## Jurnal Riset Fisika Indonesia
Volume 1, Nomor 2, Juni 2021
ISSN: 2776-1460 (print); 2797-6513 (online) http://journal.ubb.ac.id/index.php/jrfi/index/1865
Analisis Potensi Likuifaksi di Daerah Serangan Bali Selatan menggunakan Metode Probabilistik dan Metode Ground Penetrating Radar (GPR)
Maya Efiarni Eka Putri 1 , Rahmat Nawi Siregar 1 , Alamta Singarimbun 2
1) Jurusan Fisika, Institut Teknologi Sumatera Jl. Terusan Ryacudu, Way Huwi, Kecamatan Jati Agung, Kabupaten Lampung Selatan 35365, Lampung, Indonesia
2) Jurusan Fisika, Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha No.10, Lb. Siliwangi, Kecamatan Coblong, Kota Bandung 40132, Indonesia
* E-mail korespondensi: maya.11116064@student.itera.ac.id

## Info Artikel:
Dikirim: 30 Desember 2020
Revisi: 28 Februari 2021 Diterima: 30 April 2021

## Kata Kunci:
GPR, Liquefaction, Probability Method

## Abstract
Liquefaction  causes  physical  damage  on  land  and  has  potential  to  cause  more fatalities. In addition, southern part of Bali Island is one of the tourist destination areas with quite high liquefaction potential due to soil condition and large number of potential earthquakes. Research on liquefaction potential analysis at Serangan, Southern Bali was conducted by using probabilistic and ground penetrating radar (GPR) methods. This research aims to obtain information on shallow layers, land subsidence  due  to  earthquakes  theoretically,  and  probability  of  liquefaction occurrences  in  the  area  of  Serangan,  Southern  Bali  by  considering  several parameters, such as Bali earthquake (2020) and Lombok earthquake (2018). In this research, the GPR data was processed by ReflexW 7.0 software, and probabilistic by Microsoft Excel 2010. The probabilistic and GPR results indicated ground water level was at 2 m depth and the liquefaction occurrence was 92.22% with ground acceleration of 0.5749 gal at 3.5 m depth, which was 10 km away from epicenter due to an earthquake with a magnitude of 7.7

## PENDAHULUAN
Wilayah permukaan Pulau Bali tersusun atas berbagai macam batuan gunungapi. Pada daerah Serangan, Bali Selatan tersusun oleh formasi endapan aluvium (Qal) sebagai endapan termuda yang terdiri atas lempung, pasir, lanau, dan kerikil [1], [2]. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), pesisir Selatan Bali yakni daerah  reklamasi  Serangan  merupakan  daerah  kawasan  rawan  bencana  likuifaksi  yang dipicu oleh gempabumi dangkal di atas 6 SR dalam waktu yang cukup lama[3].
Bali  Selatan  (Daerah  Serangan)  merupakan  pusat  pembangunan  pemukiman,  maka upaya  menganalisis  secara  teoritis  dan  melakukan  mitigasi  bahaya  likuifaksi  akibat gempabumi sangat diperlukan untuk mengurangi resiko akibat gempabumi di Serangan, Bali
Selatan.  Untuk  dapat  menganalisis  dan  melakukan  mitigasi  bahaya  likuifaksi  maka diperlukan  pengetahuan  mengenai  kedalaman  muka  air  tanah,  penurunan  tanah  akibat gempabumi dan probabilitas potensi terjadinya likuifaksi di daerah Serangan, Bali Selatan. Tujuan dalam penelitian ini untuk mengetahui kedalaman muka air tanah, penurunan tanah akibat gempabumi secara teoritis, dan probabilitas kejadian likuifaksi.

