APLIKASI METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI SCHLUMBERGER UNTUK MENGIDENTIFIKASI LAPISAN AKUIFER DI DESA SLAMPAREJO KECAMATAN JABUNG KABUPATEN MALANG Oleh : Dwi Wahyu Pujomiarto Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Negeri Malang Abstrak Desa Slamparejo Kecamatan Jabung Kabupaten Malang merupakan daerah rawan kekurangan air bersih. Air bersih diperlukan untuk memenuhi kebutuhan warga. Identifikasi adanya sumber air bersih dapat menggunakan metode geolistrik tahanan jenis. Metode geolistrik tahanan jenis memiliki keunggulan untuk mengadakan eksplorasi dangkal yang tidak bersifat merusak dalam pendeteksiannya. Pendeteksian geolistrik dilakukan atas dasar sifat fisika batuan terhadap arus listrik, dimana setiap batuan yang berbeda akan mempunyai harga tahanan jenis yang berbeda. Tujuan penelitian mengidentifikasi lapisan akuifer untuk mengetahui potensi air tanah menggunakan metode geolistrik konfigurasi schlumberger tipe sounding. Identifikasi akuifer menggunakan konfigurasi schlumberger dengan 4 lintasan: Lintasan 1 panjang 140 meter, arus yang diinjeksikan sebesar 20 mA; Lintasan 2 panjang 160 meter, arus yang diinjeksikan sebesar 20 mA; Lintasan 3 panjang 150 meter, arus yang diijeksikan sebesar 20 – 60 mA; Lintasan 4 panjang 210 meter, arus yang diijeksikan sebesar 20 - 120 mA. Berdasarkan hasil pengolahan data, interpretasi software Ip2Win, dan peta geologi diketahui diidentifikasi sebaran akuifer di Desa Slamparejo Kecamatan Jabung Kabupaten Malang. Pada lintasan 1 memiliki nilai resistivitas 18 – 60 Ωm, kedalaman lapisan 10 – 16 meter dengan jenis air dalam akuifer alluvial. Pada lintasan 2 memiliki nilai resistivitas 11,8 – 16,4 Ωm, kedalaman 6,6 – 13 meter dengan jenis air dalam akuifer alluvial. Pada lintasan 4 memiliki nilai resistivitas 25,1 – 39,8 Ωm, kedalaman 6,5 – 25 meter dengan jenis air dalam akuifer alluvial. Hasil analisis yang dilakukan disimpulkan bahwa lapisan akuifer yang diteliti merupakan zona tak jenuh yang merupakan akuifer tidak tertekan. Lapisan akuifer tidak tertekan mempunyai batas atas dengan muka air tanah dan aquitard pada lapisan bawah. Kata Kunci : Geolistrik, Konfigurasi Schlumberger, Akuifer, Resistivitas
1
Pendahuluan
Konsep Resistivitas Semu
Desa Slamparejo, Kecamatan Jabung, Kabupaten Malang merupakan salah satu daerah rawan kekeringan (Prakiraan curah hujan jawa timur bulanan, 2013). Pencarian tentang potensi keberadaan air tanah untuk kebutuhan sehari-hari sangat menolong warga sekitar. Identifikasi lapisan penyusun akuifer dalam tanah dapat dilakukan melalui metode geolistrik resistivitas (Todd, D.K, 1980). Identifikasi ini bertujuan untuk mengetahui jenis lapisan batuan dibawah permukaan bumi dengan informasi kedalaman, ketebalan, dan jenis batuan lapisan akuifer. Pendeteksian dilakukan berdasarkan sifat fisika batuan terhadap arus yang diinjeksikan kedalam tanah, dimana setiap batuan mempunyai sifat harga hambatan jenis yang berbeda (Astawa, 2009:57). Berdasarkan hal tersebut, apabila arus listrik searah (DC) dialirkan melalui dua buah elektroda arus A dan B, kemudian diukur beda potensialnya pada titik MN (Todd, D.K, 1980).
Pengukuran geolistrik dilakukan dengan menginjeksikan arus listrik ke bumi, kemudian mengamati pengaruhnya dipermukaan bumi (Todd, D. K, 1980). Pengukuran geolistrik ini menggunakan metode resistivitas. Pada metode resisitivitas, arus yang masuk dapat diasumsikan bahwa bumi homogen isotropis. Asumsi tersebut dapat memberikan gambaran bahwa pada saat melakukan pengukuran, besaran resistivitas menunjukkan besaran resistivitas yang tidak bergantung pada jarak elektroda potensial yang dipakai. Pengukuran tersebut tidak berlaku pada kondisi bumi yang sesungguhnya, pada kondisi bumi yang sesungguhnya bumi terdiri atas lapisan-lapisan dengan resistivitas yang berbeda-beda, perbedaan lapisan bumi tersebut menyebabkan resistivitas yang terukur bergantung pada jarak elektroda potensial. Besar resistivitas yang terukur merupakan resistivitas semu atau apparent resistivity (Todd, D.K, 1980).
