I. PENDAHULUAN
A.Latar Belakang
Pada umumnya air tanah terbentuk karena air permukaan mengalami peresapan ke dalam tanah. Penyebaran air tanah tidak hanya secara vertical, untuk mengetahui penyebaran secara horizontal dapat diketahui melalui penyebaran formasi geologi yang bertindak sebagai akuifer.
Akuifer merupakan lapisan pembawa air (lapisan permeable) yaitu batuan yang mempunyai susunan butiran sedemikian rupa sehingga dapat mengalirkan air yang cukup di bawah permukaan. Sebaliknya lapisan yang kedap air (lapisan impermeable) atau aquielud adalah batuan yang dapat menyimpan air tanah tetapi tidak dapat mengalirkan dalam jumlah yang cukup. Sedangkan batuan yang tidak dapat menyimpan dan mengalirkan air disebut aquifug.
2
Dalam usaha untuk mendapatkan susunan mengenai lapisan bumi, kegiatan penyelidikan melalui permukaan tanah atau bawah tanah haruslah dilakukan agar dapat diketahui ada atau tidaknya lapisan pembawa air (akuifer), ketebalan dan kadalamannya. Meskipun air tanah tidak dapat secara langsung diamati melalui permukaan bumi, penyelidikan permukaan tanah merupakan awal penyelidikan yang cukup penting, paling tidak dapat memberi gambaran mengenai lokasi keberadaan air tanah tersebut. Banyak metode yang dilakukan salah satunya dengan metode konfigurasi Schlumberger (Bisri, 1991).
Penelitian geolistrik ini dimaksudkan untuk menngetahui sistem air tanah di daerah Kab. Prinhsewu. Penelitian geolistrik ini didasarkan pada kenyataan bahwa keberadaan material di bawah permukaan akan mempunyai tahanan jenis yang berbeda apabila dialiri arus listrik. Air tanah mempunyai tahanan jenis lebih rendah daripada batuan mineral (Azhar, dan Handayani., 2003).
Penelitian ini dilakukan di Kabupaten Pringsewu, Kabupaten ini terletak 37 Km sebelah barat Bandar Lampung, ibu kota Provinsi. Kabupaten Pringsewu mempunyai sumber daya alam bahan tambang yang cukup potensial. Terdapat beberapa jenis bahan galian seperti Mangan, Bentonit, Marmer, Biji besi, Silika, Biorit, dan Andesit yang tersebar di beberapa lokasi, termasuk potensi sumber air mineral di Kecamatan Ambarawa yakni air karawang yang sudah terkenal di seluruh Provinsi Lampung. Kecamatan Ambarawa merupakan daerah perbukitan, yang mana daerah tersebut merupakan daerah penghasil air mineral.
B.Tujuan Penellitian
Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini adalah,
(1) Menganalisa sistem air tanah yang terdapat di bukit Karawang, dan (2) Membuat model bawah permukaan potensi air tanah berdasarkan hasil
pengukuran Geolistrik.
C.Manfaat Penelitian
Manfaat dari dilaksanakannya penelitian ini adalah,
(1) Mendapatkan model geologi sistem air tanah di daerah penelitian, dan (2) Sebagai upaya preventif yang dapat dilakukan guna menjaga
keseimbangan ketersediaan air tanah seiring semakin tingginya penggunaan untuk berbagai kepentingan.
D.Batasan Masalah
Untuk keberadaan sistem air tanah di Karawang, kajian di batasi pada,
(1) Analisis memanfaatkan data hasil pengukuran geolistrik di pekon Kabupaten Pringsewu.
(2) Pengolahan data memanfaatkan program IP2WIn. Dan
(3) interprestasi model dikorelasikan dari beberapa data sumur bor dangkal yang ada di daerah penelitian.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Geologi Umum Sekitar Daerah Penelitian
Daerah penelitian termasuk dalam lembar Kotaagung yang terletak di ujung selatan Sumatra, yang mana bagian selatan di batasi oleh Kabupaten Pesawaran dan Kabupaten Tanggamus. Peta dasar berskala 1:250.000 lembar ini, disusun berdasarkan peta “US Army Map Service” (AMS).
