http://ejournal.upi.edu/index.php/wafi
Aplikasi Metode Ground Penetrating Radar Terhadap Pola Retakan Di Bendungan Batu Tegi Lampung
Somantri Aji P 1 ; Pulung Arya 1* ; Mimin Iryanti 1*
1) Departemen Pendidikan Fisika, FPMIPA, Universitas Pendidikan Indonesia Jl. Dr. Setiabudhi No. 229, Bandung dan 40154
Email : somantriajipratama@gmail.com, poel_pranantya@yahoo.com

## ABSTRAK
Munculnya  retakan  pada  urugan  bendungan  Batu  Tegi  Lampung  sangat mengganggu  keselamatan  diwilayah  tersebut.  Dalam  hal  ini  perlunya  dilakukan investivigasi  terhadap  retakan  –  retakan  yang  muncul  dipermukaan  urugan bendungan.  Penelitian  Ground  Penetrating  Radar  (GPR)  merupakan  metode geofisika  sebagai  alat  bantu  untuk  penelitian  geologi  bawah  permukaan  dangkal dan terperinci. Penetrasi kedalaman metode GPR ini sangat bergantung pada sifat listrik  geologi  bawah  permukaan  dengan  prinsip  kerja  pengirim  dan  penerima pulsa  gelombang,  sehingga  akan  muncul  struktur  lapisan  bawah  permukaan karena terdapatnya anomali bawah permukaan pada radargram.  Pengolahan serta interpretasi  data  georadar  pada  penelitian  ini  menggunakan  software  Reflexw. Sehingga  hasil  penelitian  dari  metode  GPR  ini  menunjukan  pola  retakan  yang muncul  pada  urugan  bendungan  Batu  Tegi.  Yang  nantinya  dapat  dipergunakan untuk  membantu  perencanaan  mengevaluasi  desain,  kontruksi  pada  urugan bendungan maupun perencanaan mitigasi.
Kata kunci: Ground Penetrating Radar (GPR), Radargram, Reflexw, Urugan

## ABSTRACT
Appered  of  fracture  on  earth  dam  Batu  Tegi  Lampung  need  concerned  for  a  lot aspect  in  that  area.  In  this  case,  we  did  investivigation  about  appered  more fracture on surface earth dam. The Ground Penetrating Radar (GPR) survey is one of  the  geophysical  method  which  is  developed  as  a  toll  for  a  relatively  shallow and detailed subsurface geological survey. The penetration depth of GPR method it depends on electric properties of subsurface with work principle transmitter and receiver wave pulse, it will show up on radargram image of subsurface because of the  subsurface  have  an  anomaly.  Data  processing  with  interpretation  of  data georadar  in  this  investivigation  using  Reflexw  software.  The  result  from  GPR method  shows  fracture  pattern  on  earth  dam  Batu  Tegi.  From  these  results,  the GPR  method  can  very  useful  to  help  design  evaluation  plan,  construction  and mitigation plan also for earth dam.
Keywords: Ground Penetrating Radar (GPR), Radargram, Reflexw, Earth dam.
http://ejournal.upi.edu/index.php/wafi

## 1. PENDAHULUAN
Bendungan  merupakan  penahan  air tampungan  berupa  timbunan  urugan berbentuk  bendung  atau  dam.  Di Indonesia,  kebanyakan  bendungan merupakan  urugan  tanah  homogen dan zonal sisanya ada pula bendungan urugan  batu.  Bendungan  urugan dibangun  dengan  cara  menimbun tanah,  pasir  dan  kerikil  dalam  posisi tertentu untuk membatasi suatu lembah,  dalam  potongan  melintang. Biasanya  bendungan  tipe  urugan dibangun untuk menyangga sekaligus penahan air rembesan yang memperkuat Bendungan dalam menampung  jumlah  air  didalamnya. Apabila  rembesan  air  yang  terjadi terlalu besar maka akan mengakibatkan terganggunya fungsional  bendungan,  rawan  runtuh atau longsor. Di  Wilayah  lampung  terdapat  3  buah bendungan,  yaitu  bendungan  Way Rarem,  bendungan  Tirta  Shinta  dan Bendungan Batu Tegi. Ketiga bendungan terdapat Pembangkit Listrik  Tenaga  Air  (PLTA)  yang digunakan  untuk  menyuplai  listrik bagi  penduduk  sekitarnya.  Salah  satu yang  memiliki  dampak  cukup  besar adalah  bendungan  Batu  Tegi,  yang terletak di Kecamatan Talang Padang,
Kabupaten Tanggamus, Provinsi Lampung. Selain salah satu bendungan  terbesar  di  Indonesia sehingga  daya  tampung  air  pada bendungan Batu Tegi ini cukup besar, juga  sebagai  penyuplai  air  yang digunakan  oleh  puluhan  ribu  hektar areal  persawahan  yang  dilewati  oleh aliran  dari  bendungan  Batu  Tegi  itu sendiri.
