(0,01 kg/cm2)

Perlawanan

konus Sondir, qc

(kN/m2)

Penetrasi

Standar (N SPT)

Tanah Lempungan

Sangat lunak

Lunak

Tanah Pasiran/

Lanauan

<12,5

12,5 – 25

-

< 5

5 – 10

< 10

< 3

3 – 5

-

Ket: 1 kN = 100 kg

55

Tanah Organik

Warna kelam, abu-abu tua – hitam, kadang berserat dan berbau

Kompresibilitas sangat tinggi sehingga sulit dipadatkan

Konsolidasinya sangat lama bahkan sulit dikonsolidasikan

Kadar air sangat tinggi dan korosif

Tanah Rentan Likuifaksi

o Jenis-jenis tanah cenderung terlikuifaksi akibat getaran adalah: Lanau, Pasir –

Kerikil, terutama yang seragam (uniform) dengan kriteria gradasi seperti pada

Gambar: 3-10 dengan bentuk butirnya bundar (rounded).

o Menurut WANG (1979), tanah rentan tehadap likuifaksi perlu analisis lebih

seksama, yakni bila memenuhi kriteria sbb. (Tabel: III-19)

Gambar 3-11 Gradasi tanah rentan dan tak-rentan likuifaksi (TUCHIDA,

1970)

56

Tabel III-21 Tanah Rentan terhadap likuifaksi (Wang, 1979)

Kandungan fraksi # < 0,005 mm -------------- ≤ 15 %

LL ---------------------------------------------------- ≤ 35 %

Wn --------------------------------------------------- ≥ 0,9 %

Liquidity Index (LI) ------------------------------ ≤ 0,75 %,

dimana :

Wn - PL LI = ------------- x 100 %

PI

o Tanah yang tergolong tidak rentan likuifaksi sehingga tidak memerlukan analisis

mendalam adalah kelompok tanah dengan parameter seperti ditunjukkan (Tabel

III-22)

Perbaikan terhadap tanah bersifat khusus

Relatif tipis dikupas / dibuang.

Tabel III-22 Kelompok Tanah yang tidak rentan liquifaksi

Relatif tebal mempercepat konsolidasi a.l dengan sand drains

1. Tanah jenis CL, CH, SC atau GC

2. GW atau GP atau material yang terdiri atas campuran kerakal (cobble), bongkah

(boulders), urugan batu seragam, yang tedrainase baik/bebas

3. SP, SW atau SM yang kepadatan rata-ratanya ≥ 85 %, asalkan kepadatan-relatif

minimumnya tidak kurang dari 80 %

4. ML atau SM yang kepadatan keringnya ≥ 95 % kepadatan Proctor modifikasi

(ASTM D 1557)

5. Tanah berumur Pra-Holocene dengan “natural over consolidation” – nya ≥ 16

dan kepadatan relative (relative density)-nya > 70 %

6. Tanah yang lokasinya berada di atas elevasi tertinggi muka air tanah

57

stabilisasi tubuh bendungan a.l pelandaian lereng, berm, counter weight

relatif lulus air a.l cut off wall, cut off trench, blanket alami atau buatan (artificial),

sistem drainase, relief wells di sepanjang tumit hilir bendungan

c) Deskripsi Tanah secara visual-manual

Deskripsi tanah secara visual menyangkut penentuan simbol grup

tanah menurut USCS serta penamaannya secara genetik maupun berdasarkan

gradasinya. Penggolongan tanah secara rinci berikut penentuan simbol grup

menurut UCSC, visual maupun mekanik/laboratoris bisa merujuk pada Tabel III-

23 dan khusus untuk tanah kasar ditunjukkan oleh Tabel-5 di atas.

58

TABEL III-23 Klasifikasi Tanah menurut

USCS

59

Sedangkan penamaan dan penggolongan tanah secara genetik bisa dilihat pada

Tabel III-23. Adapun unsur-unsur yang perlu diobservasi dan diidentifikasi secara

rinci pada saat observasi di lapangan ditunjukkan pada Tabel di bawah ini.

DESKRIPSI TANAH

PROYEK : . . . . . . . . . . LOKASI: . . . . . . . . . . . . . STATUS: . . . . . . . . . . . . .

PENGAMAT: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CUACA : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

No. STASIUN/LOKASI: . . . . . . . . . . . . . . . TANGGAL. . . . . . . . . . . . . . .

UNIT PADA PETA: . . . . . . . . . . . . . . . . . . BATUAN INDUK: . . . . . . . . . . . . . . . .

Observasi Lapangan:

1. Lebar singkapan/Penyebaran/Ketebalan : . . . . . m / . . . . . . m /. . . . . . m

2. Posisi topografi : lembah, palung, teras sungai; kaki, lereng, puncak bukit, LL

3. Kemiringan lereng: datar / landai (….o)/ curam (….

o)

4. Vegetasi : lebat / jarang / gundul

5. Jenis Tanah : alluvial, koluvial (longsoran, scree, slope wash), residual

6. Warna : . . . . . . . . . Kandungan organik: tak / ringan, samar / kuat

7. Perlapisan : tak / samar / jelas / tipis / sedang / tebal

8. Sementasi/Reaksi dengan HCl : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . / . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Moisture : kering / lembab / basah / jenuh

10. Permeabilitas / Air Tanah : kedap , rendah , sedang , tinggi /. . . . . . . . . . . .

11. Partikel kasar : bundar / tanggung / runcing / lunak / medium / keras

12. Gradasi : baik / gap / buruk

Estimasi Fraksi Butiran (volume)

1. Bolder ( > 30 cm) : . . . . . . %

2. Kobel ( 7,5 – 30 cm) : . . . . . . %

3. Gravel (4,75 – 7,5 cm) : . . . . . . %

4. Pasir (0,075 – 4,75 cm) : . . . . . . %

5. Lanau/Lempung : . . . . . %

Dry Density : lemah, sdg, kuat.

Dilatancy : tak, pelan, cepat

Toughness : lemah, sdg, kuat

Nama : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Simbol (USCS): . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

SAMPEL No.: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Disturbed . . . . . . . / Undisturbed . . . . . .

FOTO No.: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

60

Catatan

1. Deskripsi dan identifikasi batuan dan tanah di lapangan pada tingkat tertentu adalah subyektif

2. Tingkat subyektifitas ini bisa dikurangi, yakni dengan mengikuti prosedur dan standar dan

terminologi yang umum digunakan. Baik observasi yang dilakukan pada singkapan batuan, tanah

di lapangan maupun, galian uji (test pit) maupun dari inti pemboran (core).

3. Keuntungan daripada penggunaan prosedur, standar dan terminologi di atas antara lain adalah:

a) deskripsi bisa dilakukan relatif lebih cepat

b) semua unsur yang diamati dan dicatat telah melalui pertimbangan dan kajian secara logik

c) semua unsur yang diperlukan tidak terlewatkan

d) deskripsi bisa dilakukan oleh siapapun dengan pengalaman standar

e) data bisa langsung digunakan oleh semua pengguna yang relevan

61

BAB IV

STRUKTUR GEOLOGI

4.1 Istilah dan Pengertian

Struktur geologi dipelajari di dalam Geologi Struktur, yakni cabang geologi yang

mempelajari tentang reka-bangun (arsitektur) dan hubungan antar batuan yang

terbentuk secara alami. Oleh karena itu, segala jenis bentuk dan susunan/hubungan

material penyusun kulit bumi yang terbentuk secara tidak alami tidak termasuk di

dalam kategori struktur geologi. Cabang ilmu geologi yang khusus mendalami genesa

dan asal usul struktur sekonder ini dinamakan Geologi Tektonik.

4.2 Struktur Geologi, Jenis dan Genesanya

Gaya endogen dan gaya eksogen selalui mengubah rona muka bumi, terutama gaya

endogen sangat berperan didalam pembentukan struktur geologi batuan.

Dari cara terbentuknya, dikenal 2 (dua) jenis struktur geologi, yakni struktur primer

dan struktur sekonder yang keduanya merupakan zona lemah sebagai tempat

meresapnya air.

4.2.1 Struktur Primer

Struktur primer adalah struktur batuan yang terjadinya bersamaan dengan

terbentuknya batuan itu sendiri. Pada batuan sedimen misalnya struktur perlapisan,

struktur gelembur-arus (ripple-marks), struktur silang-siur (cross bedded), struktur

pilah atau gradded bedding (Gambar 4-1 s/d 4-3). Struktur aliran pada aliran lava

(lava flow), ―cooling joints‖ pada batuan beku, foliasi pada batuan metamorf, dll-nya.

Struktur primer seringkali merupakan kunci daripada analisis mengenai struktur

sekonder, misalnya untuk menentukan bagian atas dan bagian bawah perlapisan (top

& bottom) didalam menganalisis struktur perlipatan.

62

4.2.2 Struktur Sekonder

Terbentuk setelah (pasca) pembentukan batuan yang bersangkutan,

misalnya kekar lembar (sheet joint) yang terbentuk akibat hilang atau

berkurangya beban di atasnya. Struktur sekonder yang penting akibat gaya tektonik

misalnya struktur perlipatan (fold), kekar (joint) dan struktur sesar (fault).

Gambar: 4-4 adalah gambaran perkembangan struktur sekonder akibat gaya

kompresif.

Gambar 4-1 Struktur gelembur-arus (ripple marks)

Gambar 4-2 Struktur silang-siur (cross bedded) pada bat.

Sedimen

63

Gambar: 4-3: Struktur ―gradded bedding‖

64

Gambar 4-4 Perkembangan geomorfologi dan struktur

perlipatan akibat deformasi oleh gaya tektonik

65

a. Struktur perlipatan

Struktur perlipatan terbentuk akibat gaya kompresi atau gaya mampat dan gaya

geser. Tergantung kepada sifat-sifat batuan dan intensitas gayanya, struktur

perlipatan yang terbentuk dapat berupa lipatan tegak atau miring, zig-zag, dll. Jenis

dan bagian-bagian struktur perlipatan yang penting untuk diketahui antara lain

adalah antiklinal, sinklinal, sayap lipatan (sayap sinklinal, sayap antiklinal) dan sumbu

lipatan (Gambar: 4-5). Hal ini mengingat bahwa bentuk dan geometri struktur

perlipatan dapat mempengaruhi pemilihan lokasi bendungan maupun sifat-sifat kolam

waduknya (peserta kursus diminta mencoba memberikan contoh-contoh,

dilanjutkan dengan diskusi).

