Pemodelan 3D Terhadap Kenaikan Muka Air Laut dengan ArcGIS 10

Naiknya permukaan air laut akan memberikan dampak yang sangat besar, baik dalam skala lokal maupun nasional. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu cara untuk melakukan pemodelan dan simulasi terhadap dampak kenaikan permukaan air laut tersebut. Salah satu cara yang digunakan adalah dengan melakukan pemodelan dan simulasi secara 3 dimensi 3D. Ilustrasinya dapat dilihat pada gambar.

Pemodelan dan simulasi secara 3D dilakukanuntuk memberikan visualisasi secara detail terhadap objek-objek yang belum dan akan terkena dampak naiknya permukaan air laut tersebut. Pemodelan dan simulasi 3D tersebut merupakan sebuah kombinasi dari: prosedur matematika, kejadian logis dan berbagai kriteria lainnya yang berfungsi untuk tujuan akhir dari pemodelan dan simulasi itu sendiri.Pengertian pemodelan dan simulasi yang dikutip dari buku Hand Book of Simulation (Banks, 1998) adalah sebagai berikut :

Pemodelan adalah suatu proses penyaringan dan penyeleksian terhadap berbagai data sehingga diperoleh :- Data atau komponen sistem yang dapat dimodelkan- Data atau komponen sistem yang kurang penting atau tidak relevan, yang dapat diasumsikan mampu mendukung tujuan yang ingin dicapai.

Sedangkan simulasi adalah- Program (software) komputer yang berfungsi untuk menirukan perilaku sistem nyata.- Manipulasi sebuah model sedemikian rupa sehingga model tersebut bekerja dalam ruang dan waktu.

Pemodelan dan simulasi kenaikan permukaan air laut merupakan suatu model Sistem Informasi Geografis (SIG). SIG Berfungsi sebagai instrumen untuk menghasilkan berbagai macam informasi dengan berbagai kriteria dan prosedur yang harus dilakukan. Dengan menggunakan instrumen SIG tersebut, pemodelan dan simulasi kenaikan permukaan laut dibuat sedemikian rupa sehingga dapat mempresentasikan kejadian aktual dan prediksi terhadap bencana tersebut.

Pada posting ini akan memperlihatkan bagaimana pemodelan 3D pesisir Kota Semarang terhadap kenaikan muka air laut dengan Software ArcGIS 10 ? Bagaimana pemodelan 3Dnya terhadap parameter lain seperti deformasi vertikal, pasang surut/rob, dan abrasi ?

Gambar dibawah merupakan DEM Kota Semarang.

Gambardibawahmerupakan tampilan Kota Semarang dilihat dari citra QuickbirdKota Semarang.

Selanjutnya dilakukan pemodelan 3D terhadap kenaikan muka air laut akibat beberapa parameter. Pertama kenaikan muka air laut akibat perubahan iklim. Kota Semarang mengalami kenaikan muka air laut sebesar 8-10 mm/tahun. Parameter berikutnya adalah rata-rata pasang surut, dalam hal ini kota Semarang mengalami kenaikan 0.9 meter setiap periode pasang surut (18,61 tahun). Parameter berikutnya adalah deformasi vertikal yaitu kenaikan atau penurunan tanah akibat pengaruh geomorfologi. Kota Semarang mengalami deformasi vertikal dengan rerata -8cm/tahun. Parameter keempat yang digunakan adalah jenis pantai dan kemiringan pantai.Kota Semarang memiliki kemiringan pantai sekitar Reclass>Recalssify

hasilnya,

data sementara ini hanya hasil analisis di lab. anda harus kroscek/survey dengan data yang ada dilapangan setelah itu update data kembali- See more at: http://e-freegis-geologi.blogspot.com/2014/06/klasifikasi-kedalaman-laut-pesisir.html#sthash.YFWDRucP.dpuf

Struktur geologi adalah struktur perubahan lapisan batuan sedimen akibat kerja kekuatan tektonik,sehingga tidak lagi memenuhi hukum superposisi disamping itu struktur geologi juga merupakan struktur kerak bumi produk deformasi tektonik .

