Dinisa Hanifa 1, Ibrahim Sota 1, Simon Sadok Siregar 1

Transkripsi

1 PENENTUAN LAPISAN AKUIFER AIR TANAH DENGAN METODE GEOLISTRIK KONFIGURASI SCHLUMBERGER DI DESA SUNGAI JATI KECAMATAN MATARAMAN KABUPATEN BANJAR KALIMANTAN SELATAN Dinisa Hanifa 1, Ibrahim Sota 1, Simon Sadok Siregar 1 Abstrak. Telah dilakukan penelitian untuk mencari lapisan akuifer air tanah di Desa Sungai Jati sebagai dasar dalam perencanaan dalam pembuatan sumur bor. Salah satu cara untuk mengetahui potensi keberadaan air tanah adalah melakukan pengukuran geolistrik dengan konfigurasi Schlumberger. Hasil penelitian geolistrik konfigurasi Schlumberger menunjukkan struktur lapisan batuan di Desa Sungai Jati pada titik pengukuran GL1, GL2, GL3, GL4, GL5 dan GL6 terdiri dari lapisan lapuk, batu pasir, lanau, lempung, dan lempung gampingan karena Sungai Jati termasuk kedalam formasi Keramaian (Kak). Sebaran akuifer air tanah tersebar pada lapisan batu pasir dengan kedalaman akuifer air tanahnya bervariasi. Hasil interpretasi diketahui tebal lapisan berkisar antara 2 11 meter dengan kedalaman sekitar 6 40 meter dengan nilai resistivitas Ωm. Secara keseluruhan semakin ke bawah jenis batuanya semakin padat, lapisan ini kurang bersifat sebagai lapisan pembawa air (akuifer). Lapisan air tanah yang berpotensi untuk pembuatan sumur bor dengan kualitas dan kuantitas yang cukup baik terdapat lapisan impermeable pada bagian atas dan bawah sedangkan pada Desa Sungai Jati merupakan akuifer bebas dimana lapisan impermeable hanya terdapat pada lapisan di bawah lapisan akuifer. Kata kunci: geolistrik, konfigurasi schlumberger, akuifer PENDAHULUAN Desa Sungai Jati merupakan salah satu desa di Mataraman yang sebagian besar masyarakatnya memanfaatkan air sungai untuk keperluan sehari hari, sebagian juga menggunakan sumur bor akan tetapi sumur yang mereka gunakan dangkal. Masyarakat Sungai Jati sangat mengalami kesulitan air bersih bila musim kemarau tiba karena membuat sumur-sumur warga mengalami kekeringan. Akses jalan yang cukup jauh dari perkotaan dengan kondisi jalan yang kurang baik serta tidak adanya layanan jaringan PDAM ke Sungai Jati semakin menyulitkan masyarakat sekitar memperoleh air untuk kebutuhan sehari-hari meskipun beberapa warga ada yang memperoleh air dari pegunungan tetapi jarak yang ditempuh cukup jauh sekitar 700 m dari rumah warga dengan menempuh perjalanan yang menanjak dan melewati semak belukar serta perkebunan karet. Air tanah sampai saat ini masih menjadi solusi untuk mengatasi permasalahan kekurangan air bersih. 1 Program Studi Fisika FMIPA Universitas Lambung Mangkurat 30