## METODE PENELITIAN
Secara  umum,  likuifaksi  merupakan  proses  berkurangnya  kekuatan  lapisan  tanah  dan kenaikan tegangan air pori akibat getaran yang berasal dari gempabumi maupun pembebanan lainnya. Pada saat mengalami getaran, air akan memberikan suatu tekanan di partikel-partikel tanah yang akan mempengaruhi kepadatan dari tanah tersebut[4], [5], [6]. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk menganalisis potensi liquifaksi adalah Metode Ground Penetration Radar (GPR).  Metode  Ground  Penetrating  Radar  (GPR)  menggunakan  sinyal  gelombang elektromagnetik [7]. Metode ini digunakan untuk menyelidiki bawah permukaan dangkal (0-10) m dan memberikan resolusi tinggi[8], [9]. Metode GPR didasarkan atas persamaan Maxwell [10]. Prinsip  penggunaan  metode  GPR  tidak  jauh  berbeda  dengan  metode  seismik  pantul.  Teknik penggunaan  metode  GPR  adalah Electromagnetic  Subsurface  Profiling (ESP)  dengan  cara memanfaatkan pengembalian gelombang elektromgetik yang dipancarkan melalui permukaan tanah dengan perantara antena[8]. Keberhasilan metode GPR bergantung pada variasi bawah permukaan  yang  dapat  menyebabkan  gelombang  radar  tertransmisikan  dan  ter-  refleksikan. Refleksi  yang  ditimbulkan  oleh  radiasi  gelombang  elektromagnetik  timbul  akibat  adanya perbedaan antara konstanta dielektrik relatif antara lapisan yang berbatasan[10].
Probabilitas  kegagalan  merupakan  kemungkinan  terjadinya  kerusakan  massa  tanah sehingga  terjadinya  potensi  likufaksi[11].  Faktor  keamanan  (FS)  dan  indeks  keandalan  ( β ) merupakan parameter utama untuk mengetahui probabilitas terjadinya likuifaksi. Semakin besar nilai faktor keamanan (FS) dan nilai indeks keandalan ( β ), maka probabilitas potensi terjadinya likuifaksi akan semakin kecil (Gambar 1)[11].

## Gambar 1. Batas terjadinya likuifaksi berdasarkan indeks keandalan[11]
Dalam  penelitian  ini  untuk  memperkirakan  besarnya  percepatan  getaran  tanah maksimum ( y max ) menggunakan fungsi  atenuasi yang dirumuskan oleh Campbell (1989) dikarenakan tidak adanya data rekaman gempa yang dinyatakan dalam persamaan berikut 1 [12]:
( y max ) = exp  ( − 2.501 ) + ( 0.623  M L ) − ln ( R + 7.28 )  (1)
dimana:
( y max ) = Percepatan tanah maksimum (gal)
M L = Magnitudo lokal gempabumi

## R = Jarak episenter (km)
Penelitian  ini  menggunakan  data  sekunder  yang  diperoleh  dari  Laboratorium Geoteknologi  LIPI  Bandung.  Untuk  mendapatkan  data-data  pada  penelitian  ini,  maka dilakukan Proses filtering pada penampang radargram untuk menentukan kedalaman muka air tanah dengan menggunakan software ReflexW 7.0. Perhitungan analisa secara teoritis probabilitas  kejadian  likuifaksi  dengan  menggunakan  persamaan  yang  dirumuskan  oleh Wang dan Yang (2001) berdasarkan data sondir/SPT dengan menggunakan software Mics. Excel 2010.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Kedalaman Muka Air Tanah
Kedalaman muka air tanah di daerah Serangan, Bali Selatan berkisar antara 1.6-2.6 m. Hal  tersebut  dicirikan  oleh sinyal  yang  melemah  (Gambar  2) pada penampang  radargram setelah  dilakukan  proses  pengolahan  data  berupa filtering .  Pelemahan  sinyal  hanya  akan terjadi jika gelombang elektromagnetik mengenai bawah permukaan dengan nilai konstanta dielektrik yang besar yaitu 80 K.