Gambar 4-5 Bagian-bagian struktur lipatan

Struktur perlipatan yang terbentuk akibat gaya tektonik disebut juga lipatan

diastropik. Sedangkan yang non-tektonik disebut lipatan non-diastropik, misalnya

‖gravity fold‖ , penggelembungan lembah (valley bulging), dll. (lihat Gambar: 4-6 a-

e)

b. Struktur Kekar (Joints)

Struktur kekar (joint) adalah retakan (crack) pada batuan yang mengalami tekanan

akibat gaya tektonik, tetapi tidak menmbulkan pergeseran di antara bagian-bagian

yang terpisahkan. Tekanan tersebut bisa berarah saling menekan (kompresi), saling

menarik (tension) ataupun gaya menggeser (shear) sehingga jenis dan arah kekar

yang terbentukpun berbeda-beda pula (Gambar 4-7). Selain tegas, juga sistematik

sumbu lipatan/

sumbu antiklinal

sayap sinklinal /

sayap antiklinal

sumbu lipatan/

sumbu sinklinal

sayap antiklinal/

sayap sinklinal

66

dan berpola. Kenampakan ini sangat berbeda dengan retakan fisis (fractures bukan

akibat gaya tektonik) yang biasanya tak teratur/tak berpola.

Gambar 4-6 Bentuk-bentuk lipatan non-diastropik

Selain itu, penyebaran cracks (joints) relatif lebih dalam dibandingkan fractures yang

biasanya hanya di permukaan batuan saja, sehingga keberadaan joints selalu

diperhitungkan di dalam setiap konstruksi sipil termasuk bendungan. Kekar yang

relatif dalam dan memotong beberapa lapisan batuan biasa disebut ‖master joints‖.

Gambar 4-7 adalah kelompok kekar atau ‖joint set‖ yang biasa terbentuk pada

struktur perlipatan.

Dampak akibat kekar, antara lain adalah:

Dapat mereduksi kuat massa batuan (rockmass strength)

Kemungkinan terjadinya kebocoran waduk, bahkan ―piping‖

Mempercepat proses pelapukan batuan

c. Struktur Sesar (Fault)

Secara teori, sesar merupakan perkembangan lebih lanjut dari struktur kekar, yakni

bila besarnya gaya yang bekerja melampaui batas plastis batuan sehingga terjadi

sehingga terjadi pergeseran di antara bagian (blok) yang dipisahkannya.

Tergantung dari sifat batuan, arah dan besarnya gaya yang bekerja, maka jenis dan

67

arah sesar yang terbentuk berbeda-beda. Ditinjau dari arah pergeseran antar blok

dan geometri bidang sesar, dikenal beberapa jenis sesar, yakni:

Gambar 4-7 Arah gaya dan jenis-jenis kekar yang terbentuk

Sesar naik atau sesar sungkup (reverse or transcurrent fault),

Sesar normal (gravity or normal fault),

Sesar geser (strike slip or tear or wrench faults).

Secara berturut-turut, sesar-sesar di atas yang mempunyai dip paling landai

adalah sesar naik, bahkan sesar geser seringkali kemiringannya hampir vertikal.

Kelompok sesar yang hampir searah dan relatif berdekatan akan membentuk zona

remasan (shear) dan biasa disebut dengan zona sesar (fault zone). Ditinjau dari

kemungkinan terjadinya.

68

aktifitas/pergerakan sesar, secara teori terdapat 2(dua) jenis sesar,

yakni sesar aktif

dan sesar pasif (inactive fault).

Kenampakan lapangan atau tanda-tanda yang kemungkinan

merupakan indikasi adanya sesar, antara lain adalah adanya:

pelurusan (alignment) aliran sungai, mata-air, tebing

(escarpment), ―triangular facet‖, dll. dan/atau

cermin sesar (slicken side), yakni material hasil gerusan,

bekas-bekas

goresan akibat pergeseran dan/atau

“gouge”, yakni material seperti bubuk lempung hasil

pelumatan batuan akibat pergeseran dan/atau

zona breksiasi atau hancuran/remukan batuan dan/atau

offset ridge (pergeseran lajur perbukitan)

terpotongnya perbukitan oleh aliran sungai (kemungkinan lain

adalah merupakan ―water gap‖

Di antara tanda-tanda di atas, ―Gouge‖ dinilai yang paling

bermasalah terkait dengan fondasi bendungan.

4.3 Ketidak-selarasan (unconformity)

Ditinjau dari genesanya, ketidak selarasan adalah ketidak

sinambungan yang terjadi akibat kerjasama antara gaya tektonik

dan non-tektonik, yakni proses pengangkatan sehingga terjadi

―hiatus‖ dari proses pengendapan, kemudian terjadi penurunan dan

diikuti dengan sedimentasi kembali. Oleh karena itu, ketidak

selarasan (unconformity) bisa dogolongkan ke dalam strukur geologi

maupun stratigrafi.

69

Pada batuan sedimen, batas antara 2 (formasi) batuan yang

sedimentasinya menerus (tidak mengalami hiatus) disebut batas

selaras (conformity). Ketidak selarasan umumnya merupakan struktur

ketidak sinambungan yang merupakan bidang lemah, terutama bila

batuan di atasnya merupakan formasi batuan yang relatif berumur

muda.

BAB V

Air Tanah

5.1 Istilah dan Pengertian

Air yang berada di atas, di permukaan maupun di bawah

permukaan tanah bisa berujud dalam bentuk cair, gas ataupun padat.

Air yang berada di permukaan tanah disebut air permukaan (yang

mengalir disebut ―run off‖). Air yang meresap di atau berada di

bawah permukaan tanah disebut air bawah permukaan (sub

surface water atau underground water).

Air bawah permukaan yang telah mencapai/terkumpul dan

membentuk zona jenuh air di dalam tanah disebut air tanah atau

ground water, sedangkan yang belum disebut air vados. Jadi, air

tanah adalah air hujan yang meresap dan terkumpul dalam zona

jenuh air. Dalam kondisi bebas (confined), permukaan air tanah

disebut/dibatasi oleh muka air-tanah atau water table (Gambar 5-1

dan 5-2).

70

Gambar 5-1 Posisi air-tanah (ground water) dan muka air-tanah

(water table)

(Di mana letak/posisi air vados pada sketsa di atas ?)

5.2 Akifer dan Probabilitas Batuan

Akifer adalah formasi batuan atau lapisan tanah yang

dapat menampung,

menyimpan dan mengalirkan air tanah. Karena itu, lapisan tersebut

harus bersifat lulus air, banyak mengandung rongga, retakan atau

celah-celah yang saling berhubungan. Kapasitas tampungan akifer

tergantung daripada porositasnya dan agar formasi tersebut dapat

menyimpan air, ia harus dibatasi atau minimal dialasi oleh lapisan

kedap air (akuiklud).

Tergantung dari letak dan sifat akuiklud, terdapat beberapa

jenis akifer, yaitu akifer bebas (unconfined aquifer) yang dialasi

oleh lapisan akuiklud tetapi bagian atasnya bebas dan disebut

bidang preatik atau muka air tanah yang dipengaruhi oleh tekanan

atmosfer. Akifer tertekan (unconfined aquifer) yang bagian atas

71

dan bawahnya dibatasi oleh akuiklud sehingga air tanah yang

terkurung di dalamnya tertekan. Besarnya tergantung dari tekanan

hidrostatik atau posisi bidang pisometriknya yang kadang-kadang

bisa berada di atas muka air-tanah sehingga mata-air yang muncul

seringkali bersifat artetis. Jenis-jenis akifer lainnya adalah akifer

bocor (leaky aquifer) dan akifer menggantung (perched

aquifer).

Batuan beku intrusif yang masih segar umumnya termasuk

media penyimpan dan penyalur air tanah yang jelek, karena sifatnya

yang pejal dan masif. Batuan beku luar (ekstrusif) disamping banyak

mengandung retakan (cooling joint) seringkali banyak mengandung

lubang-lubang tempat keluarnya gas (scoria) sehingga relatif mudah

lapuk. Oleh karena itu, batuan beku lelehan seperti aliran lava (lava

flow) pada umumnya mempunyai porositas relatif besar dan sering

mengandung air-tanah.

Batuan metamorf hampir sama dengan batuan beku. Derajat

porositasnya tergantung kepada tingkat deformasinya serta intensitas

pelapukannya yang umumnya menurun sesuai dengan

kedalamannya. Sekis dan Geneis seringkali mengandung retakan-

retakan akibat gaya tektonik. Marmer yang berasal dari malihan batu

gamping, sering mengandung rongga-rongga akibat pelarutan

mineral-mineral karbonat.

Berbeda dengan batuan beku dan metamorf, batuan

sedimen selain umumnya kurang terkonsolidasi, bidang perlapisan

pada batuan sedimen merupakan tempat peresapan air tanah yang

baik. Porositas batuan sedimen ditentukan oleh banyak faktor,

72

Gambar 5-3 Zona-zona perkolasi dan jenis-jenis akifer.

antara lain adalah: (peserta kursus diminta menyebutkan faktor-

faktor tersebut). Kondisi geologi yang kompleks dan beragam

memungkinkan terbentuknya satu atau lebih zona jenuh air di dalam

tanah dengan muka air-tanah yang berbeda-beda (Gambar 5-3).

73

Gambar 5-3 Zona jenuh air dan muka air-tanah akibat kondisi

geologi

(Peserta kursus diminta menyebutkan arti nomor 1, 2, . . . . .

. . dst.)

5.2 Penyebaran dan Pergerakan Air Tanah

Penyebaran air tanah secara lateral maupun vertikal secara

umum tergantung/

dipengaruhi oleh kondisi geologi setempat (Gambar 5-3).