Cabang geologi yang menjelaskan struktur geologi secara detail disebut GEOLOGI STRUKTUR,dimana geologi struktur merupakan cabang ilmu geologi yang mempelajari mengenai bentuk arsitektur kulit bumi.Kekutan Tektonik dan orogenik yang membentuk struktur geologi itu berupa stress (Tegangan).Berdasarkan keseragaman kekuatannya,Stress dapat dibedakan menjadi 2 yaitu :

A. Uniform stress (Confining Stress)Yaitu tegangan yang menekan atau menarik dengan kekuatan yang sama dari atau ke segala arah

B. Differential Stress

Yaitu tegangan yang menekan atau menarik dari atau ke satu arah saja dan bisa juga dari atau ke segala arah,tetapi salah satu arah kekuatannya ada yang lebih dominan.Pengenalan struktur geologi secara tidak langsung dapat dilakukan melalui cara-cara berikut ini :a. Pemetaan geologi dengan mengukur strike dan dip.b. Interprestasi peta topografi,yaitu dari penampakan gejala penelusuran sungai,penelusuran morfologi dan garis kontur serta pola garis konturnya.c. Foto udara.d. Pemboran.e. Geofisika,yang didasarkan pada sifat-sifat yang dimiliki oleh batuan,yaitu dengan metode :

Grafity,Geolectrik,Seismik,danMagnetik.

Umumnya struktur geologi terbentuk oleh differential stress.Dari aspek arah kerjanya,ada 3 macam Differential stress,yaitu :1. Compressional stress2. Tensional stress3. Shear stress

III-2

Batuan bila mengalami gaya atau stress akan berubah atau mengalami perubahan,dalam geologi struktur hal ini disebut Deformasi.

Tahapan-tahapan Deformasi adlah sebagai berikut :

1. Elastic Deformation (Deformasi sementara)Deformasi sementara ini terjadi jika kerja stress tidak melebihi batas elastis batuan.Begitu stress terhenti,maka bentuk atau posisi batuan kembali seperti semula.

2. Ductile DeformationYaitu deformasi yang melampaui batas elastis batuan.Mengakibatkan batuan berubah bentuk dan volume secara permanen,sehingga bentuknya berlainan dengan bentuk semula.

3. Fracture DeformationYaitu deformasi yang sangat melampaui batas elastis batuan,sehingga mengakibatkan pecah.Seperti diketahui,bumi terdiri dari berbagai bagian yang paling luar (kerak bumi),tersusun oleh berbagai lapisan batuan.Kedudukan daripada batuan-batuan tersebut pada setiap tempat tidaklah sama,bergantung dari kekuatan tektonik yang sangat mempengaruhiya.

III-3

Adanya gaya-gaya yang bekerja menyebabkan batuan terangkat dan terlipat-lipat serta apabila terkena pelapukan dan erosi,maka batuan tersebut akan menjadi tersingkap dipermukaan bumi.

3.1. STRUKTUR KEKAR (JOINT)

Hampir tidak ada suatu singakapan dimuka bumi ini yang tuidak memperlihatkan gejala rekahan.Rekahan pada batuan bukan merupakan gejala yang kebetulan.Umumnya hal ini terjadi akibat hasil kekandasan akibat tegangan (stress),karena itu rekahan akan mempunyai sifat-sifat yang menuruti hukum fisika.

Kekar adalah Struktur rekahan dalam blok batuan dimana tidak ada atau sedikit sekali mengalami pergeseran (hanya retak saja),umumnya terisi oleh sedimen setelah beberapa lama terjadinya rekahan tersebut.Rekahan atau struktur kekar dapat terjadi pada batuan beku dan batuan sedimen.

Pada batuan beku,kekar terjadi karena pembekuan magma dengan sangat cepat (secara mendadak).