Gambar 1. Peta lembar Kota Agung (Amin dkk., 1994)
A.1. Fisiografi
Dataran rendah sepanjang tepian bagian barat, pegunungan dan perbukitan dibagian barat, tengah dan bagian timur laut, perbukitan bergelombang menempati sebagian besar daerah ini, dataran tinggi dan kerucut gunungapi (Gambar 2). Daerah perbukitan bergelombang menempati 70% lembar, terdiri dari sedimen tersier, gunungapi kuarter, batuan terobosan dan sedikit batuan malihan dengan ketinggian beberapa puluh sampai 750m diatas muka laut.
Pada daerah penelitian banyak memilik daerah perbukitan dan dataran rendah, sehingga di daerah tersebut berpotensi memiliki akuifer yang bagus.
Gambar 2. Satuan morfologi lembar Kotaagung (Amin dkk, 1994)
B. Tektonika
6
C. Jenis Batuan Sekitar Daerah Penelitian
Geologi daerah penelitian secara umum terdiri dari batuan urutan kuarter. Jenis- jenis satuan batuan yang ada di daerah penelitian adalah sebagai berikut:
a. Formasi Lampung (Qtl) yang terdiri dari Tuf berbatuapung, batupasir Tuf. b. Komplek Gunung Kasih (Pzg) yang terdiri dari sekis, kuarsit, batu pualam,
dan migmatit.
c. Formasi Menanga (Km) yang terdiri dari serpihan gampingan, batu lempung dan batu pasir, dengan sisipan rijang dan batu gamping.
d. Formasi Aluvium (Qa) yang terdiri dari bongkah, kerakal, kerikil, pasir, lanau, lempung dan lumpur.
e. Formasi Gunung Api Quarter yang terdiri dari breksi, lava, dan tuf bersusunan andesit-basal.
Daerah peneltian berada pada Lembar Kotaagung seperti pada gambar berikut.
Dari gambar diatas dapat disimpulkan bahwa daerah penelitian dominan memiliki jenis batuan Qtl. Di daerah Karawang terjadi perbedaan yang cukup dominan diantara satu tempat dengan tempat lainnya, dimana air disekitar daera tersebut berbeda dengan air di daerah lain.
D. Air Tanah
Air bawah tanah adalah semua air yang terdapat pada lapisan pengandung air
(akuifer) di bawah permukaan tanah, termasuk mata air yang muncul di
permukaan tanah. Air tanah tersimpan dalam suatu wadah (akuifer), yaitu formasi
geologi yang jenuh air yang mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan
meloloskan air dalam jumlah cukup dan ekonomis. Sumber air tanah berasal dari
air yang ada di permukaan tanah (air hujan, air danau) yang meresap ke dalam
tanah/akuifer di daerah imbuhan yang selanjutnya mengalir menuju daerah
lepasan.
8
dan daerah tempat air tanah keluar dinamakan discharge area. Pada daerah penelitian potensi air tanah cukup memungkinkan, dikarenakan di daerah tersebut memiliki banyak sekali perbukitan, yang mana daerah tersebut terdapat daerah rembesan yang cukup tinggi.
Gambar 4. Model penampang air bawah permukaan (Wuryantoro, 2007).
D.1. Sumber air tanah
Air tanah berasal dari bermacam sumber. Air tanah yang berasal dari peresapan air permukaan disebut air meteoric (meteoric water). Selain berasal dari air permukaan, air tanah dapat juga berasal dari air yang terjebak pada waktu pembentukan batuan sedimen. Air tanah jenis ini disebut air konat (connate water).
ini memiliki keadaan yang berbukit-bukit, material penyusunnya merupakan material-material yang memiliki permeabilitas yang cukup tinggi.
Berdasarkan material penyusunnya, maka air tanah dapat dibedakan menjadi 2, yaitu: (1) material lepas (unconsolidated materials), (2) material kompak (consolidated materials). Kira–kira 90 % air tanah terdapat pada material lepas misalnya pasir, kerikil, campuran pasir dan kerikil, dan sebagainya.
