IDENTIFIKASI INTRUSI AIR LAUT KE DALAM AKUIFER MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK TAHANAN JENIS DI PANTAI BAJULMATI MALANG 1)
Maria Ulfa1), Daeng Achmad Suaidi2), Sujito3) Mahasiswa Jurusan Fisika, Universitas Negeri Malang 2) Dosen Jurusan Fisika, Universitas Negeri Malang 2) Dosen Jurusan Fisika, Universitas Negeri Malang E-mail:
[email protected]
ABSTRAK: Air yang berkualitas baik memegang peranan penting bagi keberlangsungan hidup manusia. Di pantai Bajulmati terdapat akuifer air tawar (sumur) yang sudah tidak layak dikonsumsi bahkan sudah ditutup oleh pemiliknya karena rasanya asin. Kondisi ini mengindikasikan bahwa sumur tersebut telah terjadi intrusi air laut, sehingga dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui (1) titik-titik sebaran intrusi air laut, (2) titik-titik air tawar yang tidak terintrusi air laut. Penelitian ini dilakukan dengan metode geolistrik tahanan jenis konfigurasi wenner dengan menancapkan 2 elektroda arus dan 2 elektroda potensial pada 4 lintasan yang berbeda. Pengolahan data dari hasil pengukuran dilakukan dengan sofware Res2divn, sehingga didapatkan hasil penampang 2D berikut ini: (1) titik-titik sebaran intrusi air laut, lintasan 1 terletak pada kedalaman 3,88-9,94 m pada bentangan 55-66 m dan 70-75 m. Lintasan 2 terletak pada kedalaman 3,88-10 m dan 17,3-21,5 m pada bentangan 50 m dan 60 m (2) titik-titik akuifer yang tidak terintrusi air laut adalah: lintasan 3, pada kedalaman 2 m; 1,25-13,4 m; 2,0-17,3 m; dan 1,25-6,76 m. Pada bentangan 70-75 m; 20-33 m; 55-67 m, dan 85-93 m. Lintasan 4 akuifer air tawar terletak pada kedalaman 13,4-17,3 m pada bentangan 85-93 m. Kata Kunci: Intrusi Air Laut, Metode Geolistrik, Resistivitas, Litologi Batuan. ABSTRACT: Water that has good quality holds the important role for human living continuity. In Bajulmati beach, there is aquifer of freshwater (well) which is not eligible to be consumed, even it is been closed by the owner because it has salt taste. This condition indicates that the well has sea water intrusion, thus it is conducted the research that aimed to know: (1) scatter points of sea water intrusion, (2) freshwater points that not get sea water intrusion. This research conducted by type resistor geoelectric of wenner configuration with embedding 2 current electrodes and 2 potential electrodes and 4 different lines. Data processing from measurement result conducted by Res2divn software, thus it is obtained the result of 2D cross-sectional as follow: (1) scatter points of sea water intrusion, line 1 placed in the deepness of 3.88-9.94 m with the wide of 55-66 m and 7075 m. Line 2 placed in the deepness of 3.88-10 m and 17.3-21.5 m in the wide of 50 m and 60m (2) aquifer points that not get sea water intrusion is: line 3, freshwater well placed in the deepness of 2 m; 1.25-13.4 m; 2.0-17.3 m; 1.25-6.76 m in the wide of 70-75 m; 20-33 m; 55-67 m; 85-93 m. Aquifer of freshwater 4 in the deepness of 13.4-17.3 m in the wide of 85-93 m. Keywords: Sea Water Intrusion, Geoelectric Method, Resistivity, Rock Lithology
Air merupakan sumber kebutuhan vital bagi manusia. Banyak sekali peran penting air bagi kehidupan. Hampir seluruh kegiatan yang dilakukan oleh manusia membutuhkan air, mulai dari membersihkan diri, membersihkan tempat tinggal, menyiapkan makanan, minuman, sampai dengan aktivitas lainnya (Achmad, 2004). Sehingga kualitas airnya pun perlu diperhatikan dengan seksama, baik secara fisik maupun kandungan kimianya. Karena kualitas air yang baik, dapat menjadi salah satu penunjang kesejahtaraan hidup manusia. Permasalahan kualitas air bersih telah sering terjadi pada daerah yang terletak di pesisir pantai, salah satunya di daerah Pantai Bajulmati, Malang Selatan. Berdasarkan penelian sebelumnya daerah ini mempunyai tekstur geologi batuan berupa kapur padas dengan susunan berongga, yang berakibat air laut bisa masuk ke dalam akuifer air tawar yang dikonsumsi oleh penduduk setempat (Baroroh, Himmatul. 2006). Apalagi di sekitar pantai Bajulmati terdapat sumur penduduk yang rasanya asin. Kondisi mengindikasikan air sumur