Melihat kondisi dari
Bendungan  Batu  Tegi  yang  memiliki
peranan  besar  terhadap  wilayah sekitarnya, pasti akan rawan terhadap bencana  alam  salah  satunya  yaitu bencana runtuhnya sebuah
bendungan.  Dimana  bencana  jika terjadi  tidak  hanya  merusak  fasilitas berbagai  macam  fasilitas  dan  juga dapat merenggut jiwa manusia.
Pada  kasus  Bendungan  Batu  Tegi terdapat  retakan  –  retakan    yang muncul  pada  permukaan  urugan bendungan. Selain itu, masalah volume  air  dan  terdapatnya  galery didalam  bendungan  menjadi  resiko terjadina  bencana.  Jika  volume  air dibendungan  melebihi  tinggi  dari urugan  dan  banyak  air  yang  masuk kedalam  retakan  permukaan  urugan bendungan  maka  urugan  menjadi tidak  stabil.  Begitu  pula  munculnya air  di  setiap  dinding  galery.  Oleh karena  itu  untuk  mencegah  musibah yang  dapat  merugikan  secara  korban jiwa  dan  material,  perlu  diperhatikan stabilitas bendungan, perhitungan kestabilan  terhadap  geser,  guling  dan piping  (angkat)  (Mawardi  2004).
Berdasarkan fenomena kejadian tersebut, untuk meneliti permasalahan retakan  yang  timbul  di  urugan  tanah harus  langsung  terjun  ke  bendungan yang sebenarnya. Penyelidikan dengan metode
geofisika  dapat  membantu  untuk mendapatkan  gambaran  awal  dalam proses retakan pada urugan tanah dan juga  kemudian  dibandingkan  dengan pengujian  metode  lain  yang  sudah digunakan.
Ground  Penetrating  Radar (GPR) memiliki  cara  kerja  yang  sama dengan  radar  konvensional  dengan mengirim  pulsa  energi  antara  40 sampai  4  GHz  ke  dalam  tanah  oleh
http://ejournal.upi.edu/index.php/wafi
antena pemancar lalu mengenai suatu lapisan  atau  objek  dengan  suatu konstanta dielektrik berbeda selanjutnya  pulsa  akan  dipantulkan kembali  dan  diterima  oleh  antena penerima,  waktu  dan  besar  pulsa direkam. Pemancaran dan pengembalian  gelombang  elektro- magnet berlangsung cepat sekali yaitu dalam  satuan  waktu nannosecond (Allen, 1979). Kedalaman  penetrasi  dengan  metode georadar  sangat  bergantung  sifat kelistrikan  media  yang  diselidiki, seperti:  konduktivitas  listrik  dan konstanta  dielektrik.  Kedua  sifat listrik  tersebut  berkaitan  erat  dengan sifat  fisik  tanah  atau  batuan  yang antara  lain  kadar  air  dan  sifat kegaramannya. Khusus dalam pendeteksian  material  yang  kadar besinya  relatif  tinggi,  penetrasi  GPR akan  berkurang,  sesuai  dengan  kadar besi  yang  terdapat  pada  material tersebut  (Budiono,  1999).  Di  daerah penelitian, kemampuan penetrasi pada masing-masing  lintasan  disesuaikan dengan  tujuan  utama  pendeteksian.
Data  GPR  yang  diperoleh  kemudian diproses lebih lanjut.
