Lapisan Berpotensi Akuifer Berdasarkan Analisis Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Kertajati, Majalengka

Transkripsi

1 Lapisan Berpotensi Akuifer Berdasarkan Analisis Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Kertajati, Majalengka 0 Gumilar Utamas Nugraha 1, Andi Agus Nur 2, Boy Yoseph CSSSA 2, Pulung Arya Pranantya 3 1 Program Magister Teknik Geologi, Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran, Jl.Dipati Ukur no.35 Gedung 2 lt.2 Bandung, 40132, Jawa Barat gumilar15001@mail.unpad.ac.id 2 Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran, Jl. Raya Bandung Sumedang KM 21, Jatinangor 45363, Jawa Barat noor_geo79@yahoo.co.id 3 Balai Bangunan Hidraulik dan Geoteknik Keairan, Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air, Jl.Ir.H.Djuanda no.193 Bandung, 40135, Jawa Barat poel_pranantya@yahoo.com Abstrak Telah dilakukan penyelidikan geolistrik sebanyak dua belas titik pengukuran di Kertajati Majalengka. Titiktitik penyelidikan tersebar di beberapa cekungan air tanah (CAT) yang berada disekitar Kecamatan Kertajati Kabupaten Majalengka yaitu CAT Majalengka dan CAT Indramayu. Titiktitik penyelidikan geolistrik itu adalah MJL01, MJL02, MJL03, MJL04, MJL05, MJL06, MJL07, MJL08, MJL09, MJL10, MJL11 dan MJL12. Hasil inversi geolistrik menunjukkan bahwa nilai resistivitas di lokasi penelitian berada pada rentang Ω. Lapisan dengan rentang nilai 1 30 Ω diduga sebagai lapisan yang berpotensi sebagai akuifer dengan lilogi berupa pasir dan pasir lempungan. Keberadaan lapisan akuifer ini berada pada kedalaman meter. Berdasarkan pemodelan 3D lapisan ini tersebar merata diseluruh titiktitik pengukuran geolistrik di lokasi penelitian. Kata Kunci : Cekungan Air Tanah, Akuifer, Geolistrik Resistivitas, Konfigurasi Schlumberger

2 Pendahuluan Air sebagai suatu sumberdaya vital bagi kehidupan masyarakat, sangat dibutuhkan. Oleh sebab itu intensitas pengambilan airtanah setiap tahun semakin meningkat seiring dengan laju pertumbuhan penduduk dan penggunaan untuk berbagai aspek penunjang kehidupan mendorong terjadinya hal tersebut. Suplai air dari sumber air permukaan yang belum optimal menjadi salah satu penyebab terjadinya peningkatan penggunaan air dari sumber airtanah, sehingga pada gilirannya airtanah seolaholah menjadi prioritas bagi sumber air masyarakat. Keberadaan fasilitas publik seperti Bandara memerlukan sumberdaya air yang tidak sedikit maka Analisis potensi airtanah di Kawasan Bandara sangat diperlukan. Rencana pembangunan Bandara Internasional Jawa Barat yang terletak di Kecamatan Kertajati Kabupaten Majalengka membutuhkan analisis potensi airtanah di Kawasan tersebut untuk mendapatkan data dan informasi mengenai konfigurasi akuifer, pergerakan airtanah, dan kuantitas airtanah, sehingga dapat dihitung potensi airtanah, khususnya di daerah rencana pembangunan Kertajati Aerocity dan Bandara Internasional Jawa Barat yang terletak di Kecamatan Kertajati. Karena airtanah berada di bawah permukaan tanah maka diperlukan mede khusus untuk memetakan kondisi bawah permukaan. Mede geolistrik resistivitas digunakan untuk penyelidikan bawah permukaan (Sjodahl, 2006). Penyelidikan geolistrik resistivitas dilakukan atas dasar sifat fisika batuan/tanah terhadap arus listrik, dimana setiap batuan yang berbeda akan mempunyai harga tahanan jenis yang berbeda pula. Mede geolistrik dikembangkan pada awal 1900an, tetapi mulai banyak digunakan sejak tahun 1970an, hal ini terkait dengan ketersediaan komputer untuk memproses dan menganalisis data geolistrik. Mede ini digunakan secara luas dalam mencari ketersediaan sumber daya airtanah (Reynold, 1998). Selain itu, geolistrik banyak digunakan dalam studistudi yang berkaitan dengan hidrogeologi (Sirieix, dkk.2014; Ulusoy, dkk. 2015; Aalnen, dkk. 2001), pencarian mineral tambang, studistudi mengenai lingkungan serta banyak digunakan di bidang geoteknik (Griffiths, dkk. 1990; Griffiths dan Barker, 1993; Dahlin dan Loke, 1998; Olayinka, 1999; Olayinka dan Yaramanci, 1999; Amidu dan Olayinka, 2006). Tinjauan Pustaka Mede Resistivitas Konfigurasi Schlumberger Mede geolistrik resistivitas merupakan salah satu mede geolistrik yang mempelajari sifatsifat aliran listrik di dalam bumi dan cara mendeteksinya di permukaan bumi. Besaran fisis yang dipelajari adalah resistivitas batuan akibat adanya medan potensial dan arus yang terjadi di bawah permukaan bumi. Prinsip kerja mede resistivitas ini yaitu arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua buah elektroda arus. Beda potensial yang terjadi diukur melalui dua buah elektroda potensial, dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda tertentu dapat ditentukan variasi harga resistivitas masingmasing lapisan batuan di bawah titik ukur. (Modul, 2002) Konfigurasi ini diambil dari nama Conrad Schlumberger yang merintis meda geolistrik pada tahun 1920an. Pada konfigurasi Sclumberger sering digunakan penamaan elektroda yang berbeda yaitu ܣ dan dan sebagai ଵ ܯ, ଶ ܥ ଵ dan ܥ sebagai ܤ dan ଶ. Konfigurasi Schlumberger dimaksudkan untuk mengukur gradien potensial sehingga jarak antar elektroda yang membentuk dipol potensial ܯ dibuat sangat ܣ kecil dan berada di tengahtengah antara.ܤ dan

