Abstrak —Kabupaten  Pacitan  merupakan  bagian  kecil  dari Kawasan  Karst  Gunung  S ewu  yang  membentang  dari  Pacitan Barat  –  Pacitan  Timur.  Karst  merupakan  daerah  yang terbentuk  oleh  pelarutan  batu  gamping.  Pada  penel itian  ini digunakan  metode  mikrotremor  HVS R  ( Horizontal  to  Vertical Spectral  Ratio )  untuk  mengidentifikasi  lapisan  sedimen berdasarkan frekuensi resonansi dominan (f 0 ) dan nilai puncak dari  HVS R  (A)  yang  menunjukkan  frekuensi  resonansi dominan  (f 0 )  dan  nilai  puncak  dari  HVS R  (A)  yang menunjukkan  karakteristik  sedimen.  Berdasarkan  analisis kurva  HVS R,  zona  I  memiliki  ketebalan  lapisan  sedimen  10- 12,5  m  dengan  rentang  f 0 3,05  – 5,45 Hz dan zona II memiliki ketebalan 3,7 – 4,8 m dengan rentang f 0 10,4 – 13,25 Hz.
Kata Kunci — Karst, Sedimen, Mikrotremor HVSR, Pacitan

## I. PENDAHULUAN
ARST  adalah  suatu  bentang  alam  yang  khas  dari  muka bumi maupun bawah permukaan, yang terutama dibentuk oleh  pelarutan  dan  pengendapan  batuan  karbonat  oleh aliran air tanah. Secara geomorfologi daerah karst dapat dicirikan oleh adanya  goa  atau  luweng  serta cekungan tertutup dan lembah kering dalam berbagai ukuran bentuk [1].
Pacitan  merupakan  kawasan  karst  Pegunungan  Selatan termasuk ke dalam formasi Wonosari yang dominan merupakan batu gamping. Namun belum diketahui litologi lapisan sedimen atau  ketebalan  sedimen  pada  daerah  tersebut  sehingga  perlu diidentifikasi  sehingga  nantinya  dapat  digunakan  sebagai informasi karateristik geologi daerah Pacitan [1].
Oleh  karena itu, digunakan metode microtremor HVSR yang diukur  ketebalan  lapisan  sedimennya  berdasarkan  nilai frekuensi dominan (f 0 ) dimana parameter nilai f 0 dimasukkan ke dalam  persamaan  f 0 untuk  mendapatkan  ketebalan  lapisan sedimen pada wilayah penelitian [2].

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Daerah Penelitian
Zona  Pegunungan  Selatan  terbagi  menjadi  tiga  subzona, yaitu  subzona  Baturagung,  subzona  Wonosari  dan  subzona Gunung Sewu. Subzona Wonosari merupakan dataran tinggi (±
190  m)  yang  terletak  di  bagian  tengah  zona  Pegunungan Selatan,  yaitu  di  daerah Wonosari dan sekitarnya. Dataran ini dibatasi  oleh  subzona  Baturagung di sebelah barat dan utara, sedangkan  di  sebelah  selatan  dan  timur  berbatasan  dengan subzona  Gunung  Sewu.  Aliran  sungai  utama  di  daerah  ini adalah  Kali  Oyo  yang  mengalir ke barat dan menyatu dengan Kali  Opak.  Endapan  permukaan  di  daerah  ini  adalah lempung hitam  dan  endapan danau purba, sedangkan batuan dasarn ya adalah  batu  gamping.  Subzona  Gunung  Sewu  merupakan perbukitan  dengan  bentang  alam  karst,  yaitu  bentang  alam dengan  bukit-bukit  batu  gamping  yang  membentuk  banyak kerucut  dengan  ketinggian  beberapa  puluh  meter.  Bentang alam  karst  ini  membentang  dari  pantai  Parangtritis  di  bagian barat hingga Pacitan di sebelah timur. [3]
Pacitan  yang  termasuk  ke  dalam  formasi  Wonosari membentuk  morfologi  karst,  terdiri dari batugamping terumbu, batugamping  bioklastik  berlapis  dan  napal.  Satuan  batuan ini merupakan  endapan  karbonat  paparan  (carbonate  plateform) pada  Miosen  Tengah  hingga  Miosen  Akhir.  Formasi  ini oleh dijadikan  satu  dengan  Formasi  Punung  yang  terletak  di Pegunungan  Selatan  bagian  timur  karena  di  lapangan keduanya  sulit  untuk  dipisahkan,  sehingga  namanya  Formasi Wonosari-Punung. Ketebalan formasi ini diduga lebih dari 800 meter [3].
Gambar 1. T atanan Stratigrafi Pegunungan Selatan [4]

