INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK UNTUK MEMETAKAN POTENSI AIR TANAH DALAM MENUNJANG PENGEMBANGAN DATA HIDROGEOLOGI DI KABUPATEN JOMBANG, JAWA TIMUR

Transkripsi

1 INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK UNTUK MEMETAKAN POTENSI AIR TANAH DALAM MENUNJANG PENGEMBANGAN DATA HIDROGEOLOGI DI KABUPATEN JOMBANG, JAWA TIMUR Disusun oleh : SERLI BIRLINA HAPSARI M SKRIPSI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Januari, 2013

2 INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK UNTUK MEMETAKAN POTENSI AIR TANAH DALAM MENUNJANG PENGEMBANGAN DATA HIDROGEOLOGI DI KABUPATEN JOMBANG, JAWA TIMUR Disusun oleh : SERLI BIRLINA HAPSARI M SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Januari, 2013

3 II -Mr?r dl^is=f,ly-t-\>v+o-, gl.ib)tams lerbi [ $leqes k,iti,"*m BIIsld rl?snmf enlex 'qa1o uulqesrq :'^S'* zo0 r e0666i 0ls0tr6l 'drrr IS'W''lS'S'oinoEel lpng IOO T ZOL66T LZLOOLFT'ilN IS'W ''ls's'ouosuq r00 r I0s00z I 'din IS'ru'lS'S'olueruna rslgol^l.z I00 I t00007, r080216t 'din IS'W ''ls's?umseo;tr "FoS 'I El0zuvrilJ?t lz umss : eped rfneue4 rr&$.ep qelo snfi ue{b1efurp : rfn8ue6 trrlup88ug pe:tw1 IEII rrep l[n1p qqej gs080z0nr pesdeg eull4g IIreS I^[IN eursn NYIIYStrSNfld NY}iIVTYH :qelo slp$p EueA UfiI^UI Y/trYf 'cnvgl^lof N:Ltvdogv)t I(I IcoToacouolH vjvo NVsNVgIAIaONgd CNVfN0NIII{ ruvtvo HVNVJ, UfV ISNIIOd NV)tVJitrrlltrrl ;1ruNfl )fu"tsnogc ym ISVfffUdUiIINI :ppnf ueeuep rsdp4g

4 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Alloh SWT atas segala limpahan nikmat dan karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Sholawat dan salam senantiasa penulis haturkan kepada Rosululloh SAW sebagai pembimbing seluruh umat manusia. Skripsi yang penulis sususn sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan gelar sarjanasains ini penulis beri judul INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK UNTUK MEMETAKAN POTENSI AIR TANAH DALAM MENUNJANG PENGEMBANGAN DATA HIDROGEOLOGI DI KABUPATEN JOMBANG, JAWA TIMUR. Terselesaikannya skripsi ini adalah suatu kebahagiaan bagi penulis. Kepada berbagai pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan skripsi ini penulis ucapkan terima kasih. Atas bantuannya yang sangat besar selama proses pengerjaan skripsi ini, ucapan terima kasih secara khusus penulis sampaikan kepada : 1. Bapak Darsono, selaku pembimbing 1 yang telah membimbing dan memberikan kesempatan kepada saya untuk ikut penelitian ini 2. Bapak Budi Legowo, pembimbing 2 yang telah membimbing dan memberikan motivasi. 3. Keluarga Bapak Udi Atmoko, yang telah memberikan tempat inap selama pengambilan data. 4. Teman teman Galaksi 08 yang masih berjuang. Semangat Kawan! Semoga Alloh SWT membalas jerih payah dan pengorbanan yang telah diberikan dengan balasan yang leih baik. Aamiin. Penulis menyadari akan banyaknya kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Namun demikian, penulis berharap semoga karya kecil ini bermanfaat. Surakarta, Januari 2013 Penulis vii

5 INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK UNTUK MEMETAKAN POTENSI AIR TANAH DALAM MENUNJANG PENGEMBANGAN DATA HIDROGEOLOGIDI KABUPATEN JOMBANG, JAWA TIMUR SERLI BIRLINA HAPSARI Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret ABSTRAK Pemetaan potensi air tanah telah dilakukan untuk menunjang pengembangan data hidrogeologi di Kabupaten Jombang, Provinsi Jawa Timur. Lokasi pengambilan data berada pada koordinat 112 o BT dan 112 o BT serta 7 o LS dan 7 o LS. Pengambilan data dilakukan menggunakan metode geolistrik resistivitas sounding. Akuisisi data resistivitas dilakukan menggunakan konfigurasi elektroda Schlmberger dengan pengambilan data sebanyak 10 titik sounding. Penelitian dilaksanakan di beberapa kecamatan, antara lain Mojoagung, Mojowarno, Bareng, dan Wonosalam. Pengolahan data menggunakan software Progress Version 3 yang memiliki prinsip inversi data pengukuran. Data pengukuran sebagai input, kemudian garis model menginversi mendekati titik-titik data pengukuran. Outputnya berupa kurva resistivitas yang menunjukkan kedalaman, ketebalan, serta nilai resistivitas batuan. Hasil pengolahan data secara sounding menunjukkan bahwa lapisan batuan keempat kecamatan tersebut tersusun lempung dengan nilai resistivitas 1 10 Ωm, lempung pasiran Ωm, pasir lempungan Ωm, pasir Ωm, serta pasir kerakalan Ωm. Lapisan akuifer diduga berada pada lapisan penyusun pasir lempungan, pasir, dan pasir kerakalan. Data sounding yang diperoleh kemudian dipetakan menggunakan sofware Surfer 10. Hasil pemetaan berdasarkan nilai resistivitas pada kedalaman tertentu, menunjukkan bahwa berdasarkan nilai resistivitas pada kedalaman tertentu daerah yang mempunyai potensi akuifer kedalaman 0 30 m adalah Kelurahan Rejoslamet, Dusun Pulerejo, Desa Mancilan. Potensi akuifer kedalaman m adalah Kelurahan Rejoslamet dan Dusun Pulerejo. Potensi akuifer kedalaman m adalah Kelurahan Rejoslamet, Dusun Ngenden, Dusun Pulerejo, Desa Nglebak, Desa Panglungan. Kata Kunci : geolistrik, sounding, schlumberger, resistivitas v

6 INTERPRETATION OF GEOELECTRIC DATA TO MAP GROUNDWATER POTENTIAL IN SUPPORTING THE DEVELOPMENT OF HYDROGEOLOGY DATA IN JOMBANG REGENCY,EAST JAVA PROVINCE SERLI BIRLINA HAPSARI Department of Physics, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Sebelas Maret University ABSTRACT Groundwater potential has been mapped to support the development of hydrogeology data in Jombang, East Java Province. It is located at coordinates 112 o BT dan 112 o BT and 7 o LS and 7 o LS. It was mapped using geoelectric resistivity soundings. Resistivity data acquisition using Schlumberger electrode configuration with data captured in 10 sounding points. The research took place in district of Mojoagung, Mojowarno, Bareng, and Wonosalam. Data processing using Progress Version 3 software has the inversion principle of measurement data. Measurement data as input, then the line of approaching the inverse model of measurement data points. The output form resistivity curve shows the depth, thickness, and resistivity values of rock. The result of data prosessing by sounding showed that the four sub-strata of rocks are composed of clay with a value of resistivity 1-10 Ωm, sandy loam Ωm, sand clay Ωm, sand Ωm, and sand gravel Ωm. Aquifer layer is estimated lay on the constituent layers sand clay, sand, and sand gravel. Sounding data obtained are then mapped using Surfer software 10. The results of the mapping based on the value of the resistivity at depth, indicating by the value of the resistivity at a certain depth areas that have the potential for aquifer depths 0-30 m is Rejoslamet Village, Hamlet Pulerejo, Village Mancilan. Potential aquifer depths m is Rejoslamet Village and Hamlet Pulerejo. Potential aquifer depths m is the Village Rejoslamet, Ngenden Hamlet, Hamlet Pulerejo, Nglebak Village, Village Panglungan.. Keywords : geoelectric, sounding, schlumberger, resistivity vi

7 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Air merupakan sumber daya alam hayati yang banyak dimanfaatkan oleh manusia. Manusia menggunakan sumber air tanah untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari, misalnya mandi, mencuci, konsumsi, dan lainnya. Selain itu sumber air tanah juga sering dimanfaatkan untuk pertanian, peternakan, perikanan, dan industri. Pemanfaatan air kian hari semakin meningkat seiring dengan meningkatnya laju pertumbuhan penduduk. Salah satu daerah yang padat penduduknya adalah Kabupaten Jombang, Jawa Timur. Jaringan air bersih di Kota Jombang dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat untuk air minum dan kebutuhan rumah tangga lainnya. PDAM melayani jaringan air bersih di Kota Jombang. Sekitar rumah tangga yang ada di Kota Jombang mencakup 20 desa dan kelurahan yang terlayani air bersih dari PDAM. adalah rumah tangga atau sekitar 50% saja. Sedangkan di luar pusat kota memanfaatkan sumur pompa dan sumur gali (Jombangkab.go.id). Penggunaan sumber air tanah bersih di Kota Jombang adalah liter/hari, dimana jumlah penuduknya adalah jiwa. Seangkan yang bisa dilayani oleh PDAM Kota Jombang baru liter /hari. Jadi, kebutuhan air bersih yang masih harus dilayani oleh PDAM sebesar liter /hari (Jombangkab.go.id). Peningkatan penggunaan air terkadang tidak disertai pengelolaan sumber air yang baru disebabkan kurangnya informasi mengenai potensi sumber air tanah. Potensi sumber air tanah berbea-beda sesuai dengan kondisi geologi sekitarnya. Mengingat faktor kondisi geologi juga berpengaruh terhadap potensi sumber air tanah, maka perlu dilakukan kajian mengenai potensi sumber air tanah di Kabupaten Jombang. Berdasarkan data hidrogeologi Kabupaten Jombang, secara umum menjelaskan tentang potensi air tanah yang 1