tersebut telah terintrusi air laut. Maka dari itu, perlu dilakukan panelitian untuk mengetahui titiktitik akuifer lain yang terintrusi air laut. Metode yang akan digunakan di dalam penelitian ini adalah metode geolistrik tahanan jenis, yaitu metode yang digunakan untuk mengetahui litologi batuan bawah permukaan dari nilai resistivitasnya. Keunggulan dari metode ini adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya sifat tidak homogen lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda. Selain itu, baik digukan untuk eksplorasi dangkal karena bersifat tidak merusak pendeteksinya. TINJAUAN PUSTAKA Volume air di muka bumi ini menurut UNEP (2002) sebesar 1,4 Triliun km3 dengan komposisi komposisi air asin 97,5% dan sisanya 2,5% terdistribusi untuk air sungai, air tanah, rawa, danau, gletser hingga salju abadi. Keberadaan air dengan voleme yang besar tesebut mengalami siklus, yang disebut Siklus Hidrologi (Sosrodarsono, Takeda. 1993). Air yang ada di permukaan bumi berasal dari sumber-sumber air, yaitu air hujan, air tanah, dan air laut. Sumbersumber air ini memiliki kualitas yang berbeda-beda. Ditinjau dari keberadaannya, air tanah cenderung lebih terjaga dari pada sumber air yang lain, sehingga kualitasnya lebih baik dari pada sumber air yang lain. Air tanah bergerak di dalam tanah terdapat di dalm ruang-ruang antar butir dan retakan-retakan batuan (akuifer). Kualitas air tanah dipengaruhi oleh faktor fisik dan faktor kimiawi. Faktor fisik terdiri dari warna, bau, rasa, kekentalan, dan kekeruhan. Sedangkan faktor kimiawi terdiri dari kesadahan, dan Daya Hantar Listrik (DHL). Kualitas air ini dapat berubah karena adanya zat kontaminasi. Salah satu zat kontaminasi adalah NaCl yang terdapat dalam air laut. Air yang terkontaminasi air laut terjadi karena ada intrusi air laut. Intrusi air laut terjadi karena terganggunya keseimbangan antara air laut dan air tanah. Salah satu metode fisika yang sering digunakan untuk eksplorasi dangkal adalah metode geolistrik. Konsep dasar metode ini adalah Hukum Ohm. Prinsip metode geolistrik adalah mengalirkan arus listrik serah ke dalam bumi melelui dua elektroda arus yang ditancapkan pada dua titik di permukaan tanah, kemudian mengukur beda potensial yang terjadi antara dua titik yang lain di permukaan bumi. METODE PENELITIAN Penelitian ini bertempat di daerah pantai Bajulmati Kecamatan Gedangan Kabupaten Malang. Daerah ini berbatasan langsung dengan Samudra Hindia dengan letak koordinat 8° 26´ 1" S dan 112° 38´ 11" E. Alat Penelitian Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Resistivity meter (Resistivity OYO McSeis 2115) alat ini digunakan untuk mengukur besarnya nilai tahanan jenis batuan. 2. Elektroda arus dan elektroda potensial, elektroda arus digunakan untuk menginjeksikan arus ke dalam bumi sedangkan elektroda potensial untuk menangkap nilai beda potensial terbentuk. 3. Aki, alat ini digunakan sebagai sumber energi ketika menginjeksikan arus listrik. 4. Kabel penghubung, alat ini digunakan untuk menghubungkan elektroda dengan resistivity meter. 5. Meteran, alat ini digunakan untuk mengukur panjang lintasan dan lebar spasi elektroda. 6. Palu, alat ini digunakan untuk menancapkan elektroda ke dalam tanah. 7. Buku lapangan, digunakan untuk mancatat hasil ukur yang didapatkan di lapangan. Pengambilan Data Lapangan Adapun prosedur dalam pengambilan data adalah sebagai berikut: 1. Menentukan di mana letak lintasan, berapa jumlah lintasan, dan memperkirakan serta mengukur berapa panjang lintasan yang akan diamati. Dalam penelitian ini menggunakan 4 lintasan, dengan perincian 2 lintasan berada di sekitar sumur air asin, dan 2 lintasan yang lain berada di sekitar sumur air tawar. Formasi setiap lintasan adalah cross. 2. Merangkai alat, menyusun alat sesuai dengan prosedur yang benar.