## Gambar 2. Penampang radargram kedalaman muka air tanah

## Penurunan Permukaan Tanah
Berdasarkan parameter gempabumi yang digunakan pada penelitian ini yaitu gempabumi di  Bali  (2020)  dengan  magnitudo  6.6  yang  jaraknya  sejauh  280.74  km  dari  episenter  dan gempabumi  di Lombok  (2018)  dengan  magnitudo  ≥  7,0   yang  jaraknya  sejauh  169.32  km  dari episenter  akan  relatif  lebih sulit  untuk  terjadinya potensi  likuifaksi.  Hal  tersebut dapat dilihat pada Tabel 1 yang menyajikan percepatan tanah maksimum untuk gempabumi Bali (2020) dan gempabumi Lombok (2018) yang memiliki nilai percepatan tanah sangat rendah .
Tabel 1. Percepatan tanah berdasarkan parameter gempabumi penelitia
Event Magnitudo Jarak (km) ( y max ) (g) Kedalaman (m) Bali (2020) 6.6 280.74 0.01765 - Lombok (2018) 7 169.32 0.0373 -

## Probabilitas Kejadian Likuifaksi
Berdasarkan  data SPT  yang  telah diolah,  diperoleh probabilitas  kejadian likuifaksi  pada setiap magnitudo dan kedalaman.
Gambar 3. Potensi likuifaksi dengan berdasarkan kekuatan gempa (a) 6,6 SR, (b) 7,0 SR, (c) 7,2 SR
Syarat dalam menentukan potensi likuifaksi yaitu berdasarkan faktor  keamanan (FS) dan indeks keandalan (  ) . Jika faktor keamanan (FS) < 1.0 dan indeks keandalan (  ) < 0 maka potensi likuifaksi akan cenderung lebih mudah terjadi. Sebaliknya, jika faktor keamanan (FS) >
a c a b a e d
1.0 dan indeks keandalan (  ) > 0 maka potensi likuifaksi relatif lebih sulit terjadi. Pada Gambar 3  merupakan  plot  faktor  keamanan  dan  indeks  keandalan  berdasarkan  pengolahan  data  SPT. Kurva yang terbentuk menunjukkan probabilitas kejadian likuifaksi di seluruh kedalaman yang dianalisis. Hasil pengolahan data tersebut menunjukkan bahwa tidak adanya probabilitas potensi likuifaksi dengan M 6.6 SR pada setiap kedalaman yang dianalisis. Hal tersebut didasarkan oleh nilai  faktor  keamanan  (FS)  <  1.0  dan  nilai  indeks  keandalan  β<  0  yang  akan  relatif  lebih  sulit terjadinya likuifaksi. Adanya probabilitas potensi likuifaksi ditunjukkan oleh  M 7.0, M 7.2, M 7.5, dan M 7.7 pada kedalaman tertentu pada. Hal ini berdasarkan nilai faktor keamanan (FS) < 1.0 dan  indeks  keandalan  β<  0    dengan  probabilitas  paling    besar  yaitu  sebesar  92.22%  pada kedalaman 3.5 m pada M 7.7 SR.

## KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat dirangkum berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yaitu sebagai berikut:
1. Lapisan dangkal di daerah Serangan, Bali Selatan berada pada kedalaman 1,6 – 2,6 m dengan nilai konstanta dielektrik sebesar 80.
2. Penurunan tanah yang besar akibat gempabumi terjadi pada magnitudo sebesar 7.7 yang berjarak 10 km dari episenter dengan percepatan tanah maksimum 0.5749 gal.
3. probabilitas kejadian likuifaksi sebesar 92.22% dengan percepatan tanah maksimum 0.5749 gal.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terimakasih  kepada  ARNI’S  team  yang  telah  memberikan  do’a  serta  dukungan  kepada penulis. Terimakasih kepada Bapak Rahmat Nawi Siregar S.Pd., M.Sc yang selalu membimbing dan  mengarahkan  serta  memberikan  saran  penulis  untuk  menyelesaikan  penelitian  ini  dan terimakasih untuk Nata yang selalu memberi support serta semangat setiap harinya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] “Tata Ruang Provinsi Bali,” Dinas  Pekerjaan  Umum,  Penataan  Ruang, Perumahan dan Kawasan Permukiman
Provinsi Bali . [Online]. Available: http://tarubali.baliprov.go.id/peta-geologi/. [Accessed: 12-Jan-2020].
[2] R.  Suyarto,  “Kajian  Akifer  Di  Kecamatan  Denpasar  Barat  Provinsi  Bali,” J.  Bumi Lestari , vol. 12, no. 1, pp. 162–166, 2012.
[3] LIPI,  “PERINGATAN  RISIKO  LIKUIFAKSI  DI  PESISIR  BENOA  DAN SEKITARNYA,” Pusat  Penelitian  Geoteknologi  LIPI ,  2019.  [Online].  Available: http://geotek.lipi.go.id/?p=10209. [Accessed: 22-Nov-2019].
[4] A. G. D. Warouw, F. J. Manoppo, and S. G. Rondonuwu, “Analisis Potensi Likuifaksi dengan Menggunakan Nilai SPT (Studi Kasus : Jembatan Ir. Soekarno Manado),” J. Sipil Statik , vol. 7, no. 11, pp. 1453–1464, 2019.
[5] K.  C.  Tijow, O. B. A. Sompie, and  J. H.  Ticoh,  “Analisis  Potensi  Likuifaksi  Tanah Berdasarkan  Data  Standart  Penetration  Test  (SPT),  Studi  Kasus :  Dermaga  Bitung, Sulawesi Utara,” J. Sipil Statik , vol. 6, no. 7, pp. 491–500, 2018.
[6] E. Mina, R. I. Kusuma, and S. Sudirman, “Analisa Potensi Likuifaksi Berdasarkan Data Spt  (Studi  Kasus  Proyek  Pembangunan  Gedung  Baru  Untirta  Sindang  Sari),” J. Fondasi , vol. 7, no. 1, pp. 11–21, 2018.
[7] M.  S.  Kafi,  “Analisa  Kondisi  Bawah  Permukaan  Tanggul  Lumpur  Sidoarjo Menggunakan Metode Ground Penetrating Radar  (GPR) pada Titik P76-77, P78-79, P79-83,” Institut Teknologi Sepuluh November, 2016.
[8] I.  A.  Pratama,  D.  D.  Warnana,  and  F.  Syaifuddin,  “Identifikasi  Rekahan  Dangkal Akibat Aktivitas Lumpur Sidoarjo Di Kecamatan Tanggulangin – Kabupaten Sidoarjo Menggunakan Metode Ground Penetrating Radar (GPR),” J. Geosaintek , vol. 3, no. 1, p. 23, 2017.
[9] R. N. Siregar, I. N. Sinarta, M. Ervan, and Sismanto, “Ground Penetrating Radar and 2-D Electricity  Application  for  Detecting  Landslide  in  Abang  District,  Karangasem Regency, Bali,” Int. J. Eng. Res. Appl. , vol. 6, no. 8, pp. 51–55, 2016.
[10] H.  A.  Wiyono,  “Identifikasi  Lapisan  Aluvial  dan  Lempung  di  Danau  Saguling, Kabupaten Bandung Barat Menggunakan Metode Ground Penetrating Radar (GPR),” Universitas Lampung.
[11] W.  Pawirodikromo, Seismologi  Teknik  &  Rekayasa  Kegempaan ,  Cetakan  I. Yogyakarta: Pustaka Pelajar, 2012.
[12] A. Sungkowo, “Studi Kerentanan Seismik dan Karakteristik Dinamik Tanah di Kota Yogyakarta dari Data Mikrotremor,” Universitas Islam Indonesia, 2016.