D.2. Akuifer
Berdasarkan litologinya, akuifer dapat dibedakan menjadi 4 macam, yaitu: 1. Akuifer bebas atau akuifer tidak tertekan (Unconfined Aquifer)
Akuifer bebas atau akuifer tak tertekan adalah air tanah dalam akuifer tertutup lapisan impermeable, dan merupakan akuifer yang mempunyai muka air tanah. Unconfined Aquifer adalah akuifer jenuh air (satured). Lapisan pembatasnya yang merupakan aquitard, hanya pada bagian bawahnya dan tidak ada pembatas aquitard di lapisan atasnya, batas di lapisan atas berupa muka air tanah. Permukaan air tanah di sumur dan air tanah bebas adalah permukaan air bebas, jadi permukaan air tanah bebas adalah batas antara zona yang jenuh dengan air tanah dan zona yang aerosi (tak jenuh) di atas zona yang jenuh. Akuifer jenuh disebut juga sebagai phriatic aquifer, non artesian aquifer atau free aquifer.
2. Akuifer tertekan (Confined Aquifer)
10
confined aquifer merupakan aquifer jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas dan bawahnya.
3. Akuifer bocor (Leakage Aquifer)
Akuifer bocor dapat didefinisikan suatu akuifer dimana air tanah terkekang di bawah lapisan yang setengah kedap air sehingga akuifer di sini terletak antara akuifer bebas dan akuifer terkekang.
4. Akuifer melayang (Perched Aquifer)
Akuifer disebut akuifer melayang jika di dalam zona aerosi terbentuk sebuah akuifer yang terbentuk di atas lapisan impermeable. Akuifer melayang ini tidak dapat dijadikan sebagai suatu usaha pengembangan air tanah, karena mempunyai variasi permukaan air dan volumenya yang besar. Stratigrafi yang tersusun atas beberapa lapisan batuan akan berpengaruh terhadap akuifer, kedalaman, ketebalan akuifer, serta kedudukan air tanah. Jenis dan umur batuan juga berpengaruh terhadap daya hantar listrik, dan dapat menentukan kualitas air tanah.
hingga confined aquifer, maka air akan memancar ke atas melawan gaya gravitasi bahkan hingga mencapai permukaan tanah. Sumur yang airnya memancar keatas karena tekanannya sendiri disebut sumur artesis (Gambar 5).
Gambar 5. akuifer-akuifer (confine)dan (unconfined)sistem artesis dan permukaan
piezometrik (Wuryantoro, 2007).
E. Hidrologi
Hidrologi merupakan suatu ilmu yang mengkaji tentang kehadiran dan gerakan air di alam. Studi hidrologi meliputi berbagai bentuk air serta menyangkut perubahan-perubahannya, antara lain dalam keadaan cair, padat, gas, dalam atmosfer, di atas dan di bawah permukaan tanah, distribusinya, penyebarannya, gerakannya dan lain sebagainya.
Siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda: 1. Evaporasi/transpirasi - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di
12
permukaan molekul-molekul air memiliki cukup energi untuk melepaskan ikatan molekul air tersebut dan kemudian terlepas dan mengembang sebagai uap air yang tidak terlihat di atmosfir.
2. Infiltrasi/Perkolasi ke dalam tanah - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.
3. Air Permukaan - Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.
III. TEORI DASAR
A. Konsep Umum
Geolistrik ialah suatu metode dalam geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan cara mendeteksinya di permukaan bumi. Pendeteksian ini meliputi pengukuran beda potensial, arus, dan elektromagnetik yang terjadi secara alamiah maupun akibat pengijeksian arus ke dalam bumi (Kanata,dan Zubaidah., 2008).
Azhar dan Handayani (2004) telah melakukan pemodelan berskala laboratorium untuk mengukur tahanan jenis beberapa sampel batubara dari Tambang Air Laya menggunakan konfigurasi Wenner-Schlumberger, dengan dasar pemikiran metode tahanan jenis telah banyak dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan ekplorasi lapisan dangkal. Metoda tahanan jenis merupakan metode geofisika yang dipakai untuk pengukuran tahanan jenis semu suatu medium. Pengukuran dengan konfigurasi schlumberger ini menggunakan 4 elektroda, masing-masing 2 elektroda arus dan 2 elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda tertentu, dapat ditentukan variasi harga hambatan jenis masing-masing lapisan di bawah titik ukur (titik sounding).