Pada batuan sedimen,Kekar terjadi karena :a. Intrusi/ekstrusib. Pengaruh iklim/musim

III-4

Dalam batuan sedimen umunya kekar juga dapat terbentuk mulai dari saat pengendapan atau segera terbentuk setelah pengendapannnya.dimana sedimen tersebut masih sedang mengeras.Struktur kekar dapat berguna dalam memecahkan masalah sebagai berikut : Geologi Teknik Geologi Minyak,terutama dengan masalah cadangan dan produksi minyak Geologi Pertambangan,yaitu dalam hal sistem penambangan maupun pengarahan terhadap bentuk-bentuk mineralisasi.

3.2. STRUKTUR SESAR (FAULT)

Sesar adalah suatu rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran sehingga terjadi perpindahan antara bagian-bagian yang berhadapan dengan arah yang sejajar dengan bidang patahan.Hal ini terjadi apabila blok batuan yang dipisahkan oleh rekahan telah bergeser sedemikian rupa hingga lapisan batuan sediment pada blok yang satu terputus atau terpisah dan tidak bersambungan lagi dengan lapisan sediment pada blok yang lainnya.Ukuran panjang maupun kedalaman sesar dapat berkisar antara beberapa centimeter saja sampai mencapai ratusan kilometer.Istilah-istilah penting yang berhubungan dengan gejala sesar antara lain :

1. Bidang SesarMerupakan bidang rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran.

2. Bagian-bagian yang tersesarkan (tergeser)Bagian ini terdiri dari Hanging Wall dan Foot Wall.

a. Hanging Wall (Atap sesar)Adalah bongkahan patahan yang berada dibagian atas bidang sesar.b. Foot Wall (Alas sesar)Adalah bongkahan patahan yang berada dibagian bawah bidang sesar.

3. Throw dan Heavea. Throw,adalah jarak yang memisahkan lapisan atau vein yang terpatahkan yang diukur pada sesar dalam bidang tegak lurus padanya.b. Heave,adalah jarak horizontal yang diukur normal (tegak lurus) pada sesar yang memisahkan bagian-bagian dari lapisan yang terpatahkan.

Berdasarkan pada sifat geraknya,sesar dapat dibedakan menjadi 3 jenis yaitu :

1. Sesar Normal (Gravity Fault),yaitu gerak relatif Hanging Wall turun terhadap Foot Wall.Disebut juga sebagai Sesar Turun.

2. Sesar Naik (Reverse Fault),yaitu gerak relatif Hanging Wall naik terhadap Foot Wall.Posisi Hanging Wall lebih tinggi daripada Foot Wall.Namun jika Hanging Wall bergeser naik hingga menutupi Foot Wall,maka sesar tersebut.

3. disebut Thrust Fault yang bergantung pada kuat stress horizontal dan dip (kemiringan bidang sesar).

4. Sesar Mendatar (Horizontal Fault),yaitu gerak relative mendatar pada bagian-bagian yang tersesarkan. Hanging Wall dan Foot Wall bergeser Horizontal yang diakibatkan oleh kerja shear stress.

Disamping itu juga terdapat sesar-sesar yang lain ,diantaranya :a. Strike Dip Fault,yaitu kombinasi antara sesar turun dan sesar horizontalb. Hing Fault,yaitu Sesar Rotasional

3.3 LIPATAN (folding)

Lipatan adalah perubahan bentuk dan volume pada batuan yang ditunjukkan oleh lengkungan atau melipatnya batuan tersebut akibat pengaruh suatu tegangan (gaya) yang bekerja pada batuan tersebut yang umunya refleksi perlengkungannya ditunjukkan oleh perlapisan pada batuan sedimen serta bisa juga pada foliasi batuan metamorf .Secara umum,jenis-jenis lipatanyang terpenting adalah sebagai berikut :