2 Hanifa, D,. dkk. Penentuan Lapisan Akuifer Air Tanah...31 Selain murah, air tanah juga mudah didapat, namun tidak selalu tersedia dalam jumlah yang melimpah, bahkan di beberapa tempat tertentu sumursumur warga sering mengalami kekeringan pada saat musim kemarau yang berkepanjangan. Eksplorasi keberadaan lapisan akuifer dalam rangka mengetahui potensi air bersih sangat menolong warga Sungai Jati. Metoda geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang dimanfaatkan dalam eksplorasi sumber daya alam bawah permukaan. Metode geolistrik digunakan untuk mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan sampai kedalaman ratusan meter sangat berguna untuk mengetahui kemungkinan adanya lapisan akuifer yaitu lapisan pembawa air. Metode geolistrik tahanan jenis dengan konfigurasi schlumberger diharapkan mampu menentukan lapisan pembawa air (akuifer) di Desa Sungai Jati Kecamatan Mataraman. Kondisi Geologi Daerah Penelitian Mataraman adalah salah satu kecamatan di Kabupaten Banjar, Kalimantan Selatan, dengan luas wilayah 148,40 km 2. Letak Geografis Kecamatan Mataraman 03 o sampai 03 o LS dan 114 o sampai 115 o BT. Berdasarkan peta Geologi, Kecamatan Mataraman terdiri dari beberapa formasi yaitu formasi Tanjung (Tet), Berai (Tomb), Warukin (Tmw), Dahor (TQd), Keramaian (Kak), Aluvium (Qa), Gabro (Mgb), Ultramafik (Mub) dan manuggal (Km). Sungai Jati berada pada formasi Keramaian (Kak) merupakan perselingan batu pasir berwarna kelabu kehitaman sangat padat, dengan batu lanau dan batu lempung setempat sisipan batu gamping konglomerat, tebal perlapisan 2-50 cm, berasosiasi dengan rijang. Formasi ini merupakan endapan plysich dan berstruktur turbidit. Gambar 1. Peta Geologi Kecamatan Mataraman Air Tanah Air tanah merupakan salah satu komponen dalam daur hidrologi yang berlangsung di alam. Sumber air ini terbentuk dari air hujan yang meresap ke dalam tanah dan merembes melalui

3 32 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (30 39) lapisan batuan, terutama lapisan pembawa air dalam satu cekungan air tanah yang berada di bawah permukaan menuju ke daerah lepasan. Proses ini dapat dipahami bahwa keterdapatan air tanah berkaitan erat dengan kondisi lingkungan, seperti iklim, geologi, dan vegetasi. (Muharis, 2011). memanfaatkan sifat tahanan jenis untuk mempelajari keadaan bawah permukaan bumi. Tahanan jenis merupakan parameter penting untuk mengkarakterisasikan keadaan fisis bawah permukaan, yang diasoasiasikan dengan material dan kondisi bawah permukaan (Telford, 1998). Akuifer Akuifer adalah lapisan bawah permukaan yang dapat menyimpan dan mengalirkan air. Formasi geologi yang mengandung air dan memindahkannya dari satu titik ke titik yang lain dalam jumlah yang mencukupi untuk pengembangan ekonomi disebut suatu lapisan akuifer (Ray et al.,1989). Akuifer dapat juga diartikan sebagai lapisan pembawa air atau lapisan permeabel. Gambar 2. Lapisan Akuifer Metode Geolistrik Metode geolistrik tahanan jenis adalah suatu metode geofisika yang Gambar 3. Konfigurasi elektroda Schlumberger (Telford, 1998). Metode geolistrik konfigurasi Schlumberger merupakan metode yang banyak digunakan untuk mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan untuk mencari keberadaan lapisan akuifer. Selain biaya survei yang relatif murah, metode geolistrik dengan konfigurasi Schlumberger mampu untuk mendeteksi adanya nonhomogenitas lapisan batuan bawah permukaan. Umumnya lapisan batuan tidak mempunyai sifat homogen sempuna. Posisi lapisan batuan yang terletak dekat dengan permukaan akan sangat berpengaruh terhadap hasil pengukuran. Nilai yang terukur adalah tahanan jenis semu.

4 Hanifa, D,. dkk. Penentuan Lapisan Akuifer Air Tanah...33 Pada kenyataannya tanah terdiri dari lapisan-lapisan bebatuan dan memiliki resistivitas yang bervariasi dengan posisi elektroda. Nilai yang terukur adalah tahanan jenis semu (ρa). Hubungan diatas dapat dilihat dari Persamaan (1), (2), dan (3). K V I (1) 2 K ( L I ) / 2I (2) 2 2 ( L l ) V S (3) 2l I dengan ρ sebagai tahanan jenis ( m), K sebagai faktor koreksi, I sebagai arus listrik yang mengalir (A), ΔV sebagai beda potensial listrik (V), ρs sebagai resistivitas semu, L sebagai jarak antarelektroda, dan l sebagai panjang bahan (m) (Hendrajaya, 1990). Resistivitas yang didapatkan akan ditentukan jenis bahan dengan merujuk pada Tabel 1 sebagai bahan acuan. Tabel 1. Resistivitas batuan dan fluida (Telford et al, 2004) Bahan Tanah Tanah Lempung Lempung Lempung Lanauan Tanah Lanau Pasiran Silt-lempung Pasir kerikil Pasir kerikil kelanauan Batulumpur Air permukaan Resistivitas ( m) ,5-3, , Bahan Granit Gabro Adesit Batugamping Batupasir Serpih Konglomerat Alluvial dan pasir Lanau Resistivitas ( m) 3x10 2-3x x10 5 2x BAHAN DAN METODE Dalam penelitian ini dilakukan beberapa tahapan yaitu survei lapangan yaitu perencanaan panjang lintasan, penentuan titk awal pengukuran serta target kedalaman penelitian, kemudian pengambilan data lapangan, pengolahan data menggunakan software Ipi2Win, menganalisa data, interpretasi untuk menentukan lapisan akuifer air tanah. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah GPS, satu set peralatan Resistivitymeter Nanuira NRD 300 HF ( High Frequency), serta Software Ipi2Win. Prosedur penelitian secara garis besar terlihat seperti Gambar 4.