Konfigurasi dipole-dipole, dan lain-lain. Masing-masing konfigurasi elektroda di atas memiliki kelebihan dan kekurangan. Oleh karena itu, sebelum dilakukan pengukuran harus terlebih dahulu diketahui dengan jelas tujuannya sehingga kita dapat memilih jenis konfigurasi yang cocok dan efisien untuk digunakan.
B. Potensial Arus di permukaan
Apabila terdapat dua Elektroda arus yang dibuat dengan jarak tertentu seperti gambar 11, potensial pada titik-titik dekat permukaan akan dipengaruhi oleh kedua elektroda arus tersebut.
Gambar 7. Dua pasang elektroda arus dan potensial pada permukaan medium homogen isotropis dengan tahanan jenis ρ (Bahri, 2005)
Potensial pada titik P1 akibat elektroda arus C1 adalah (Reynolds, 1997 dalam Bahri, 2005) :
(1)
16
(2) Sehingga potensial pada titik P1 akibat elektroda arus C1 dan C2 adalah,
(3)
Gambar 8. Pola aliran arus dan bidang ekipotensial antara dua elektroda arus dengan polaritas berlawanan (Bahri, 2005)
Dengan cara yang sama, potensial pada P2 akibat elektroda arus C1 dan C2 adalah,
(4)
Akhirnya, beda potensial antara P1 dan P2 dapat ditulis sebagai,
(5)
Dari besarnya arus dan beda potensial yang terukur maka nilai resitivitas dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
Dengan k adalah factor geometri yang tergantung penempatan elektroda di permukaan.
Gambar 9. Bentuk susunan elektroda pada survey geolistrik tahanan jenis (Bahri, 2005)
Gambar 9 memperlihatkan elektroda yang digunakan pada penelitian ini dengan factor geometri
Resistivitymeter biasanya memberikan nilai resistansi R = V/I sehingga nilai resistivitas dapat dihitung dengan persamaan (6).
18
C. Sifat Listrik dalam Batuan
Aliran arus listrik di dalam batuan dan mineral dapat di golongkan menjadi tiga macam, yaitu konduksi secara elektronik, konduksi secara elektrolitik, dan konduksi secara dielektrik.
C.1. Konduksi secara elektronik
Konduksi ini terjadi jika batuan atau mineral mempunyai banyak elektron bebas sehingga arus listrik di alirkan dalam batuan atau mineral oleh elektron-elektron bebas tersebut. Aliran listrik ini juga di pengaruhi oleh sifat atau karakteristik masing-masing batuan yang di lewatinya. Salah satu sifat atau karakteristik batuan tersebut adalah resistivitas (tahanan jenis) yang menunjukkan kemampuan bahan tersebut untuk menghantarkan arus listrik. Semakin besar nilai resistivitas suatu bahan maka semakin sulit bahan tersebut menghantarkan arus listrik,begitu pula sebaliknya. Resistivitas memiliki pengertian yang berbeda dengan resistansi (hambatan), dimana resistansi tidak hanya bergantung pada bahan tetapi juga bergantung pada faktor geometri atau bentuk bahan tersebut, sedangkan resistivitas tidak bergantung pada faktor geometri.
Jika di tinjau suatu silinder dengan panjang L, luas penampang A, dan resistansi R, maka dapat di rumuskan:
(9)
Di mana secara fisis rumus tersebut dapat di artikan jika panjang silinder konduktor (L) dinaikkan, maka resistansi akan meningkat, dan apabila diameter silinder konduktor diturunkan yang berarti luas penampang (A) berkurang maka resistansi juga meningkat. Di mana ρ adalah resistivitas (tahanan jenis) dalam Ωm. Sedangkan menurut hukum Ohm, resistivitas R dirumuskan :
(10)
Sehingga didapatkan nilai resistivitas (ρ)
(11)
Namun banyak orang menggunakan sifat konduktifitas (σ) batuan yang
merupakan kebalikan dari resistivitas (ρ) dengan satuan mhos/m
(12)
Di mana J adalah rapat arus (ampere/m 2 ) dan E adalah medan listrik (volt/m).