8 2 tersebar luas. Data hidrogeologi hanya menunjukkan kualitas air tanah pada keadaan sesuai warna yang didominasi daerah tertentu. Informasi yang ada tentang kondisi air tanahnya terbatas untuk setempat dan baik yang mempunyai debit < 20 liter/detik (Peta Indikasi Potensi Air Tanah Kab. Jombang). Sedangkan kuantintas potensi air tanah yang berupa kedalaman sumber potensi air tanah belum diketahui. Sehingga masih kurangnya informasi mengenai kedalaman sumber potensi air tanah. Terkait dengan hal ini, ada empat kecamatan yang kurang memiliki informasi kedalaman sumber potensi air tanah yaitu, yaitu Kecamatan Mojowarno, Kecamatan Mojoagung, Kecamatan Bareng, dan Kecamatan Wonosalam. Informasi lain terkait air tanah adalah ketebalan lapisan air tanah yang berpengaruh terhadap potensi air tanah. Penelitian sebelumnya untuk mendeteksi air tanah sudah dilakukan khususnya dengan metode geolistrik resistivitas. Seperti Selvam (2012) melakukan penelitian tentang identifikasi zona potensi air tanah menggunakan survai geolistrik, studi kasus di daerah Medak, India. Anomohanran (2011) melakukan penelitian tentang menentukan potensi air tanah di Asaba, Nigeria menggunakan geolistrik. Di wilayah Ifon Ondo, Okolie et.al.(2010) melakukan penelitian mengenai penerapan konfigurasi Schlumberger dalam deliniasi pembentukan dan distribusi air tanah. Masih ada lagi dimana Metwaly (2012) melakukan eksplorasi air tanah menggunakan teknik geolistrik resistivity di area pusat Al-Quwy yia Saudi Arabia. Air tanah terdapat pada lapisan akuifer, yaitu lapisan pembawa air yang berada di bawah permukaan tanah. Lapisan ini terletak pada kedalaman tertentu, bahkan bisa mencapai kedalam hingga 100 meter. Lapisan ini tersusun oleh batuan yang kedap air. Selain itu lapisan ini juga memiliki porositas tertentu yang dapat menyimpan air dan mengalirkan air dalam jumlah yang cukup. Salah satu metode geofisika yang dapat mendeteksi adanya lapisan bawah permukaan adalah metode geolistrik resistivitas. Prinsip dari metode ini adalah memanfaatkan adanya kontras resistivitas batuan terhadap tanah di sekitarnya. Hal ini dimungkinkan karena lapisan tanah dan batuan yang terisi air sangat mudah mengalirkan arus listrik atau bersifat commit konduktif. to user Lapisan tanah konduktif seperti

9 3 ini biasanya memiliki harga resistivitas tertentu (nilai resistivitasnya rendah. Hasilnya menampilkan penampang vertikal resistivitas bawah permukaan yang diprediksi sebagai lapisan-lapisan tanah atau batuan yang tersaturasi air. Sehingga dapat memprediksi lokasi dan kedalaman tempat lapisan tanah yang mengandung air tawar (Sultan, 2009). Metode ini lebih banyak digunakan karena tekniknya sederhana dan resistivitas batuannya sangat sensitif terhadap kadar airnya. Menggunakan metode ini kedalaman, ketebalan tiap lapisan, dan hasil kapasitas air tanah dengan mudah dapat disimpulkan (Selvam, 2012). Selain itu metode ini mampu menentukan perbedaan yang signifikan di dalam parameter geolistrik dari top soil (tanah penutup) dengan material lain, daerah yang retak atau patahan, dan batuan bawah tanah (Anudu, 2011). Metode ini juga dapat menaksirkan ketebalan permukaan tanah dengan baik serta daerah patahan dengan teliti (Coker, 2012). Terkait penelitian-penelitian sebelumnya, maka penelitian ini dilakukan untuk menunjang pengembangan data hidrogeologi dan pengembangan potensi air tanah. Metode resistivitas sounding untuk mengetahui perbedaan resistivitas arah vertikal yang berupa kedalaman. Dari hasil ini maka dapat dipetakan sehingga diketahui penyebaran lapisan akuifernya. Hasil penelitian inilah yang akan menunjang pengembangan data hidrogeologi Kabupaten Jombang, khususnya di Kecamatan Mojowarno, Kecamatan Mojoagung, Kecamatan Bareng, dan Kecamatan Wonosalam 1.2.Rumusan Masalah Masalah yang diangkat dalam penelitian ini dapat dibagi menjadi beberapa pertanyaan, antara lain : a. Bagaimana potensi air tanah daerah penelitian? b. Bagaimana lapisan akuifer, kedalaman, serta ketebalan lapisan akuifer daerah penelitian? c. Bagaimana pemetaan penyebaran lapisan akuifer daerah penelitian? 1.3.Batasan Masalah a. Daerah penelitian melingkupi Kecamatan Mojowarno, Kecamatan Mojoagung, Kecamatan Bareng, dan Kecamatan Wonosalam Kabupaten Jombang.

10 4 b. Penelitian dibatasi berdasarkan data resistivity konfigurasi elektroda Schlumberger secara sounding. Panjang bentangan kabel AB/2 hingga mencapai 400 meter. c. Pengolahan data menggunakan software Progress version 3.0, dan pemetaan penyebaran lapisan akuifer menggunakan software Surfer Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini antara lain : a. Mengetahui lapisan akuifer, kedalaman, serta ketebalan lapisan akuifer daerah penelitian. b. Mengetahui pemetaan penyebaran lapisan akuifer daerah penelitian. c. Mengetahui potensi air tanah daerah penelitian. 1.5.Manfaat Penelitian Dari hasil studi penelitian ini, manfaat yang dapat diambil antara lain : a. Mengetahui potensi air tanah guna memberikan informasi sumber air tanah sekitar. b. Sebagai referensi untuk daerah yang memiliki kondisi geologi dan hidrogeologi sama. c. Sebagai referensi pengeboran titik sumur bor daerah sekitar dan izin pengeboran daerah sekitar.

11 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Air Tanah Air merupakan sumber daya alam hayati yang dapat diperbaharui. Kandungan air di bumi sangat melimpah, jumlahnya keseluruhan mencapai sekitar km 3, terdiri dari 97% air laut (air asin) yang dapat dimanfaatkan secara langsung dan tidak langsung dalam kehidupan manusia. Hanya 3% sisanya yang berupa air tawar, meliputi 2% berupa gunung-gunung es di kedua kutub bumi. Selebihnya sekitar 0,75% merupakan air tawar yang digunakan makhluk hidup baik di darat, di danau, di sungai, dan di dalam tanah. Air tawar berasal dari siklus air (daur hidrologi) secara alami dan prosesnya panjang sehingga untuk mendapatkan air tawar yang diperlukan sehari-hari tidaklah mudah (Sultan, 2009). Siklus air yang panjang tersebut melalui proses penguapan air dari air laut, danau, maupun sungai kemudian mengembun menjadi uap air di atmosfer. Uap air tersebut jatuh menjadi air hujan yang turun ke permukaan bumi mengalir di permukaan bumi yang ditahan oleh tumbuh-tumbuhan. Ada juga yang meresap ke bawah permukaan bumi mengalir melewati tanah sebagai aliran air bawah permukaan. Penguapan dari daratan terdiri dari penguapan secara langsung dari tanah dan permukaan tumbuhan, atau transpirasi melalui daun pada tumbuhan. Secara bersamaan proses ini disebut evapotranspirasi. Meresapnya air ke dalam tanah bisa lebih dalam lagi, sehingga bisa menjadi sumber air (Todd, 2005). Air yang meresap ke dalam tanah tadi terdapt pada suatu lapisan batuan dan berada pada suatu cekungan air tanah. Air ini dapat tersimpan dan mengalir pada lapisan batuan yang dikenal dengan akuifer siklus air dapat dilihat pada Gambar

12 6 Gambar 2.1. Siklus air (Todd, 2005) Air yang tidak bisa diserap dan berada di permukaan tanah disebut air permukaan, sementara lapisan tanah yang berisi air tanah disebut zona saturasi air. Air tanah secara ekonomi dapat dikembangkan dan jumlahnya mencukupi, maka formasi atau keadaan tersebut dinamakan lapisan pembawa air atau akuifer baik berupa formasi tanah, batuan, atau keduanya. Akuifer biasanya mempunyai area yang luas dan di bawah lapisan batasan dasar yang mana ditetapkan sebagai bahan impermeable secara relatif. Ada beberapa tipe lapisan batasan dasar yaitu : a) Aquiclude adalah lapisan dasar yang penuh, tetapi bahan impermeable tidak menghasilkan kualitas air cukup besar. Misalnya lempung. b) Aquifuge merupakan lapisan kedap yang tidak mengandung dan tidak mampu mengalirkan atau memancarkan air. Batuan Granit termasuk ke dalam kategori ini. c) Aquitard adalah lapisan yang semikedap, mampu mengalirkan air tetapi dengan laju yang sangat lambat. Cukup tipis, dan merupakan zona penyimpanan air yang penting. Misalnya adalah lempung pasiran (Todd, 2005).