5 34 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (30 39) Gambar 4. Diagram alur penelitiaan HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil yang diperoleh dari penelitian ini berupa nilai tahanan jenis batuan. Nilai tahanan jenis tiap batuan yang berbeda-beda tergantung pada jenis dan kondisi batuannya. Pengukuran geolistrik dilakukan sebanyak enam titik pengukuran di Desa Sungai Jati. Data yang diperoleh dari enam titik pengukuran berupa nilai tahanan jenis dan diketahui ketebalan dan kedalaman dari tiap titik pengukuran secara vertikal (1D). Data-data tersebut kemudian dikorelasikan antara titik terdekat dan menghasilkan penampang Geolistrik 2D yang memperlihatkan lapisan bawah permukaan secara horizontal sehingga diketahui ketebalan dan kedalaman lapisan serta dapat mengetahui potensi akuifer yang ada pada lokasi penelitian. Penampang tersebut menunjukkan adanya perbedaan lapisan atau batuan bawah permukaan berdasarkan variasi nilai tahanan jenis yang ditandai dengan perbedaan warna. Penentuan Lapisan Batuan Pengambilan data pengukuran geolistrik di Desa Sungai Jati dilakukan di enam lokasi dengan koordinat masing-masing titik seperti Tabel 2. Berdasarkan nilai tahanan jenis yang diperoleh dari pengukuran lapangan,

6 Hanifa, D,. dkk. Penentuan Lapisan Akuifer Air Tanah...35 dianalisa untuk menduga jumlah lapisan, kedalaman dan ketebalan litologi tiap-tiap titik ukur. Secara lengkap hasil pengukuran dan interpretasi litologi tiap titik ukur disajikan pada Tabel 3. Tabel 2. Koordinat Lokasi Pengukuran Geolistrik Titik Peneli tian Koordinat Penelitian LS BT Elev asi Ketera ngan GL m RT 02 GL m RT 02 GL m RT 01 GL m RT 01 GL m RT 06 GL m RT 06 Pendugaan jenis litologi pada tiaptiap titik ukur didasarkan pada nilai tahanan jenisnya dan jenis formasi geologi pada lokasi pengukuran. Berdasarkan hasil pengolahan data yang diketahui bahwa lokasi penelitian didominasi oleh batuan sedimen. Lapisan batuan secara umum di daerah penelitian terdiri dari lapisan penutup, lempung, lanau, batu pasir, dan lempung sisipan gamping. Penentuan Ketebalan dan Kedalaman Akuifer Air Tanah Berdasarkan pada hasil interpretasi dan didukung dengan tabel nilai resistivitas batuan dapat diketahui struktur lapisan batuan bawah permukaan yang terdapat di Desa Sungai Jati. Keadaan material bawah tanah sangat mempengaruhi aliran dan potensi air tanah. Potensi air tanah yang dapat disimpan dalam batuan sangat bergantung pada permeabilitas dan porositas. Permeabilitas sangat penting untuk mengetahui besarnya cadangan fluida yang dapat diproduksi. Batuan penyusun daerah penelitian dan sekitarnya berada pada formasi keramaian (Kak). Elevasi pengambilan data di daerah ini berkisar dari meter dengan kondisi daerah dataran tinggi, sebagian besar wilayahnya didominasi oleh pohon karet. Sebagian besar jalan di Sungai Jati merupakan jalan aspal dan kerikil. Berdasarkan struktur batuan bawah permukaan yang diperoleh dari hasil penelitian, lapisan yang bertindak sebagai perangkap air tanah (akuifer) diperkirakan lapisan yang nilai resistivitasnya Ωm berupa lapisan batu pasir. Hasil korelasi dari titik satu ke titik yang satunya dengan jarak terdekat dekat menghasilkan penampang Geolistrik 2D yang memperlihatkan lapisan bawah permukaan serta kedalamannya. Penampang tersebut menunjukkan adanya perbedaan lapisan atau material yang terdapat di bawah permukaan berdasarkan variasi nilai tahanan jenis yang ditandai