3.
Menancapkan elektroda potensial P1 dan P2 dan elektroda arus C1 dan C2 seperti Gambar 1berikut.
Gambar 1. Penancapan Elektroda 4. 5.
Mengaktifkan power, kemudian menginjeksikan arus dengan menekan tombol enter pada Resistivity OYO McSeis 2115. Mencatat beda potensial (mV) dan arus (mA) yang ditampilkan di multimeter digital.
Pengolahan Data Setelah didapatkan data berupa beda potensial (ΔV) dan arus listrik (I) dari hasil di lapangan, langkah selanjutnya adalah pengolahan data. Adapun tahapannya adalah sebagai berikut : 1. Menghitung faktor geometri K dengan Ms.Exel. Dalam konfigurasi Wenner faktor geometri yang digunakan adalah K=2 a. 2. Menghitung resistivitas semu menggunakan Ms.Exel. Resistivitas semu didapatkan dari hasil perhitungan dengan menggunakan rumus
3. 4. 5.
6.
Data yang sudah ditulis dan dihitung di Ms.Exel, selanjutnya dicopy paste ke notepad. Membuka software Res2Dinv Memilih file pada Toolbar Read data file pilih data yang akan diolah muncul reading of data file completed oke. Pada tahap ini betujuan untuk membaca file yang akan diolah. Memilih inversion least-squares inversion save data. Kemudian akan muncul penampang nilai resistivitas 2D.
HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil pengolahan data tersebut, selanjutnya diinterpretasikan dan di analisis untuk mendapatkan nilai resistivitas sebenarnya, ketebalan lapisan, kedalaman lapisan dan ketinggian titik geolistrik. Berikut Gambar 2 penampang gabungan keempat lintasan .
Gambar 2. Penampang Gabungan Interpretasi Lintasan Data yang sudah diperoleh, diolah dengan menggunakan software Res2Divn, sehingga menghasilkan penampang 2D. Adapun penampang 2D seperti pada Gambar 3 berikut.
Gambar 3. Penampang Lintasan 1
Gambar 5. Penampang Lintasan 3
Gambar 4. Penampang Lintasan 2
Gambar 6. Penampang Lintasan 4
Adapun lapisan tanah pada lintasan 1, 2, 3 dan 4 ditunjukkan pada Tabel 1 berikut. Tabel 1. Lapisan Tanah pada Lintasan 1,2,3 dan 4 Lintasan
1
2
3
4
Batas atas (m) 0
Batas bawah (m) 1,25
h (m)
ρ (Ωm)
1,25
-
1,25
3,88
2,63
0,397-108
3,88
6,76
2,88
0,00076-10,1
6,76
9,94
3,18
0,00076-10,1
9,94
13,40
3,46
10,1-1161
13,40 0
17,30 1,25
3,90 1,25
1161-12469 -
1,25
3,88
2,63
7,97-329
3,88
6,76
2,88
0,00470-329
6,76
9,94
3,18
0,00470-51,2
9,94
13,40
3,46
0,00470-51,2
13,40
17,30
3,90
1,24-329
17,30
21,50
4,20
0,00470-2109
0
1,25
1,25
-
1,25
3,88
2,63
3,49-472
3,88
6,76
2,88
3,49-1069
6,76
9,94
3,18
3,49-1069
9,94
13,40
3,46
3,49-1069
13,40
17,30
3,90
3,49-1069
0 1,25 3,88 6,76 9,94
1,25 3,88 6,76 9,94 13,40
1,25 2,63 2,88 3,18 3,46
2523-386960 13505-72292 471-13505 471-13505
13,40
17,30
3,90
3,07-2523
Litologi
Lapisan penutup Lapisan pasir dan kerikil yang yang mengandung air asin Lapisan slit lempung Air asin Lapisan slit lempung Air asin Lapisan slit lempung Lapisan slit lempung Lapisan pasir Tanah Lapisan penutup Lapisan slit lempung (lanau) Lapisan pasir Air asin Lapisan pasir Air asin Lapisan slit lempung (lanau) Air asin Lapisan slit lempung (lanau) Pasir dan kerikil yang mengandung air asin Lapisan slit lempung Air asin Lapisan pasir Slit lempung (lanau) Slate (batu tulis) Lapisan penutup Air tanah (tawar) Lapisan pasir Air tanah (tawar) Lapisan pasir dan kerikil Air tanah (tawar) Lapisan pasir dan kerikil Air tanah (tawar) Lapisan pasir dan kerikil Air tanah (tawar) Lapisan pasir dan kerikil Lapisan penutup Basalt Batu gamping Batu gamping Batu gamping Air tanah (tawar) Batu pasir lempung, dan kuarsa
Luas persebaran intrusi air laut dan air tawar beserta persentasenya dapat dihitung dari penampang gambar yang sudah diolah menggunakan software Surfer: Panjang sisi kotak kecil : 0,9596 m Luas satu kotak kecil : 0,9596 x 0,9596 = 0,9208 m2 1. Lintasan 1 Luas penampang : 1445 x 0,9596 = 1330,5993 m2 Luas daerah intrusi : 41 x 0,9596 = 37,7540 m2 Persentase : 2.
