https://ejournal.walisongo.ac.id/index.php/perj/index

## Pemisahan Anomali Regional dan Residual Data Gayaberat Studi Kasus di Kota Lama Semarang

## Supriyadi*, Khumaedi, Sugiyanto, dan F. Setiaswan
Program Studi Fisika Universitas Negeri Semarang *email: supriyadi@mail.unnes.ac.id
Received: July 24 th , 2019. Accepted: August27 th , 2019. Published: August 29 th , 2019

## Abstrak
Telah dilakukan penelitian dengan menggunakan metode gayaberat  untuk  mengidentifikasi  struktur  bawah permukaan  di  Kawasan  Kota  Lama  Semarang  sebagai survei  awal  untuk  keperluan  mitigasi  bencana. Pengolahan  data  gayaberat  untuk  mengidentifikasi struktur  bawah  permukaan  dilakukan  melalui  beberapa tahapan.  Tahap  awal  dilakukan  dengan  koreksi  awal berupa  koreksi  pasang  surut  dan  koreksi  apungan, kemudian dilakukan koreksi lanjut hingga didapat kontur anomali  Bouguer  lengkap.  Melalui  anomali  Bouguer lengkap  dapat  dipisahkan  anomali  gaya  berat  regional dan  residual.  Pemisahan  anomali  regional  dari  anomali Bouguer  dalam  penelitian  ini  menggunakan  metode moving  average (perata-rataan  bergerak)  sedangkan anomali residual didapatkan dengan cara mengurangkan anomali  Bouguer  dengan  anomali  regional.  Pemisahan anomali  regional  dan  residual  penting  untuk  dilakukan pada  penelitian  identifikasi  struktur  bawah  permukaan untuk    menginterpretasikan  struktur  geologi  dan mendapatkan target yang dicari. Nilai anomali regional di Kawasan  Kota  Lama  Semarang  antara  28.0  mGal  –  28.4 mGal sedangkan untuk anomali residual memiliki antara 31.6 mGal – 32.8 mGal.

## Abstract
Research  has  been  carried  out  using  gravity  methods  to identify  subsurface  structures  in  the  region  of  Kota  Lama Semarang  as  a  preliminary  survey  for  disaster  mitigation purposes.  In  processing gravity  data  to  identify subsurface structures,  several  processing  stages  are  carried  out.  The initial step is to make the initial correction in the form of tide correction  and  float  correction  then  a  further  correction  is performed  until  a  complete  Bouguer  anomaly  contour  is obtained.  From  the  complete  Bouguer  anomaly,  regional and  residual  gravity  anomalies  can  be  separated.  The separation of regional anomalies from Bouguer anomalies in this  study  uses  the  moving  average  method while  residual anomalies  are  obtained  by  subtracting  Bouguer  anomalies from  regional  anomalies.  In  the  study  of  identification  of subsurface structures it is important to conduct regional and residual  anomaly  separations  to  interpret  geological structures and obtain the targets sought. Regional anomaly values  in  the  region  of  Kota  Lama  Semarang  are  between 28.0  mGal  -  28.4  mGal  while  for  residual  anomalies  have between 31.6 mGal - 32.8 mGal. ©2019PERJ
Keywords :  gravity,  Old  City  Semarang,  residual  anomaly.