7 36 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (30 39) dengan perbedaan warna. Penampang model 2D ini kemudian diinterpretasikan dengan cara membandingkan nilai tahanan jenis pada penampang model 2D dengan tabel tahanan jenis dan geologi daerah pengukuran berdasarkan hasil penelitian. Hasil penampang 2D dari pengolahan data geolistrik dapat dilihat pada Gambar 5, 6, dan 7. Tabel 3. Hubungan jumlah lapisan, kedalaman, ketebalan nilai tahanan jenis, perkiraan lithologi terhadap air bawah tanah Titik duga Lapisan Kedalaman (m) Tebal (m) Tahanan jenis (Ώm) Jenis lithology GL1 1 0,00 1,5 1,5 636 Lapisan Lapuk 2 1,5 8,32 6, Batu pasir 3 8,32 29,9 21,6 66,2 Lanau 4 29, ,9 15,7 Lempung Lempung sisipan Gamping GL2 1 0,00 1,25 1, Lapisan Lapuk 2 1,25 7,63 6, Batu Pasir 3 7,63 37,1 29,5 32,1 Lanau 4 37, Lempung Lempung sisipan Gamping GL3 1 0,00 1,7 1,7 855 Lapisan Lapuk 2 1,7 6,49 4, Batu Pasir 3 6,49 26,9 20,4 49,7 Lanau 4 26,9 70,3 43,4 974 Lempung sisipan Gamping 5 70,3-17,5 Lempung GL4 1 0,00 3,03 3, Lapisan Lapuk 2 3,03 14,7 11,7 106 Batu Pasir 3 14,7 30,9 16,2 38 Lanau 4 30,9 50,7 19, Lempung sisipan Gamping 5 50,7 15,2 Lempung GL5 1 0,00 1,71 1, Lapisan Lapuk 2 1,71 7,76 1, Batu Pasir 3 7,76 39,4 31,7 57,5 Lanau 4 39, , Lempung sisipan Gamping ,4 Lempung GL6 1 0,00 1,02 1, Lapisan Lapuk 2 1,02 5,09 4, Batu Pasir 3 5, ,9 67,6 Lanau ,3 35, Lempung sisipan Gamping 5 70,3-12,3 Lempung

8 Hanifa, D,. dkk. Penentuan Lapisan Akuifer Air Tanah...37 Gambar 5 adalah penampang geolistrik 2D untuk lintasan 1 dengan lintasan 2 yang memperlihatkan adanya lapisan bawah permukaan sepanjang lintasan 1 dan 2. Gambar 6. Hasil interpretasi GL3 dan GL4 Gambar 5. Hasil interpretasi GL1 dan GL2 Pada Gambar 5 telihat adanya citra perlapisan berwarna, sumbu vertikal mewakili kedalaman (m) dan citra berwarna mewakili besarnya resistivitas (Ωm). Lapisan paling atas dengan citra warna merah muda sampai kuning merupakan lapisan lapuk bersifat kering dan tidak berpotensi ada air karena memiliki nilai resistivitas tinggi. Lapisan selanjutnya yang berwarna hijau sampai biru merupakan lapisan batu pasir yang bersifat sebagai akuifer yang dapat menyimpan air dan mengalirkan air. Lapisan berwarna hitam merupakan lapisan lanau yang dapat menyimpan dan dapat mengalirkan air tetapi dalam jumlah terbatas. Gambar 6 merupakan hasil gabungan dari titik sounding 3 dan sounding 4, titik sounding ini berada pada jarak 889 meter dari sounding 1 dan sounding 2. Potensi terdapatnya air pada lapisan ini cukup besar dibandingkan sounding 1 dan sounding 2. Lapisan paling atas merupakan lapisan penutup dengan nilai resistivitas yang tinggi dengan citra warna merah sampai warna kuning. Lapisan berwarna hijau merupakan lapisan batu pasir bersifat sebagai akuifer yang dapat menyimpan dan mengalirkan air. Lapisan berwarna biru merupakan lapisan lanau yang bersifat sebagai akuiklud atau sering disebut sebagai lapisan impermeable atau lapisan kedap air. Gambar 7. Hasil interpretasi GL5 dan GL6