C.2. Konduksi secara elektrolitik
20
Menurut rumus Archie :
(13)
di mana ρ eadalah resistivitas batuan, φ adalah porositas, S adalah fraksi pori-pori yang berisi air, dan ρ w adalah resistivitas air. Sedangkan a, m, dan n adalah konstanta. M disebut juga faktor sementasi. Untuk nilai n yang sama, schlumberger menyarankan n = 2.
C.3.Konduksi secara dielektrik
Konduksi ini terjadi jika batuan atau mineral bersifat dielektrik terhadap aliran arus listrik, artinya batuan atau mineral tersebut mempunyai elektron bebas sedikit, bahkan tidak sama sekali. Elektron dalam batuan berpindah dan berkumpul terpisah dalam inti karena adanya pengaruh medan listrik di luar, sehingga terjadi poliarisasi.
D. Resistivitas Batuan
Dari semua sifat fisika batuan dan mineral, resistivitas memperlihatkan variasi harga yang sangat banyak. Pada mineral-mineral logam, harganya berkisar pada 10−8 Ωm hingga 107 Ωm. Begitu juga pada batuan-batuan lain, dengan komposisi yang bermacam-macam akan menghasilkan range resistivitas yang bervariasi pula. Sehingga range resistivitas maksimum yang mungkin adalah dari 1,6 x 10-8 (perak asli) hingga 1016Ωm (belerang murni).
Secara umum berdasarkan harga resistivitas listriknya, batuan dan mineral dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu :
Konduktor baik : 10-8< ρ < 1Ωm
Konduktor pertengahan : 1 < ρ < 107Ωm
Isolator : ρ > 107Ωm
Air tanah secara umum berisi campuran terlarut yang dapat menambah kemampuannya untuk menghantar listrik, meskipun air tanah bukan konduktor yang baik Variasi resistivitas material bumi ditunjukkan sebagai berikut:
Tabel 1. Variasi Material Bumi (Batuan) (Telford, 1974).
Bahan Resistivitas (Ωm)
Udara ~
Pirit 3x10-1
Galena 2x10-3
Kwarsa 4x1010 s.d. 2x10-14 Kalsit 1x1012 s.d. 1x1013 Batuan Garam 30 s.d 1x1013
Mika 9x1012 s.d. 1x1014 Basalt 10 s.d. 1x107 Batuan Gamping 50 s.d. 1x107 Batuan Pasir 1 s.d. 1x108 Batuan Serpih 20 s.d 1x103 Dolomit 102 s.d. 104
Pasir 1 s.d. 103 Lempung 1 s.d. 102 Air Tanah 0,5 s.d 3x102
22
E. Permeabilitas dan Porositas
Keadaan material bawah tanah sangat mempengaruhi aliran dan jumlah air tanah. Jumlah air tanah yang dapat disimpan dalam batuan dasar, sedimen dan tanah sangat bergantung pada permeabilitas. Permeabilitas merupakan kemampuan batuan atau tanah untuk melewatkan atau meloloskan air. Air tanah mengalir melewati rongga-rongga yang kecil, semakin kecil rongganya semakin lambat alirannya. Jika rongganya sangat kecil, akan mengakibatkan molekul air akan tetap tinggal. Kejadian semacam ini terjadi pada lempung. Secara kuantitatif permeabilitas diberi batasan dengan koefisien permeabilitas. Banyak peneliti telah mengkaji problema permeabilitas dan mengembangkan beberapa rumus. Rumus Fair dan Hatch (1933) dapat dipandang sebagai sumbangan yang khas.
Perumusan tersebut adalah sebagai berikut:
sekunder. Porositas primer adalah porositas yang ada sewaktu bahan tersebut terbentuk sedangkan porositas sekunder dihasilkan oleh retakan-retakan dan alur yang terurai. Pori-pori merupakan ciri batuan sedimen klastik dan bahan butiran lainnya. Pori berukuran kapiler dan membawa air yang disebut air pori. Aliran melalui pori adalah laminer. Kapasitas penyimpanan atau cadangan air suatu bahan ditunjukkan dengan porositas yang merupakan perbandingan volume rongga (Vv) dengan volume total batuan (V ), yang dirumuskan sebagai berikut:
% 100
x v v n v
(15)
dimana n adalah porositas (%), VV adalah volume rongga (cm3), dan V adalah volume total batuan (gas, cair, dan padat (cm3).