13 7 Berdasarkan litologinya, akuifer dapat dibedakan menjadi: a. Unconfined Aquifer (Akuifer Bebas) adalah lapisan lolos air yang hanya sebagian terisi oleh air dan berada di atas lapisan kedap air. Lapisan pembatasnya adalah aquitard dan mempunyai muka air tanah (water table). Air tanah ini banyak dimanfaatkan oleh penduduk untuk berbagai keperluan dengan kedalaman sumur umumnya antara 1-25 meter. Seperti pada Gambar 2.2. b. Confined Aquifer (Akuifer Tertekan) : adalah akuifer yang jumlah air seluruhnya dibatasi oleh lapisan kedap air. Baik yang di atas maupun di bawah, serta mempunyai tekanan lebih besar dari pada tekanan atmosfer. c. Semi Unconfined Aquifer (Akuifer semi bebas) : adalah akuifer yang bagian bawahnya merupakan lapisan kedap air, sedangkan bagian atas merupakan material berbutir halus. Sehingga lapisan penutupnya masih memungkinkan adanya gerakan air. Air yang masuk ke dalam tanah melewati daerah tangkapan air (recharge area) dimana letaknya lebih tinggi. Daerah ini biasanya terletak di pegunungan atau di gunung. Air tersebut kemudian mengalir ke bawah, yaitu ke daerah yanglebih rendah karena pengaruh gaya gravitasi melalui pori-pori akuifer. Air yang ada di bagian bawah akuifer mendapat tekanan yang lebih besar oleh berat air yang diatasnya dan tekanan ini tidak dapt hilang atau berpindah. Jika ada pemboran sumur sampai akuifer tertekan, maka air akan memancar ke atas melawan gaya gravitasi hingga mencapai permukaan tanah. Sumur ini disebut dengan sumur artesis.

14 8 Gambar 2.2. Aliran akuifer confined, unconfined, serta sistem artesis 2.2. Permeabilitas dan Porositas (Wuryantoro, 2007) Air yang berhasil meresap ke bawah tanah akan terus bergerak ke bawah hingga mencapai lapisan tanah atau batuan yang jarak antarbutirannya sangat sangat sempit sehingga tidak memungkinkan air tersebut dapat melewatinya. Lapisan ini memiliki sifat impermeabel. Permeabilitas adalah kemampuan batuan atau tanah untuk melewatkan atau meloloskan air. Air tanah mengalir melewati rongga-rongga yang kecil, semakin kecil rongganya maka air akan semakin lambat mengalirnya. Apabila rongganya sangat kecil, maka molekul air akan tertinggal, kejadian semacam ini terjadi pada lempung. Selain permeabilitas, porositas juga mempengaruhi jumlah dan aliran air tanah. Porositas adalah jumlah atau persentase pori atau rongga dalam total volume batuan. Kapasitas penyimpanan atau cadangan air suatu bahan ditunjukkan dengan Persamaan: = 100% (2.1) dimana η adalah persen porositas (%), adalah volume rongga (cm 3 ), adalah volume total batuan (cm 3 ). Umumnya untuk tanah normal mempunyai porositas berkisar antara 25% sampai 75% sedangkan batuan yang terkonsolidasi (consolidated rock) berkisar antara 0 sampai 10%. Tanah berbutir halus mempunyai porositas yang lebih commit besar dibandingkan to user dengan tanah yang berbutir

15 9 kasar. Porositas pada tiap material berbeda, seperti pada Gambar 2.3. (Wuryantoro, 2007). Gambar 2.3. Porositas dan permeabilitas (Wuryantoro, 2007) 2.3. Dasar Kelistrikan Pada rangkaian listrik sederhana berlaku Hukum Ohm yang menyatakan bahwa beda potensial berbanding lurus dengan arus listrik., sehingga dinyatakan sebagai berikut : Gambar 2.4. Rangkaian listrik sederhana = (2.2) dimana tegangan (Volt), R adalah resistansi (Ohm), dan I adalah arus (Ampere). Resistivitas merupakan hasil pengukuran dari geolistrik jika bumi bersifat homogen isotropis maka resistivitas yang terukur merupakan resistivitas sebenarnya. Keadaan di lapangan bumi tidak bersifat homogen, maka nilai resistivitas ini merupakan nilai rata-rata resitivitas yang dilalui arus listrik disebut resistivitas semu (John Milsom, 2003). Prinsip ini secara sederhana dianalogikan jika arus dari suatu sumber dialirkan pada sebuah beban, maka besar R dapat diperkirakan berdasarkan besarnya potensial dan arus yang mengalir pada

16 10 Dalam hal ini nilai resistivitas tidak dapat digunakan untuk memperkirakan jenis material karena masih bergantung pada ukuran atau geometrinya. V I L A Gambar 2.5. Resistivitas pada batang homogen Jika ditinjau sebuah balok konduktor dengan lebar L, luas penampang yang diarsir A, dan resistansinya R, maka persamaannya : = (2.3) dimana, R adalah resistansi (Ohm), adalah resistivitas (tahanan jenis) (Ohmmeter), L adalah panjang balok (m), dan A adalah luas penampang (m 2 ), hubungannya dengan Hukum Ohm diperoleh persamaan = (2.4) = (Reynold, 1997) (2.5) 2.4.Aliran Listrik di Dalam Bumi Bumi dianggap sebagai medium homogen isotropis, maka ketika ada arus yang mengalir di dalam bumi aliran arusnya akan sama dan dan terus-menerus. Sehingga, ketika arus diinjeksikan di permukaan bumi maka distribusi potensialnya adalah ditribusi koordinat setengah bola, dan beda potensial yang terukur di setiap titik adalah sama (ekipotensial).

17 11 Gambar 2.6. Injeksi arus di permukaan pada medium homogen isotropis (Telford, 1990) Untuk distribusi koordinat bola berlaku Persamaan Laplace = + 2 = 0 (2.6) Dikalikan dengan dan diintegralkan, sehingga diperoleh = (2.7) Diintegralkan lagi didapatkan = A r + C (2.8) Dimana A dan C adalah konstan. Karena V = 0 ketika r = tak hingga, maka C = 0. Dengan demikian total arus yang tersebar sepanjang distribusi koordinat bola adalah = 4 J = 4 σ = 4 σa (2.9) Jika =, sehingga Persamaan (2.7) menjadi = (2.10) 4 Maka diperoleh = atau = (2.11) Karena pada kasus di atas adalah distribusi setengah bola maka persamaannya menjadi = atau = commit to user (2.12)

18 Metode Geolistrik Resistivitas Metode geolistrik ialah salah satu metode dalam bidang geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi. Tujuan dari metode geolistrik untuk mengetahui distribusi resistivitas bawah permukaan dengan mengukur di permukaan bumi (Loke, 2000). Resistivitas batuan dihubungkan dengan bermacam-macam parameter geologi, seperti mineral dan fluida yang mengisi batuan, porositas dan tingkat pemenuhan air di dalam batuan. Metode geolistrik sudah digunakan di hidrogeologi, pertambangan, dan penyelidikan geoteknik. Baru-baru ini metode geolistrik sudah digunakan untuk survei lingkungan (Loke, 2000). Metode geolistrik resistivitas menggunakan arus listrik yang diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua elektroda arus C 1 dan C 2 (A dan B pada Gambar 2.7.). Beda potensial yang timbul sebagai akibat injeksi arus (ΔV) diukur melalui dua elektroda potensial P 1 dan P 2 (M dan N) (Hauck and Kneisel, 2008). Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda tertentu, maka dapat menentukan variasi harga resistivitas masing-masing lapisan di bawah titik ukur (titik sounding) atau sering disebut datum. A V C 1 P 1 P 2 C 2 Gambar 2.7. Konfigurasi empat elektroda pada metode resistivitas Metode ini diasumsikan bahwa bumi mempunyai sifat homogen isotropis seperti yang dijelaskan di awal. Dengan asumsi ini resistivitas yang terukur merupakan resistivitas sebenarnya dan tidak bergantung pada spasi elektroda. Pada kenyataannya bumi terdiri atas lapisan-lapisan dengan yang berbeda-beda. Sehingga dari data pengukuran secara sounding, yang medium sebenarnya adalah tidak homogen dengan distribusi resistivitas sembarang hasil pengukuran arus dan