3 Gambar 1. Konfigurasi Wenner (Telford et al., 1990) Besarnya nilai resistivitas dirumuskan pada persamaan dibawah ini: (Telford et al.,1990) (1) ܭ = ߩ Dengan : meter) = resistivitas batuan (Ohm ߩ Δ = beda potensial antara elektroda ଵ dan ଶ (Ampere) ଶ ܥ ଵ dan ܥ arus dua elektroda =ܫ ܭ = fakr geometri (meter) nilai fakr geometri pada konfigurasi Schlumberger adalah: = గమ ܭ (9) ଶ Hidrogeologi Todd (1980) memberikan batasan airtanah sebagai air yang mengisi pori atau ruang antar butir tanah maupun batuan pada zona 100% jenuh (saturated). Di atas zona jenuh terdapat zona tidak jenuh tetapi sebagian terisi oleh udara dan dikenal sebagai zona tidak jenuh (unsaturated). Hidrogeologi adalah ilmu yang mempelajari air di dalam zona jenuh dari sudut pandang geologi, yaitu batuan. Airtanah merupakan sumberdaya alam yang terbaharui (renewable), namun keberlangsungannya terutama proses pengisian kembali airtanah sangat tergantung oleh beberapa fakr baik yang sifatnya alami maupun rekayasa. Hal yang paling berpengaruh dari fakr alamiah antara lain, ketersediaan air, kondisi permukaan, curah hujan, lilogi, konduktivitas hidraulik, pografi keadaan muka airtanah dan kondisi sifat zona tidak jenuh. Airtanah sendiri tersimpan dalam suatu lapisan batuan yang dapat menyimpan dan meluluskan air yang dikenal sebagai akuifer. Terdapat beberapa macam jenis batuan (lilogi) yang dapat berfungsi sebagai akuifer, antara lain : endapan alluvial, batupasir, batugamping, dan batuan vulkanik dengan variasi dan kapasitas yang berbedabeda tergantung karakteristik fisik (tekstur) batuannya. Cekungan Airtanah Menurut Pasal 1 Ketentuan Umum UndangUndang No. 7 Tahun 2004 tentang Sumberdaya Air, yang dimaksud Cekungan Airtanah adalah kesatuan wilayah pengelolaan airtanah yang dibatasi oleh batas hidrogeologis tempat semua kejadian hidrogeologi seperti proses pengimbuhan, pengaliran, dan pelepasan airtanah berlangsung. Cekungan airtanah dibatasi oleh batas hidrogeologi yang dikontrol oleh kondisi geologi dan/atau hidrolika airtanah. Dalam sistem cekungan airtanah, air mengalami proses hidrologi yang berlangsung secara terus menerus. Proses pertambahan volume airtanah dalam cekungan dapat terjadi melalui proses perkolasi dari air permukaan. Sebaliknya, volumenya akan berkurang sebagai akibat adanya proses evapotranspirasi, adanya pemunculan sebagai mata air, serta adanya aliran menuju sungai. Dalam hal ini, fakr lilogi sangat menentukan terhadap kecepatan proses perkolasi air permukaan, mengigat batuan tertentu memiliki kemampuan yang berbeda terutama tingkat permeabilitasnya. Keterdapatan endapan alluvial merupakan ciri utama lilogi suatu cekungan airtanah. Menurut Todd (1980); cekungan airtanah merupakan suatu satuan hidrogeologi yang terdiri dari satu atau beberapa bagian akuifer yang saling berhubungan membentuk suatu sistem dan dapat berubah akibat perubahan