## Identifikasi Litologi Lapisan Sedimen Pada Daerah Karst Pacitan Menggunakan Metode Mikrotremor HVSR
Paul Chemistra, Widya Utama, dan Ayi Syaeful B Departemen Teknik Geofisika, Fakultas Teknik Sipil Lingkungan dan Kebumian, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : syaeful_b@geofisika.its.ac.id
K
Gambar 2. Pengolahan data mikrotremor HVSR.
Kedudukan  stratigrafinya  di  bagian  bawah  menjemari dengan  Formasi  Oyo,  sedangkan  di  bagian  atas  menjemari dengan  Formasi  Kepek.  Formasi  ini  didominasi  oleh  batuan karbonat  yang  terdiri  dari  batugamping  berlapis  dan batugamping  terumbu.  Lingkungan  pengendapannya  adalah laut dangkal (zona neritik) yang mendangkal ke arah selatan  [4].

## B. Gelombang Mik rotremor
Gelombang mikrotremor merupakan aktivitas gelombang  seismik  yang  berukuran kecil seperti dalam gempa tetapi  belum  tentu  dapat  dirasakan.  Mikrotremor  merupakan salah  satu  metode  seismik  pasif  untuk merekam getaran yang dihasilkan  oleh  bumi  seperti  aktivitas  vulkanik,  gelombang, kondisi regional meteorologi, aktivitas manusia dan sebagainya [5].  Gelombang  mikrotremor  dapat  dipakai  untuk  mengetahui jenis  tanah  ( top  soil )  berdasarkan  tingkat  kekerasannya. Semakin  kecil  periode  dominan  tanah  maka  tingkat  kekerasan tanah  akan  semakin  besar,  begitu  pula  sebaliknya  apabila periode  dominan  tanah  semakin  besar  maka  tanah  tersebut semakin lunak. Survei mikrotremor dapat dilakukan dengan dua cara  yaitu  pendekatan  pertama  adalah  perekaman  dilakukan secara  simultan  pada  dua  atau lebih lokasi. Salah satu tempat perekaman  harus  dilakukan  di  daerah  batuan  keras ( bedrock ) sehingga  tidak  menunjukkan  adanya  penguatan  frekuensi akibat  gerakan  tanah.  Rasio  spektrum  yang  didapatkan  pada tempat  lain  akan  dibandingkan  dengan  yan g  terekam  pada bedrock sehingga  akan  didapatkan  respon site terhadap mikrotremor [5].
Pendekatan  kedua diperkenalkan oleh Nakamura pada tahun 1989  bersamaan  dengan  metode  analisisnya.  Nakamura menemukan  bahwa  rasio  spektrum horizontal dan vertikal dari mikrotremor  meningkat  pada  frekuensi  resonansi  dan  akan menunjukkan  puncak  pada  frekuensi  tersebut.  Nakamura mengasumsikan  bahwa  H/V  merefleksikan  tingkat  amplifikasi dari gerakan tanah. Dengan metode ini pengukuran tidak perlu dilakukan dengan syarat adanya batuan keras ( bedrock ).
C. Metode Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR)
Metode  HVSR  ini  merupakan  salah  satu  metode  yang biasanya  digunakan  pada  mikrotremor  tiga  komponen  untuk mengidentifikasi  kedalaman bedrock .  Selain  itu,  metode  ini dapat  digunakan  untuk  mengetahui  frekuensi  resonansi
dominan  (f 0 )  dan  nilai  puncak  dari  HVSR  (A)  yang menunjukkan  karakteristik  dinamis  sedimen.  Bila  diketahui keduanya,  maka  dapat  diketahui  indeks  kerentanan  seismik dalam  kg.  Parameter  yang  digunakan  dalam  metode  HVSR ini adalah  amplifikasi  dan  frekuensi  natural,  dimana kedua hal ini berhubungan  dengan  parameter  fisis  bawah  permukaan  guna mengetahui karakteristik daerah penelitian secara geologi [6].
Metode  ini  dikenalkan  oleh  ilmuwan  Nakamura  pada  tahun 1989  dengan  prinsip  menghitung  rasio  spektrum  antara komponen  total  resultan  horizontal  terhadap  vertical  [6]. Persamaan metode HVSR ini adalah sebagai berikut:
(1) dimana  R(f)  merupakan  spektrum  rasio  HVSR,  Hew  (f) merupakan spektrum komponen horizontal E-W (Barat–Timur), Hns  (f)  merupakan  komponen  horizontal  N-S  (Utara–Selatan) dan  Vud  (f)  merupakan  spektrum  komponen  vertikal. Sedangkan  untuk  mencari  ketebalan  lapisan  sedimen  (H) digunakan persamaan:
(2) Dimana: f 0 = Frekuensi Dominan (Hz)
Vs = Cepat rambat gelombang pada lapisan sedimen (m/s) H = Ketebalan lapisan sedimen (m)

