1
PENENTUAN KEDALAMAN AKUIFER BEBAS DENGAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK KONFIGURASI SCHLUMBERGER
Muhammad Hafis
1, Juandi
2, Gengky Moriza
31
Mahasiswa Program S1 Fisika FMIPA-UR
2
Dosen Jurusan Fisika FMIPA-UR
3
Staff Dinas Pertambangan dan Energi Pekanbaru
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru, 28293, Indonesia
E-mail:
Muhammadhafis08@gmail.com ABSTRACT
A research has been conducted to determine the depth of unconfined aquifer in the Village Maharatu Marpoyan Damai District Pekanbaru City in two dimensions using geoelectrical method of Schlumberger configuration. Based on the results of measurements and data processing, there a four layers of the earth's surface. The first layer has a resisitivity value of 90.7 Ωm to 97.1 Ωm with thickness of 3.9 meters to 6.5 meters. This layer is interpreted as a soil cover layer consisting of a mixture of clay and sandy soil. The second layer has a value of 127.3 Ωm resisitivity to 209.3 Ωm with a thickness of 4.3 meters to 11.1 meters. This layer is interpreted as sand. The third layer has a value of 209.0 Ωm resisitivity with thickness 5.6 meters to 19.6 meters. There is layer of sandstone that can store and release water. This layer is interpreted as sand and gravel containing fresh water. This layer is unconfined aquifers located at a depths of 8.2 m up to 17.6 m. The fourth layer resisitivity value 3999.0 to 5092 Ωm and it is a clay layer that is difficult to pass water.
Keywords: Geoelectric, Aquifer, Resistivity, Schlumberger.
ABSTRAK
Penelitian telah di lakukan untuk menentukan kedalaman akuifer bebas di Kelurahan
Maharatu Kecamatan Marpoyan Damai Kota Pekanbaru secara dua dimensi dengan
menggunakan metode geolistrik konfigurasi Schlumberger. Berdasarkan hasil
pengukuran dan pengolahan data diperoleh empat lapisan permukaan bumi. Lapisan
pertama mempunyai nilai resisitivitas dari 90.7 Ωm sampai 97.1 Ωm dengan ketebalan
lapisan 3.9 meter sampai 6.5 meter. lapisan ini diinterpretasikan sebagai lapisan tanah
penutup yang terdiri dari campuran tanah lempung dan pasiran. Lapisan kedua
mempunyai nilai resisitivitas 127.3 Ωm sampai 209.3 Ωm dengan ketebalan 4.3 m
sampai 11.1 meter. Lapisan ini di interpretasikan sebagai pasir. Lapisan ketiga
mempunyai nilai resistivitas 209.0 Ωm sampai 284.9 Ωm dengan ketebalan 5.6 meter
sampai 19.6 meter. Lapisan ketiga merupakan lapisan batu pasir yang dapat menyimpan
dan meloloskan air. Lapisan ini di interpretasikan sebagai pasir dan kerikil yang
2
mengandung air tawar. Lapisan ini merupakan akuifer bebas yang terletak pada kedalaman 8.2 meter samapai 17.6 meter. Lapisan keempat nilai resistivitasnya 3999.0 Ωm sampai 5092.1 Ωm merupakan lapisan lempung yang sulit meloloskan air.
Kata kunci : Geolistrik, Akuifer, Resistivitas, Schlumberger PENDAHULUAN
Air tanah adalah sejumlah air di bawah permukaan bumi yang dapat dikumpulkan dengan sumur – sumur, dapat juga disebut aliran yang secara alami mengalir kepermukaan tanah melalui pancaran atau rembesan (Bouwer, 1978). Pemamfaatan air tanah merupakan upaya untuk memenuhi kebutuhan air dimasa sekarang dan yang akan datang, serta merupakan alternatif yang terbaik apabila air di permukaan sudah tidak mencukupi.
Ekploitasi air untuk kebutuhan hidup semakin meningkat dengan meningkatnya jumlah penduduk, aktivitas industri, pertanian, maupun aktivitas rumah tangga, sedangkan potensi air permukaan semakin langka dan tidak lagi dapat memenuhi kebutuhan tersebut baik dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut maka digunakan air tanah, namun karena perubahan lingkungan, pengisian air tanah terus menurun, akibatnya energi untuk memperoleh air semakin meningkat, biaya hidup semakin mahal dan daya saing ekonomi semakin melemah.
Usaha yang dapat dilakukan untuk mengetahui ketersediaan potensi air-tanah dan persebarannya, salah satu usaha adalah melakukan survei dengan menggunakan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger
, dari beberapa konfigurasi elektroda pada metode geolistrik, konfigurasi Schlumberger menjadi pilihan terbaik dikarenakan jangkauannya yang paling dalam (Barker, 2001).