19 13 potensial, kemudian dikalikan dengan faktor geometri, sesuai dengan Persamaan (2.13) diperoleh resistivitas semu (apparent resisitivity): =. (2.13) Dimana adalah resistivitas semu (Ohmmeter), tegangan (Volt), K adalah faktor geometri, dan I adalah arus (Ampere). Harga resistivitas yang terukur bukan merupakan harga resistivitas untuk satu lapisan saja dan bergantung pada spasi elektroda. Resistivitas semu dapat dikatakan sebagai resistivitas medium homogen ekivalen. Artinya jika medium setengah ruang tak homogen digantikan oleh medium homogen dengan resistivitas maka arus sebesar I akan menghasilkan potensial sebesar V pada elektroda-elektroda dengan faktor geometri K. Meskipun resistivitas semu tidak mencerminkan secara langsung resistivitas medium, distribusi harga resistivitas semu hasil pengukuran mengandung informasi mengenai distribusi resistivitas medium. Nilai resistivitas batuan ditentukan berdasarkan pada literatur tabel resistivitas batuan menurut Telford (1990), nilai tabel resistivitas bisa dilihat pada Lampiran D. Selain tabel resistivitas, data pendukung lain juga dibutuhkan seperti data sumur bor daerah sekitar dan peta geologi. Data sumur bor menunjukkan lapisan batuan sampai kedalaman 100 meter, dengan ketebalan lapisan batuan yang berbeda. Peta geologi dibutuhkan untuk mengontrol dan memberikan informasi mengenai geologi daerah penelitian didominasi oleh batuan yang terdeteksi sebagai lapisan akuifer Konfigurasi Elektroda Schlumberger Pada penelitian ini menggunakan konfigurasi dengan pengukuran secara sounding. elektroda schlumberger Gambar 2.8. Konfigursi elektroda Sclumberger (Coker, 2012)

20 14 Untuk A dan B adalah elektroda arus yang diinjeksikan ke dalam bumi dengan jarak L dari elektroda A sampai ke titik pusat O. Sedangkan beda potensial sebagai akibat dari penginjeksian arus terukur dengan elektroda M dan N, dimana jarak l dari elektroda N ke titik pusat O Nilai K didapat dari 2 = (2.14) 2 = (2.15) = + (2.16) = ( )( + ) 2 ( ) = [( ) ( ) ] 2 ( ) = [( ) ( ) ] 2 ( ) (2.17) (2.18) (2.19) 2.7. Kondisi Geologi Daerah Penelitian Kabupaten Jombang yang secara geologis berada diantara 112 o dan 112 o BT serta antara 7 o dan 7 o LS. Struktur geologi Kabupaten Jombang didominasi oleh jenis batuan dari hasil gunung api. Berdasarkan jenis batuan, di Kabupaten Jombang termasuk endapan alluvium dan kwarter dari gunung api baik berupa kerikil, pasir, tuff, maupun lempung. Menurut Van Bemmelen, Kabupaten Jombang termasuk dalam Zone Solo dan Zone Kendeng Ridge. Yang termasuk Zone Solo yaitu Jombang bagian selatan (selatan Sungai Brantas. Zone Solo merupakan depresi yang ditumbuhi oleh vulkan-vulkan kuarter. Vulakn kuarter yang ada di Jombang bagian selatan yaitu kompleks Anjasmoro-Arjuno-Kawi-Butak-Welirang-Kelud. Bagian paling tua dalam kompleks ini adalah Gunung Anjasmoro, bahkan tertua pada Zone Solo. Jombang bagian utara (utara Sungai Brantas) termasuk dalam Zona Kendeng Ridge. Secara regional daerah penelitian termasuk ke dalam lingkungan pengendapan dari

21 15 kwarter Gunung Anjasmoro. Secara lokal daerah penelitian didominasi oleh aluvium,endapan lahar, dan batuan gunung api anjasmara tua, beberapa referensi menyebutkan didominasi aluvium endapan dataran terdiri dari kerikil dan pasir dengan sisipan lempung. Gambar 2.9. Peta Geologi Lembar Kediri daerah penelitian skala 1: (PPPG, commit Bandung) to user

22 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian Pengambilan data penelitian telah dilakukan di Kabupaten Jombang, Jawa Timur. Secara geografis, Kabupaten Jombang berada 112 o BT dan 112 o BT serta 7 o LS dan 7 o LS. Pengambilan data berada di Kecamatan Mojowarno, Kecamatan Bareng, Kecamatan Wonosalam, dan Kecamatan Mojoagung. Waktu pengambilan data dimulai pada tanggal 30 November 2011 sampai 5 Desember Pengolahan data penelitian untuk mengetahui potensi air tanah di Kabupaten Jombang dilakukan selama 6 bulan pada Juli 2012 hingga Desember 2012 Lokasi Penelitian Gambar 3.1. Peta administrasi Kabupaten Jombang 16

23 Metode Penelitian Metode yang digunakan adalah metode geolistrik resistivitas. Kegiatan penelitian ini meliputi survei tempat dan pengukuran langsung di titik tersebut. Konfigurasi yang dipakai adalah konfigurasi elektroda schlumberger. Secara berurutan prosedur penelitian ditunjukkan oleh Gambar 3.2. Persiapan alat Pengambilan data sounding diperoleh AB/2, MN/2, V, I,ρ Pengolahan data dengan Software Progress Pemetaan dengan Surfer Peta isoresistivitas berdasarkan kedalaman Ketebalan, kedalaman, ρ sesungguhnya Data sounding Informasi peta geologi Analisa Kesimpulan Data Sumur Bor Gambar 3.2. Bagan metode penelitian Penelitian ini melalui beberapa tahap, yaitu : a. Persiapan Alat Sebelum pengambilan data dipersiapkan dulu peralatan yang digunakan dan survei tempat titik lokasi pengambilan data. Peralatan dicek satu per satu jika ada

24 18 yang kurang lengkap. Sehingga pada waktu pengambilan data di lapangan tidak begitu kebingungan dalam memperbaiki alat. Selain itu persiapan bahan yang dibutuhkan jika terjadi sesuatu di lapangan, seperti kabel terkelupas sehingga membutuhkan selotip. Maka dalam persiapan alat ini harus dipersiapkan dengan matang. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah resistivitimeter merk OYO model 2119C digital McOHM-EL. Menginjeksikan arus dan beda potensial ke dalam bumi digunakan elektroda sebanyak empat buah. Empat buah kabel gulung yang masing-masing panjangnya 400 meter. Meteran empat buah yang masingmasing panjangnya 200 meter. Sumber arus yang dipakai adalah arus searah yaitu satu buah accu 12 V. Menentukan posisi titik yang akan diukur menggunakan GPS (Global Positioning System). Palu lima buah digunakan untuk memukul elektroda ke dalam tanah. HT (Hand Talky) empat buah untuk berkomunikasi. Peralatan tambahan yang lain yaitu multimeter, kalkulator, lembar tabel data, kertas bilog, dan alat tulis. Peralatan yang digunakan ditunjukkan Gambar 3.3. (a) (b) Gambar 3.3. peralatan yang digunakan (a) Seperangkat alat Resistivitimeter. (b) alat tulis, kalkulator, GPS, dan HT b. Pengambilan data Survei tempat dilakukan untuk menentukan titik lokasi yang digunakan untuk pengambilan data. Untuk mengetahui titik yang akan diukur digunakan GPS sebagai penentu titiknya. Yaitu dengan memasukkan koordiant lintang dan bujur yang diperoleh pada peta. Pengukuran menggunakan metode geolistrik

25 19 tahanan jenis dengan konfigurasi elektroda Schlumberger di Kabupaten Jombang, Jawa Timur terdiri dari sepuluh (10) titik sounding. Sepuluh titik tersebut tersebar di empat kecamatan yaitu Kecamatan Mojowarno 6 titik, Kecamatan Mojoagung 1 titik, Kecamatan Bareng 1 titik, dan Kecamatan Wonosalam 2 titik. Kemudian disiapkan alat resistivitimeter, aki, kabel, dan elektroda. Setelah titik lokasi ditemukan kemudian dilakukan pengambilan data dengan membentang kabel ke arah kanan dan kiri sejauh 400 meter. Aki dihubungkan dengan resistivitimeter sebagai sumber arus, kemudian dari resistivitimeter dihubungkan ke kabel gulung. Kabel gulung tersebut yang dipasangkan ke elektroda, dimana elektrodanya sudah ditancapkan ke dalam tanah sesuai dengan lembar tabel data yang sudah disiapkan sebelumnya. Data-data tersebut memiliki jarak elektroda arus (AB/2) mulai dari 1 sampai 400 meter dan jarak elektroda potensial (MN/2) mulai dari 0,3 sampai 30 meter. Jarak elektroda potensial bisa dipakai untuk beberapa kali pengambilan data antar jarak elektroda arusnya. Setiap pengambilan data yang masih belum konsisten nilainya dilakukan pengulangan pengukuran pada titik yang dimaksud. Sehingga akan diperoleh data yang lebih baik. Untuk pengambilan data dilakukan tanggal 30 November 2011 sampai 5 Desember Titik lokasi ditunjukkan pada Gambar 3.4. Gambar 3.4. Titik lokasi pengambilan data