Pergerakan air permukaan meresap ke dalam tanah disebut infiltasi

dan perjalanannya menuju zona jenuh air (akifer) secara gravitasi

disebut perkolasi.

Pada akifer bebas, muka air tanah identik dengan garis atau

bidang aliran. Bila batuan dan/atau tanahnya homogen, biasanya

bentuk muka-air tanahnya relatif hampir identik dengan bentuk

topografinya. Apakah bentuk muka-air tanah menentukan distribusi

alirannya atau sebaliknya distribusi aliran menentukan bentuk muka

air-tanahnya, yang jelas solusi analitik secara umum tidak bisa

dilakukan. Namun demikian, arah aliran atau pergerakan air tanah di

dalam tanah antara lain bisa diprediksikan berdasarkan data muka

air-tanah dari lubang bor dengan cara sebagai berikut (Gambar 5-

4):

74

Gambar 5-4 Cara prediksi arah aliran air-tanah

Keterangan: Kedalaman m.a.t di di tiga lubang bor A, B dan C berturut-

turut di titik A paling dangkal dan di titik C paling dalam.

ha = m.a.t (C – A) dan hb = m.a.t (C – B).

Dua faktor penting yang sangat berpengaruh terhadap

akumulasi, migrasi dan distribusi air di dalam batuan/tanah adalah

porositas dan permeabilitas, walaupun kedua faktor ini tidak harus

selalu sejalan. Porositas batuan/tanah berbutir halus seringkali

lebih besar dibandingkan yang berbutir kasar walaupun yang berbutir

kasar seringkali permeabilitasnya lebih besar. Hakekatnya dapat

disimpulkan bahwa banyak faktor yang mempengaruhi nilai

permeabilitas suatu massa batuan, sehingga - terkait dengan

pembangunan bendungan - uji permeabilitas in-situ (di lapangan)

sangat dianjurkan/ ditekankan.

Di lokasi penggalian tapak bendungan atau di lokasi-lokasi

penggalian lainnya, selain investigasi mengenai kondisi

geologi/geotekniknya, data mengenai kondisi dan jenis akifer serta

posisi muka air-tanah sangat penting untuk diketahui. Hal ini

terutama untuk mengantisipasi permasalahan yang mungkin timbul

selama penggalian seperti longsoran, pengangkatan (heave) atau

rembesan air tanah yang kalau berlebihan, mungkin memerlukan

sistem ―dewatering‖ dan drainase.

75

BAB VI

PERENCANAAN BENDUNGAN DITINJAU DARI

GEOLOGI

5.1 Umum

Bendungan menurut Permen No.72/PRT/1997 adalah setiap

bangunan penahan air buatan, jenis urugan atau jenis lainnya yang

menampung air atau dapat menampung air, termasuk fondasi,

bukit/tebing tumpuan, beserta bangunan pelengkap dan

peralatannya, yang dalam pengertian ini termasuk juga bendungan

limbah galian, tetapi tidak termasuk bendung dan tanggul.

Dari pengertian atau definisi di atas jelas bahwa pembangunan

bendungan erat kaitannya dengan dan/atau sangat dipengaruhi oleh

kondisi geologi setempat.

Tabel V-1 Keterkaitan unsur bendungan terhadap kondisi geologi

76

No Unsur dan persyaratan Unsur/kondisi geologi/geoteknik

1

2

3

4

5

Daya tampung air atau genangan

waduk, cukup besar, stabil dan tidak

bocor

Batuan fondasi dan bukit tumpuan

dengan daya dukung memadai, stabil

dan tidak bocor

Tubuh bendungan idealnya tidak terlalu

panjang

Material bahan bangunan cukup tersedia

di sekitar/relatif dekat dengan lokasi

bendungan

Umur waduk tidak terlalu pendek akibat

sedimentasi atau bencana lainnya

Geomorfologi, litologi/petrologi, strati-grafi,

geologi struktur

Litologi/petrologi, geologi struktur, stratigrafi

Geomorfologi, topografi, geologi struktur,

litologi/petrologi

Geomorfologi, topografi, geologi struktur,

litologi/petrologi

Litologi, struktur geologi, dll.

5.2 Gemorfologi Dalam Perencanaan Bendungan

Bentuk muka bumi atau geomorfologi yang merupakan

cerminan dari kondisi geologi suatu lokasi proyek (site) merupakan

gejala-gejala yang harus diperhatikan dalam setiap perencanaan

proyek-proyek pembangunan (teknik sipil). Penafsiran ini sangat

membantu di dalam pembuatan peta geologi dan/atau geologi teknik

untuk menunjang perencanaan teknik sipil, terutama kaitannya

dengan pembangunan bendungan yang mencakup areal yang relatif

luas dan kompleks.

Bryan (1929) vide Thornbury (1954) menyebutkan beberapa

syarat yang harus dipenuhi untuk pembangunan suatu bendungan,

antara lain adalah (1) waduk tidak boleh bocor, (2) terdapat jalan

keluar air yang sempit, (3) kondisi geologi yang sesuai, (4)

tersedianya bahan bangunan yang cukup/memadai di sekitar lokasi,

77

(5) umur waduk tidak terlalu pendek akibat sedimentasi. Kelima

syarat tersebut bersifat geomorfologis dan geologis.

Kebocoran suatu waduk bisa diramalkan dari jenis litologi dan

struktur batuannya. Misalnya dasar waduk dan/atau dinding waduk

didominasi oleh batu gamping, terutama secara geomorfologi telah

merupakan/membentuk karst topography yang karena retakan-

retakan dan gejala-gejala pelarutan yang banyak ditemukan di

dalamnya. Contoh waduk yang gagal akibat gejala demikian adalah

Bendungan Rakawatu dan Bendungan Lokojange di P. Sumba,

Nusa Tenggara Timur (lihat butir 1.3.2 di hal-10).

Jalan keluar air yang sempit disamping memperpendek tubuh

bendungan, biasanya ditempati oleh batuan yang relatif keras dan

resisten sehingga cocok untuk lokasi/ fondasi bendungan. Namun

perlu diingat bahwa topografi demikian seringkali diakibatkan pula

oleh adanya struktur sesar atau retakan, terlebih bila alur sungainya

membentuk pelurusan (liniament). Lembah sungai yang sempit dapat

pula diakibatkan oleh longsoran yang sudah barang tentu merupakan

material yang tidak stabil. Contoh yang baik untuk kasus seperti ini

adalah perencanaan waduk Darmaraja, Sumedang, yang akan

membendung sungai Cimanuk dekat pembangkit TL.

Parakankondang. Hasil penyelidikan geologi menunjukkan bahwa

disamping banyak diketemukan retak-retakan, ternyata ngarai sempit

tersebut dibatasi oleh bekas longsoran besar-besaran, sehingga

perencanaannya perlu ditinjau kembali dan lokasi waduk

dipindahkan.

Disamping hal-hal di atas, bentuk topografi pada umumnya

dapat pula digunakanuntuk mencari/menentukan lokasi-lokasi

alternatif lokasi bendungan (site), lokasi-lokasi borrow area dan

quarry area, bahkan pemilihan jalur jalan masuk (access road) dan

78

tinjauan awal daripada kecocokan jenis bendungan yang akan

dibangun di atasnya (Tabel II-4).

Bentuk-bentuk topografi yang khas seperti perbukitan dengan

lereng curam biasanya didominasi oleh batuan keras, sedangkan

yang globular dan berlereng landai ditempati oleh batuan lunak.

Bukit-bukit terjal, terutama yang terisolir biasanya ditempati oleh

batuan beku dan merupakan sumber material untuk bahan urugan

batu, rip-rap, bahan beton, dll.

Tabel II-4 Kecocokan bentuk lembah dan tipe bendungan

Bentuk Lembah

(Topografi)

Ratio panjang/tinggi

bendungan (L/H)

Tipe bendungan yang

cocok (umumnya)

Jurang, ngarai

curam, berbentuk ―V‖

Lembah sempit,

bentuk ―V‖, ―U‖ atau

trapesium

Lembah lebar, tak

mera-

ta/bergelombang

< 3

3 – 6

> 6 - 7

Bendungan beton

busur tipis,

kubah, kupola.

Bendungan beton

busur te-bal,

bendungan beton

graviti.

Bendungan urugan

tanah, bendungan

urugan batu dan

kombinasinya,

komposit, dll.

Lereng-lereng landai dan dataran umumnya merupakan sumber

bahan urugan tanah. Bila dijumpai di sepanjang aliran sungai

biasanya merupakan dataran/endapan alluvial dan/atau endapan

79

teras yag merupakan sumber bahan material untuk filter dan kadang-

kadang material batu.

5.3 Struktur Geologi kaitannya dengan Desain Bendungan

Struktur ketidak sinambungan selain bisa memperlemah

daya dukung fondasi bendungan juga merupakan jalur peresapan

air waduk yang dapat menyebabkan kebocoran waduk bahkan

―piping‖. Oleh karena itu, desain bendungan hendaknya

menyesuaikan/mempertimbangkan kondisi geologi/geoteknik di lokasi

bendungan, baik geometrinya, orientasinya maupun sifat maupun

kondisi fisik daripada struktur geologi yang ada.

Pada stuktur perlipatan, selain jenis lipatan itu sendiri, desain

bendungan (lokasi) hendaknya memperhatikan posisi sumbu lipatan

dan arah sayap-sayap lipatan. Terutama terkait dengan ancaman

kemungkinan longsoran dan bocoran air waduk. Bagaimana dampak

atau pengaruh struktur antiklinal dan sinklinal pada cekungan waduk

maupun posisi as-bendungan?

Kelompok kekar (joints) seringkali dievaluasi secara kuantitatif

untuk menunjukkan frekuensi dan geometri utamanya, antara lain

dalam bentuk ―roset diagram‖ dan diagram kontur (Gambar 5-1)

hasil dari proyeksi kutub dari sistem kekar (Gambar 5-2). Evaluasi

kuantitatif ini antara lain digunakan untuk evaluasi rock mass

strength batuan dan menentukan arah grouting yang paling efektif.