## III. M ETODOLOGI PENELITIAN

## A. Data
Data-data  yang  digunakan  dalam  penelitian  yakni,  data mikrotremor  yang  diukur  pada  12  titik  selama  30  menit  setiap satu titik .
T abel 1. T itik Pengambilan Data Mikrotremor Nama T itik Koordinat Format Data Easting Northing Z (m) T A1 498230 9100525 337 .sg2 T A3 498203 9100307 365 .sg2 T A4 498104 9100279 346 .sg2 T A5 498002 9100232 354 .sg2 T A7 497850 9100275 333 .sg2 T A8 497789 9100382 323 .sg2 T A9 497905 9100426 328 .sg2 T A10 497998 9100541 335 .sg2 T A11 497983 9100315 340 .sg2 T A12 498090 9100363 342 .sg2 T A13 498175 9100388 331 .sg2 KALIBRASI 498144 9100409 335 .sg2

## B. Diagram Alir
Penelitian ini dilakukan sesuai dengan alur penelitian seperti pada Gambar 3.
Mulai Data Geologi dan Hidrologi Pacitan Desain Akuisi Selesai Survey Lapangan Pengumpulan Data Studi geologi regional Studi Literatur Plotting titik luweng Orientasi Medan Akusisi Data Mikrotremor Pengolahan Data Mikrotremor (Pengolahan HVSR) Interpretasi Data (Konturing jalur sungai bawah permukaan)

## Gambar 3. Diagram Alir Penelitian

## IV. HASIL DAN PEM BAHASAN
Data frekuensi dominan (f 0 ) yang telah didapatkan dari hasil pengolahan  kemudian  direkapitulasi  ke  dalam Microsoft Excel 2016 seperti tabel 2. untuk dilihat tabel nilai frekuensi dari tiap titik  dimana  terdapat  nama  titik,  koordinat,  dan nilai frekuensi dominan (f 0 ). Untuk mengidentifikasi ketebalan lapisan s edimen dari  tiap  titik  pengukuran,  digunakan  persamaan  (2)  dengan memasukkan  nilai  frekuensi  dominan  (f 0 )  tiap  titik  dan  pada parameter  nilai  Vs  digunakan  nilai  200  m/s  berdasarkan  data USGS. Ketebalan lapisan sedimen pada setiap titik:
T abel 2. Hasil Analisa Nilai f 0 Nama T itik Koordinat Frekuensi Dominan (Hz) Ketebalan Sedimen (m) Easting Northing T A1 498230 9100525 3,05 16,39 T A3 498203 9100307 3,5 14,29 T A4 498104 9100279 13,25 3,77 T A5 498002 9100232 10,4 4,80 T A7 497850 9100275 5,45 9,17 T A8 497789 9100382 3,8 13,16 T A9 497905 9100426 3,95 12,67 T A10 497998 9100541 4,4 11,36 T A11 497983 9100315 3,65 13,70 T A12 498090 9100363 10,55 4,74 T A13 498175 9100388 3,35 14,93 KALIBRASI   498144 9100409 11,3 4,42
Kemudian  data  dapat  dianalisis  dengan  melakukan overlay peta  kontur  nilai  frekuensi  dominan  (f 0 )  tiap  titik dengan peta akuisisi yang berada pada Google Earth sehingga dapat  diketahui  persebaran  nilai  frekuensi  dominan(f 0 ) berdasarkan kondisi lapangan atau lokasi pengukuran.
Gambar 4. Zonasi berdasarkan nlai f 0
Berdasarkan  hasil  overlay  peta kontur dengan peta akuisisi di  Google  Earth,  terdapat  dua  zona  karakter  nilai  frekuensi dominan  (f 0 )  berdasarkan  lokasinya.  Zona  I  merupakan  zona dimana  karakter  nilai  frekuensi  dominan  (f 0 )  bernilai  rendah dengan  rentang  nilai  3,05  –  5,45  Hz  yang  terletak  di  pinggir jalan dan juga pinggiran sungai. Sedangkan zona II merupakan zona dimana karakter nilai frekuensi dominan (f 0 ) bernilai tinggi dengan rentang nilai 10,4 –13,25 Hz yang terletak di bukit. Hal ini  mengindikasikan  bahwa  pada  zona  I  sedimen  yang terbentuk  lebih  tebal dibandingkan zona II karena jarak antara sedimen  atas  dengan  bedrock  lebih  jauh  yang  menyebakan frekuensi lebih rendah atau dengan kata lain bahwa pada zona I lapisan  lunaknya  lebih  tebal  dibandingkan  zona  II.  Faktor sedimen  yang  lebih  tebal  pada  pinggiran  sungai  ini  selain disebakan  pleh  pelapukan  batuan  itu  sendiri  yaitu  pelapukan batuan gamping juga disebakan oleh adanya sedimentasi yang dipengaruhi  oleh  sungai.  Sedangkan  pada  zona  II  sedimen yang terbentuk hanya merupakan pelapukan dari batu gamping itu sendiri.