26 20 Tabel 3.1. Letak koordinat titik Pengambilan data No. Titik Nama Desa Koordinat Elevasi (m) 1. B16 Ds. Mancilan (Kec. Mojoagung) 2. B22C Dsn. Ngenden (Kec. Mojowarno) 3. B22C1 Kel. Rejoslamet (Kec. Mojowarno) 4. B22C2 Ds. Mojowarno (Kec. Mojowarno) 5. C12 Ds. Nglebak (Kec. Bareng) 6. C21C Dsn. Mojojejer (Kec. Mojowarno) 7. C21C1 Dsn. Mojoroto (Kec. Mojowarno) 8. C21C2 Ds. Mojowangi (Kec. Mojowarno) 9. D14 Dsn. Pulerejo (Kec. Wonosalam) 10. D+ Ds. Panglungan (Kec. Wonosalam) 07 o 33 39,41 LS 112 o 20 47,04 BT 07 o 36 34,15 LS 112 o 18 23,10 BT 07 o 36 13,04 LS 112 o 19 32,34 BT 07 o 36 7,36 LS 112 o 20 16,83 BT 07 o 39 48,58 LS 112 o 19 26,97 BT 07 o 37 38,37 LS 112 o 18 17,16 BT 07 o 37 47,11 LS 112 o 18 13,11 BT 07 o 37 56,34 LS 112 o 18 8,67 BT 07 o 40 18,50 LS 112 o 22 12,68 BT 07 o 40 29,61 LS 112 o 23 31,53 BT Data yang dicatat dalam lembar tabel data geolistrik adalah arus, beda potensial, dan resistivitas semu. Resistivitas semu diperoleh dengan menghitung nilai beda potensial yang sudah dicatat dikalikan dengan faktor geometri kemudian dibagi arus. Faktor geometri diperoleh ketika pembuatan lembar tabel data dan sesuai dengan konfigurasi yang dipakai. Setelah diperoleh nilai resistivitas semunya, kemudian dimasukkan ke kertas bilog sebagai kontrol nilai resistivitas semu. Kontrol nilai ini dilakukan langsung di lapangan agar diketahui data yang nilainya kurang bagus, sehingga pada waktu itu juga pengambilan data bisa diulang.

27 21 (a) (b) (c) Gambar 3.5. Suasana penganmbilan data (a) Pengoloran meteran dan kabel. (b) Penancapan elektroda (c) Pengukuran dengan Resistivitimter. c. Pengolahan dengan Software Progress Version 3.0 Pengolahan data mengguanakan software Progress Version 3.0. Data yang dimasukkan ke dalam software ini adalah AB/2 dan resistivitas semu yang telah diukur. Hasil pengolahannya berupa data sounding yaitu ketebalan lapisan, kedalaman, dan nilai resistivitas sesungguhnya arah vertikal.

28 22 Gambar 3.6. Hasil pengolahan data d. Pemetaan dengan Software Surfer 10 Dari hasil yang diperoleh pada software Progress Version 3.0, maka dapat dipetakan dengan software surfer 10. Data yang dimasukkan adalah koordinat lintang, bujur, dan nilai resistivitas kedalaman tiap titiknya. Pemetaannya berdasarkan kedalaman yaitu 0-30 meter, meter, dan meter. e. Analisa Tahap selanjutnya analisis hasil pengolahan data dan pemetaan dengan bantuan informasi peta geologi. Peta geologi dari daerah penelitian sangat

29 23 menunjang dan membantu penelitian. Melalui peta geologi akan diperoleh informasi tentang struktur batuan yang menjadi penyusun lapisan batuan daerah tersebut. Selain peta geologi, data sumur bor juga sangat diperlukan, karena sebagai kontrol untuk interpretasi data. f. Kesimpulan Dari hasil pembahsan maka akan diperoleh beberapa kesimpulan yang akan menjawab tujuan. Sehingga dari penarikan kesimpulan ini diketahui bahwa penelitian yang dilakukan menghasilkan apa, apakah berhasil sesuai tujuan.

30 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1. Hasil Penelitian Pengukuran dengan konfigurasi elektroda Schlumberger secara sounding diperoleh nilai tahanan jenis dan kedalaman secara vertikal pada tiap titik yang diukur. Data yang diperoleh pada waktu pengukuran masih resistivitas semu, untuk memperoleh nilai resistiviats sebenarnya maka data tersebut diolah menggunakan Software Progress. Kemudian nilai resistivitas tiap lapisan yang berbeda kedalamannya dipetakan dengan kedalaman tertentu diperoleh interpretasi bawah permukaan. Kedalaman air tanah dapat diketahui dengan membandingkan nilai resistivitas dengan jenis batuannya. Rentang nilai resistivitas hasil pengolahan data lempung 1 10 Ωm, lempung pasiran Ωm, pasir lempungan Ωm, pasir Ωm, serta pasir kerakalan Ωm. IV.1.1. Interpretasi Titik Sounding Titik Sounding (B16) Desa Mancilan Gambar 4.1. Kurva dan Log resistivitas batuan terhadap kedalaman di Ds. Mancilan Kec. Mojoagung 24

31 25 Tabel 4.1. Informasi perlapisan di Ds. Mancilan Kec. Mojoagung Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan Resistivitas Jenis Batuan (m) (Ωm) 1 0,0 0,44 0,44 50,96 Top soil 2 0,44 10,55 10,11 7,2 Lempung 3 10,55 41,44 30,89 19,98 Pasir lempungan 4 41,44 74,09 32,65 6,66 Lempung 5 74,09 80,07 5,98 13,97 Lempung pasiran 6 80,07 85,69 5,62 24,33 Pasir lempungan 7 85,69 100,79 15,1 15,63 Lempung pasiran 8 100,79 129,96 29,17 20,33 Pasir lempungan Desa Mancilan terletak pada koordinat 07 o 33 39,41 LS dan 112 o 20 47,04 BT dengan elevasi 50 meter. Gambar 4.1 hasil pengolahan dengan software Progress didapatkan error 8,8%, sedangkan Tabel 4.1 menunjukkan nilai resistivitas batuan serta pendugaan jenis batuannya. Pendugaan jenis batuan tersebut bedasarkan peta geologi, litologi daerah ini tersusun oleh kerakal-kerikil, pasir, lempung, dan lumpur. Selain itu data sumur bor juga berpangaruh terhadap interpretasi pendugaan jenis batuannya, yang kemudian dihubungkan dengan tabel literatur resistivitas batuan yang sudah ada. Pada hasil tersebut akuifer yang terdeteksi diduga mempunyai nilai resistivitas sekitar 19,98 24,33 Ωm. Pada kedalaman 10,55 m, memiliki resistivitas 19,98 Ωm diduga lapisan batuannya adalah pasir lempungan dengan ketebalan 30,89 m. Lapisan ini diduga adalah lapisan akuifer dangkal. Kedalaman 80,07 m memiliki resistivitas 24,33 Ωm diduga lapisan batuannya pasir lempungan. Lapisan ini diduga adalah lapisan akuifer dalam berpotensi kecil karena ketebalannya 5,62 m. Sedangkan kedalaman 100,79 m memiliki resistivitas 20,33 Ωm diduga lapisan ini berlitologi pasir lempungan. Pada lapisan ini juga terdeteksi akuifer dalam dengan ketebalan 29,17 m dan berpotensi besar.

32 Titik Sounding (B22C) Desa Ngenden Gambar 4.2. Kurva dan Log resistivitas batuan terhadap kedalaman di Desa Ngenden Kec. Mojowarno Tabel 4.2. Informasi perlapisan di Ds. Ngenden Kec. Mojowarno Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan Resistivitas Jenis Batuan (m) (Ωm) 1 0,0 0,40 0,4 41,76 Top soil 2 0,40 0,75 0,35 2,37 Lempung 3 0,75 8,5 7,75 48,74 Pasir 4 8,5 30,33 21,83 69,64 Pasir 5 30,33 36,93 6,6 33,51 Pasir 6 36,93 60,95 24,02 27,84 Pasir lempungan 7 60,95 67,03 6,12 57,70 Pasir 8 67,03 122,90 55,83 46,41 Pasir Desa Ngenden terletak pada koordinat 07 o 36 34,15 LS dan 112 o 18 23,10 BT dengan elevasi 66 meter. Gambar 4.2 hasil pengolahan dengan software Progress didapatkan nilai error 5,8% dan Tabel 4.2 menunjukkan nilai resistivitas batuan serta pendugaan jenis batuannya. commit Berdasarkan to user peta geologi, litologi daerah ini

33 27 tersusun oleh kerakal-kerikil, pasir, lempung, dan lumpur. Akuifer yang terdeteksi mempunyai rentang nilai resistivitas antara 27,84 46,41 Ωm. Pada kedalaman 8,5 meter diduga terdeteksi akuifer berlitologi pasir. Hal ini menunjukkan bahwa daerah ini mempunyai muka air tanah yang dangkal. Hasil pengolahan data bahwa daerah tersebut diduga sebagian besar tersusun oleh pasir. Pada kedalaman 8,5 m ketebalan lapisan pasir sekita 21,83 m, menunjukkan bahwa lapsisan ini merupakan akufer dangkal. Pada kedalaman 67,03 m diduga juga terdeteksi akuifer dengan resistivitas 46,41 Ωm ketebalannya 55,83 m. Ketebalan tersebut menunjukkan bahwa lapisan tersebut merupakan lapisan akuifer dalam dengan potensi besar Titik Sounding (B22C1) Kel. Rejoslamet Gambar 4.3. Kurva dan Log resistivitas batuan terhadap kedalaman di Kel. Rejoslamet Kec. Mojowarno