Penyelidikan air tanah dilakukan untuk memperkirakan tempat air tanah, kedalaman antara muka pembentukan (kerikil, pasir, dan lain lain), penylidikan air tanah dapat dilakukan dari permukaan tanah (Ersin, 1990). Masyarakat pada umumnya dalam memenuhi kebutuhan air bersih, meraka membuat sumur untuk mengambil air dibawah permukaan bumi. Sumur tersebut dibuat secara tradisional, yaitu membuat lubang hingga menjangkau titik resapan air dengan menggunakan cangkul atau alat bor tanah. Untuk itu perlu di lakukan penelitian yang dapat mengetahui faktor-faktor yang terkait dengan kedalaman air tanah menjadi semakin penting untuk dilakukan, dengan mengetahui faktor-faktor tersebut dapat dilakukan pengendalian pengambilan air tanah.
Metode yang biasa digunakan pada pengukuran resistivitas secara umum yaitu dengan menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi dengan menggunakan dua elektroda arus (A dan B), dan pengukuran beda potensial dengan menggunakan dua elektroda tegangan (M dan N).
Besarnya arus dan tegangan untuk setiap perubahan jarak elektroda arus dan elektroda potensial dicatat untuk berbagai pengukuran. Hasil yang diperoleh selanjutnya di interpretasikan untuk memperoleh data kedalaman akuifer bebas di Kelurahan Maharatu Kecamatan Marpoyan Damai Kota Pekanbaru.
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui letak dan
kedalaman akuifer bebas di Kelurahan Maharatu Kecamatan Marpoyan Damai Kota
Pekanbaru. Penelitian ini hanya untuk mengetahui letak dan kedalaman akuifer bebas di
Kelurahan Maharatu Kecamatan Marpoyan Damai dengan menggunakan metode
3
Geolistrik konfigurasi schlumberger. Pengambilan data di Kelurahan Maharatu Kecamatan Marpoyan Damai Kota Pekanbaru di lakukan sebanyak lima titik.
METODE PENELITIAN
Metode penelitian ini adalah metode eksperimen. Tahap pertama pengambilan data dilapangan dengan menggunakan peralatan geolistrik dan tahap kedua dilakukan pengolahan data dengan menggunakan software VES vers. 1.3 forward modelling and inversion of schlumberger resisitivity soundings Seperti bagan alir penelitian dibawah ini :
Gambar 1. Diagram alir penelitian
Pengukuran pengambilan data Geolistrik Schlumberger dilakukan dengan cara alat dihubungkan pada elektroda elektroda yang dipancangkan dengan meletakkan alat resistivitas ditengah tengah pengaturan elektroda arus dan elektroda potensial. Susunan elektroda Schlumberger dalam pelaksanaan di lapangan adalah mengatur jarak antara masing masing elektroda, dimana elektroda potensial MN/2 selalu ditempatkan diantara elektroda arus AB/2 demikian seterusnya sampai titik pengukuran pengambilan data pada line A-B berkisar 138 meter. Spasi elektroda MN/2 1 meter akan dilakukan pada pengukuran ±46 meter dimulai dari jarak AB/2 4 meter dengan perpindahan 3 meter.
setelah tahap pengambilan data dilakukan maka tahap selanjutnya adalah tahap
pengolahan data. Pengolahan data dimulai dari menghitung nilai faktor geometri (K)
dengan menggunakan persamaan dibawah ini:
4
2
) (
2−
2= L
K π
(1)
Tanah yang homogen isotropik (terdiri dari satu lapisan) jika diukur resisitivitasnya akan mempunyai harga tahanan jenis yang konstan dan merupakan nilai tahanan jenis yang sebenarnya, tetapi dialam tidak pernah dijumapai tanah yang homogen isotropik. Hasil ρ akan berbeda untuk tiap pengukuran, sehingga resistivitas yang diperoleh dari pengukuran di permukaan bukan merupakan resistivitas yang sebenarnya melainkan harga rata – rata resisitivitas lapisan bawah permukaan.
Resistivitas yang demikian dikenal sebagai resistivitas semu (apparent resistivity) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
ρ
a = K 𝑉𝑉𝐼𝐼
(2)
Nilai resisitivitas semu yang terhitung bukanlah nilai resistivitas yang sebenarnya, untuk mendapatkan resisitivitas yang sebenarnya, nilai resisitivitas semu yang terukur diinversikan dengan program komputer VES. Proses pemodelan dilakukan dengan menghubungkan nilai-nilai resistivitas batuan yang memiliki tahanan jenis yang relatif sama berdasarkan interpretasi dua dimesi dan informasi geologi yang telah diketahui. Besarnya arus dan tegangan untuk setiap perubahan jarak elektroda arus dan elektroda potensial dicatat untuk berbagai pengukuran.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengambilan data yang belum konsisten dilakukan pengulangan pengukuran, sehingga akan didapatkan data yang lebih baik Data yang di peroleh dari pengukuran di lapangan yaitu nilai kuat arus dan beda potensial. Berdasarkan nilai arus dan beda potensial maka diperoleh nilai resistivitas semu di hitung dengan menggunakan persamaan (2). Data resistivitas semu tersebut kemudian diolah dengan menggunakan program VES vers. 1.3 forward modelling and inversion of schlumberger resisitivity soundings. Hasil yang diperoleh dengan program VES akan menampilkan lapisan – lapisan tanah, ketebalan lapisan dan nilai resistivitas. Hasil pengolahan data tersebut menunjukkan nilai resisitivitas yang sebenarnya (true resistivity).