4 lingkungan. Pada zona jenuh, terdapat sistem air jenuh berupa airtanah. Sistem ini dipengaruhi oleh kondisi geologi, hidrogeologi, dan gaya teknik yang membentuk cekungan airtanah. Titik MJL01 Akuifer Airtanah adalah air yang terdapat di bawah permukaan tanah, pada suatu lapisan pembawa air yang disebut akuifer (Freeze & Chaerry, 1979). Keberadaan dan potensi airtanah tergantung dari sifat fisik akuifer khususnya dalam meluluskan air. ede Penelitian Penelitian dilakukan dengan pengambilan data secara langsung (primer). Penelitian ini dilaksanakan pada tanggal November Daerah penelitian adalah Kecamatan Kertajati, Kabupaten Majalengka, Provinsi Jawabarat. Alat geolistrik resistivitas yang digunakan jenis GL4100 Earth Resistivity Instrument Resistivity Meter. Pada penelitian ini dipilih mede Schlumbergerr karena mede ini memiliki detail vertikal yang baik untuk sounding, sehingga mede ini bisa memberikan informasi yang cukup untuk informasi nilai resistivitas fungsi kedalaman yang baik. Pengukuran dilakukan di dua belas titik. Setelah diperoleh data yang diperlukan, maka dilakukan pengolahan data.untuk mengolah data geolistrik diperlukan software Ipi2Win. Ipi2Win adalah program komputer yang secara aumatis menentukan model resistivitas bawah permukaan dari data hasil survey geolistrik resistivitas. Setelah pengolahan data menggunakan software Ipi2Win selesai dilanjutkan pengolahan data menggunakan software RockWorks 15 digunakan untuk mendapatkan Visualisasi model 3D serta areaarea yang berpotensi akuifer. Gambar 2. Hasil inversi titik MJL01 Tabel 1. Hasil Inversi Titik MJL , Tanah Penutup 2 0, ,6 Tanah Penutup 3 3 5,35 31,1 Batupasir 4 5,35 14,3 14,1 Batulempung 5 14,3 38,2 33,9 Batupasir 6 38, ,71 Batulempung Batupasir Titik MJL02 Gambar 3. Hasil inversi titik MJL02 Tabel 2. Hasil Inversi Titik MJL ,92 1,23 Tanah Penutup 2 2,92 6,13 5,19 Batulempung 3 6,13 13,4 0,543 Batulempung 4 13, Batupasir Hasil Dan Pembahasan Titik MJL03

5 Gambar 4. Hasil inversi titik MJL03 Tabel 3. Hasil Inversi Titik MJL ,75 45,3 Tanah Penutup 2 0,75 2,29 8,27 Tanah Penutup 3 2,29 71,3 13,3 Batulempung 4 71, Batupasir Titik MJL04 Gambar 6. Hasil inversi titik MJL05 Tabel 5. Hasil Inversi Titik MJL ,75 53,7 Tanah Penutup 2 0,75 1,63 0,305 Batupasir 3 1,63 4,45 15,1 Batulempung 4 4,45 13,4 0,356 Batulempung 5 13, ,69 Batupasir Titik MJL06 Gambar 5. Hasil inversi titik MJL04 Tabel 4. Hasil Inversi Titik MJL ,09 21,7 Tanah Penutup 2 3,09 4,58 81,5 Batulempung 3 4,58 9,49 7,73 Batulempung 4 9,49 21,9 298 Batupasir 5 21, ,393 Batulempung Gambar 7. Hasil inversi titik MJL06 Tabel 6. Hasil Inversi Titik MJL ,75 1,01 Tanah Penutup 2 0,75 1,95 12,7 Tanah Penutup 3 1,95 19,9 1,18 Batulempung 4 19, ,75 Batupasir Titik MJL05 Titik MJL07