Porositas merupakan angka tak berdimensi biasanya diwujudkan dalam bentuk %. Umumnya untuk tanah normal mempunyai porositas berkisar antara 25% sampai 75% sedangkan untuk batuan yang terkonsolidasi (consolidated rock) berkisar antara 0 sampai 10%. Material dengan diameter kecil mempunyai porositas besar, hal ini dapat dilihat dari diameter butiran material. Porositas pada material seragam lebih besar dibandingkan material beragam (well graded material).
24
F. Kelistrikan
Dalam mempelajari metode geolistrik, sebaiknya disinggung terlebih dahulu hukum-hukum kelistrikan yang berlaku. Oleh karena itu, akan dijelaskan dasar-dasar kelistrikan yang berlaku secara umum. Salah satu sifat muatan listrik adalah adanya dua jenis muatan yang menurut perjanjiannya diberi nama muatan positif dan muatan negatif. Interaksi antara kedua muatan adalah sebagai berikut: dua muatan yang sejenis (kedua-duanya positif atau negatif) saling tolak-menolak, sedangkan dua muatan yang tidak sejenis akan saling tarik-menarik.
F.1. Hukum Couloumb
dinamakan muatan sumber. Sekarang muatan uji q dimasukkan kembali ke dalam ruangan tersebut, maka padanya akan bekerja suatu gaya yang disebut gaya Couloumb, dan keadaan ini dikatakan bahwa ruangan tersebut mempunyai medan listrik. Medan listrik q yang ditimbulkan oleh muatan sumber Q adalah,
r
Medan listrik merupakan besaran vektor yang besarnya dapat dihitung dari persamaan tersebut, sedangkan arahnya jika muatan Q positif maka arah medan listrik meninggalkan sumber, kebalikannya bila muatan sumber Q negatif maka arah medan listriknya menuju sumber.
F.3. Potensial Listrik
Energi potensial listrik suatu muatan didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan tersebut dari titik tak berhingga ke titik muatan tersebut berada.
26
F.4. Hukum Ohm
Hukum Ohm memberikan gambaran hubungan antara besarnya potensial listrik (V), kuat arus (I), dan besarnya tahan jenis atau penghantar R, yang dapat
merupakan besaran yang menunjukkan karakteristik suatu bahan
penghantar. Besaran ini adalah besaran skalar yang biasa disebut sebagai
Satuannya adalah 1/Ohm meter. Kebalikan dari konduktivitas adalah resistivitas atau biasa disebut dengan tahana jenis bahan.
r
dengan satuan Ohm meter, maka dapat dituliskan sebagai berikut,
J
E (26)
persamaan ini dikenal sebagai hukum Ohm. Berdasarkan hukum Ohm, hubungan
antara kerapatan arus listrik J dengan medan listrik E, dan konduktivitas medium yang dinyatakan sebagai:
JE (27)
Untuk medan listrik E adalah medan konservatif, maka dapat dinyatakan dalam bentuk gradien potensial V sebagai,
V
E (28)
sehingga rapat arus listrik J dapat dinyatakan oleh,
V
J (29)
apabila tidak terdapat sumber muatan yang terakumulasi pada daerah regional, maka,
untuk medium homogen isotropis, maka adalah konstanta skalar dalam ruang vector, sehingga persamaan (30) menjadi,
0
2
V (31)
karena simetri bola, potensial hanya sebagai fungsi jarak r dari sumber, selanjutnya persamaan dapat dinyatakan sebagai,
28
penyelesaian persamaan tersebut dapat dilakukan dengan integral atau dengan persamaan diferensial. Dengan mengintegralkan dua kali kita peroleh,
B
listrik mempunyai nilai berbanding terbalik dengan jarak dari titik sumber.