1. Antiklin,yaitu lipatan yang kedua sayapnya mempunyai arah kemiringan yang saling berlawanan.

2. Sinklin,yaitu lipatan yang kedua sayapnya mempunyai arah kemiringan yang menuju ke satu arah yang sama.Beberapa defenisi tentang lipatan :a. Sayap Lipatan,yaitu bagian sebelah menyebelah dari sisi lipatanb. Puncak Lipatan,yaitu titik atau garis yang tertinggi dari sebuah lipatanc. Bidang Sumbu Lipatan,yaitu suatu bidang yang memotong lipatan,membagi sama besar sudut yang dibentuk oleh lipatan tersebut.d. Garis Sumbu Lipatan,yaitu perpotongan antara bidang sumbu dengan bidang horizontal.e. Jurus (Strike),yaitu arah dari garis horizontal dan merupakan perpotongan antara bidang yang bersangkutan dengan bidang horizontal.f. Kemiringan (Dip),yaitu sudut kemiringan yang tersebar dan dibentuk oleh suatu bidang miring dengan bidang horizontal dan diukur dengan tegak lurus dengannya.

Lipatan (Folding)Lipatan adalah perubahan bentuk dan volume pada batuan yang ditunjukkan dengan lengfkungan atau melipatnya batuan tersebut akibat pengaruh suatu tegangan (gaya) yang bekerja pada batuan tersebut. Pada umumnya refleksi pelengkungan ditunjukkan pada pelapisan pada batuan-batuan sedimen atau foliasi pada batuan metamorf.

Kekar (Joint)Rekahan adlah sebutan untuk struktur rekahan dalam batuan dimana tidak ada atau sedikit sekali mengalami pergeseran. Rekahan yang telah bergeser disebut sesar.Struktur kekar merupakan gejala yang paling umum dijumpai dan justru karenanya banyak dipelajari secaras luas. Struktur-struktur ini merupakan struktur yang palinbg sukat untuk dianalisa. Struktur ini banyak dipelajari karena hubunganya yang erat dengan masalah-masalah :Geologi teknikGeologi minyak, terutaam dengan masalah cadangan dan produksiGeologi pertambangan, baik dalam hal system penambangan maupun pengarahan terhadap bentuk-bentuk mineralisasi, dll.Umumnya dalam batuan sedimen, kekar dapat terbentuk mulai saat pengendapan atau terbentuk setelah pengendapannya, dimana sedimen tersebut sedang mengeras. Struktur kekar dipelajari dengan cara statistic, mengukur dan mengelompokan dalam bentuk diagram Rosset atau dengan diagram kontur (kutub).

Sesar (Fault)

Sesar adalah satuan rekahan pada batuan yang telah mengalami pergeseran sehingga terjadi perpindahan anatara bagian-bagian yang berhadapan dengan arah yang sejajar dengan bidang patahan. P[ergeseran-pergeseran yang telah terjadi pasda sesar, ukuran panjang mauypun kedalaman sesar dapat berkisar antara beberapa sentimeter saja sampai mencapai ratusan kilometer.

Macam-macam sesar secara umum :Sesar normal, yaitu gerak relative hanging wall turun terhadap footwall.Sesar naik, yaitu gerak relative hanging wall terhadap footwallSesar mendatar, yaitu gerak relative mendatar pada bagian yang tersesarkan.