Survey  GPR  digunakan  sebagai penginderaan bawah permukaan dangkal dan dapat digunakan secara efektif  untuk  menentukan  geologi bawah  permukaan  dangkal  jika  data GPR  diproses  dan  diinterpretasikan secara tepat.

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  data  digunakan merupakan  data  sekunder  yang diperoleh dari time Pusat Penelitian  dan  Pengembangan Sumber  Daya  Air  (PUSAIR). Pengambilan data georadar
dilakukan  di  31  lintasan  diarea surveu  yang  berukuran  30  x  19 m.  33  lintasan  ini  terdiri  dari  15 lintasan  frekuensi  1  GHz,  7 lintasan  frekuensi  400  MHz,  7 Lintasan frekuensi 40 MHz dan 4 lintasan  yang  panjang  30  meter memakai  frekuensi  400  MHz. Pada  gambar  1  terlihat  lintasan ini dibuat persegi panjang melingkupi  retakan  yang  muncul dipermukaan bendungan. Gambar 1. Lintasan georadar pada permukaan bendungan Batu Tegi Sumber : http://earth.google.com Pada  penelitian  ini,  dilakukan beberapa  langkah  untuk  mencapai tujuan penelitian. Data hasil akuisisi  diproses  secara  terpadu dalam  pengolahan  data  GPR menggunakan program REFLEXW (Reflex for windows). Langkah  pertama  ialah  data  hasil penelitian diproses dengan memilih  project  data.  Selanjutnya
http://ejournal.upi.edu/index.php/wafi
dilakukan tahapan 1D filter (dewow) terhadap data pengukuran  yang  kurang  baik. Koreksi  data  dilakukan  untuk mendapatkan  nilai  rata  –  rata  data terhadap  titik  tengah  (central point) , Static Correction dimaksudkan  untuk  melakukan normalisasi secara vertikal, sehingga  nilai  kedalaman  menjadi akurat , memberikan Gain kepada data  –  data  sesuai  keperluan.  Hal ini  dimaksudkan  agar  data  hasil
pengukuran  yang  lemah  akan dapat  terlihat  lebih  jelas ,  2D Background  Removal atau  noise filtering  yang  mereduksi  adanya noise – noise yang muncul sebagai garis  –  garis  horizontal  pada radargran dan 1D Filter (bandpass frequency) dilakukan untuk memfilter  kembali  data  frekuensi agar sesuai keperluan .
Untuk lebih jelas dapat dilihat di gambar 2.
Gambar 2. Diagram Alur Metode Pengolahan Data

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  menggunakan  metode ground penetrating radar didapatkan tiga puluh tiga lintasan pengukuran, diantaranya lima belas  lintasan  berupa  tanda  G1 hingga  G15  adalah  pengambilan
data  dari  antena  1  GHz,  tujuh lintasan  berupa  tanda  L1  hingga L7  adalah  pengambilan  data  dari antena  40  MHz,  tujuh  lintasan berupa tanda L1 hingga L7 adalah pengambilan  data  dari  antena  400 MHz,  dan  empat  lintasan  panjang
CL1 hingga CL4 adalah
http://ejournal.upi.edu/index.php/wafi
pengambilan data antena 40 MHz. Untuk semua lintasan dapat dilihat pada gambar 3. Pada penelitian ini setiap  lintasan  memiliki  panjang yang berbeda –  beda  dan pengambilan data dilakukan sepanjang permukaan yang mengalami retakan. Hal ini dimaksudkan dengan kondisi lapangan dan kebutuhan data yang diperlukan. Gambar 3. Lintasan Pengukuran Georadar Data  hasil  pengukuran  georadar yang  diambil  sebanyak  33  (tiga puluh  tiga)  lintasan  kemudian diolah menggunakan software REFLEXW  dengan  maksud  agar dapat memberikan informasi mengenai  pola  retakan  dibagian bendungan  secara  jelas.  Melalui hasil  proses  analisis  yang  berupa radargram ini menjadi acuan untuk menentukan  pola  retakan  serta kedalaman retakan disetiap lintasannya. Dibawah ini merupakan  3  jenis  radargram  dan penampang lintasan hasil
pengolahan  data  menggunakan software  REFLEXW,  beserta  pola retakan  yang  ditandai  oleh  garis warna  hitam.  Lintasan  ini  dipilih dan diolah karena melewati retakan yang muncul dipermukaan bendungan sehingga didapat
kejelasan pola retakan serta kedalaman retakan tersebut.