6 Gambar 8. Hasil inversi titik MJL07 Tabel 7. Hasil Inversi Titik MJL ,75 1,23 Tanah Penutup 2 0,75 4,99 4,42 Batulempung 3 4,99 23,1 1,64 Batulempung 4 23, ,05 Batupasir Titik MJL08 Gambar 10. Hasil inversi titik MJL09 Tabel 9. Hasil Inversi Titik MJL ,75 2,69 Tanah Penutup 2 0,75 1,82 19,3 Tanah Penutup 3 1,82 4,97 0,929 Batulempung 4 4,97 16,8 26,6 Batulempung 5 16, ,0441 Batupasir Titik MJL10 Gambar 9. Hasil inversi titik MJL08 Tabel 8. Hasil Inversi Titik MJL ,11 42,4 Tanah Penutup 2 1,11 8,68 8,75 Batulempung 3 8, ,2 Batupasir Gambar 11. Hasil inversi titik MJL10 Tabel 10. Hasil Inversi Titik MJL ,75 1,33 Tanah Penutup 2 0,75 1,68 8,1 Tanah Penutup 3 1,68 4,1 0,576 Batulempung 4 4,1 11,7 10,2 Batupasir 5 11,7 32,2 0,419 Batulempung 6 32, Batupasir Titik MJL09 Titik MJL11

7 Gambar 12. Hasil inversi titik MJL11 Tabel 11. Hasil Inversi Titik MJL ,75 5,47 Tanah Penutup 2 0,75 7,67 8,3 Batulempung 3 7,67 22,5 33,1 Batupasir 4 22, ,3 Batulempung Gambar 14. Multilog profile area penelitian Titik MJL12 Gambar 15. Fence Diagram area penelitian Gambar 13. Hasil inversi titik MJL12 Tabel 12. Hasil Inversi Titik MJL ,75 4,58 Tanah Penutup 2 0,75 1,91 42,3 Tanah Penutup 3 1,91 5,04 0,72 Batulempung 4 5,04 14,9 32,6 Batupasir Gambar 16. Solid Model area penelitian Dari hasil di atas kemudian dibuat model 3 dimensi menggunakan software Rockworks 15 sebagai berikut: Gambar 16. Batuan yang diduga sebagai akuifer di area penelitian