Struktur permukaan bumi selalu mengalami perubahan yang disebut deformasi. Deformasi kerak bumi dapat disebabklan oleh stree dan strain, temperature, waktu dan strain rate, dan komposisi jenis kandungan mineral batuan dabn kandungan air batuan. Deformasi akibat gaya tektonik dikelompokan dalam struktur primer dan skunder.Adapun struktur geologi yang cukup penting untuk diingat adalah kekar, yaiut rekahan-rekahan lurus planar yang membagi batuan-batuan menjadi vblok-blok atau struktur rekahan dalam batuan-batuan. Sesar yaitu rekahan pada batuan yang mengalami poergeseran, sehingga terjadi perpindahan antara bagian-bagian yang berhadapan dengan arah yang sejajar dengan bidang patahan. Lipatan, yaitu perubahan bentuk dan volume batuan yang ditunjukan dengan lengkungan atau melipatnya batun tersebut.StrukturGeologiDalamDasar-Dasar Ilmu Geologi Pada pembahasan sebelumnya kita telah membahas mengenaiMineralogi Dalam Dasar-Dasar Ilmu Geologi, maka pada pembahasan kali ini kita akan membahas mengenaiStruktur Geologi Dalam Dasar-Dasar Ilmu Geologi.Struktur GeologiStruktur geologi adalah suatu struktur atau kondisi geologi yang ada di suatu daerah sebagai akibat dari terjadinya perubahan-perubahan pada batuan oleh proses tektonik atau proses lainnya. Dengan terjadinya proses tektonik, maka batuan (batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf) maupun kerak bumi akan berubah susunannya dari keadaannya semula.Struktur geologi (makro) yang penting untuk diketahui antara lain ; bidang perlapisan, sistem sesar, sistem perlipatan, sistem kekar, dan bidang ketidakselarasan.5.1 Bidang PerlapisanBidang perlapisan hanya ditemukan pada batuan sedimen, yaitu suatu bidang yang memisahkan antara suatu jenis batuan tertentu dengan batuan lain yang diendapkan kemudian, misalnya batas antara lapisan batupasir dengan batugamping, atau batas lapisan batupasir yang satu dengan batupasir lainnya yang dapat dibedakan (Gambar 10). Biasanya batuan sedimen terdiri dari banyak sekali lapisan-lapisan yang berurutan dari tua ke muda, sehingga banyak pula bidang perlapisannya. Bidang perlapisan tersebut merupakan bagian yang lemah dibandingkan dengan kekuatan batuan sedimennya, karena itu dalam analisis kemantapan posisinya menjadi sangat penting.

Gambar 10. Skema susunan perlapisan batuan sedimen5.2 Sistem SesarSesar atau patahan (fault) adalah suatu bidang yang terbentuk karena kekuatan batuan tidak dapat menahan lagi tekanan/beban yang ada sehingga akhirnya batuan tersebut patah. Setelah terjadinya sesar tersebut, kedua bagian yang tadinya berhubungan dapat bergeser naik, turun, atau bergeser secara mendatar (Gambar 11).Sesar yang terbentuk karena proses tektonik yang kuat umumnya tidak berdiri sendiri (tunggal), tetapi akan menghasilkan sesar-sesar lain yang lebih kecil di sekitarnya sehingga dapat membentuk suatu sistem sesar yang kompleks (Gambar 12).

Gambar 11. Sketsa beberapa tipe sesar tunggal

Gambar 12. Sketsa sistem sesar.5.3 Sistem PerlipatanKarena aktivitas tektonik, lapisan batuan sedimen yang relatif elastis akan mengalami tekanan yang tinggi dan terlipat, dan membentuk sistem sinklin-antiklin. Pada sistem perlipatan maka lapisan batuan yang tadinya mendatar akan berubah posisinya menjadi miring dengan sudut kemiringan (dip) dan jurus (strike) yang bervariasi (Gambar 13 dan 14).

Gambar 13. Sketsa sistem perlipatan

Gambar 14. Sketsa bidang perlipatanApabila besarnya tegangan yang bekerja pada batuan sedimen tersebut melampaui batas elastisnya, maka sistem tersebut akan mengalami penyesaran dan pergeseran (Gambar 15). Sedangkan kalau tidak terlalu besar, maka pada bagian-bagian tertentu mungkin akan terbentuk sistem kekar tarik (pada batuan yang rapuh/getas).Gambar 15.(a). Sketsa macam-macam perlipatan,

(b). Sketsa Perlipatan yang tersesarkan normal

Perlipatan menghasilkan bagian punggungan perlipatan yang disebut sebagai antiklin dan bagian lembah yang disebut sebagai sinklin. Jarak antara antiklin dengan sinklin di dekatnya juga bervariasi, tergantung pada besarnya gaya yang membentuknya. Demikian juga mengenai kemiringan yang terbentuk pada perlipatan tersebut, yaitu tergantung pada amplitudo dan frekuensi yang terjadi.Lapisan batuan yang tidak mendatar lagi (miring) posisinya dinyatakan dalam jurus dan kemiringannya (strike/dipnya), sehingga dibutuhkan interpretasi untuk mengkorelasikannya (Gambar 16).