Gambar 4. Lintasan Pertama
http://ejournal.upi.edu/index.php/wafi
Gambar 5. Penampang Lintasan Pertama Frekuensi 1 GHz.
Gambar 6. Penampang Lintasan Pertama Frekuensi 400 MHz.
Gambar 7. Penampang Lintasan Pertama Frekuensi 40 MHz.
Pada  gambar  4,  lintasan  pertama terlihat dari gambar lintasan pengukuran terdapat 3 jenis pengukuran yakni dengan antena 1 GHz,  400  MHz  dan  40  MHz.. Untuk penampang lintasan pertama pada gambar 5, penampang frekuensi 1 GHz  yang memiliki panjang lintasan sepanjang  2  meter  terlihat  pola retakan yang mencapai kedalaman
±  0,5  meter.  Pada  penggunaan frekuensi  1  GHz  memberikan penetrasi  yang  dangkal  kurang lebih  1  meter  tetapi  resolusi  yang didapat  cukup  tinggi.  Pola  yang diindikasi sebagai retakan ditandai dengan garis warna hitam.
Untuk  mengetahui  pola  retakan yang  berlanjut  dari  antena  1  Ghz lebih dalam, dilakukan pengambilan  data  menggunakan antena  400  MHz  yang  memiliki penetrasi  kedalaman  hingga  5 meter.  Hasilnya  pada  gambar  6,
pada  frekuensi  400  MHz  terlihat
retakan  (ditandai  dengan  garis warna  hitam)  pada  penampang lintasan  permukaan  13  meter mencapai  kedalaman  ±  4  meter, hanya  saja  resolusi  yang  didapat cukup rendah. Selanjutnya dilakukan pengukuran dengan frekuensi  40  MHz  yang  memiliki penetrasi  kedalaman  hingga  30 meter,  dari  hasilnya  pada  gambar 7  pengolahan  pola  retakan  pada frekuensi  40  MHz  tidak  terlihat kelanjutan pola retakan dari antena 40  MHz  sebelumnya  dan  juga resolusi yang  didapat  sangat rendah. Sehingga prediksi kedalaman retakan  hanya  sampai  4  meter sesuai  dengan  hasil  pengolahan pada frekuensi antena 400 MHz.
Setelah pemrosesan lintasan sebanyak  33  lintasan  selanjutnya diinterpretasi  kembali  dalam  3 dimensi  yang  ditunjukan  pada gambar 8 dan gambar 9.
http://ejournal.upi.edu/index.php/wafi
Gambar 8. Model 3D lintasan Utama 1 GHz
Hasil  pemrosesan    gambar  3D pada  gambar  8,  terlihat  3  gambar yakni ilustrasi gambar pola lintasan  pada  bendungan  Batu
Tegi, gambar hasil pemrosesan 3D dari 7 lintasan georadar (frekuensi 1 GHz) dan hasil pencitraan satelit lokasi  bendungan  Batu  Tegi.  Dari hasil  pencitraan  satelit  terlihat warna yang  merupakan  pola retakan  yang  telah  tertutupi  oleh semen sebelumnya. Dari pemrosesan 3D terlihat penggabungan  antara  interpretasi 2D  setiap  lintasan  yang  mengarah dari  timur  ke  barat  dan  pola retakan  pada  permukaan  atas bendungan  (garis  putus  warna hitam). Berdasarkan pemrosesan data diatas,  dari  7  lintasan  utama dengan  panjang  lintasan  yang berbeda-beda  tetapi  spasi  setiap lintasan  1  meter.  Terlihat  adanya kecocokan  antara  pola  retakan yang  muncul  pada  permukaan bendungan dengan hasil interpretasi  dari  georadar  antenna frekuensi  1  GHz.  Terlihat  pola retakan disetiap lintasan didasarkan  atas  adanya  kontras kecepatan  pada  setiap  radargram, kontras kecepatan hasil pengambilan  data  pada  masing  – masing lapisan menandakan
adanya  perubahan  jenis  lapisan dilihat  dari  kontras  amplitudo.