G. Konsep Resistivitas Semu
Pada metode resistivitas ini diasumsikan bahwa bumi bersifat homogen isotropis. Dengan asumsi ini, resistivitas yang terukur merupakan resistivitas sebenarnya dan tidak bergantung pada ekektroda. Pada kenyataannya, bumi ini terdiri dari lapisan-lapisan dengan yang berbeda-beda, sehingga potensial yang
terukur merupakan pengaruh dari lapisan-lapisan tersebut. Maka harga resistivitas yang terukur bukan merupakan harga resistivitas untuk satu lapisan saja, hal ini
adalah beda potensial (Volt), dan I adalah kuat arus (Ampere).
ditinjau terdiri dari dua lapisan dengan resistivitas berbeda (ρ1 dan ρ2) dianggap medium satu lapis homogen yang mempunyai satu harga resistivitas, yaitu
resistivitas semu ρa dengan konduktansi masing-masing lapisan, a 1 2
Gambar 12. Konsep resistivitas semu pada medium berlapis (Bahri, 2005).
H. Geolistrik Tahanan Jenis
Geolistrik merupakan alat yang dapat diterapkan untuk beberapa metode geofisika, prinsip kerja metode ini adalah mempelajari aliran listrik di dalam bumi dan cara mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi pengukuran potensial, arus, dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara alamiah maupun akibat injeksi arus ke dalam bumi (buatan) (Wuryantoro, 2007).
Dari sekian banyak metode geofisika yang diterapkan dalam geolistrik, metode tahanan jenis adalah metode yang paling sering digunakan. Metode ini pada prinsipnya bekerja dengan menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi melalui dua elektroda arus sehingga menimbulkan beda potensial. Beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda potensial (Reynold, 1997).
ρ1
ρ2
30
Hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda yang berbeda dapat digunakan untuk menurunkan variasi harga tahanan jenis lapisan dibawah titik ukur (sounding point).
IV. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari sampai April 2012, bertempat di daerah Karawang, Kecamatan Ambarawa, Kab. Pringsewu. Sedangkan pengolahan dan interpretasi data dilakukan di Laboratorium Geofisika Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung.
B. Peralatan Penelitian
Peralatan yang akan digunakan dalam penelitian ini antara lain: (1) Resistivity meter,
(2) Dua buah elektroda potensial, (3) Dua buah elektroda arus,
(4) Dua gulung kabel (elektroda arus), (5) Dua gulung kabel (elektroda potensial), (6) Dua buah palu untuk menanamkan elektroda, (7) Baterai kering (Accu) 24 volt,
(8) 1 buah GPS Garmin, (9) 3 buah HT (Handie Talkie),
(10) Alat tulis (pensil dan buku catatan), (11) Komputer,
32
C. Pengamatan Geologi dan Pendugaan Geolistrik
Penelitian sistem air tanah yang terbentuk di daerah karawang dilakukan melalui pendugaan geolistrik dengan konfigurasi Schlumberger dan Wenner. Pada konfigurasi Schlumberger ini elektroda-elektroda potensial diam pada suatu tempat pada garis sentral AB, sedangkan elektroda-elektroda arus digerakkan secara simetri keluar dalam langkah-langkah tertentu dan sama. Pemilihan konfigurasi ini didasarkan atas prinsip kemudahan baik dalam pengambilan data maupun dalam analisisnya.
C.1. Pengamatan
Dalam penelitian ini, pengamatan dilakukan dengan tujuan : 1).Mengamati berbagai variasi material permukaan,
2).Mengkaji sisipan-sisipan material tertentu dan kaitannya dengan pembentukan lapisan geologi.
C.2. Pendugaan Geolistrik
Telaah geologi bawah permukaan dan kemungkinan keberadaan akuifer dulakukan melalui pendugaan Geolistrik. Teknik yang digunakan adalah pengukuran 1D yang bertujuan untuk mendapatkan perubahan nilai Rho terhadap keadaan pada banyak titik amat.
C.2.1. Teknik Pengambilan Data
b). Konfigurasi Wenner. Dalam metode Wenner memang tidak terlalu sulit, namun kebanyakan setiap penentuan akuifer kurang berpengaruh, dikarenakan metode ini lebih cocok untuk mengetahui keadaan geologi bawah permukaan.
c). (Azhar, dan Handayani., 2004) Konfigurasi Wenner-Schlumberger, dipilih dengan dasar pemikiran metode tahanan jenis telah banyak dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan ekplorasi lapisan dangkal. Dengan metode ini kita dapat dengan mudah menentukan air tanah.
