METODE GEOLISTRIK UNTUK MENGETAHUI POTENSI AIRTANAH DI DAERAH BEJI KABUPATEN PASURUAN - JAWA TIMUR Hendra Bahar Jurusan Teknik Geologi Fakultas Teknologi Mineral dan Kelautan Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya (ITATS) E-mail : hendrabahar@gmail.com Abstrak Kabupaten Pasuruan, khususnya di wilayah Kecamatan Beji merupakan salah satu wilayah yang perkembangan industrinya cukup pesat. Keberadaan industri-industri tersebut tentu saja mengakibatkan peningkatan pemanfaatan air tanah. Metode geolistrik merupakan salah satu cara untuk mengetahui keberadaan air tanah yaitu dengan mengetahui keberadaan akuifer yang menyimpan air tanah. Dengan menggabungkan data hasil geolistrik beserta data-data lain yaitu data hidrologi, tata guna lahan serta kependudukan, maka akan diketahui potensi air tanah yaitu jumlah cadangan airtanah. Akuifer potensial yang ada di daerah Beji adalah batupasir dan lempung pasiran, yang merupakan akuifer bebas (tidak tertekan) dengan jumlah cadangan airtanah hasil analisis sebesar 14.873.454,27 m 3 /tahun. Kata kunci: industri, geolistrik, akuifer. PENDAHULUAN Perkembangan pembangunan di Kabupaten Pasuruan, khususnya di wilayah Kecamatan Beji cukup pesat, salah satunya adalah pembangunan di sektor industri. Keberadaan industri tersebut tentu saja mengakibatkan peningkatan pemanfaatan airtanah, yang apabila tidak dikontrol dapat mengakibatkan degradasi lingkungan yaitu berupa penurunan cadangan air tanah dan akan berdampak bagi keberadaan air tanah untuk keperluan air baku masyarakat di sekitarnya. Maka perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui potensi airtanah yang ada agar keberadaan airtanah dapat diupayakan secara optimal dan berwawasan lingkungan. Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk mengetahui keberadaan akuifer baik vertikal maupun lateral dan untuk mengetahui potensi airtanah berupa jumlah cadangan airtanah dengan menggunakan metode geolistrik serta perhitungan neraca air pada daerah penelitian yaitu di Kecamatan Beji Kabupaten Pasuruan (Gambar 1). Gambar 1. Lokasi daerah penelitian di Kecamatan Beji Kabupaten Pasuruan B- 212
METODE Penelitian ini dilakukan dengan cara pengukuran resistivitas batuan dengan menggunakan alat resistivity meter Naniura NRD 22 S pada 8 (delapan) titik lokasi yang menyebar di Kecamatan Beji Kabupaten Pasuruan (Gambar 2). Gambar 2. Lokasi titik pengukuran resistivitas batuan di Kecamatan Beji Metode geolistrik atau sering disebut sebagai motode tahanan jenis, merupakan salah satu metode geofisika yang dilakukan untuk mengetahui jenis bahan penyusun batuan berdasarkan pengukuran sifat-sifat kelistrikan batuan. Dalam operasionalnya, metode ini digunakan untuk mengetahui dan mengerti hubungan antara besaran yang terukur dengan parameter-parameter yang mendefinisikan stratifikasi tahanan jenis di bawah permukaan. Penelitian dengan menggunakan geolistrik dapat digunakan beberapa macam konfigurasi. Konfigurasi yang umum dipakai adalah metode geolistrik konfigurasi Wenner, konfigurasi Schlumberger dan konfigurasi Dipole-Dipole. Semua konfigurasi tersebut di atas didasarkan pada konfigurasi dasar pengukuran geolistrik, seperti pada Gambar 3 di bawah ini: Gambar 3. Rangkaian dasar pengukuran geolistrik Pengukuran dilakukan dengan menanam atau menancapkan empat elektroda yaitu elektroda potensial (P 1, P 2 ) dan elektroda arus (C 1, C 2 ) ke dalam tanah. Arus listrik (ma) dari power supply dialirkan ke dalam tanah melalui elektroda arus C 1 dan C 2. Hasil dari perbedaan tegangan/beda potensial antara dua elektroda potensial (P 1, P 2 ) yang dihasilkan, dibaca pada alat resistivity meter. B-213