80

Gambar 5-2 Perhitungan titik-titik proyeksi kutub dan

contoh kontur

Gambar 5-1 Proyeksi Kutub suatu bidang kekar

81

BAB VII

PEMETAAN DAN INTERPRETASI PETA GEOLOGI

7.1 Peran/Posisi Pemetaan Geologi

Sesuai dengan asas SID(LA)COM, survin geologi/geoteknik

merupakan tahap sangat penting di dalam setiap pekerjaan

konstruksi, terutama pembangunan bendungan dalam rangka

menentukan kebijakan program berikutnya

Proses geologi bersifat dinamis yang dapat terjadi setiap saat,

sehingga kondisi suatu site (regional) secara alami selalu berubah

dari waktu ke waktu dan tidak bisa diperkosa. Setiap aksi selalu

menimbulkan reaksi. Oleh karena itu, survin geoteknik hendaknya

dilakukan pada setiap tahap pembangunan bendungan.

Proses geologi yang berkelanjutan menyebabkan ketidak

pastian kondisi geologi di suatu tempat yang) selalu berbeda dengan

82

kondisi geologi di tempat lain. Oleh karena itu, survin geoteknik perlu

dilakukan guna mengetahui ketidak pastian tersebut

Pengalaman menunjukkan bahwa biaya survin untuk setiap

pekerjaan konstruksi Sipil berkisar antara 1 – 3 % dari total biaya

konstruksi dan sekitar (1 – 5 %) -nya digunakan untuk biaya

pengerjaan fondasi

Oleh karena itu:

7.2 Maksud dan Tahapan

7.2. Maksud

Sangat bervariasi tergantung kepada skala dan

kompleksitas/cakupan pekerjaan konstruksi.

Untuk konstruksi bendungan, survin geoteknik secara umum

mencakup 5 (lima) tujuan pokok, kesemuanya untuk menunjang

perencanaan dan pembuatan desain bendungan serta

identifikasi/antisipasi permasalahan yang mungkin timbul, yakni:

Survin geoteknik hendaknya diprogram secara

mantap sesuai dengan tahap pelaksanaan

pembangunan bendungan serta dikerjakan dengan

metode, standar dan prosedur yang benar agar

diperoleh data yang representatif

1. Mengkaji kondisi geoteknik lokasi/site sesuai rencana pekerjaan konstruksi

2. Mengkaji permasalahan yang ada dan mungkin timbul (geological hazard) pada saat dan pasca konstruksi (OM)

3. Menetapkan dan mengkaji jenis, sifat dan ketebalan tanah penutup

4. Ditto untuk batuan fondasi, mencakup: daya dukung, sifat fisik-mekanik massa batuan; pola, penyebaran dan kondisi retakan, struktur geologi, kondisi hidrogeologi dan kondisi geomekanik dll.

5. Menetapkan dan mengkaji kualitas dan kuantitas material konstruksi, mencakup kemungkinan pemanfaatan material hasil galian fondasi.

83

Catatan: Biaya survin tidak bisa ditekan, umumnya berkisar 0,5 – 1 % dari biaya konstruksi. 50% untuk tahap perencanaan awal dan 50%-nya lagi untuk tahap desain rinci

7.2.2 Tahapan Survin

Tahap Perencanaan Umum (Tahap

Penjajagan/Reconnaissance)

Kegiatannya secara bertahap mencakup hal-hal seperti di

bawah.

PENGUMPULAN DATA: peta Topografi/Geomorfologi (peta kontur), Peta Rupa Bumi,

Foto Udara; Laporan/Peta Geologi Regional dan Geoteknik, Laporan

Pertambangan/Bahan Galian, data Kegempaan dan ke-Gunung-Apian, dll.

STUDI KOMPREHENSIF terhadap data yang terkumpul (desk study)

PENJAJAGAN LAPANGAN (field reconnaissance), mencakup: aksesibilitas dan kondisi

jalan, vegetasi, kondisi lingkungan, kondisi sungai, geomorfologi, jenis batuan dan tanah

yang ada, kondisi sosio-ekonomi dan sosial-budaya masya-rakat, pertambangan dan cagar

alam dan pencemaran lingkungan, dll.

PEMILIHAN/SELEKSI beberapa alternatif lokasi bendungan

IDENTIFIKASI PERMASALAHAN

84

Tahap Perencanaan Awal (Tahap Investigasi

Awal/Kelayakan)

Perencanaan Awal merupakan bagian dari Studi Kelayakan. Maksud dan kegiatannya mencakup:

untuk menunjang pembuatan desain awal (basic design) termasuk

perkiraan kasar biaya konstruksinya

pengumpulan data lapangan yang diperlukan untuk kajian lebih rinci kondisi geoteknik calon lokasi bendungan, borrow area/quarry area dan cekungan waduk.

IDENTIFIKASI

PERMASALAHAN

PEMILIHAN LO-

KASI BENDUNGAN

kesaksamaan dan cakupan Survin dalam

tahap ini sangat diperlukan guna

menghindari terjadinya perubahan yang mencolok di dalam Desain Rinci (Detail

Design)

85

Oleh karena itu

Tahap Desain Rinci (Tahap Investigasi Rinci)

Tahap Pra Konstruksi (Investigasi Tambahan)

Bila ada

Tahap Konstruksi dan Operasi & Pemeliharaan

(Investigasi Lanjutan)

7.3 Metoda dan Cakupan Survin Geologi-Teknik

7.3.1 Metodologi

Kuantitas dan kualitas data lebih rinci dan spesifik, sesuai

dengan permasalahan yang ada, solusi permasalahan

untuk mempertajam tingkat kete-litian

desain bendungan agar di-peroleh

desain yang lebih mantap dan akurat

(desain rinci)

- permasalahan yang perlu

studi lebih lanjut

- permasalahan baru

Mendapatkan data tambahan yang lebih rinci

Modifikasi dan/atau pemantapan rancangan akhir guna menghindari perubahan

desain yang mencolok

Kajian rinci mengenai geological hazard dan problema geoteknik

lainnya yang dijumpai saat maupun pasca konstruksi dan solusi

penanganannya, mencakup stabilitas lereng waduk

86

Prosedur umum pelaksanaan survin geoteknik dalam

pembangunan bendungan disajikan dalam bentuk bagan alir pada

Gambar 7.1.

Kemungkinan perolehan data dapat dicari/diperoleh pada

instansi dan kantor-kantor konsultan terkait (Tabel VII-1).

Survin geoteknik mencakup survin permukaan dan survin bawah

permukaan. Organisasi dan alur kegiatan survin geoteknik disajikan

pada Tabel VII-2.

a) Survin Permukaan tda: pemetaan geologi/geoteknik; di lokasi

bendungan minimal mencakup areal seluas seperti ditunjukkan

Gambar: 7-2. Sedangkan di cekungan waduk tergantung

permasalahan yang ada, namun umumnya mencakup

keseluruhan lereng waduk yang menuju ke arah waduk.

b) Hal-hal penting di dalam survin permukaan adalah mengenai

perolehan, pencatatan dan plotting data, antara lain

DATA OBYEK/SINGKAPAN; No. Stasiun, lokasinya di dalam peta dasar, lebar singkapan,

nama obyek singkapan yang diobservasi, deskripsi singkapan secara rinci

DATA UMUM; minimal mencakup nama proyek, pemilik proyek/pemberi pe-kerjaan

dan pelaksana proyek, lokasi proyek , tanggal/bulan/ tahun pelak-sanaan, status/tahap

pelaksanaan proyek

HUKUM V (V-RULES): dalam menggambarkan batas litologi

(Gambar: 7-3)

AZAS STRATIGRAFI: Normalnya yang muda berada di atas

yang lebih tua (Gambar: 7–4)

HUKUM TOP & BOTTOM pada batuan sedimen

GENESA BATUAN

IDENTIFIKASI SITE: Nama dan batas-batas geografi, alamat, fasilitas komunikasi, batas-

batas koordinat, konsesi pertambangan/quarry, batas-batas wewenang perorangan

maupun kolektif, fasilitas lain seperti SUTET, rel kereta api, jalan, jembatan, dll.

87

Gambar 7-3 Penggambaran batas litologi dengan V-Rule

Gambar 7-4 Asas stratigrafi, yang muda umurnya berada di

atas

INGAT ! Didalam

pemetaan/interpretasi

geologi/geoteknik,

88

c) Survin Bawah Permukaan tda: pemboran dengan segala uji

in-situ nya, pengambilan core (inti pemboran) usik maupun tak

usik sesuai kebutuhan, uji permeabilitas/uji packer, dll.; uji

geofisik (seismik dan/atau geolistrik), uji Penetrasi Standar (SPT),

Uji In-situ Kuat Tekan Batuan (Pressuremeter), dll; paritan uji,

galian uji, terowong (adit), dll.

7.4 Interpretasi Peta Geologi/Geoteknik

Interpretasi peta geologi/geoteknik pada intinya terletak pada

kemampuan untuk menggambarkan/membayangkan secara tiga

dimensional (3-D) apa-apa yang tampak di permukaan (2-D pada

peta topografi). Kemampuan ini pada dasarnya merupakan seni yang

dilandasi dengan pengetahuan dasar mengenai gambaran ruang

(geometri), yakni bentuk-bentuk perpotongan antara topografi

dengan bidang-bidang planar serta ilmu dasar seperti genesa batuan,

geologi struktur, stratigrafi, dll.

Bentuk-bentuk struktural tertentu yang karena masing-masing

karakteristikanya (genesa, dll) sudah diketahui, biasanya tidak terlalu

sulit menggambarkan dan menginterpretasikannya. Sebagai contoh

adalah intrusi batuan beku seperti ―dyke‖, ―sill‖ maupun ―batholyte‖.