Karena kecepatan berbanding lurus dengan amplitude gelombang. Sehingga terlihat adanya  kontras  amplitude  dilihat dari  warna  yang  muncul  pada setiap radargram lintasan. Dari data radargram setiap lintasan menunjukan intensitas warna yang berbeda-beda, intesitas warna pada tampilan  radargram  merupakan pencitraan  dari  kuat  lemahnya amplitudo  tiap  lintasan.  Sehingga semakin  kuat  intensitas  warna semakin kuat pula amplitudo yang muncul  pada  radargram,  dan sebaliknya.  Hal  ini  menunjukan adanya  kontak  setiap  lapisan bendungan, karena bendungan sendiri  dibentuk  dari  beberapa lapisan yang dipadatkan berkelanjutan dari dasar bendungan, badan bendungan hingga  bagian  atas  permukaan bendungan (bendungan Batu Tegi). Dengan asumsi yang
dipakai  bahwa  amplitudo  kuat ditandai  oleh  dominan  warna gelap  (ungu-biru)  dan  amplitudo lemah  ditandai  oleh  warna  cerah (hijau-kuning).  Maka  berdasarkan referensi tersebut dapat diinterpretasi, bahwa terdapat jarak  antara  amplitudo  kuat  dan amplitudo lemah yang
http://ejournal.upi.edu/index.php/wafi
diindikasikan sebagai pola retakan sesuai dengan yang muncul dipermukaan atas bendungan Batu Tegi.  Hasil  interpretasi  3D  tidak lebih dari 1 meter karena pengaruh dari antena frekuensi 1 GHz. Gambar 9. Model 3D Lintasan gabungan 400 MHz Hasil  pemrosesan    gambar  3D pada  gambar  9,  terlihat  3  gambar yakni ilustrasi gambar pola lintasan  pada  bendungan  Batu Tegi, gambar hasil pemrosesan 3D dari 11 lintasan georadar (frekuensi  400  MHz)  dan  hasil pencitraan satelit lokasi bendungan  Batu  Tegi.  Dari  hasil pencitraan  satelit  terlihat  warna yang merupakan pola retakan yang telah tertutupi oleh semen sebelumnya.  Dari  pemrosesan  3D terlihat penggabungan antara interpretasi  2D  setiap  lintasan yang mengarah dari timur ke barat dan  pola  retakan  pada  permukaan atas bendungan (garis putus warna hitam). Berdasarkan pemrosesan data diatas,  dari  11  lintasan  (7  lintasan utama  dan  4  lintasan  memotong lintasan  utama)  dengan  panjang lintasan  yang  berbeda-beda  tetapi spasi  setiap  lintasan  1  meter. Terlihat  adanya  kecocokan  antara pola  retakan  yang  muncul  pada permukaan  bendungan  dengan hasil  interpretasi  dari  georadar antena frekuensi 400 MHz.
Terlihat  pola  retakan  disetiap
lintasan  didasarkan  atas  adanya kontras  kecepatan  pada  setiap radargram, kontras kecepatan hasil pengambilan  data  pada  masing  – masing lapisan menandakan adanya  perubahan  jenis  lapisan dilihat  dari  kontras  amplitudo. Karena kecepatan berbanding lurus dengan amplitude gelombang. Sehingga terlihat adanya  kontras  amplitudo  dilihat dari  warna  yang  muncul  pada setiap radargram lintasan.
Dari data diatas merupakan kelanjutan  dari  frekuensi  1  GHz yang  memiliki  kedalaman  hanya sampai  1  meter  sehingga  dibantu oleh data frekeunsi 400 MHz yang memiliki  kedalaman  mencapai  5 meter.  Dalam  hal  ini,  hasil interpretasi  pola  retakan  sebagian besar  merupakan  kelanjutan  dari antenna 1 GHz, tetapi kedalamannya  memiliki  variasi yang berbeda – beda. Kejadian ini bisa saja disebabkan karena pengaruh penurunan tidak seragam  (differential  settlement). Yang berakibat penurunan konsolidasi tanah dibawah timbunan  sehingga  menyebabkan
http://ejournal.upi.edu/index.php/wafi
melengkung atau turunnnya permukaan  atas  timbunan  yang mengakibatkan retaknya pada permukaan  bendungan  Batu  Tegi. Terlebih  dari  hasil  pencitraan satelit dengan hasil interpretasi 3D terdapat  kecocokan  dari  segi  pola retakan (garis – garis warna hitam) yang muncul di permukaan bendungan Batu Tegi.