Jika jarak antara dua elektroda arus terbatas, potensial pada titik data (datum point) akan dipengaruhi oleh kedua elektroda arus tersebut, sehingga beda potensial yang dihasilkan P 1 karena arus pada C 1 dan C 2 adalah : P V 1 1 V 2 I 1 1 2 r1 r2 Dengan cara yang sama, didapatkan pula nilai potensial untuk elektroda P 2 yang dipengaruhi oleh C 1 dan C 2 : P 2 V 3 V 4 I 1 1 2 R1 R2 Berdasarkan pendekatan tersebut dihasilkan nilai resistivitas semu () sebagai berikut : 2V 1 (3) I 1 1 1 1 r1 r2 R1 R 2 dimana = w = resistivitas semu Penelitian ini menggunakan konfigurasi Schlumberger. Susunan elektroda konfigurasi Schlumberger disajikan seperti pada Gambar 4 di bawah ini: (1) (2) Gambar 4. Susunan elektroda konfigurasi Schlumberger Dalam konfigurasi Schlumberger, jika disubstitusikan ke persamaan (3) di mana r 1 = R 2 = na dan r 2 = R 1 = a (n+1), maka persamaan resistivitas semu untuk konfigurasi ini dirumuskan sebagai berikut : V w nn 1a (4) I dimana : w = resistivitas semu untuk konfigurasi n ( n 1) a = faktor geometri untuk konfigurasi V = beda potensial (mv) I = besar arus yang dimasukkan ke bumi (ma) Kedalaman yang dicapai dari pengukuran geolistrik dengan menggunakan metode geolistrik konfigurasi Schlumberger adalah ½ dari total bentangan (½ AB), biasanya dilambangkan dengan r. B- 214
Konfigurasi ini dipakai jika alat memiliki sensitifitas yang tinggi. Jarak elektroda arus cukup jauh dari elektroda potensial, sehingga data yang terekam merupakan data yang asli dari injeksi arus yang dilakukan. Untuk mendapatkan nilai resistivitas semu tiap lapisan, elektroda diatur sedemikian rupa sehingga, elektroda arus dan potensial dapat terhubung satu sama lain. Pada prinsipnya semakin jauh bentang antar elektroda, maka semakin dalam pula kedalaman duga yang didapat. Pengolahan data hasil pengukuran geolistrik dilakukan dengan menggunakan software IPI2win dan Progress version 3.0. Hasil pengukuran dibuat grafik dengan absis (x) kedalaman yang dideteksi dan ordinatnya (y) adalah nilai resistivitas semu / apparent resistivity ( a ). Tahap pengolahan dilakukan untuk mendapatkan nilai resistivitas yang sebenarnya (). Berikut adalah hasil pengolahan data geolistrik di daerah penelitian (Gambar 5). GLS-1 GLS-2 GLS-3 GLS-4 GLS-5 GLS-6 GLS-7 GLS-8 Gambar 5. Hasil pengolahan data pengukuran geolistrik Hasil pengolahan data pengukuran geolistrik (Gambar 5) menunjukkan nilai resistivitas batuan yang bervariasi mulai dari 0,18 2025,38 m. Harga yang sangat bervariasi tersebut menunjukkan B-215
keragaman lapisan batuan yang dijumpai sebagai lapisan penyusun di wilayah Kecamatan Beji Kabupaten Pasuruan. Nilai resistivitas bawah permukaan yang diperoleh pada tiap titik pengukuran dikorelasikan untuk mendapatkan penampang bawah permukaan (elektrostratigrafi), yang kemudian dapat mengindikasi adanya akuifer. Posisi akuifer diketahui dari kesebandingan nilai resistivitas di daerah penelitian dengan referensi terkait nilai resistivitas batuan pada umumnya (Tabel 1). Tabel 1. Harga resistivitas batuan menurut Suyono (1978) Harga resistivitas Material (Ohm meter ) Air permukaan 80-200 Airtanah 30-100 Silt-lempung 10-200 Pasir 100-600 Pasir dan kerikil 100-1.000 Batu Lumpur 20-200 Batupasir 50-500 Konglomerat 100-500 Tufa 20-200 Kelompok andesit 100-2.000 Kelompok granit 1.000-10.000 Kelompok chert, slate 200-2.000 Data sekunder yang digunakan antara lain data tata guna lahan, data jumlah penduduk dan data jumlah industri/usaha yang beroperasi di daerah penelitian. Di daerah penelitian