Metode Geolistrik
Akuifer
Metode geolistrik adalah metode geofisika yang dapat menginterprestasi jenis batuan atau mineral di bawah permukaan berdasarkan sifat kelistrikan dari batuan penyusunnya (Yulianto & Widodo, 2008:2). Tujuan dari metode ini adalah untuk menetahui sifat kelistrikan medium batuan di bawah permukaan yang berhubungan dengan kemampuannya untuk menghantarkan listrik atau resistivitas (Todd, D.K, 1980). Metode geolistrik dapat digunakan untuk mendeteksi adanya akuifer dalam tanah.
Formasi-formasi yang berisi/ menyimpan air tanah disebut sebagai akuifer (Indarto, 2012). Jumlah air tanah yang dapat diperoleh di setiap daerah tergantung pada sifat-sifat akuifer yang ada di bawahnya. Akuifer atau lapisan pembawa air atau lapisan permeabel adalah batuan yang mempunyai susunan yang dapat mengalirkan air (Indarto, 2012: 44).
2
Konfigurasi Elektroda Schlumberger
Instrumen Penelitian
Terdapat beberapa konfigurasi atau cara menyusun elektroda untuk melakukan pengukuran bawah permukaan dalam metode geolistrik, seperti konfigurasi Wenner, Schlumberger, Pole-Pole, PoleDipole, Dipole-Dipole. Pada pengukuran sounding yaitu pengukuran bawah permukaan dengan tujuan untuk mengetahui sebaran titik geolistrik secara vertikal ke bawah dengan kedalaman yang cukup dalam, konfigurasi yang cocok digunakan adalah konfigurasi Schlumberger. Dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger pemindahan elekroda tidak semuanya dipindahkan, elektroda arus saja yang dipindahkan secara logaritmik sedangkan elektroda potensial tetap (Todd, D.K, 1980). Selain itu dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger pemindahan elektroda tidak terlalu sulit dan tidak terlalu jauh untuk mengetahui hingga ke kedalaman 100 m.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah geolistrik (resistivity meter) McOHM-EL Model 2119 dengan spesifikasi sebagai berikut: 1. Resistivity meter with borehole logging function 2. 24 bit Delta-Sigma A/D converter 3. High resolution thermal printer 4. Floppy Disk storage 720KB /1.2MB /1.44MB 5. High transmitting voltage 400 V 6. Low power-external 12 VDC 7. Light weight 8Kg
McOHM Model 2119
Metodologi Penelitian
Alat tersebut dilengkapi dengan: 1) Patok untuk mengetahui penempatan elektroda yang akan dipasang. 2) Palu digunakan untuk menancapkan elektroda potensial dan elektroda arus di tanah. 3) Accu (elemen kering) sebagai sumber arus. 4) Elektroda (elektroda potensial dan elektroda arus) 5) Meteran digunakan untuk mengukur panjang lintasan yang akan diteliti. 6) Kabel listrik digunakan sebagai kabel penghubung. 7) Tabel data untuk menulis data hasil pengukuran. 8) Alat tulis menulis digunakan untuk menulis data dari hasil pengukuran.
Penelitian dilakukan dengan pengambilan data secara langsung (primer). Daerah penelitian adalah di Kabupaten Malang, tepatnya di Desa Slamparejo, Kecamatan Jabung, Kabupaten Malang. Konfigurasi elektroda dalam pengambilan data menggunakan konfigurasi Schlumberger sounding. Prosessing data dilakukan dengan menggunakan software Ip2Win dengan tujuan menginterpestasikan nilai resistivitas bawah permukaan secara 1 dimensi.
3
9) GPS (Global Positioning System) digunakan untuk menentukan posisi tempat penelitian.
penampang 1D. Software Ipi2Win menggambarkan harga resistivitas dari hasil perhitungan di lapangan sehingga dihasilkan gambaran pelapisan batuan, berupa nilai resistivitas. Data berupa ketinggian pengukuran dan koordinat survei dari GPS (Global Position Satelite ) di transfer ke komputer menggunakan kabel usb dan di terjemahkan menggunakan software basecamp dan navigasi navnet_Garmin_v247-NT.
Pengambilan Data Lapangan Penelitian ini menggunakan teknik pengukuran dilakukan secara sounding (1D). Teknik pengukuran secara sounding (1D) digunakan untuk mengetahui sebaran harga resistivitas pada suatu areal tertentu.