34 28 Tabel 4.3. Informasi perlapisan di Kel. Rejoslamet Kec. Mojowarno Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan Resistivitas Jenis Batuan (m) (Ωm) 1 0,0 0,41 0,41 26,75 Top soil 2 0,41 2,91 2,5 8,16 Lempung 3 2,91 13,76 10,85 35,34 Pasir 4 13,76 90,48 76,72 31,24 Pasir 5 90,48 118,96 28,48 12,04 Lempung pasiran 6 118,96 143,93 24,97 9,29 Lempung 7 143,93 147,72 3,79 47,44 Pasir 8 147,71 156,32 8,6 43,06 Pasir Kelurahan Rejoslamet terletak pada koordinat 07 o 36 13,04 LS dan 112 o 19 32,34 BT dengan elevasi 54 meter. Gambar 4.3 hasil pengolahan dengan software Progress didapatkan nilai error 2,5% dan Tabel 4.3 menunjukkan nilai resistivitas batuan serta pendugaan jenis batuannya. Berdasarkan peta geologi, litologi daerah ini tersusun oleh kerakal-pasir gunung api, tuf, lempung, dan sisa tumbuhan atau peradaban. Rentang nilai resistivitas 31,24 47,44 Ωm diduga lapisan tersebut adalah pasir yang berpotensi terdapat akuifer. Lapisan tersebut terdeteksi pada kedalaman 2,91 13,76 meter dengan ketebalan 10,85 m. Sedangkan kedalaman 13,76 90,48 m yang diduga terdeteksi akuifer memiliki resistivitas 31,24 Ωm memiliki ketebalan 76,72 m. Diduga pada kedalaman 4 meter sudah dapat ditemukan potensi air yang termasuk muka air tanah. Sesuai dengan catatan pada waktu pengambilan data bahwa daerah tersebut mempunyai kedalaman sumur 4 7 meter. Akuifer terdeteksi pada kedalaman 13,76 meter yang diduga akuifer dangkal. Pada kedalaman 143,93 meter diduga terdeteksi akuifer dengan nilai resistivitas batuannya 47,44 Ωm memiliki ketebalan sekitar 3,79 8,6 m. Ketebalan tersebut berpotensi sebagai akuifer, tetapi kecil.

35 Titik Sounding (B22C2) Desa Mojowarno Gambar 4.4. Kurva dan Log resistivitas batuan terhadap kedalaman Di Desa Mojowarno Kec. Mojowarno Tabel 4.4. Informasi perlapisan di Desa Mojowarno Kec. Mojowarno Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan Resistivitas Jenis Batuan (m) (Ωm) 1 0,0 1,09 1,09 122,96 Top soil 2 1,18 7,15 5,97 79,45 Pasir 3 7,15 12,65 5,5 15,41 Lempung pasiran 4 12,65 18,63 5,98 35,62 Pasir 5 18,63 40,08 21,45 132,62 Pasir kerakalan 6 40,08 57,72 17,64 33,04 Pasir 7 57,72 111,64 53,92 19,75 Pasir lempungan Desa Mojowarno terletak pada koordinat 07 o 36 7,36 LS dan 112 o 20 16,83 BT dengan elevasi 62 meter. Gambar 4.4 hasil pengolahan dengan software Progress didapatkan error 9,1% dan Tabel 4.4 menunjukkan nilai resistivitas batuan serta pendugaan jenis batuannya. Berdasarkan peta geologi, litologi daerah ini tersusun

36 30 oleh breksi gunung api, tuf, lava, dan retas. Pada kedalaman 1,18 7,15 m terdeteksi akuifer dengan nilai resistivitas 79,45 Ωm diduga berlitologi pasir, Lapisan ini mempunyai ketebalan sekitar 5,97 m dan berpotensi memiliki akuifer yang kecil. Kedalaman 18,63 40,08 m memiliki resistivitas sebesar 132,62 Ωm diduga berlitologi pasir kerakalan. Pasir kerakalan merupakan pasir dengan campuran kerakal yang mempunyai porositas sekitar % dan koefisien permeabilitas 0,1 0,01 (Sosrodarsono & Takeda, 1993). Lapisan ini diduga sebagai akuifer dengan ketebalan 21,45 m dan merupakan akuifer dangkal dengan potensi akuifer sedang Titik Sounding (C12) Dusun Nglebak Gambar 4.5. Kurva dan Log resistivitas batuan terhadap kedalaman di Dsn. Nglebak Desa Nglebak Kec. Bareng

37 31 Tabel 4.5. Informasi perlapisan di Dsn. Nglebak Kec. Bareng Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan Resistivitas Jenis Batuan (m) (Ωm) 1 0,0 0,35 0,35 45,97 Top soil 2 0,35 1,54 1,19 8,73 Lempung 3 1,54 8,97 7,43 11,61 Lempung pasiran 4 8,97 16,12 7,15 37,19 Pasir 5 16,12 30,36 14,24 63,48 Pasir 6 30,36 47,15 16,79 26,03 Pasir lempungan 7 47,15 67,79 20,64 27,20 Pasir lempungan 8 67,79 126,88 59,09 36,99 Pasir Dusun Nglebak terletak pada koordinat 07 o 39 48,58 LS dan 112 o 19 26,97 BT dengan elevasi 102 meter. Gambar 4.5 hasil pengolahan dengan software Progress didapatkan nilai error 6,1% dan Tabel 4.5 menunjukkan nilai resistivitas batuan serta pendugaan jenis batuannya. Berdasarkan peta geologi, litologi daerah ini tersusun oleh breksi gunung api, tuf, lava, dan retas. Akuifer terdeteksi mempunyai rentang nilai resistivitas 26,03 63,48 Ωm, dengan akuifer dangkal diduga terdapat pada kedalaman 8,97 16,12 m berlitologi pasir. Lapisan ini memiliki ketebalan 7,43 m dan berpotensi akuifer kecil. Sebagian besar daerah ini disusun oleh lapisan pasir. Pada kedalaman 67,79 126,88 m diduga terdeteksi akuifer dengan resistivitas 36,99 Ωm berlitologi pasir. Lapisan ini memiliki ketebalan 59,09 m berpotensi akuifer besar.

38 Titik Sounding (C21C) Dusun Mojojejer Gambar 4.6. Kurva dan Log resistivitas batuan terhadap kedalaman Di Dsn. Mojojejer Desa Mojowangi Kec. Mojowarno Tabel 4.6. Informasi perlapisan di Dsn Mojojejer Ds. Mojowangi Kec. Mojowarno Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan Resistivitas Jenis Batuan (m) (Ωm) 1 0,0 0,71 0,71 49,69 Top soil 2 0,71 4,50 3,79 6,00 Lempung 3 4,50 17,40 12,9 26,94 Pasir lempungan 4 17,40 24,13 6,73 45,52 Pasir 5 24,13 35,47 11,34 78,56 Pasir 6 35,17 68,42 32,95 7,49 Lempung 7 68,42 83,89 15,47 12,85 Lempung pasiran 8 83,89 130,82 46,93 17,76 Lempung pasiran Dusun Mojojejer terletak pada koordinat 07 o 37 38,37 LS dan 112 o 18 17,16 BT dengan elevasi 72 meter. Gambar 4.6 hasil pengolahan dengan software Progress didapatkan nilai error 4,1% dan Tabel 4.6 menunjukkan nilai resistivitas batuan

39 33 serta pendugaan jenis batuannya. Berdasarkan peta geologi, litologi daerah ini tersusun oleh kerakal-pasir gunung api, tuf, lempung, dan sisa tumbuhan atau peradaban. Kedalaman 4,50 17,40 meter dengan nilai resistivitas 26,94 Ωm diduga sebagai akuifer berlitologi pasir lempungan. Ketebalan lapisan ini adalah 12,9 m. Lapisan di bawahnya memiliki resistivitas 45,52 Ωm berada pada kedalaman 17,40 24,13 diduga lapisan ini berlitologi pasir. Ketebalan lapisan pasir ini sekitar 6,73 m, berpotensi sebagai akuifer, tetapi kecil. Pada kedalaman 35,17 68,42 m mempunyai nilai resistivitas 7,49 Ωm. Lapisan ini diduga lempung dengan ketebalan 32,95 m. Lempung mempunyai porositas yang tinggi yaitu % (Todd, 2005) dibandingkan dengan pasir, tetapi koefisien permeabilitas lempung sangat kecil karena ukuran partikel lempung yang sangat kecil yaitu 0,0001 (Sosrodarsono dan Takeda, 1993). Ukuran butir atau partikel inilah yang membuat lempung kedap air atau lapisan ini adalah lapisan impermeabel Titik Sounding (C21C1) Dusun Mojoroto Gambar 4.7. Kurva dan Log resistivitas batuan terhadap kedalaman Di Dusun. Mojoroto Desa Mojowangi Kec. Mojowarno