Bila dyke dan batholyte penyebarannya tidak terpengaruh oleh

bentuk topografi, lain halnya dengan ―sill‖ yang mengikuti batas

litologi batuan yang diterobosnya. Gambar 7-5 adalah contoh

intrusi ―dyke‖ yang memotong batuan-batuan yang lain dengan tidak

mengindahkan pola atau konfigurasi secara umum. Para peserta

kursus dicoba untuk mengeinterpretasi kenampakan-kenampakan lain

yang menyimpang dari ―trend‖ umum.

89

Pengumpulan dan

Perolehan Data

Laporan & Peta Geologi

Foto Udara Skala sesuai

kebutuhan (tahapan)

Data dan Laporan Terkait

90

Peta Topografi Skala 1 : 10.000 Skala 1 : 50.000

1

Penafsiran Foto Udara

Peta Dasar

2

Pemetaan Geoteknik; observasi / deskripsi singkapan batuan dan tanah, pengambilan sampel dis-turbed + undisturbed, geological hazard, struktur geologi, dll

Penafsiran Ulang Foto Udara

3 Uji Laboratorium; Mekanika Tanah & Batuan

4

Uji in situ

Diskusi, studi literatur, Laporan Final, Peta Geoteknik &

Penampang2-nya, Peta Lugeon, Kesimpulan

Gambar 7-1 Bagan Alir Metode Survin Geoteknik

Tabel VII-1 Sumber Perolehan Data

Jenis Data Perolehan

91

Peta Geologi Regional, Skala 1 : (40.000

~ 50.000)

Direktorat Geologi Tata Lingkungan, Bandung

Laporan-2 (Geologi) dan data-data

terkait

Departemen dan Instansi-2 terkait, kantor-

kantor Konsultan, Puslitbang Sumber Daya Air

Foto Udara , Skala 1 : (10.000 ~ 50.000) PENAS, BAKORSUTANAL, Proyek ybs.

(pengadaan sendiri),

Peta Topografi, skala 1 : (10.000 ~

50.000), Peta DEM (Digital Elevation

Model), Peta Rupa Bumi

BAKORSUTANAL

Sebaran dan intensitas gempa/ Peta

Seismik Indonesia/Data Gempa BMG, Puslitbang Sumber Daya Air

92

TABEL - 3 : Organisasi / Jalur Survin Geoteknik ( modifikasi dari Fookes, 1967)

SURVAI & INVESTIGASI

Inv. Permukaan Inv. Bawah Permukaan

Pemetaan Geologi

Sampling + Pengujian

Observasi Singkapan

Sampling Lapangan Uji Insitu

Lain-Lain

Geofisik Pemboran Bor Tangan Penggalian

Bor Putar Bor Tumbuk

Ulir Kupu-kupu

Galian Uji

Paritan Uji

Terowong Uji

Logging & Sampling Inti Bor

Seismik, Resistivity, Sonik, Elektrik -Logging, Magnetik, Graviti

Uji Insitu

Uji Insitu

Uji Laboratorium: Uji Indeks, Uji Kinerja (sifat

fisik dan mekanik)

Tabel VII-2

93

4H

4 H

2 H L 2 H

4H

4 H

Gambar 7-2 Areal cakupan survin di lokasi bendungan

94

Gambar 7-5 Geologi yang menggambarkan penyimpangan pola

7.4.1 Pembuatan Penampang Geologi

Di dalam interpretasi peta geologi, pembuatan penampang melintang merupakan

hal yang sangat sangat penting, karena menggambarkan penyebaran/distribusi litologi

maupun struktural ke arah vertikal, bahkan kalau perlu (diminta), kondisi geologi

setempat harus bisa digambarkan dengan Diagram Balok (Blok Diagram).

Garis penampang hendaknya dibuat memotong areal yang memberikan informasi

secara maksimal. Di lokasi bendungan, garis-gais penampang ini secara baku minimal di

95

buat 2 (dua) jalur, yakni memotong as-bendungan secara ―transversal‖ di sepanajang

alur sungai dan di sepanjang as-bendungan (longitudinal X-section). Pada Gambar 7-2,

garis-garis penampang ini ditunjukkan oleh garis putus-putus yang dicetak tebal. Cara

yang paling mudah untuk menggambarkan penampang geologi adalah dengan

mengimpitkan kertas millimeter pada garis penampang, kemudian dibuat profil sesuai

dengan garis-garis kontur yang terpotong oleh garis penampang (Gambar 7-6).

Hal-hal yang perlu mendapat perhatian di dalam pembuatan penampang geologi

adalah:

skala peta dan interval kontur yang bisa diketahui dari kontur indeks (lihat butir

2.1 di hal-13).

garis penampang dibuat memotong obyek-obyek yang penting untuk diekspose

atau memberikan informasi paling maksimal

untuk keperluan interpretasi, skala peta seyogyanya dipilih skala natural

96

Gambar 7-6 Cara penggambaran penampang geologi

BAB VIII

KEGEMPAAN

97

8.1 Umum

Gempa bumi asli bersumber di dalam bumi dan merambat melalui permukaan dan

menembus bumi. Dari pengertian ini ternyata dapat dijelaskan bahwa getaran -

getaran yang disebabkan oleh pabrik - pabrik, lalu lintas, pukulan - pukulan

gelombang, tidak dapat digolongkan kedalam gempa bumi meskipun getaran -

getaran inipun dicatat oleh pencatat gempa bumi yang peka.

Gempa bumi terjadi disebabkan oleh pergerakan relatif secara tiba - tiba pada

sesar atau zona sesar aktif pada kerak bumi. Sesar aktif adalah sesar yang

menimbulkan pergeseran atau alihan relative dalam waktu geologi resen,

sehingga dianggap berpotensi bergerak lagi. Jika sesar bergerak dalam waktu

geologi yang lampau, selama waktu dari rezim tegangan tektonik yang berbeda

dan jika sesar tidak bergerak dalam waktu holosen sampai resen (lebih kurang 11

ribu tahun yang lalu), maka sesar dianggap tidak aktif.

Daerah gempa bumi adalah bagian dari kerak bumi dimana getaran - getaran itu

dapat dirasakkan tanpa alat. Jarak antara Episentrum dan stasiun pencatat disebut

Episentral dan jarak antara episentrum dan hyposentrum disebut focus.

Sesar berpotensi aktif adalah sesar yang belum pasti berpotensi menyebabkan

gempa bumi. Jika sesar ditemukan di daerah yang di duga sebagai sumber gempa

bumi maka diperlukan analisis yang seksama dan pengertian tentang sesar untuk

evaluasi potensi terjadinya gempa.

Gempa disebabkan oleh pergerakan relatif yang terjadi secara tiba-tiba pada sesar

atau zona patahan dalam kerak bumi, yang disebut sesar aktif (yang menimbulkan

gempa). Mekanisme pergerakan sesar mengikuti proses regangan elastis (elastic

rebound), sebagai akibat pelepasan energi regangan secara tiba-tiba dalam kerak

bumi. Peningkatan energi regangan dalam kerak bumi melalui pergerakan relatif

antara bagian-bagian kerak bumi disebut juga sebagai lempeng tektonik.

Pelepasan energi regangan ini disebut keruntuhan sesar (fault rupture), yang

98

terjadi sepanjang zona keruntuhan. Bila terjadi keruntuhan sesar akan terjadi

regangan elastis pada batuan. Pantulan ini menyebabkan getaran melalui kerak

bumi dan sepanjang permukaan bumi, serta menimbulkan goncangan gempa

permukaan sebagai sumber kerusakan gempa secara umum. Jika sesar sepanjang

keruntuhan mengarah ke atas permukaan tanah dan permukaan tidak terlapisi

sedimen, maka pergerakan relatif dapat memicu keruntuhan permukaan, sebagai

sumber kerusakan gempa terhadap infrastruktur yang telah dibangun.

8.2 Konsep Dasar

Pada kerak bumi sesar dapat berada baik pada bidang kontak lempeng tektonik

maupun dalam lempengnya sendiri. Tidak semua sesar menimbulkan gempa

(seismogenic), dan sesar yang menyebabkan gempa disebut sesar aktif. Sesar

yang belum pasti berpotensi menimbulkan gempa disebut sesar berpotensi aktif.

Jika sesar ditemukan di daerah yang diduga sebagai sumber gempa, maka

diperlukan analisis yang seksama dan pengertian tentang sesar untuk evaluasi

potensi terjadinya gempa.

8.2.1 Lempeng tektonik

Teori lempeng tektonik menggambarkan bahwa kerak bumi merupakan mosaic

dari lempeng-lempeng tektonik. Lempeng-lempeng ini dapat menarik salah satu

bagian, naik di atas yang lain, dan bergeser melewati satu sama lain. Pergerakan

lempeng tektonik dipicu oleh arus konveksi dalam batuan cair di dalam selimut

bagian atas bumi. Arus konveksi sendiri disebabkan oleh sumber panas bumi.

Lempeng mengembang luas pada zona penyebaran, yang aliran konveksinya

menyebarkan serpihan (plumes) material dari selimut atas ke permukaan bumi.

Pada bidang kontak antara 2 lempeng tektonik yang bersifat saling menekan, salah

satunya menghunjam ke bawah sedangkan lempeng yang lainnya terangkat di

atasnya. Bidang kontak ini disebut sebagai zona subduksi (zona Benioff).

Pada Gambar dibawah diperlihatkan lempeng-lempeng tektonik utama dari kerak

bumi. Pergerakan lempeng ditunjukkan oleh arah panah, yang berkaitan dengan

aktivitas sesar, kejadian gempa, dan proses volkanik. Pada umumnya, gempa

terjadi pada atau di dekat batasan lempeng, yang disebut zona Benioff, yaitu

99

zona kontak yang miring (dips) antara dua lempeng tektonik (dips) dari

permukaan sampai kedalaman bawah kerak bumi yang disebut sebagai gempa

"interplate". Gempa dapat juga terjadi di bagian dalam lempeng dengan frekuensi

yang jauh lebih rendah daripada batasan lempeng atau (intraplate earthqual).