3.
4.
Lintasan 2 Luas penampang Luas daerah intrusi Persentase
: 1986 x 0,9208 = 1828,7684 m2 : 113 x 0,9208 = 104,0538 m2 :
Lintasan 3 Luas penampang Luas aquifer air tawar Persentase
: 1256 x 0,9208 = 1156,5248 m2 : 180 x 0,9208 = 165,7440 m2 :
Lintasan 4 Luas penampang Luas aquifer air tawar Persentase
: 1256 x 0,9208 = 1156,5248 m2 : 25 x 0,9208 = 23,0200 m2 :
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Hasil interpretasi penampang 2D yang menunjukkan adanya intrusi air laut adalah, lintasan 1 terletak pada kedalaman 3,88-9,94 m pada bentangan 55-66 m dan bentangan 70-75 m dengan resistivitas keduanya 0,00076-0,00813 Ωm. Lintasan 2 terletak pada kedalaman 3,88-10 m pada bentangan 50 m dengan resistivitas 0,00470 Ωm, dan pada kedalaman 17,3-21,5 m pada bentangan 60 m dengan resistivitas 0,00470 Ωm. Adapun hasil interpretasi penampang 2D yang menunjukkan adanya titik-titik akuifer yang tidak terintrusi air laut adalah: lintasan 3, sumur air tawar terletak pada kedalaman 2 m pada bentangan 70-75 m dengan resistivitas 3,49-7,91 Ωm, akuifer air tawar 1 pada kedalaman 1,25-13,4 m pada bentangan 20-33 m dengan resistivitas 3,497,91 Ωm, akuifer air tawar 2 pada kedalaman 2,0-17,3 m pada bentangan 55-67 m dengan resistivitas 3,49-7,91 Ωm, akuifer air tawar 3 pada kedalaman 1,25-6,76 m pada bentangan 85-93 m dengan resistivitas 3,49-7,91 Ωm. Lintasan 4 akuifer air tawar terletak pada kedalaman 13,417,3 m pada bentangan 85-93 m dengan resistivitas 3,49-7,91 Ω. Saran Pada penelitian selanjutnya sebaiknya pengambilan data dilakukan pada bentangan yang lebih panjang agar mendapatkan area dugaan intrusi air laut yang lain yang memiliki kedalaman yang lebih dalam. Selain itu, sebaiknya lebih baik lagi dalam mencari data sumur di daerah penelitian sebagai acuan dalam menentukan kedalaman lapisan. DAFTAR RUJUKAN Achmad. 2004. Peran Penting Air bagi Kehidupan. diakses 21 Mei 2014 Baroroh, Himmatul. 2006. Karakteristik Ion Na+ dan Ca2+ Telaga Coastal Aquifer Daerah Kapur Malang Selatan pada Periode Pasang Surut. Malang: UIN Malang Kurniawati, Nelli Tri. 2013. Pendugaan Lapisan Akuifer Menggunakan metode Geolistrik Resistivitas Konfigurasi Schlumberger di Kecamatan Sumbermanjing Wetan Kabupaten Malang. Malang: Univ Malang
Sosrodarsono, Takeda. 1993. Siklus Hidrologi. repository. usu.ac.id /bitstream /123456789/20986/3/Chapter%20II.pdf. diakses 20 Mei 2014