Gambar 16. Beberapa kemungkinan interpretasi singkapan yang telah mengalami perlipatan.5.4 Sistem KekarSeperti juga pada sesar dan perlipatan, kekar umumnya terbentuk karena proses tektonik yang terjadi pada suatu daerah tertentu. Dalam hal ini kekar merupakan akibat lanjutan dan proses pembentuk sesar atau perlipatan. Kalau kekuatan suatu batuan (kuat tekan atau kuat tarik) tidak sanggup lagi melawan tegangan yang ada, maka batuan tersebut akan pecah atau retak. Jika ukuran dari retakan tersebut besar dan terjadi pergeseran yang besar disebut terjadi sesar, sedangkan dalam ukuran retakan tersebut kecil (hanya sampai beberapa meter) dan relatif tidak terjadi pergeseran disebut sebagai kekar (Gambar 17).Pada suatu batuan yang sama dalam daerah yang relatif kecil sering terdapat beberapa pasang kekar yang berbeda (sistem kekar). Kekar-kekar yang mempunyai orientasi (jurus dan kemiringan) sama disebut sebagai satu set kekar. Dalam suatu sistem kekar bisa terdapat lebih dari satu set kekar.

Gambar 17. Sketsa sistem kekar dan bidang kekar. Permukaan bidang kekar ada yang halus, kasar, bergelombang, licin, dll, tergantung pada jenis batuan, kekuatan batuan, besarnya gaya, dan jenis gaya yang bekerja padanya. Dalam analisis kekar yang perlu diperhatikan adalah : ukuran kekar (persistensi), kekasaran bidang kekar, bukaan kekar (separation), isi bukaan kekar (infilling), ada/tidaknya air pada kekar, besar aliran air pada sistem kekar, orientasi bidang kekar (jurus dan kemiringan), jumlah set kekar pada daerah yang sama, dan kerapatan/jarak kekar5.5 Pengaruh Struktur5.5.1 Terhadap kekuatan/kestabilan batuanAdanya struktur sangat mempengaruhi kekuatan batuan, karena bidang-bidang struktur tersebut jelas mengganggu kontinuitas kekuatan batuan, baik dalam skala besar maupun kecil. Misalnya : batuan beku yang utuh kuat sekali dan karena itu stabil tetapi apabila ada kekar atau sesar kekuatannya akan berkurang (Gambar 18), sedimen berlapis (Gambar 19), dan batuan terkekarkan (Gambar 20).

Gambar 18. Pengaruh kekar pada blok batuan.

Gambar 19. Pengaruh kekar pada bidang perlapisan.

Gambar 20. Batuan yang terkekarkan memberikan indikasi longsoran membaji5.5.2 Terhadap mineralisasiStruktur (terutama sesar dan sistem kekar), yang terbentuk sebelum mineralisasi sangat penting artinya karena merupakan saluran dan tempat berkumpulnya mineral berharga, terutama dalam pembentukan endapan hidrothermal (Gambar 21). Contoh : endapan-endapan hidrothermal Au, Cu, Pb, Zn, dll.

Gambar 21. Sketsa cebakan hidrothermalStruktur yang terbentuk sesudah mineralisasi atau terbentuknya suatu cebakan bahan galian akan memindahkan bahan galian tersebut ke tempat lain, sehingga sulit dicari atau hilang (Gambar 22).

Gambar 22. Sketsa perpindahan cebakan bahan galianItulah sekilas mengenaiStruktur Geologi Dalam Dasar-Dasar Ilmu Geologi, mudah-mudahan miner dan geologist bisa memahami dan mengembangkan sendiri mengenaiStruktur Geologi Dalam Dasar-Dasar Ilmu Geologi.