## V. KESIMPULAN/RINGKASAN
Berdasarkan  analisis  kurva  HVSR,  pada  wilayah  penelitian terdapat  dua  zona  karakter  nilai  frekuensi  dominan  (f 0 ) berdasarkan  lokasi  pengukuran  yaitu  zona  I  bernilai  rendah dengan rentang f 0 3,05 – 5,45 Hz yang terletak di daerah aliran sungai  serta  pinggir  jalan  dan  zona  II  bernilai  tinggi  dengan rentang  f 0 10,4  –  13,25  Hz  yang  terletak  di  bukit.  Tinggi rendahnya  nilai  frekuensi  dominan  (f 0 )  mempengaruhi  secara langsung  oleh  ketebalan  sedimen  atau  lapisan  lunak  di  titik pengukuran  dimana  pada  zona  I  lapisan  sedimen  lebih  tebal dengan  nilai  10  -12,5  m  dibandingkan  zona  II  dengan  nilai ketebalan 3,7 -4,8 m.
DAFTAR PUSTAKA [1] D.  Ford  and  P.  Williams, Karst  Geom orphology  and
Hydrology . London: Chapman & Hall, 1992.
[2] N.  Sitorus,  S.  Purwanto,  and  W.  Utama,  “Analisis  Nilai Frekuensi  Natural  dan  Amplifikasi  Desa  Olak  Alen  Blitar Menggunakan  Metode  Mikrotremor  HVSR,” Geosaintek ,  vol.
3, pp. 89–92, 2017.
[3] ESDM, “Kepmen ESDM No 3045 K/40/MEM/2014 Penetapan Kawasan Bentang Alam Karst Gunung Sewu,” 2014.
[4] K.  Nurhanafi,  N.  .  Wibowo,  and  Y.  Sumardi,  “Karakteristik
Mikrotremor  di  Permukaan  Sungai  Bawah  T anah  Bribin, Kawasan  Karst  Gunung  Sewu,  Berdasarkan  Analisis  Spektrum, Analisis  Kurva  Horizontal  to  Vertical  Spectral  Ratio  (HVSR), dan T ime Frequency Analysis (T FA),” Jurdik Fis. FMIPA UNY , 2016.
[5] Y.  Nakamura,  “ A  Method  For  Dynamic  Charateristics Estimation  Of  Subsurface  Using  Microtremor  On  T he  Ground Surface,” T okyo, 1989.
[6] Y.  Nakamura,  “On  the  H/V  Spectrum,”  in The  14th  World Conference on Earthquake Engineering , 2008.