## PENDAHULUAN
Gayaberat  merupakan  salah metode dalam eksplorasi geofisika. Anomali  yang  terukur  di  bawah permukaan dalam kegiatan ekplorasi  gayaberat  merupakan superposisi  dari  berbagai  sumber anomali  yang  terdeteksi  atau terbaca oleh alat. Target eksplorasi dalam penelitian untuk mengidentifikasi  struktur  bawah permukaan  yaitu  anomali  residual yang memberikan berbagai informasi mengenai struktur bawah permukaan, kondisi geologi, serta bahan-bahan tambang.  Anomali  lain  yang didapat yaitu anomali regional dan noise. Anomali
regional merupakan  anomali  yang  memliki cakupan  yang  lebar  dibandingkan dengan anomali residual. Berdasarkan kedalamannya, anomali regional merupakan anomali yang lebih dalam dibandingkan  anomali  residual dan noise lebih
dangkal dibandingkan  anomali  residual.
Anomali residual diakibatkan oleh anomali  dangkal  yang  memiliki frekuensi  tinggi  dan  panjang gelombang yang pendek sedangkan anomali regional
diakbatkan  oleh  anomali  dalam yang  memliki  frekuensi  rendah dan  panjang  gelombang  yang panjang (Telford et al. , 1990).
Pemisahan  anomali  regional dan  residual  diperlukan  untuk interpretasi
struktur bawah
permukaan  yang  dapat  dilakukan dengan  berbagai  metode  (cara). Beberapa  eksplorasi  gayaberat dengan beragam
metode pemisahan  anomali  regional  dan residual dapat dilihat di antaranya pada  penelitian  Shandini  dan Tadjou  (2012),  Purnomo et  al. (2013), dan Karunianto et al . (2017). Metode Moving Average (perata- rataan  bergerak)  dipilih  dalam penelitian  ini  untuk  pemisahan anomali  regional  dan  residual. Pada  metode  ini,  pemisahan dilakukan dengan cara merata-rata nilai  anomali  Bouguer.  Hasil  dari rata-rata merupakan anomali regional, sedangkan anomali residual  didapat  dari  selisih anomali  Bouguer  dengan  anomali regional (Abdelrahman, 1996).
Eksplorasi geofisika di beberapa wilayah di Semarang telah dilakukan.  Beberapa  di  antaranya dilakukan oleh Imam dan
Supriyadi  (2014),  Wardhana et  al . (2014),  serta  Pryambodo  dan Supriyadi  (2017).    Kota  Lama merupakan  kawasan  pariwisata  di Semarang  yang  telah  ditetapkan oleh  Pemerintah  Kota  Semarang dan menjadi tujuan wisata. Terdapat  bangunan  kuno  bergaya Eropa  Belanda  yang    berdiri  di kawasan ini. Akan tetapi, penelitian mengenai struktur bawah  permukaan  di  Kota  Lama masih  jarang  dilakukan.  Supriyadi et  al. (2019)  telah  melakukan penelitian  mengenai  penurunan muka  air  tanah  di  kawasan  Kota
32
Lama menggunkan metode gayaberat.  Kota  Lama  termasuk daerah bagian utara kota semarang dengan  kondisi  geologi  tanah berada di formasi aluvium
(Wardhana et  al. ,  2014).  Pada penelitian ini dilakukan pemisahan anomali  regional  dan  residual studi kasus di Kawasan Kota Lama untuk
membantu dalam
mengidentifikasi  struktur  bawah permukaan di Kawasan tersebut.