Hasil Dan Pembahasan Dari hasil pengolahan data tersebut, selanjutnya di interpretasikan dan di analisis untuk mendapatkan nilai resistivitas sebenarnya, ketebalan lapisan, kedalaman lapisan, jenis batuan dan ketinggian titik geolistrik. Nilai resistivitas hasil pengolahan, di interpretasi untuk mengetahui jenis batuannya sesuai dengan tabel acuan dan peta geologi. Setelah di dapat nilai resistivitas sebenarnya, ketebalan lapisan, kedalaman lapisan, jenis batuan, dan ketinggian titik geolistrik kemudian dianalisis untuk mengetahui potensi akuifer pada tiap lintasan.
Perpindahan Elektroda Secara Sounding
Tahap-tahap pengambilan data di lapangan adalah sebagai berikut: 1. Menancapkan elektroda pada permukaan tanah dengan spasi yang teratur. 2. Membentangkan kabel yang digunakan sebagai penghantar arus dan potensial yang menghubungkan antar elektroda dengan alat resistivitymeter. 3. Memasang kabel ke elektoda untuk menghubungkan kabel dengan elektroda agar arus atau potensial dapat terhubung pada elektroda. 4. Menghubungkan terminal kabel, dan kabel sudah terhubung dengan resistivitimeter 5. Langkah selanjutnya mentransfer data dari manual dengan komputer.
Interpretasi Geolistrik Penampang Lintasan 1
Metode Pengolahan Data
Penampang pada Lintasan 1
Pengolahan data geolistrik menggunakan sistem komputerisasi yang diawali dengan pengolahan data untuk mencari resistivitas semu, kemudian diolah menggunakan software Ipi2Win untuk memperoleh
Hasil pengolahan data lapangan untuk lintasan 1 menggunakan software Ipi2Win terdiri dari: Air dalam akuifer alluvial dengan resistivitas 18 – 60 Ωm, kedalamannya 25 – 30 meter; Lapisan Skis berlempung dengan 4
resistivitas 600 – 600 Ωm, kedalaman 16 – 25 meter; Batu pasir berkwarsa dengan resistivitas 600 – 1800 Ωm, kedalaman > 40 meter
Penampang Lintasan 4
Penampang Lintasan 2 Penampang pada Lintasan 4
Hasil pengolahan data lapangan untuk lintasan 4 menggunakan software Ipi2Win terdiri dari: Air dalam akuifer alluvial dengan resistivitas 25,1 – 39,8 Ωm, kedalamannya 6,5 – 25 meter; Pasir tufa dengan resistivitas 63,1 – 100 Ωm, kedalaman 25 – 40 meter; Batupasir berlempung dengan resistivitas100 – 158 Ωm, kedalaman > 40 meter.
Penampang pada Lintasan 2
Hasil pengolahan data lapangan untuk lintasan 2 menggunakan software Ipi2Win terdiri dari: Lapisan tufa lempung dengan resistivitas 16,4 – 22,8 Ωm, kedalamannya 6,5 – 40 meter; Air dalam akuifer alluvial dengan resistivitas 11,8 – 16,4, Ωm, kedalaman > 40 meter; Lapisan tufa pasiran dengan resistivitas 31,6 – 43,9 Ωm, kedalaman > 40 meter.
Penutup Berdasarkan hasil interpretasi software Ipi2win diketahui identifikasi titik akuifer di Desa Slamparejo, Kecamatan Jabung, Kabupaten Malang. Pada lintasan 1 memiliki nilai resistivitas 16 – 60 Ωm, kedalaman lapisan 10 – 16 meter dengan jenis air dalam akuifer alluvial. Pada lintasan 2 memiliki nilai resistivitas 11,8 – 16,4 Ωm, kedalaman 6,6 – 13 meter dengan jenis air dalam akuifer alluvial. Pada lintasan 4 memiliki nilai resistivitas 25,1 – 39,8 Ωm, kedalaman 6,5 – 25 meter dengan jenis air dalam akuifer alluvial. Dari hasil analisis yang telah dilakukan, disimpulkan bahwa lapisan akuifer yang diteliti merupakan zona tak jenuh yang merupakan akuifer tidak tertekan. Lapisan akuifer tidak tertekan mempunyai batas atas dengan muka air tanah dan aquitard pada lapisan bawah Secara umum, dalam menentukan potensi akuifer dibawah permukaan tanah lebih akurat menggunakan analisis penampang
Penampang Lintasan 3
Penampang pada Lintasan 3
Hasil pengolahan data lapangan untuk lintasan 3 menggunakan software Ipi2Win terdiri dari: Lapisan pasir dan kerikil terendam air tawar dengan resistivitas 160 – 400 Ωm, kedalamannya 6,5 – 25 meter; Batupasir berkwarsa dengan resistivitas 1000 – 2500 Ωm, kedalaman 25 – 40 meter; Batupasir berkwarsa dengan resistivitas 2500 – 6500 Ωm, kedalaman > 40 meter.