8 Pada titik MJL01 Keberadaan lapisan akuifer pada titik ini diperkirakan berada pada lapisan yang berada pada rentang kedalaman m yang secara lilogi diduga sebagai lapisan pasir lempungan. Pada titik MJL02 Keberadaan akuifer pada titik ini diperkirakan berada pada lapisan yang berada pada rentang kedalaman m. Pada titik MJL03 Keberadaan akuifer pada titik ini diperkirakan berada pada lapisan yang terletak pada rentang kedalaman m. Titik MJL04 keberadaan akuifer pada titik ini diperkirakan berada pada lapisan yang berada pada rentang kedalaman m. Pada titik MJL05 Keberadaan akuifer pada titik ini diperkirakan berada pada lapisan yang berada pada rentang kedalaman m. Titik MJL06 Keberadaan akuifer pada titik ini diperkirakan berada pada lapisan pada kedalaman m. Pada titik MJL07 Keberadaan akuifer pada titik ini diperkirakan berada pada lapisan pada rentang kedalaman m. Pada titik MJL09 Keberadaan akuifer pada titik ini diperkirakan berada di lapisan pada rentang kedalaman m. Titik MJL10 Keberadaan akuifer pada titik ini diperkirakan berada pada rentang kedalaman m. Pada titik MJL11 Keberadaan akuifer pada titik ini diperkirakan berada rentang kedalaman m. Pada titik MJL12 Keberadaan akuifer pada titik ini diperkirakan berada pada pada kedalaman m. Keberadaan akuifer ini diperkirakan terdapat pada satuan lilogi pasir dan pasir lempungan. Dimana kedua jenis lilogi ini memiliki nilai porositas dan permeabilitas yang baik. Ronggarongga dalam pasir dan pasir lempungan kemudian diisi oleh fluida air. Berdasarkan pemodelan 3D menggunakan software Rockworks 15 keberadaan akuifer tersebar hampir di seluruh area penelitian, hal ini menandakan hampir seluruh area penelitian memiliki prospek air tanah yang baik, meskipun penelitian lebih lanjut sangatlah diperlukan guna mendapatkan hasil yang lebih maksimal mengenai tal volume, debit, dan srativitas serta transmitivitas air tanah di area penelitian. Akuifer pada lokasi penelitian merupakan akuifer dangkal dan akuifer dalam yang saling berhubungan. Berdasarkan rekonstruksi penampang geolistrik di atas dapat disimpulkan bahwa sistem akuifer di lokasi penyelidikan terdiri atas Akuifer Tidak Tertekan dan Tertekan Multi ; dengan tebal akuifer berkisar antara m dengan kedalaman akuifer Tidak Tertekan berkisar antara 8 18 m bmt (di bawah muka tanah setempat) sedangkan Kedalaman akuifer Tertekan > 30 m bmt. Pada bagian atas atau permukaan, didominasi oleh adanya lempung atau lumpur yang menutupi sebagian besar lapisan akuifer dangkal. Akuifer di lokasi penelitian berada pada kedalaman dari 3 meter sampai 150 meter (penetrasi pengukuran terdalam) dan merupakan akuifer yang menerus dari bagian permukaan dan mengisis akuifer dalam. Pada lokasi penelitian, sangat disarankan untuk melakukan imbuhan dengan menggunakan sumur resapan dangkal karena akuifer dangkal yang ada di kawasan ini merupakan sumber imbuhan bagi akuifer dalam di sekungan Indramayu. Ketebalan pasir yang ada di lokapi penyelidikan cukup besar sehingga mampu mensuplai akir tanah ke hilir dengan baik, namun hal ini terhalang karena terdapat lapisan lempung di bagian permukaan. Kesimpulan Hasil inversi geolistrik menunjukkan bahwa nilai resistivitas di lokasi penelitian berada pada rentang Ω. Lapisan dengan rentang nilai 1 30 Ω diduga sebagai lapisan yang berpotensi sebagai akuifer dengan lilogi berupa pasir dan pasir lempungan. Keberadaan lapisan akuifer ini berada pada kedalaman meter. Berdasarkan pemodelan 3D lapisan ini

9 tersebar merata diseluruh titiktitik pengukuran geolistrik di lokasi penelitian. Pustaka Dahlin T. (1993). On the aumation of 2D resistivity surveying for engineering and environmental applications. (Ph.D. Thesis). Lund University. Dahlin T. (1996). 2D resistivity surveying for environmental and engineering applications. First Break 14(7) hlm Djuri, Peta geologi lembar Arjawinangun, Skala 1 : Puslitbang Geologi Bandung. Freeze, R.A., and Cherry, J.A., Groundwater. 604 pp. New Jersey. Prentice Hall, Inc. Ikard, J Scott. (2013). Geoelectric Moniring Of Seepage In Porous Media With Engineering Applications To Earthen Dams. (Tesis). Colorado School of Mines. Mandel & Shiftan, Groundwater Resources: Development and Management, Academic Press. 2 Modul. (2002). Pelatihan dan Pengukuran Dasar Mede Geofifika ITB. Bandung: Laborarium Fisika Bumi Institut Teknologi Bandung. Pusat Lingkungan Geologi Petunjuk Teknis Penentuan Batas Cekungan Airtanah. Badan Geologi Kementerian ESDM RI. Sjodahl, Pontus. (2006). Resistivity Investigation And Moniring For Detection Of Internal Erosion And Anomalous Seepage In Embankment Dams. (Disertasi). Faculty of Engineering, Lund University. Telford, W.M., Geldart, L.P., dan Sheriff, R.E. (1990). Applied geophysics. New York:Cambridge University Press. Todd, D.K., Ground Water Hydrology. 2nd ed. John Wiley & Sons, Inc., New York, NY. Tóth, J., A theoretical analysis of groundwater flow in small drainage basins. Journal of Geophysical Research. v.68. p