Gambar 8-1 Lempeng Tektonik Utama Dan Perkiraan Arah Pergerakannya

(Modifikasi Dari Parek, 1983)

Indonesia berada pada tatanan tektonik, berupa pertemuan tiga lempeng tektonik

(junction of fates), yaitu Pasifik, Indo Australia dan Eurasia. Lempeng-lempeng ini

mengalami pecah menjadi beberapa blok yang saling bergerak dan berinteraksi,

seperti blok Sumatera. Implikasi dari tatanan tektonik tersebut adalah deformasi

sepanjang batas lempeng, pengangkatan atau penurunan kerak, gempa bumi dan

aktivitas volkanik. Gempa yang terjadi sepanjang batas lempeng disebut gempa

bumi interplate. Sedangkan gempa bumi yang terjadi jauh dari lempeng disebut

intraplate. Yang menjadi penyebab utama terjadinya gempa ini adalah tumbukan

antar lempengan di daerah yang disebut daerah interplate. Batas lempeng

merupakan daerah yang amat kompleks, dimana blok tersebut saling berinteraksi

dan menyebabkan deformasi.

100

Gambar 8-2 Seismisitas Indonesia 1973 - 2003 (Suhardjono, 2009)

Berdasarkan gambar lokasi kejadian gempa antara tahun 1973-2003 di atas,

dengan magnitudo MS yang bervariasi antara 2,5 sampai 8,5 sekalarichter dan

kedalaman dangkal (< 60 km), menengah (60 km — 200 km) dan dalam (200

km — 600 km), maka terlihat dengan jelas bahwa Indonesia termasuk daerah

dengan kerentanan tinggi terhadap gempa bumi.

8.2.2 Pergerakan sesar

Sesar terjadi bila tegangan dalam material geologi (batuan) melebihi kekuatan

geser material untuk menahan tegangan. Pada umumnya, sesar yang terbentuk

sekarang merupakan hasil aktivitas tektonik yang terjadi pada waktu geologi

yang lampau. Sesar ini biasanya tidak aktif, tetapi sesar yang berkaitan dengan

proses tektonik yang lampau dapat menjadi aktif kembali karena proses

tektonik yang terjadi sekarang.

Tidak semua sesar sepanjang terjadi pergerakan relatif merupakan sumber

gempa. Banyak sesar terjadi di permukaan sepanjang pergerakan relatif, dengan

101

laju kecepatan kontinu yang relatif lambat dan penurunan tegangan geser kecil,

namun tidak cukup menimbulkan gempa.

Pergerakan demikian disebut rayapan sesar (fault creep), yang dapat terjadi

sepanjang sesar dangkal, di mans tegangan overburden yang rendah

menghasilkan disipasi tegangan yang relatif cepat. Rayapan sesar dapat berada

pada kedalaman tanah lunak dan/atau regas yang mengalami deformasi plastis.

Apabila terjadi penurunan perlawanan friksi atau tidak seragam (asperities)

sepanjang bidang sesar, dapat menyebabkan rayapan langgeng dan memicu

lepasnya energi regangan sepanjang sesar. Bila terjadi intrusi magma atau

pertumbuhan kubah garam (growing salt domes), maka akan menimbulkan

rayapan sesar berlebihan sehingga mengaktifkan sesar dangkal dalam sedimen

lunak. Sesar yang disebabkan oleh ekstraksi (extraction) cairan dapat

mengakibatkan penurunan tanah, sehingga terjadi sesar aktif dekat permukaan.

Pergerakan ini dipicu oleh rayapan langgeng untuk menyesuaikan sesar aktif

secara tektonik, dan sesar yang ditimbulkan oleh longsoran gravitasi terjadi dalam

sedimen tebal yang tidak terkonsolidasi.

Sesar aktif yang terjadi dalam batuan dasar kristalin umumnya mampu

menimbulkan energi regangan, yang dapat menghasilkan kekuatan gempa yang

mempengaruhi keruntuhan pada bendungan. Keruntuhan sesar dapat terjadi dari

batuan dasar kristalin ke permukaan tanah dan menyebabkan keruntuhan tanah.

Namun, keruntuhan sesar bisa juga mencapai bawah permukaan tanpa terjadi

rombakan permukaan tanah karena pergerakan sesar. Sebagai contoh sifat gempa

di bagian pusat dan timur Amerika Serikat, penyesaran bawah permukaan terjadi

tanpa adanya keruntuhan sesar primer pada permukaan tanah. Gempa signifikan

yang terjadi di daerah batas lempeng pantai Pasifik, menimbulkan keruntuhan

karena sesar naik, namun tidak merombak permukaan tanah, disebut blind thrust

faults. Goncangan gempa kuat bersama-sama dengan keruntuhan sesar dapat

menimbulkan rombakan tanah sekunder, seperti graben, ridge-top shattering,

longsoran, dan Iikuifaksi.

Apakah suatu sesar berpotensi menyebabkan gempa atau tidak biasanya

102

ditentukan oleh pergerakan sesar yang pemah terjadi. Jika sesar merambat ke

permukaan tanah, biasanya diperoleh bentuk geomorfik beserta keruntuhan sesar

(misal deformasi relatif dari sedimen muda secara geologi). Bila sesar tidak

merambat ke permukaan tanah, kejadian geomorfik dari gempa lampau dapat

lebih dikendalikan. Namun lebih sulit untuk evaluasi, misalnya pelipatan dekat

permukaan sedimen atau kejadian likuifaksi atau pergeseran akibat gempa.

Jika sesar menimbulkan deformasi relatif dalam waktu geologi Resen (terbentuknya

tatanan tektonik), maka sebaiknya sesar ini dianggap berpotensi untuk bergerak

lagi. Jika sesar bergerak dalam waktu geologi yang lampau selama waktu dad

regime tegangan tektonik yang berbeda, dan jika sesar tidak bergerak dalam

waktu Holocene Resen (11.000 tahun yang lalu), maka sesar dianggap tidak aktif.

Umur geomorfik dad pergerakan sesar tidak selalu dapat dihitung. Dalam

praktek sesar dianggap aktif, jika sesar dapat mengalihkan dasar alluvium tidak

terkonsolidasi, deposit es, atau tanah permukaan. Jika ada aktivitas gempa mikro

beserta sesar, maka sesar dianggap aktif dan mampu menimbulkan gempa

susulan. Gempa mikro yang terjadi dalam batuan dasar pada kedalaman 7 km -

20 km dapat menunjukkan potensi gempa besar. Gempa mikro yang terjadi

pada kedalaman 1 km - 3 km tidak selalu menunjukkan potensi terjadinya gempa

besar yang merusak. Jika tidak ada tanda-tanda geomorfik, aktivitas tektonik

atau sejarah kejadian gempa besar, maka mikrotremor dangkal hanya

menunjukkan potensi kejadian gempa kecil atau moderat. Magnitudo gempa

mikro dangkal sebesar s 3 kadangkadang terjadi bersamaan dengan mekanisme

penambangan atau non-seismogenik lainnya. Jika tidak ada tanda-tanda

geomorfik dad aktivitas gempa dan aktivitas gempa mikro di daerah tersebut,

maka sesar tidak aktif dan tidak menimbulkan gempa susulan.

Ukuran magnitudo gempa yang dapat terjadi pada sesar (aktif atau berpotensi

aktif), pada umumnya sesuai dengan ukuran sesar (misalnya sesar kecil

menyebabkan gempa kecil dan sesar besar menimbulkan gempa besar). Sesar

yang mengandung ketidakseragaman dan mengalami friksi dan perlawanan

geometrik tertentu, hanya dapat bergerak bila tegangan geser terakumulasi

103

melampsui kekuatan geser. Dengan demikian, setiap sesar mempunyai

kecenderungan menimbulkan gempa dalam rentang magnitudo tertentu sesuai

dengan sifat sesamya.

Sesar panjang, seperti sesar San Andreas di California atau sesar Wasatch di

Utah, pada umumnya bergerak di seluruh panjangnya pada setiap waktu. Sesar

ini khususnya bergerak per bagian, satu segmen per satuan waktu. Segmen

yang tidak bergerak (atau terkunci), adalah segmen yang tetap di tempat

sementara segmen-segmen sesar yang berdekatan %elan bergerak, merupakan

pemicu Vtuat untuk pergerakan selanjutnya. Panjang segmen sesar dapat

diinterpretasi dari tanda-tanda geomorfik pergerakan lampau atau dad kendala

geometri sesar dan kinematik (misalnya perubahan orientasi sesar secara tiba-

tiba).

Sesar yang terputus-putus pendek melewati sedimen di permukaan tanah bisa

menerus pada kedalaman tertentu, yang digambarkan oleh struktur geologi

permukaan. Hal ini berarti, panjang grup sesar yang teramati kerapkali lebih

pendek daripada panjang sebenamya. Namun, grup sesar ini dapat juga

bergerak dalam segmen yang berbeda. Panjang grup segmen sesar pendek ini

dapat disamakan dengan kontinuitas tanda-tanda geomorfik.

Sekarang variasi korelasi antara magnitude gempa, panjang atau luas bidang

sesar, dan jumlah deformasi sepanjang sesar telah tersedia dalam literatur

(Bonilla dkk, 1984; de Polo and Slemmons, 1990; Hanks and Kanamori, 1979;

Wesnousky, 1986; Woodward-Clyde Consultanta, 1979; Wyss, 1979). Akan

tetapi, evaluasi proses segmen sesar dan potensi magnitudonya merupakan

permasalahan yang kompleks dari tenaga ahli geologi dan seismologi, dan

tidak boleh ditentukan oleh engineer geoteknik yang tidak berpengalaman.

Walaupun kondisi geologi, geomorfologi dan kegempaan setempat suatu daerah

penelitian sudah diketahui, namun tidak berarti bahwa semua sesar aktif dapat

ditemukan. Oleh karena itu, harus dilakukan evaluasi dengan cam

memperhitungkan potensi kegempaan dari sesar yang belum diketahui. Untuk itu,

104

biasanya digunakan gempa-gempa perkiraan atau random yang terjadi dalam zona

gempa yang diketahui.

8.3 Tipe Sesar

Sesar dapat diklasifikasil berdasarkan ragam pergerakan relatif, yang dijelaskan

dalam Gambar dibawah.