40 34 Tabel 4.7. Informasi perlapisan di Dsn. Mojoroto Ds. Mojowangi Kec. Mojowarno Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan Resistivitas Jenis Batuan (m) (Ωm) 1 0,0 1,07 1,07 37,96 Top soil 2 1,07 5,07 4 5,20 Lempung 3 5,07 18,06 12,99 48,03 Pasir 4 18,06 34,45 16,39 23,96 Pasir lempungan 5 34,45 45,67 11,22 34,39 Pasir 6 45,67 53,99 8,32 49,06 Pasir 7 53,99 64,15 10,16 96,75 Pasir kerakalan 8 64,15 149,44 85,29 7,01 Lempung Dusun Mojoroto terletak pada koordinat 07 o 37 47,11 LS dan 112 o 18 13,11 BT dengan elevasi 73 meter. Gambar 4.7. hasil pengolahan dengan software Progress didapatkan nilai error 5,6% dan Tabel 4.7 menunjukkan nilai resistivitas batuan serta pendugaan jenis batuannya. Berdasarkan peta geologi, litologi daerah ini tersusun oleh kerakal-pasir gunung api, tuf, lempung, dan sisa tumbuhan atau peradaban. Kedalaman 5,07 meter diduga terdeteksi akuifer dengan nilai resistivitas 48,03 Ωm dengan litologi daerah tersebut adalah pasir lapisan ini termasuk muka air tanah dangkal. Lapisan ini diduga lapisan akuifer dangkal dengan ketebalan 12,99 meter. Pada kedalaman 18,06 34,45 meter memiliki nilai resistivitas 23,96 Ωm lapisan penyusunnya adalah pasir lempungan yang diduga lapisan akuifer. Pada kedalaman 53,99 64,15 meter memiliki resistivitas 96,75 Ωm, diduga lapisan ini berlitologi pasir kerakalan. Lapisan ini berpotensi akuifer, tetapi berpotensi kecil karena memiliki ketebalan 10,16 meter.

41 Titik Sounding (C21C2) Desa Mojowangi Gambar 4.8. Kurva dan Log resistivitas batuan terhadap kedalaman di Ds. Mojowangi Kec. Mojowarno Tabel 4.8. Informasi perlapisan di Ds. Mojowangi Kec. Mojowarno Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan Resistivitas Jenis Batuan (m) (Ωm) 1 0,0 1,44 1,44 42,51 Top soil 2 1,44 2,16 0,72 1,18 Lempung 3 2,16 11,37 9,21 20,28 Pasir lempungan 4 11,37 24,21 12,84 55,02 Pasir 5 24,21 29,71 5,5 28,55 Pasir lempungan 6 29,71 44,55 14,84 24,89 Pasir lempungan 7 44,55 61,01 16,46 32,97 Pasir 8 61,01 133,71 72,7 6,21 Lempung Desa Mojowangi terletak pada koordinat 07 o 37 56,34 LS dan 112 o 18 8,67 BT dengan elevasi 71 meter. Gambar 4.8 hasil pengolahan dengan software Progress didapatkan nilai error 3,7% dan Tabel 4.8 menunjukkan nilai resistivitas batuan serta pendugaan jenis batuannya. Berdasarkan peta geologi, litologi daerah ini

42 36 tersusun oleh kerakal-pasir gunung api, tuf, lempung, dan sisa tumbuhan atau peradaban. Pada kedalaman 2,16 11,37 meter diduga terdeteksi akuifer dengan nilai resistivitas sebesar 20,28 Ωm yang berupa pasir lempungan, diduga pada kedalaman ini air sudah dapat ditemukan. Ketebalan lapisan ini adalah 9,21 meter berpotensi sebagai akuifer, tetapi kecil. Setelah lapisan tersebut pada kedalamn 11,37 24,21 meter dengan nilai resistivitas 55,02 Ωm litologi batuannya adalah pasir. Ketebalan lapisan ini adalah 12,84 meter, lapisan ini diduga berpotensi sebagai akuifer kecil. Hasil pengolahan, diduga pada kedalaman 4 meter air sudah dapat ditemukan yang merupakan muka air tanah, sedangkan pada kedalaman 44,55 61,01 meter diduga terdapat air tanah dalam mempunyai resistivitas sebesar 32,97 Ωm dengan litologinya pasir. Lapisan ini memiliki katebalan sekitar 16,46 meter dan berpotensi akuifer keci Titik Sounding (D14) Dusun Pulerejo Gambar 4.9. Kurva dan Log resistivitas batuan terhadap kedalaman di Dsn. Pulerejo Kec. Wonosalam

43 37 Tabel 4.9. Informasi perlapisan di Dsn. Pulerejo Kec. Wonosalam Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan Resistivitas Jenis Batuan (m) (Ωm) 1 0,0 0,73 0,73 28,50 Top soil 2 0,73 4,11 3,38 15,95 Lempung pasiran 3 4,11 12,02 7,91 18,11 Lempung pasiran 4 12,02 40,98 28,96 71,85 Pasir 5 40,98 50,01 9,03 3,37 Lempung 6 50,01 54,15 4,14 69,11 Pasir 7 54,15 87,41 33,26 123,64 Pasir kerakalan 8 87,41 134,33 46,92 91,80 Pasir kerakalan Dusun Pulerejo terletak pada koordinat 07 o 40 18,50 LS dan 112 o 22 12,68 BT dengan elevasi 408 meter. Gambar 4.9 hasil pengolahan dengan software Progress didapatkan nilai error 4,8% dan Tabel 4.9 menunjukkan nilai resistivitas batuan serta pendugaan jenis batuannya. Berdasarkan peta geologi, litologi daerah ini tersusun oleh breksi gunung api, tuf, lava, dan retas. Akuifer terdeteksi pada kedalaman 12,02 40,98 meter dengan nilai resistivitas sebesar 71,85 Ωm yang tersusun oleh pasir. Lapisan ini diapit oleh lapisan lempung yang mempunyai nilai resistivitas di bawahnya yaitu 3,37 Ωm dan di atasnya 18,11 Ωm diperkirakan lempung pasiran. Lempung bersifat kedap air, sehingga lapisan yang terapit ini diduga lapisan akuifer tertekan karena berada pada lapisan yang kedap air. Lapisan akuifer ini termasuk akuifer dangkal dengan kedalaman kira-kira 15 meter. Ketebalan lapisan ini sekitar 28,96 meter dan berpotensi akuifer sedang. Lapisan dibawahnya berada pada kedalaman 50,01 meter diduga tersusun oleh pasir dengan resistivitas 69,11 Ωm, ketebalannya sekitar 4,14 meter. Pada kedalaman 54,15 87,41 meter dengan resistivitas 123,64 Ωm terdeteksi akuifer diduga berlitologi pasir kerakalan. Lapisan ini memiliki ketebalan 33,26 meter, karena pada kedalaman tersebut maka lapisan ini termasuk akuifer dalam.

44 Titik Sounding (D+) Desa Panglungan Gambar Kurva dan Log resistivitas batuan terhadap kedalaman di Ds. Panglungan Kec. Wonosalam Tabel Informasi perlapisan di Ds. Panglungan Kec. Wonosalam Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan Resistivitas Jenis Batuan (m) (Ωm) 1 0,0 1,62 1,62 67,95 Top soil 2 1,62 6,71 5,09 71,07 Pasir 3 6,71 15,74 9,03 44,82 Pasir 4 15,74 24,45 8,71 10,28 Lempung 5 24,45 34,49 10,04 18,49 Lempung pasiran 6 34,49 55,57 21,08 16,65 Lempung pasiran 7 55,57 74,83 19,26 32,05 Pasir 8 74,83 132,54 57,71 46,82 Pasir Desa Panglungan terletak pada koordinat 07 o 40 29,61 LS dan 112 o 23 31,53 BT dengan elevasi 408 meter. Gambar 4.10 hasil pengolahan dengan software Progress didapatkan nilai error 10,7% dan Tabel 4.10 menunjukkan nilai resistivitas batuan serta pendugaan jenis batuannya. Berdasarkan peta geologi,

45 39 litologi daerah ini tersusun oleh breksi gunung api, tuf, lava, dan retas. Akuifer terdeteksi pada kedalaman 6 meter dengan lapisan penyusunnya diduga pasir mempunyai rentang nilai resistivitas 44,82 Ωm. Akuifer yang terdeteksi pada kedalaman tersebut termasuk ke dalam muka air tanah, karena pada kedalaman tersebut diduga sudah ditemukan air. Ketebalan lapisan ini sekitar 9,03 meter berpotensi akuifer, tetapi kecil. Kemudian pada kedalaman 55, 57 meter dengan nilai resistivitas 32,05 Ωm diduga terdeteksi akuifer berlitologi pasir. Ketabalan lapisan ini sekitar 19,26 meter, berpotensi akuifer sedang. Terdapat dalam catatan saat pengambilan data bahwa daerah ini dekat dengan sumber air. IV.1.2. Interpretasi Pemetaan Akuifer Hasil pengolahan dapat diketahui kedalaman dan ketebalan lapisan batuan hingga kedalaman m. Pemetaannya berdasarkan kedalaman, mulai dari kedalaman 0 30m, 30 60m, dan 60 90m,. Kemudian dipetakan berdasarkan nilai resistivitas mneggunakan software Surfer, untuk masukan X Bujur Timur, Y Lintang Selatan, dan Z rho pada kedalaman tertentu. Rho yang dimasukkan merupakan rho pada lapisan tersebut yang memiliki potensi akuifer besar. Selain itu litologi batuan juga berpengaruh terhadap besar kecilnya potensi sumber air tanah tersebut. Hasil pengolahan data secara sounding menggunakan Software Progress diperoleh nilai resistivitas sebenarnya, kedalaman, serta ketebalan lapisan tersebut. Nilai resistivitas serta litologi batuannya dapat dilihat sebagai contoh pada Tabel 4.9. dengan nilai resistivitas 3,37 Ωm berlitologi lempung. Sedangkan rentang nilai resistivitas 69,11 71,85 Ωm berlitologi pasir, dengan ukuran partikel 0,02 0,2 mm membuat air lebih banyak tertampung dan koefisien permeabilitas pasir 0,1 0,001 air lebih mudah melewatinya (Seyhan, 1990). Secara umum peta hidrogeologi daerah penelitian hanya mencantumkan warna yang mengidentifikasikan bahwa daerah tersebut memiliki potensi air tanah yang baik maupun kurang baik. Masih kurangnya informasi mengenai kedalaman potensi air tanah khususnya pada daerah penelitian.