Hasil pengolahan data pengukuran tahanan jenis menggunakan metode
geolistrik konfigurasi Schlumberger, maka diperoleh nilai tahanan jenis bawah
permukaan bumi dilokasi penelitian yang ditampilkan pada Gambar 2 sampai gambar 6
di bawah ini:
5
Gambar 2. Hasil pengolahan data geolistrik di Kelurahan Maharatu dengan konfigurasi elektroda Schlumberger titik pertama
Gambar 3. Hasil pengolahan data geolistrik di Kelurahan Maharatu dengan konfigurasi elektroda Schlumberger titik kedua
Gambar 4. Hasil pengolahan data geolistrik di Kelurahan Maharatu dengan konfigurasi
elektroda Schlumberger titik ketiga
6
Gambar 5. Hasil pengolahan data geolistrik di Kelurahan Maharatu dengan konfigurasi elektroda Schlumberger titik keempat
Gambar 6. Hasil pengolahan data geolistrik di Kelurahan Maharatu dengan konfigurasi elektroda Schlumberger titik kelima
Hasil pengolahan data dengan progaram VES dapat digunakan sebagai bahan
acuan untuk membuat penampang dua dimensi secara manual. Hasil penampang dua
dimensi dapat digunakan sebagai bahan untuk interpretasi data selanjutnya. Sebaran
titik pengukuran geolistrik di usahakan dapat mewakili daerah penelitian, sehingga
informasi yang diperoleh dapat memberikan deskripsi yang lengkap tentang daerah
penelitian. Penelitian di Kelurahan Maharatu telah di lakukan pengukuran sebanyak
lima titik. Hasil pngolahan data pengukuran geolistrik resistivitas konfigurasi
Schlumberger di Kelurahan Maharatu diinterpretasi litologi penyusun tiap – tiap lokasi
pengukuran dapat dibuat penampang untuk dikorelasikan seperti Gambar dibawah ini:
7
Gambar 7. Korelasi penampang hidrologi hasil identifikasi geolistrik
Gambar korelasi penampang tahanan jenis dua dimensi diatas menunjukkan di lokasi penelitian terdapat empat lapisan. Lapisan pertama nilai resistivitasnya 90.7 sampai 97.1 Ωm dengan ketebalan 3.9 sampai 6.5 meter, lapisan ini merupakan lapisan paling atas atau lapisan tanah penutup yang merupakan campuran lempung dan pasiran.
Lapisan kedua nilai resistivitasnya 127.3 sampai 209.3 Ωm dengan ketebalan 4.3 sampai 11.1 meter, dengan nilai tahanan jenis tersebut diinterpretasikan sebagai pasir.
Pada titik kedua dan keempat terlihat permukaan air tanah yang sedikit berubah karena pada lapisan kedua terdapat air permukaan. Hal ini di sebabkan karena daerah tersebut merupakan dataran rendah dan terdapat sebuah anak sungai. Lapisan ketiga nilai resisitivitasnya 209.0 sampai 284.9 Ωm dengan ketebalan 5.6 sampai 19.6 meter lapisan ini di interpretasikan sebagai pasir dan kerikil yang mengandung air tawar, lapisan ini merupakan akuifer bebas. Lapisan keempat nilai resistivitasnya lebih besar dari 3999.0 sampai 5092.1 Ωm, lapisan ini merupakan lapisan paling dalam yang didapat dari pengukuran yang telah dilakukan, lapisan ini merupakan batuan dasar atau bedrock.
Interpretasi dari sofware VES menunjukkan bahwa di Kelurahan Maharatu terdapat empat lapisan batuan. Litologinya berupa lempung berpasir, pasir, pasir dan kerikil yang mengandung air tawar, dan bedrock atau batuan dasar. Lapisan pertama merupakan tanah penutup berupa lempung berpasir dengan ketebalan lapisan rata – rata 5.5 meter. Lapisan kedua berupa pasir dengan ketebalan lapisan rata – rata 7.46 meter.
Lapisan ketiga merupakan akuifer bebas berupa pasir dan kerikil yang mengandung air
tawar dengan ketebalan lapisan rata rata 13.34. Lapisan keempat merupakan lapisan
batuan dasar atau bedrock. Akuifer bebas di Kelurahan Maharatu terdapat pada lapisan
ke tiga dengan nilai resistivitasnya 209 .0 Ωm sampai 284.9 Ωm lapisan ini
diinterpretasikan sebagai pasir dan kerikil yang mengandung air tawar yang berupa
akuifer bebas dengan kedalaman berkisar antara 8.2 meter sampai 17.6 meter.
8