9 38 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (30 39) Gambar 7 merupakan hasil gabungan dari titik sounding 5 dan sounding 6, titik sounding ini berada pada jarak 822 meter dari sounding 3. Lapisan paling atas merupakan lapisan penutup dengan nilai resistivitas yang tinggi dengan citra warna merah sampai warna kuning. Lapisan berwarna hijau merupakan lapisan batu pasir bersifat sebagai akuifer yang dapat menyimpan dan mengalirkan air. Lapisan berwarna biru merupakan lapisan lanau yang bersifat sebagai akuiklud atau sering disebut sebagai lapisan impermeable atau lapisan kedap air. Menurut susunan lapisan geologi dan harga kelulusan air, air tanah pada keadaan ini dapat disebut air tanah atau akuifer setengah terkekang (Semi Confined Akuifer) yaitu akuifer yang sepenuhnya jenuh air, bagian atasnya dibatasi oleh lapisan setengah kedap air (Semi Impermeable) yaitu pasir dan bagian bawahnya terletak pada dasar yang kedap air ( Impermeable) yaitu lempung. Hasil interpretasi diatas menunjukkan bahwa sebagian besar batuan di dominasi oleh lapisan batuan yang mempunyai nilai resistivitas atau tahanan jenis tinggi. Lapisan ini kurang mempunyai sifat sebagai lapisan pembawa air (akuifer). Pada umumnya lapisan yang mempunyai potensi air tanah dengan kualitas dan kuantitas yang cukup baik yaitu berada pada lapisan yang mengandung pasir. Lapisan pasir mempunyai potensi air tanah yang cukup besar karena lapisan tersebut berupa lapisan yang dapat menyimpan cadangan air dalam jumlah besar. KESIMPULAN Kesimpulan dari penelitian ini adalah: 1. Struktur lapisan batuan di Desa Sungai Jati pada titik pengukuran GL1, GL2,GL3, GL4, GL 5 dan GL6 pada umumnya hampir sama yaitu terdiri dari beberapa lapisan antara lain lapisan lapuk, batu pasir, lanau, lempung dan lempung sisipan gamping karena Sungai Jati termasuk kedalam formasi Keramaian (Kak). 2. Jenis lapisan akuifer yang terdapat di Desa Sungai Jati adalah akuifer bebas merupakan lapisan yang hanya sebagian terisi oleh air dan berada di atas lapisan kedap air. 3. Lapisan yang bersifat akuifer terdapat pada lapisan batu pasir dengan tebal lapisan berkisar antara 2 11 meter dengan kedalaman sekitar 6 40 meter dengan nilai resistivitas Ωm. Secara

10 Hanifa, D,. dkk. Penentuan Lapisan Akuifer Air Tanah...39 keseluruhan semakin ke bawah jenis batuanya semakin padat, lapisan ini kurang bersifat sebagai lapisan pembawa air (akuifer). Lapisan air tanah yang berpotensi untuk pembuatan sumur bor dengan kualitas dan kuantitas yang cukup baik terdapat lapisan impermeable (lempung) pada bagian atas dan bawah sedangkan pada Desa Sungai Jati lapisan impermeable hanya terdapat pada lapisan di bawah lapisan akuifer. DAFTAR PUSTAKA Hendrajaya, L. & I. Arif Geolistrik Tahanan Jenis. Laboratorium Fisika Bumi. Jurusan Fisika FMIPA ITB, Bandung. Muharis, C. & E. Alfansyuri Pendugaan Potensi Airtanah Di Daerah Padang Sarai Kecamatan Koto Tangah Kota Padang. Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang Kampus Limau Manis Padang. Rekayasa Sipil Vol. VII, No. 1. ISSN: Ray, L.K.J.R., M. A. Kohler & J.L.H. Paulus Hidrologi untuk Insinyur 3ed. Erlangga. Suharyadi Geohidrologi. Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada. Yogyakarta Telford, W.M., L.P. Geldart, R.E. Sheriff, & D.A. Keys Applied Geophysics. Edisi 1. Cambridge University Press. Cambridge Applied Geophysics 2nd Edition, Cambridge University Press. Cambridge Todd, D.K Groundwater Hydrology Second Edition. New York: John Wiley & Sons. Inc.