46 40 Gambar Peta Indikasi Potensi Air tanah daerah penelitian (Dept. Pekerjaan Umum Kab. Jombang)

47 Pemetaan dengan kedalaman 0 30 meter Gambar Peta kedalaman 0 30 meter Hasil pengolahan data tersebut kemudian dikorelasikan dengan geologi daerah penelitian serta data sumur bor sebagai referensi pendugaan lapisan akuifernya. Berdasarkan nilai resistivitas batuan atau material, tiap lapisan mempunyai nilai resistivitas yang berbeda. Hal tersebut menunjukkan jenis batuan atau material yang ada di bawah permukaan tanah berbeda-beda. Pada peta isoresitivitas diatas menunjukkan nilai resistivitas pada kedalaman yang berbeda, dengan kontur warna persebaran nilai resistivitas yang sama untuk beberapa titik yang warnanya sama. Peta kedalaman 0 30 m menunjukkan distribusi lapisan batuan untuk masing-masing titik yang ditandai dengan warna kuning sebagai titik pengambilan data. Desa Mancilan didominasi commit warna to biru user tua merupakan interpretasi lapisan

48 42 batuan yang mempunyai rentang nilai resistivitas Ωm. Lapisan batuan ini diduga pasir lempungan dengan ketebalan lapisan sekitar 30,89 m. Informasi peta geologi menunjukkan Desa Mancilan didominasi oleh aluvium yaitu kerakal, kerikil, pasir, lempung, dan lumpur. Desa Mojowarno didominasi warna merah merupakan interpretasi lapisan batuan yang mempunyai rentang nilai resistivitas Ωm. Lapisan batuan tersebut diduga pasir kerakalan dengan ketebalan lapisan sekitar 21,45 m. Menurut informasi peta geologi, Desa Mojowarno didominasi oleh batuan gunung api anjasmara tua yaitu breksi gunung api, lava, tuff, dan retas. Sedangkan titik daerah yang berwarna biru sebagian besar didominasi lapisan batuan dengan rentang nilai Ωm. Lapisan batuan ini diduga pasir dengan ketebalan tiap titik yang berbeda-beda. Ketiga lapisan ini mempunyai potensi sebagai penyusun lapisan pembawa air atau akuifer. Batun pasir berpotensi baik sebagai penyusun akuifer daripada batuan pasir lempungan karena batuan pasir mempunyai porositas dan permeabilitas yang tinggi daripada batuan pasir lempungan. Batuan pasir lempungan merupakan bataun pasir yang terdapat sisipan lempung didalamnya. Batuan pasir kerakalan memiliki potensi yang lebih baik sebagai penyusun akuifer karena ukuran butir efektifnya adalah >2 mm. Ukuran butir tersebut lebih besar daripada pasir maupun pasir lempungan, sehingga lebih mudah dalam meloloskan air. Namun, dilihat dari ketebalan lapisan pembawa iar juga berpenagruh terhadap baik tidaknya potensi akuifer tersebut. Ketebalan lapisan pasir lempungan di Dusun Mojoroto dan Desa Mojowangi adalah 16,39 m serta 14,84 m. Ketebalan lapisan pasir di Kelurahan Rejoslamet adalah 76,72 m, Dusun Ngenden 21,83 m, Desa Nglebak 14,24 m, Dusun Mojojejer 11,34 m, Dusun Pulerejo 28,96 m, dan Desa Panglungan 9,03 m. Menurut ketebalan lapisannya, Desa Mancilan dan Dusun Pulerejo mempunyai potensi akuifer yang baik. Namun, Kelurahan Rejoslamet mempunyai potensi akuifer yang sangat baik dan labih besar, karena mempunyai ketebalan yang lebih tebal dari kedua desa tersebut. Desa Panglungan mempunyaipotensi akuifer yang kecil jika dilihat dari ketebalan lapisannya, sedangkan desa dan

49 43 dusun yang lain mempunyai potensi akuifer berdasarkan ketebalannya. Pada Peta Indikasi Potensi Air Tanah Kabupaten Jombang yangdigunakan sebagai acuan, Desa Mancilan dan Dusun Ngenden pada kedalaman dangkal memiliki potensi air tanah yang baik. Kecamatan Mojowarno dan Bareng memiliki potensi air tanah baik / terbatas setempat, sedangkan Kecamatan Wonosalam terbatas setempat. Hasil pemetaannya menunjukkan bahwa Kecamatan Wonosalam mempunyai potensi air tanah yang sedang dan kecil. Sedangkan Kecamatan Mojowarno memiliki potensi air tanah sedang. Hasil tersebut masih sesuai dengan data pada Peta Indikasi Potensi Air Tanah Pemetaan dengan kedalaman meter Gambar Peta kedalaman meter

50 44 Peta m menunjukkan distribusi lapisan batuan. Pada kedalaman m ada daerah yang didominasi warna coklat berada di Desa Mancilan merupakan interpretasi dari lapisan batuan dengan nilai resistivitas 5 10 Ωm. Lapisan batuan ini diduga adalah lempung dengan ketebalan 32,65 m, di Dusun Mojojejer lapisan batuannya diduga adalah lempung karena memiliki nilai resistivitas 7,49 Ωm. Tebal lapisan batuan lempung ini adalah 32,65 m. Namun, pada peta tidak kelihatan distribusinya, dikarenakan jarak dengan titik yang lain sangat denkat sehingga nilai tersebut tidak terdistribusikan dengan baik. Kelurahan Rejoslamet masih pada lapisan yang sama dengan atasnya yaitu pasir, karena ketebalannya 76,72 m. Daerah yang berwarna merah yaitu Dusun Pulerejo memiliki rentang nilai resistivitas Ωm, litologi penyusunnya adalah pasir kerakalan dengan ketebalan lapisan 33,26 m. Dusun Ngenden dan Desa Nglebak memiliki nilai resistivitas Ωm, lapisan ini diduga lapisan batuan pasir lempungan. Masing masing lapisan ini memepunyai ketebalan sebesar 24,02 m dan 20,64 m. Daerah yang didominasi warna biru muda memiliki rentang nilai resistivitas sekitar Ωm, lapisan ini diduga adalah pasir dengan kedalaman tiap titik yang berbeda beda. Ketebalan lapisan batuan pasir di Desa Mojowarno 17,64 m, Dusun Mojoroto 11,22 m, Desa Mojowangi 16,64 m, dan Desa Panglungan 19,26 m. Kelurahan Rejoslamet masih mempunyai sumber potensi akuifer yang besar setelah itu Dusun Pulerejo dan Dusun Ngenden. Sedangkan Desa Mojowarno, Desa Nglebak, Dusun Mojoroto,Desa Mojowangi, dan Desa Panglungan mempunyai sumber potensi akuifer sedang berdasarkan ketebalan lapisannya. Namun, Desa Mancilan dan Dusun Mojojejer bukan merupakan lapisan penyusun akuifer karena batuan lempung mempunyai permeabilitas yang rendah yaitu 0,0001 maka sangat sulit untuk meloloskan air. Lapisan batuan lempung ini disebut juga lapisan kedap air / impermeabel. Peta Indikasi Potensi air tanah menunjukkan Desa Mancilan dan Dusun Ngenden memiliki potensi air tanah yang baik. Kecamatan Mojowarno dan Bareng memiliki potensi air tanah yang baik. Sedangkan Kecamatan Wonosalam

51 45 memiliki potensi air tanah yang baik / terbatas setempat. Menurut pemetaannya Desa Mancilan dan Dusun Mojojejer (Kec. Mojowarno) memiliki potensi air tanah yang kecil, diduga daerah tersebut didominasi oleh lempung dan lempung pasiran. Kecamatan Wonosalam memiliki potensi air tanah sedang di Desa Panglungan, sedangkan Dusun Pulerejo memiliki potensi air tanah yang besar Pemetaan dengan kedalaman meter Gambar Peta kedalaman meter