juga dilakukan orientasi lapangan dan pengumpulan data primer berupa data geologi dan data hidrogeologi. Metode selanjutnya adalah perhitungan neraca air untuk mengetahui jumlah cadangan air tanah. Neraca air dapat dibagi dalam 3 sistem, yaitu (Gambar 6): 1. Sistem air iklim/atmosfir (Freeze & Cherry, 1979) meliputi variabel: presipitasi, evapotranspirasi, aliran permukaan, dan penambahan airtanah. PPT = ET + RCH + SRO Di mana: PPT = Presipitasi (Precipitation) ET = Evapotranspirasi (Evapotranspiration) RCH = Penambahan air tanah (Groundwater recharge) SRO = Aliran permukaan (Surfacewater runoff) 2. Sistem air permukaan (Freeze & Cherry, 1979) meliputi variabel: air sungai, mataair, dan aliran permukaan. SF = SRO + BF Di mana: SF = Air sungai (Stream flow) SRO = Aliran permukaan (Surfacewater runoff) BF = Mata air (Base flow) 3. Sistem air tanah (Sokolov & Chapman, 1974) meliputi variabel: penambahan airtanah, air konsumtif, mata air, dan aliran airtanah. RCH = BF + WU + TRS Di mana: RCH = Penambahan airtanah (Groundwater recharge) BF = Mata air (Base flow) WU = Air konsumtif (Water use) TRS = Aliran airtanah (Groundwater transfer/storage) B- 216
Gambar 6. Diagram alir perhitungan neraca air PEMBAHASAN Hasil pengolahan data pengukuran geolistrik diinterpretasi litologi penyusun tiap-tiap lokasi dan dibuat menjadi 3 (tiga) penampang untuk dikorelasikan (Gambar 7, 8 dan 9). Gambar 7. Penampang titik GLS-03, GLS-02, GLS-01 dan GLS-08, berarah utara-selatan B-217
Gambar 8. Penampang titik GLS-05, GLS-07, GLS-02 dan GLS-04, berarah barat-timur Gambar 9. Penampang titik GLS-06, GLS-07 dan GLS-08, berarah barat-timur Berdasarkan interpretasi dari hasil korelasi data pengukuran geolistrik diketahui bahwa terdapat 2 (dua) akuifer di lokasi penelitian, yaitu akuifer batupasir dengan kedalaman antara 4,78 49,14 m dan akuifer lempung pasiran dengan kedalaman antara 0,06 24,28 m. Hasil perhitungan neraca air untuk daerah penelitian diketahui sebagai berikut : 1. Sistem air iklim/atmosfir (Freeze and Cherry, 1979) : RCH = 66.636.531,25-5.601.528,59-44.504.549,28 = 16.530.453,38 m 3 /tahun 2. Sistem air permukaan (Freeze and Cherry, 1979) : SF = 44.504.549,28 + 555.348,96 = 45.059.898,24 m 3 /tahun 3. Sistem air tanah (Sokolov and Chapman, 1974) : TRS = 16.530.453,38 555.348,96 9.112.238 = 6.862.866,42 m 3 /tahun B- 218
Jumlah aliran air tanah (TRS) di atas jika ditambahkan dengan pengembalian penggunaan air domestik 85% (3.237.247,95) dan non domestik 90% (4.773.339,90), maka cadangan air tanah di Kecamatan Beji Kabupaten Pasuruan adalah sebesar 14.873.454,27 m 3 /tahun. KESIMPULAN Beberapa kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian adalah sebagai berikut: 1. Hasil pengolahan data pengukuran geolistrik menunjukkan nilai resistivitas batuan yang bervariasi mulai dari 0,18 2.025,38 m. 2. Akuifer yang potensial di daerah penelitian adalah batupasir dan lempung pasiran, yang termasuk akuifer bebas (tidak tertekan). Akuifer batupasir dijumpai pada kedalaman antara 4,78 49,14 m dan akuifer lempung pasiran dijumpai pada kedalaman antara 0,06 24,28 m. 3. Berdasarkan hasil perhitungan neraca air, maka jumlah cadangan airtanah di Kecamatan Beji Kabupaten Pasuruan adalah sebesar 14.873.454,27 m 3 /th. DAFTAR PUSTAKA Freeze, R.A. and Cherry, J.A., 1979, Groundwater, Prentice-Hall Inc., New Jersey. Sokolov, A.A. and Chapman, T.G., 1984, Methods for Water Balance Computations : An International Guide for Research and Practice, The Unesia Press, Paris. Suyono, S., 1978, Hidrologi untuk Pengairan, PT. Pradnya Paramita, Jakarta. B-219