## METODE
Pengukuran gayaberat dilakukan pada 75 titik pengukuran  yang  tersebar  merata di  Kawasan  Kota  Lama  selama  3 hari.    Alat  yang  di  gunakan  yaitu gravimeter Scintrex CG-5 Autograv  yang  memliki  ketelitian hingga  1 gal  dan  GPS  merk
garmin.  Software  Microsoft  Excel digunakan  untuk  melakukan  olah data  serta  koreksi  dan  software Oasis Montaj 6.4.2 untuk membantu pengolahan dalam pemisahan anomali.
Data  yang  terukur  dalam  alat gravimeter  dikoreksi  awal  pasang surut  dan  koreksi  apungan.  Data yang  telah  dikoreksi  kemudian diolah  untuk  mendapatkan  nilai anomali  Bouguer  lengkap  dengan cara  melakukan  koreksi  lanjut berupa  koreksi  lintang,  koreksi medan,  serta  koreksi  ketinggian. Koreksi ketinggian meliputi koreksi  udara  bebas  dan  koreksi Bouguer. Koreksi lintang dilakukan  untuk  mendapatkan nilai  gayaberat  teoritis.  Koreksi medan  tidak  dilakukan  dalam penelitian  ini  karena  daerah penelitian  yang  dianggap  datar. Koreksi  ketinggian berupa koreksi udara  yang  secara  matematis dinyatakan oleh Persamaan 1.
3086 , 0  FAC h (1) dengan h adalah  ketinggian  dari permukaan laut ke titik pengukuran. Nilai tersebut kemudian digunakan untuk menentukan  anomali  udara  bebas sesuai Persamaan 2.
  FAC g gobs g      (2) g  menunjukkan  anomali  udara bebas di topografi. Koreksi Bouguer diperoleh melalui Persamaan 3. 04191 , 0  KB ρh. (3) Setelah dilakukan koreksi- koreksi  data  gayaberat  maka diperoleh anomali Bouguer lengkap  yang  merupakan  hasil superposisi dari komponen regional  dan  residual.  Kedua anomali tersebut saling berinteraksi  dan  menimbulkan anomali  yang  tumpang  tindih
(Purnomo et  al. ,  2013).  Sebelum dilakukan  pemisahan  anomali regional  dan  residual,  anomali Bouguer  lengkap  perlu  dianalisis spektrumnya  untuk  mengetahui estimasi  kedalaman  regional  dan residualnya serta untuk
mendapatkan  lebar  jendela  untuk proses filter moving average . Proses
analisis spektrum
biasanya  dilakukan  dalam  satu dimensi.  Pada  analisis  spektrum dilakukan  transformasi  Fourier untuk  mengubah  sinyal  menjadi penjumlahan beberapa sinyal. proses transformasi Fourier
mengubah  domain  waktu  atau spasial  ke  domain  frekuensi  atau bilangan  gelombang  ( k ).  Melalui analisis  bilangan  gelombang  ( k ) dan  amplitudo  ( A ),  estimasi kedalaman  anomali    regional  dan residual  dapat  diperkirakan  serta dapat  ditemukan  lebar  jendela filter  dari  perhitungan  frekuensi cut off dari analisis spektrum.
Transformasi  Fourier  untuk penampang  1D  data  anomali Bouger  yang  diturunkan  oleh Blakely  (1995)  dapat  dilihat  pada Persamaan 4.
      dx e x f k F ikx ) ( ) ( (4)
dengan k merupakan  bilangan
gelombang terhadap panjang gelombang  atau frekuensi f , yang nilainya  dapat  ditentukan  melalui Persamaan 5.
  2  k (5)
Nilai k dan  amplitudo  yang didapat kemudian digunakan untuk  menentukan  lebar  jendela dalam proses filter moving average .
Proses  filter moving  average secara  matematis  dapat  dituliskan seperti pada Persamaan 6:
N n i g i g n i g i g R ) ( ) ( ) ( ) (             
(6)
dengan R g  merupakan  anomali regional, n = (N-1)/2 dan N adalah lebar  jendela.  Nilai N harus bilangan  ganjil.    Contoh  aplikasi moving  average pada  data  2D dengan  jendela  5x5  ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Ilustrasi Moving Average 2D jendela 5x5

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dari pengolahan data gayaberat  menggunakan  software Oasis  Montaj  di  Kawasan  Kota Lama Semarang
diperoleh gambaran  peta  anomali  bouguer lengkap  yang  ditunjukkan  pada
Gambar 2.
34
Gambar  2. Peta  Anomali  Bouguer
Lengkap Kota Lama Semarang Gambar 2 menunjukkan
anomali  Bouguer  lengkap  hasil pengolahan  dari  data  terukur  di Kota Lama Semarang dengan nilai antara  59.6  hingga  61.2  mGal. Anomali  rendah  ditunjukkan  oleh warna  biru  yang  terkonsentrasi  di sebelah utara sekitar Jalan
Pengapon,  sedangkan  anomali tinggi  ditunjukkan  oleh  warna merah  hingga  merah  muda  yang berada  di  sekitar  Jalan  Kepodang, Suari,  dan  sebagian  Jalan  Letjen Suprapto.  Anomali  yang  tinggi mengindikasikan  struktur  batuan dengan  densitas  yang  tinggi dibanding  daerah  sekitarnya,  dan sebaliknya  anomali  yang  rendah memiliki  struktur  batuan  dengan densitas yang rendah. Anomali gayaberat
yang terukur  di  lapangan  merupakan gabungan  dari  anomali  regional dan residual yang dapat dipisahkan  dengan  menggunakan metode moving average . Tujuan dari pemisahan  anomali  yaitu  untuk
mendapakan  sumber  anomali  dari regional dan residual. Melalui  metode moving  average yang  di  gunakan  dalam  penelitian ini  diperoleh  anomali  regional yang  ditunjukkan  pada Gambar  3, sedangkan  untuk  mendapatkan anomali residual (anomali dangkal)  dapat  dilakukan  dengan cara mengurangkan anomali Bouguer  lengkap  dengan  anomali regional yang dilihat pada Gambar 4.
Gambar 3. Peta Anomali Regional
Gambar 4. Peta Anomali Residual
Gambar  3  menunjukkan  nilai sebaran anomali tinggi dan anomali  rendah.  Nilai  anomali regional  yang  rendah  berada  di bagian  utara  daerah  penelitian (Jalan  Tawang)  di  tunjukkan  oleh warna biru dengan nilai antara 28.0 sampai  28.1  mGal.  Bagian  tengah memiliki  nilai  anomali  sedang yang  hampir  merata  ke  arah selatan  dengan  rentang  28.1 sampai  28.3  mGal.  Nilai  anomali tinggi  ditunjukkan  di  sekitar  Jalan Kepodang    yang  berwarna  merah sampai merah muda yang memiliki  nilai  anomali  antara  28.3 sampai 28.4 mGal.
Gambar 4 menunjukkan sebaran nilai  anomali  tinggi  dan rendah di daerah  penelitian  dengan  rentang antara  31.6  sampai  32.8  mGal. Anomali  rendah  berada  di  bagian utara  daerah  penelitian  di  sekitar Jalan  Pengapon  yang  ditunjukkan oleh  warna  biru  dengan  rentang nilai  31.6  sampai  32.0  mGal; sedangkan  di  bagian  tengah terdapat anomali yang tinggi yang ditunjukkan  oleh  warna  merah dengan  rentang  nilai  32.6  hingga 32.8 mGal.
Hasil
pengolahan data gayaberat  berupa  peta  anomali regional  dan  residual  selanjutnya dapat digunakan untuk menganalisis struktur bawah permukaan dengan berbagai macam  metode  analisa  geologi seperti First  Horizontal  Derrivative (FHD) dan Second Vertical Derrivative (SVD).