8.3.1 Strike slip faults

Sesar yang terjadi akibat pergerakan relatif secara lateral disebut strike slip faults.

Pada dasarnya berbentuk linier atau bidang (planar), tidak linier yang berbentuk

agak kompleks (contohnya sesar San Andreas), atau bertingkat. Sesar yang

bertingkat dapat terjadi bersama-sama pada zona pergeseran yang berpindah

dan pada strike slip faults yang berdekatan.

Gambar 8-3 Strike Slip

8.3.2 Dip slip faults

Sesar yang mengalami pergeseran tegak lurus, terjadi akibat peregangan/tarikan

nasional) atau tekanan (compressional). Normal fault disebut sesar turun, dan

reverse disebut sesar naik. Dip slip faults menimbulkan patahan ganda di dalam

zona sesar agak lebar dan tidak beraturan. Contohnya punggung gunung (ridges)

dan sags dari s fault dalam zona geser (Hart, 1980).

Gambar 8.4 Dip Slip

105

8.3.3 Oblique slip faults

Kondisi ini enunjukkan pola kombinasi strike slip fault dan dip slip fault disebut

oblique slip.

Gambar 8-5 Oblique Slip

Pada umumnya, terjadi karena penibahan arah pergeseran atau pergerakan sesar.

hnya sesar San Andreas di California, yang berarah utara-selatan, melengkung ke

timur-barat. Di sekitar lengkung besar, pergerakan lateral longsor bersudut strike

njang batas lempeng, yang umumnya ditransfer ke sesar naik dan sesar taken, akan

hasilkan pergeseran tegak lurus pada bidang sesar berarah timur-barat.

8.4 Magnitudo Gempa

Magnitudo gempa (M) adalah suatu ukuran gempa yang berhubungan dengan

pelepasan energi gempa dengan skala bervariasi sesuai dengan karakteristik gempa

untuk menghitung tingkat energinya. Karakteristik gempa mencakup intensitas

goncangan tanah setempat, gelombang badan, dan gelombang permukaan akibat

gempa. Contohnya, di sebelah timur Amerika Serikat, biasanya digunakan

magnitudo gelombang badan mb (untuk perioda pendek). Namun untuk perioda

panjang, digunakan magnitudo gelombang badan m5. Di California, biasanya

digunakan magnitudo lokal ML (Richter), atau magnitudo gelombang permukaan

Ms; dan di Jepang digunakan the Japan Meteorological Agency Magnitude (MJMA).

Sedangkan di Indonesia pada umumnya didasarkan pada gelombang permukaan

MS atau gelombang badan mb.

Jadi magnitudo atau kebesaran gempa adalah tingkat besaran gempa yang

berhubungan dengan pelepasan energi regangan pada saat terjadi patahan batuan

sepanjang garis sesar, yang terdiri atas magnitudo gempa ML, MS, Mb atau m, MW

106

dan MJMA.

8.5 Hiposentrum Dan Episentrum

Hiposentrum (pusat/focus) gempa adalah titik dari mana gelombang gempa

pertama berasal. Secara konseptual, dapat dianggap sebagai titik pada bidang

sesar dimana mulai terjadi longsoran karena gempa. Episentrum adalah titik pada

permukaan tanah langsung di atas hiposentrum. Gambar dibawah menunjukkan

hubungan antara hiposentrum, episentrum, bidang sesar, dan zona keruntuhan

dari suatu gempa, dan definisi sudut strike dan dip dari bidang sesar.

Gambar 8-6 Hubungan Hiposentrum dan Episentrum

8.5.1 Zona Pelepasan Energi

Zona pelepasan energi (zona keruntuhan seismogenic) adalah daerah pada bidang

sesar dengan gelombang gempa sebagai sumber goncangan kuat di

permukaan tanah; dan umumnya merupakan bagian dari zona keruntuhan dalam

batuan kristalin. Oleh karena itu, walaupun bidang sesar runtuh pada permukaan

tanah, namun zona pelepasan energi tidak meluas sampai ke permukaan tanah.

107

Gambar 8-7 Fokus Gempa Bumi adalah tempat pergerakan pertama pada sesar

dan pusat pelepasan energi. Episenter terletak dipermukaan Bumi, tegak lurus

diatas fokus (Skinner 2004)

8.5.2 Jarak Lokasi Ke Sumber Gempa

Gambar dibawah menunjukkan definisi tentang berbagai jarak lokasi dan sumber,

yang umumnya digunakan untuk memperkirakan goncangan gempa di permukaan

tanah. Pada umumnya di Amerika Serikat bagian timur digunakan jarak

episentrum (RE); di Amerika Serikat bagian barat digunakar jarak keruntuhan

(RR), jarak seismogenik (R5), jarak hiposentrum (RH), dan jarak Joyner dan Boore

(Rj); serta tepi dinding tergantung (hanging wall) pada suatu sesar naik (misalnya

pada permukaan tanah di atas bidang keruntuhan), RJ=0.

108

Distance (km) traveled from focus

Gambar 8-8 Waktu Tempuh (Travel Time) Gelombang P, S Dan Gelombang

Permukaan

(A). Gambaran sebuah seismogram yang umum direkam pada seismograf.

Gelombang P dan S meninggalkan episenter pada saat yang sama. Gelombang

P yang lebih cepat tiba lebih dulu, beberapa waktu kemudian gelombang S

yang lebih lambat sampai. Perbedaan waktu tiba proporsional dengan jarak

yang ditempuh gelombang. Gelombang permukaan merambat lebih lambat

dari P dan S.

(B). Kurva waktu tempuh (travel time curve) rata - rata gelombang P dan S di bumi

dipergunakan untuk melokalisir episenter. Contohnya stasiun gempa mencatat

perbedaan waktu tiba S - P, (13.7 - 7.4) menit yang berarti jarak episenter

4000 km dari stasiun gempa. (Skinner,1992)

109

Gambar 8-9 Lokasi Episenter Gempa Ditentukan Berdasarkan Jarak Dari Tiga

Stasiun Gempa.Titik potong ketiga lingkaran yang masing - masing bedari - jari

jarak dari episenter (di atas peter) adalah letak episenter gempanya.

8.5.3 Goncangan puncak di permukaan tanah

Intensitas goncangan gempa di permukaan tanah biasanya dinyatakan dengan

nilai puncak dari sejarah waktu vs percepatan, yang disebut sebagai percepatan

puncak di permukaan tanah (peak ground acceleration, PGA). Penggunaan

kecepatan puncak di permukaan tanah (peak green velocity, PGV) dan/atau alihan

puncak di permukaan tanah (peak ground displacement, PGD) kerap digunakan

sebagai parameter potensi tingkat kerusakan akibat gempa. Goncangan puncak di

permukaan tanah umumnya ditentukan untuk goncangan arch horisontal, karena

cenderung berupa goncangan yang menimbulkan kerusakan terberat yang

menunjukkan sejarah percepatan, kecepatan, dan alihan dengan waktu dari

komponen gempa horisontal. Nilai-nilai percepatan puncak horisontal di

permukaan tanah (PHGA), kecepatan puncak horisontal di permukaan tanah

(PHGV), dan alihan puncak horizontal di permukaan tanah (PHGD) dengan garis

penuh. Ke dua komponen horisontal dan vertikal dari PGA, PGV, dan PGD

umumnya disebut sebagai parameter goncangan gempa di permukaan tanah.

8.6 Jenis dan Bahaya Gempa

Berdasarkan sebab dan akibatnya terjadinya gempa bumi, gempa bumi ini dapat

dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu :

A. Gempa bumi volkanik : yaitu gempa bumi yang disebabkan oleh adanya

peletusan gunung api, biasanya gempa bumi ini lemah dan hanya terasa

disekitar gunung api itu saja. (Hanya 7% dari jumlah rata - rata gempa bumi

yang terjadi).

B. Gempa Bumi Runtuhan : Gejala ini terdapat di daerah - daerah dimana

terdapat runtuhan - runtuhan dalam tanah. (Daerah pertambangan). Terdapat

hanya kira - kira 3% dari jumlah rata - rata gempa bumi yang terjadi.

110

C. Gempa bumi tektonik

Gempa Bumi Tektonik adalah gempa yang terjadi bila kekuatan geser batuan

(batu dan tanah) tidak dapat lagi menahan tegangan yang meningkat secara

perlahan - lahan dalam suatu lempeng tektonik (gempa interplate atau pada

sesar aktif) gempa interplate. Gempa bumi tektonik dapat terjadi jikalau

terbentuk patahan - patahan yang baru atau jika terjadi pergeseran -

pergeseran sepanjang patahan. Tercatat kurang lebih 90% dari jumlah rata -

rata yang terjadi.

Akibat goncangan gempa bumi ada enam hal yang utama, dua yang pertama,

akibat goncangan permukaan tanah dan pensesaran yang mengakibatkan secara

langsung. Empat lainnya merupakan pengaruh adanya goncangan yang

mengakibatkan kerusakan secara tidak langsung.

1. Bergeraknya tanah akibat gempa, terutama gelombang permukaan, di lapisan-

lapisan batuan di permukaan dan regolith. Goncangannya dapat merusak

bahkan kadang-kadang menghancurkan bangunan.

2. Bila permukaan tanah tersesarkan, bangunan-bangunan akan terbelah, jalan

terputus dan segala sesuatu yang dilalui atau di atas sesar akan terbelah.

3. Efek kedua, yang sering kali lebih merusak dari tanah yang bergerak, adalah

kebakaran. Goncangan menumpahkan kompor, mematahkam saluran gas,

memutuskan kabel listrik, sehingga terjadi kebakaran. Celakanya lagi pipa

saluran hidran juga patah, sehingga pemadam kebakaran tidak berfungsi.

4. Pada daerah berlereng curam, terjadi regolith meluncur kebawah, tebing-

tebing ambruk dan gerak tanah atau longsor, menghancurkan rumah, jalan

dan struktur bangunan lainnya.