5
lintasan 2D dan 3D dibandingkan hanya menggunakan analisis penampang 1D. Metode yang mampu menggambarkan hasil interprestasi secara 2D dan 3 D adalah metode sounding-mapping . Konfigurasi yang akurat untuk mendapatkan sebaran akuifer dalam penelitian sebaiknya menggunakan konfigurasi Schlumberger-Wenner. . Daftar Pustaka
Kiswara, B.Y. 2013. PMI Kabupaten Malang Pasok Air Bersih, (online). (http://beritajatim.com), diakses tanggal 6 November 2013. Telford, G. and Sheriff.1976. Applied Geophysics Edition 2. New York: Cambridge Unversity Press. Todd, D.K. 1980. Groundwater Hydrology Second Edition: New York: John Wiley & Sons, Inc.
Afifah, R. S, 2008. Pengolahan Data Geolistrik dengan Metode Schlumberger. Jurnak Teknik , Volume 29, nomor 2, 2008:0852-1697 (Online, diakses 27 April 2014).
Prakiraan curah hujan jawa timur bulanan (online), (http://staklimkarangploso.info/ bmkg/ index.php/prakiraancurah-hujan-jawa-timurbulanan#axzz2eYed4X3) diakses tanggal 11 September 2013.
Arisandi, S. 2011. Penentuan Akuifer Air Tanah Dengan Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Wenner di RT 29/RW 07 Desa Glanggang Kecamatan Pakisaji Kabupaten Malang. Skripsi tidak diterbitkan. Malang: Jurusan Fisika Universitas Negeri Malang.
Restian, M.A.H. 2009. Interpretasi Nilai resistivitas Batuan Bawah Permukaan Untuk Mengetahui Keberadaan Lapisan Akuifer di Kota Bengkulu dan Sekitarnya. Jurusan Pendidikaan Fisika Fakultas FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia. Dari repository.upi.edu, (Online). Tersedia: (http://repository.upi.edu/skripsi view.php?no_skrip), diakses 7 Juli 2013.
Astawa, I Nyoman. 2009. Indikasi Keberadaan gas Biogenik, Berdasarkan Hasil Pendugaan Geolistrik di Delta Cimanuk, Indramayu, Jawa Barat. Buletin Sumber Daya Geologi, 4 (I): 54-65. Astier, J.L. (1971). Geophysique appliquee a l' hydrogeologie. Masson & Cie, Editeurs, Paris.
Santoso, Djoko. 2002. Pengantar Geofisika. Institut Teknologi Bandung. Bandung.
Indarto, 2012. Hidrologi dasar teori dan contoh aplikasi model hidrologi. Jakarta: PT Bumi Aksara.
Sufajar. 2011. Analisis Profil Bawah Permukaan dalam Menentukan Potensi Akuifef di Daerah Warukin (Kalimantan Selatan).
6
Jurusan Fisika Fakultas FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia. Dari repository.upi.edu, (Online). Tersedia: (http://repository.upi.edu/skripsi view.php?no_skrip), diakses 12 Juni 2013.
Geolistrik Resistivitas, Berkala Fisika, 11(2):59-66.
Suyono. 2006. Hidrologi untuk Pengairan. Jakarta: PT Pradnya Paramita. Telford, G. and Sheriff. 1976. Applied Geophysics Edition 2. New York: Cambridge University Press. Universitas Negeri Malang. 2010. Pedoman Penulisan Karya Ilmiah. Malang:UM. Vesk, Nation Defense UGM 1997. Peta Ketersediaan Pangan di Kabupaten Malang diolah berdasarkan data BPS Kabupaten Malang dalam Angka Tahun 2005 s.d. 2009. (http://evaniomappers.blogspot. com/2010/07/ketersedianpangan-di-kab-malang.html). Diakses tanggal 13 November 2013. Wuryantoro, 2007. Aplikasi metode geolistrik tahanan jenis untuk menentukan letak dan kedalaman aquifer air tanah (Studi kasus di desa tempera kecamatan sarang kabupaten rembang Jawa Tengah). Skripsi tidak diterbitkan. Semarang. Program Sarjana Universitas Negeri Semarang. Yulianto, Toni & Widodo, Sugeng. 2008. Indentifikasi Penyebaran dan Ketebalan Batu Bara Menggunakan Metode
7