## REFERENSI
Abdelrahman.  1996.  Shape  and depth  solutions  from  moving average residual gravity anomalies. Egypt :  Journal  of Applied Geophysics , 36, 89–95. Imam,  S.  dan  Supriyadi.  2014. Unnes  Physics  Journal. Unnes Physics Journal , 3 (1).
Karunianto,  A.  J.,  Haryanto,  D.,
Hikmatullah, F., dan Laesanpura, A. 2017. Penentuan Anomali Gayaberat Regional dan Residual  Menggunakan  Filter Gaussian  Daerah  Mamuju,
Sulawesi  Barat. Eksplorium , 38(2), 89–98. Pryambodo,  D.  G.  dan  Supriyadi. 2017. Zonasi Penurunan Muka Air  Tanah  di  Wilayah  Pesisir Berdasarkan Teknik Geofisika
Gayaberat  Mikro  4d  (Studi Kasus : Daerah Industri Kaligawe-  Semarang). Jurnal Kelautan  Nasional ,  10(3),  151– 162.
Purnomo,  J.,  Koesuma,  S.,  dan Yunianto, M. 2013. Pemisahan Anomali  Regional  Residual pada Metode Gravitasi menggunakan Metode Moving Average, Polynomial, dan Inversion. Indonesian Journal  of  Applied  Physics ,
3(10), 10–20.
Purnomo,  Jarot,  Koesuma,  S.,  dan
Yunianto, M. 2013. Pemisahan Anomali Regional-Residual pada Metode Gravitasi
36
Menggunakan Metode Moving  Average,  Polynomial dan Inversion. Indonesian Journal of Applied Physics ,  3(1),
10–18.
Shandini,  Y.,  dan  Tadjou,  J.  M.
2012.  Interpreting  gravity anomalies in south Cameroon , Central Africa. Earth Sciences Research Journal , 16(1), 5–9. Supriyadi,  Khumaedi,  Sugiyanto,
dan  Ikhsan,  M.  2019.  Kajian Dinamika  Muka  Airtanah  di Kawasan Kota Lama Semarang Menggunakan Metode  Mikrogravitasi  Antar Waktu. Jurnal  Risalah  Fisika , 3(1).
Telford, W. M., Geldart, L. P., dan Sheriff,  R.  E.  1990. Applied Geophysics Second Edition . Cambridge: Cambridge University Press.
Wardhana, D. D, Harjono, H.,  dan Sudaryanto.  2014.  Subsurface
Structure  of  Semarang  City
Based on  Gravity Data. Jurnal RISET Geologi dan Pertambangan , 24(1), 53–64. Wardhana, D. D., Harjono, H., dan Sudaryanto.  2014.  Struktur Bawah Permukaan Kota Semarang  Berdasarkan  Data Gayaberat. Jurnal RISET Geologi  dan  Pertambangan ,
24(1), 53–64.