5. Goncangan mendadak dan gangguan terhadap sedimen dan regolith yang

jenuh air dapat mengubah tanah yang padat menjadi seperti massa cair

quicksand. Prosesnya disebut liquefaction, yang menyebabkan amblesnya

bangunan.

Terakhir adalah gelombang laut seismik atau tsunami berasal dari bahasa Jepang

yang berarti gelombang pelabuhan. Gempa pada lantai samudera menyebabkan

111

air laut bergerak dengan sangat cepat (sampai 950 km/jam). Di laut terbuka

gelombangnya tidak tampak, karena amplitudonya hanya beberapa meter, tetapi

panjang gelombangnya sampai 200 km. Setelah mencapai tempat yang dangkai

membentuk gelombang yang sangat tinggi, sampai 30 meter. Gelombang yang

sangat besar ini akan menyapu segala sesuatu yang ada di daratan dan

menyeretnya kembali ke laut. Di Indonesia pernah terjadi beberapa kali, di

Sulawesi, Sumbawa dan Flores. Dan yang sangat besar terjadi di Aceh dan

Sumatra Utara pada Desember 2004, yang berpengaruh sampai Thailand, Srilanka

dan Malaysia, menelan korban jiwa lebih dari 100.000 orang.

Akhir-akhir ini diketahui bahwa tsunami tidak hanya disebabkan oleh gempa bumi

berskala sangat besar saja. Gempa berskala menengahpun dapat mengakibatkan

terjadinya tsunami.

Kemungkinan ini dapat terjadi apabila di dasar laut terdapat palung yang dalam.

Pada saat terjadi gempa, getarannya memicu sejumlah sangat besar akumulasi

sedimen ditepi palung mendadak longsor kedalam palung. Akibatnya sejumlah

besar massa air tersibakkan, dan terjadilah gelombang raksasa, yang bergerak ke

segala arah, termasuk ke daratan dan menyapu semua yang dilaluinya.

Tabel 8-1 Jenis Gempa Bumi dan Jarak Episentral

Jenis Gempa bumi Jarak episentrel dalam km

Gempa bumi setempat

Gempa bumi jauh

gempa bumi sangat jauh

10.000

± 10.000

10.000

Berdasarkan jarak episentrum gempa bumi dapat dibagi menjadi seperti pada

table di bawah ini

Tabel 8-2 Jenis Gempa Bumi dan Jarak Fokus

Jenis Gempa bumi Dalamnya focus dalam km

Gempa bumi dangkal

Gempa bumi intermedier

Gempa bumi dalam

± 50

100 - 300

300 - 700

112

Berdasarkan kerusakan yang terjadi di permukaan atau pengaruhnya terhadap

kehidupan manusia berbagai jenis skala besaran gempa bumi telah diajukan oleh

para ahli antara lain :

1. Hubungan antara skala Mercalli - Cancani dan skala Omori dapat dilihat dari

table dibawah ini :

Tabel 8-3 Skala Mercalli - Cancani dan Skala Omori

Mercalli - Cancani Omori

II + III

IV

V

VI

VII + VIII

IX + X

XI + XII

I

II

III

IV

V

VI

VII

2. Skala Besaran Gempa Dari Omori

Tabel 8-4 Skala Kekuatan Gempa Bumi Mutlak Dari Omori

Derajat Percepatan getaran - getaran gempa bumi

I

IV

V

VIII

X

XII

0,25 cm / detik

5 - 10 cm / detik

10 - 25 cm / detik

25 - 50 cm / detik

200 - 500 cm / detik

500 cm / detik

3. Skala Besaran Gempa Omori yang dimodifikasi oleh Van Bemmflen untuk

Indonesia seperti pada tabel dibawah.

Tabel 8-5 Skala Omori Yang Dirubah Oleh Van BEMMELEN Untuk Indonesia

Derajat Keterangan

I Getaran - getaran lunak, dirasakan oleh banyak orang tetapi tidak oleh

113

II

III

IV

V

VI

VII

semua orang.

Getaran - getaran sedang kerasnya, semua orang terbangun disebabkan

banjir barang pecah, dan bunyi jendela dan pintu.

Getaran - getaran agak kuat, jam dinding berhenti, pintu dan jendela

terbuka.

Getaran kuat, gambar dinding jatuh, serta retakan terlihat dinding.

Getaran - getaran sangat kuat, dinding - dinding dan atap runtuh.

Rumah - rumah yang kuat runtuh.

Kerusakan - kerusakan umum.

Skala Magnitude (Skala Reacter dan Tingkat kerusakan) Mersalli.

Tabel 8-6 Magnitude (Skala Richter) gempa dan tingkat kerusakannya (Skala Modified

MersaIli), Skinner, 1992

Untuk penentuan koefisien percepatan gempa dalam analisis stabilitas bendungan

dapat menggunakan peta problabilitas gempa yang dibuat oleh Departemen

Pekerjaan Umum tahun 2004 seperti gambar di bawah.

114

Gambar 8-10 Peta gempa Indonesia (2004)

RANGKUMAN

115

Geomorfologi adalah ilmu yang mempelajari dan menginterpretasi keadaan

serta sifat-sifat bumi berdasarkan bentuk-bentuk permukaan (morfologi) bumi

atau disebut juga sebagai ilmu bentang alam (landscape). Hal tersebut dilakukan

untuk menafsirkan hubungan antara kenampakan-kenampakan di atas dengan

kondisi geologi di bawahnya.

Hal lain dalam geologi teknik ini adalah bagaimana mengetahui genesa dan

sifat batuan, termasuk sifat tekniknya yang berkaitan dengan fondasi suatu calon

bendungan termasuk daerah genangannya, terhadap kemungkinan terjadinya

bocoran. Kualitas material batu urugan juga merupakan faktor dalam menentukan

jenis calon bendungan yang akan dibangun. Pengetahuan mengenai jenis dan

kualifikasi batuan juga sangat penting untuk menentukan cara/metoda penggalian

suatu terowongan yang merupakan salah satu bagian dari bangunan pelengkap

bendungan.

Secara geologi, tanah adalah merupakan hasil pelapukan sempurna dari

batuan atau merupakan hasil transportasi, misalnya oleh angin atau angin. Secara

garis besar tanah dapat dibedakan menjadi 2 golongan, yakni tanah berbutir halus

yang bersifat kohesif, misalnya lempung dan tanah berbutir kasar (granular) yang

bersifat non kohesif, misalnya pasir, kerakal dan batu/boulder. Masing-masing

golongan tanah tersebut mempunyai sifat fisik dan sifat teknik yang berlainan,

antara lain untuk tanah berbutir halus mempunyai sifat kedap air, namun

mempunyai kuat geser yang rendah dan kompresibilitas yang lebih tinggi

dibandingkan tanah berbutir kasar.

Struktur geologi dipelajari di dalam Geologi Struktur, yakni cabang geologi

yang mempelajari tentang reka-bangun dan hubungan antar batuan yang

terbentuk secara alami. Oleh karena itu, segala jenis bentuk dan

susunan/hubungan material penyusun kulit bumi yang terbentuk secara tidak

alami tidak termasuk di dalam kategori struktur geologi.

Dalam kaitannya dengan desain bendungan, struktur ketidak sinambungan

selain bisa memperlemah daya dukung fondasi bendungan juga merupakan

jalur peresapan air waduk yang dapat menyebabkan kebocoran waduk bahkan

―piping‖. Oleh karena itu, desain bendungan hendaknya

menyesuaikan/mempertimbangkan kondisi geologi/geoteknik di lokasi bendungan,

116

baik geometrinya, orientasinya maupun sifat maupun kondisi fisik daripada

struktur geologi yang ada. Pada stuktur perlipatan, selain jenis lipatan itu sendiri,

lokasi bendungan hendaknya memperhatikan posisi sumbu lipatan dan arah

sayap-sayap lipatan. Terutama terkait dengan ancaman kemungkinan longsoran

dan bocoran air waduk. Kelompok kekar (joints) harus dievaluasi secara kuantitatif

untuk menunjukkan frekuensi dan geometri utamanya. Evaluasi kuantitatif ini

antara lain digunakan untuk evaluasi rock mass strength batuan dan menentukan

arah grouting yang paling efektif.

Untuk mengetahui gambaran kondisi geologi dan kondisi fondasi calon

bendungan, perlu dilakukan pemetaan geologi permukaan dan pembuatan peta

geologi/geoteknik untuk menggambarkan/membayangkan secara tiga dimensional

(3-D) apa-apa yang tampak di permukaan, yakni bentuk-bentuk perpotongan

antara topografi dengann genesa batuan, geologi struktur, stratigrafi, dll. Di dalam

interpretasi peta geologi, pembuatan penampang melintang merupakan hal yang

sangat sangat penting, karena menggambarkan penyebaran/distribusi litologi

maupun struktural ke arah vertikal. Demikian juga pembuatan peta dan

penampang geoteknik yang dapat memberikan masukan kepada pendesain untuk

menentukan lokasi tapak bendungan serta penentuan perlu tidaknya dilakukan

perbaikan fondasi bendungan.

Kegempaan adalah masalah yang berpengaruh terhadap desain bendungan,

sehubungan dengan jarak pusat dan kedalaman gempa yang mempengaruhi

desain dan keamanan bendungannya, terutama bila calon bendungan terletak

pada zona gempa yang tinggi atau terletak di dekat patahan. Untuk penentuan

koefisien percepatan gempa dalam analisis stabilitas bendungan telah dapat

dilakukan bedasarkan peta problabilitas gempa Indonesia yang telah dibuat oleh

Departemen Pekerjaan Umum (2004).

DAFTAR PUSTAKA

1. Bell,F.G.,Engg.gelogy and geotechnics, Butterworth&Co, 1980

117

2. Legget, R.F.,Handbook of geology in civil engineering, 1983

3. Mac Donald, R., The role of geologist in dam safety examination, (1983)

4. Price D.G., Engineering geology, Training program on geology and geotechnics,

AIT, Bangkok (1984)

5. Vaessart, Christ, Lesson from dam incident, bahan kursus keamanan

bendungan (1988