## 4. SIMPULAN
Berdasarkan pengukuran dan analisis  data  yang  dilakukan  di Bendungan  Batu  Tegi  Lampung menggunakan  Metode  Ground Penetrating Radar, dapat disimpulkan sebagai berikut : Terlihatnya retakan pada permukaan  bendungan  Batu  Tegi Lampung  menunjukan  terdapat pola  retakan  di  area  pengukuran pada  bendungan  memiliki  variasi kedalaman  mulai  dari  0,5  meter hingga kurang dari 4 meter dengan kemiringan tertentu. Dengan menggunakan  tiga  frekuensi  yang berbeda  yakni  1  GHz,  40  MHz dan  400  MHz  sangat  membantu mengidentifikasi pola retakan hingga  kedalaman  kurang  4  meter pada  badan  bendungan.  Pola retakan yang diinterpretasi disebabkan  oleh  penurunan  tidak seragam  (differential  settlement). bisa  mengakibatkan  seepage  atau erosi  buluh  yang  terjadi  pada badan  bendungan.  Air  rembesan dari  bendungan  sedikit  demi sedikit mengikis badan bendungan yang terdiri dari komponen urugan tanah homogen. Berdasarkan visualisasi  radargram  3D  maka kondisi  pola  retakan  cenderung
mengarah ke arah timur bendungan. Berdasarkan  penelitian  yang  telah dilakukan, maka rekomendasi yang  diberikan  untuk  penelitian selanjutnya yaitu dilakukan akuisisi  data  georadar  pada  data 40  MHz  untuk  mendapatkan  hasil data pengukuran yang lebih optimal  dan  juga  didukung  oleh metode geofisika yang agar timbulnya  anomali  terhadap  data yang dianalisis.
Pada  kasus  bendungan  Batu  Tegi, harus  dilakukan  pengecekan  air pada bendungan agar tidak meluap pada  badan  bendungan.  Hal  ini bisa  berakibat  terkikisnya  badan bendungan,  selain  itu  pencegahan dapat  dilakukan  dengan  cara menutup  serta  mengisi  retakan yang  muncul  pada  permukaan bendungan  dengan  perekat  yang kuat.

## 5. REFERENSI
1. Annand, A.P. (2001). Ground Penetrating  Radar  Workshop  Notes . Sensore and Software Inc. Canada.
2. Budiono, K. et al. (2010). Penafsiran Struktur  Geologi  Bawah  Permukaan di Kawasan Semburan Lumpur Sidoarjo,  Berdasarkan  Penampang Ground  Penetrating  Radar  (GPR) .
Jurnal  Geologi  Indonesia,  Vol.  5  No. 3.
3. Deniyatno.  (2011). Identifikasi  Zona Bidang  Gelincir  Tanah  Longsor Dengan  Metode  Georadar. Jurnal
Aplikasi  Fisika  Volume  7  Nomor  2. Jurusan  Fisika  FMIPA.  Universitas Haluoleo. Kendari, Sulawesi Tenggara.
4. Milson,  J.  (2003). Field  Geophysics The  Geologival  Field  Guide  Series .
http://ejournal.upi.edu/index.php/wafi
Third  Edition.  Jhon  Wiley  &  Sons Ltd. 5. Ramalis, T.R.  (2001). Common
Textbook Gelombang  dan  Optik .
Jurusan  Pendidikan  Fisika  FPMIPA UPI. Bandung. 6. Telford,  W.M.,  Geldart,  L.P  dan
Sheriff, R.E. (1990). Applied Geophysics . Second Edition. Cambridge:    Cambridge  University Press. 7. Tipler P.A. : alih bahasa,
Bambang  Sogijono  (2001). Fisika Untuk  Sains  dan  Teknik (edisi ketiga). Erlangga . Jakarta