C.2.2. Pengolahan Data
Untuk mendapatkan nilai dan ketebalan perlapisan dilakukan melalui pemodelan menggunakan Program IP2Win. Dengan metode ini pemodelan bawah permukaan lebih mudah ditentukan, karena pada pemodelan ini yang digunakan adalah nilai Rho dari setiap lapisan. Sehingga dapat ditentukan letak akuifernya. Pengolahan data ini dipilih agar dalam penentuan akuifer lebih meyakinkan.
C.2.3. Penafsiran
34
D. Cara Kerja
Data yang diperlukan unruk menentukan sistem air tanah yang terdapat di bukit Karawang meliputi:
a. Pada Konfigurasi Schlumberger jarak antara dua elektron (AB/2) adalah 300m-400m.
b. Pada konfigurasi wenner sebelumnya digunakan jarak antara kedua elektron (AB/2) adalah 225m.
D.1. Metode Analisis dan Interpretasi Data
E. Diagram Alir Penelitian
Gambar 13. Diagram alir penelitian. Mulai
Data Lapangan
ΔV, I, K
Pengolahan Data
Interpretasi dan Analisis
Kesimpulan
Selesai
Informasi geologi
Pemodelan 2D Pengambilan Data konfigurasi
48
VI. SIMPULAN DAN SARAN
A.Simpulan
Setelah dilakukan akusisi data di lapangan dan dengan hasil pengamatan sumur bor di daerah sekitar, dilengkapi dengan hasil pengolahan dalam bentuk 3D dan 2D, dapat ditarik kesimpulan bahwa. Daerah penelitian yang memiliki lapisan akuifer dengan ketebalan antara 10-15 meter dan kedalaman antara 30-60 meter.
B.Saran
Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, peneliti menyarankan untuk,
ANALISIS AKUIFER AIR TANAH DAERAH KARAWANG BERDASARKAN DATA GEOLISTRIK TAHANAN JENIS
(Skripsi)
Oleh
RIDO SETIAWAN
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG
ANALISIS AKUIFER AIR TANAH DAERAH KARAWANG BERDASARKAN DATA GEOLISTRIK TAHANAN JENIS
Oleh
RIDO SETIAWAN
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA SAINS
Pada Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG
1. Tim Penguji
Ketua : Prof. Drs. Suharno, M.S., M.Sc., Ph.D. ____________
Sekretaris : Rustadi, S.Si., M.T. ____________
Penguji
Bukan Pembimbing : Dr. Ahmad Zaenudin, M.T. ____________
2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Prof. Suharso, Ph.D.
NIP. 19690530 199512 1 001
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah dilakukan orang lain, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini sebagaimana disebutkan dalam daftar pustaka, selain itu saya menyatakan pula bahwa skripsi ini dibuat oleh saya sendiri.
Apabila pernyataan saya ini tidak benar, maka saya bersedia dikenai sangsi sesuai dengan hukum yang berlaku.
Bandar Lampung, Januari 2013
Judul skripsi : ANALISIS AKUIFER AIR TANAH DAERAH KARAWANG BERDASARKAN DATA GEOLISTRIK TAHANAN JENIS
Nama Mahasiswa : Rido Setiawan
NPM : 0617041065
Jurusan : Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
MENYETUJUI
1. KOMISI PEMBIMBING
Prof. Drs. Suharno, M.S., M.Sc., Ph.D. Rustadi, S.Si., M.T. NIP. 196207171987031002 NIP. 197205111997031002
2. KETUA JURUSAN FISIKA
ABSTRACT
REGIONAL GEOLOGICAL ANALYSIS THROUGH MEASUREMENT KARAWANG GEOELECTRIC
BY
RIDO SETIAWAN
Aquifer is a water bearing layer (layer permeable) the arrangement of rocks that have grains in such a way that it can drain enough water beneath the surface. The research was conducted in the District Pringsewu, District Ambarawa. Data processing is performed at the Geophysical Laboratory of the University of Lampung using Software IP2Win and CorelDraw. From the processing of the data obtained in the form of 3D modeling and 2D. From the results of the 3D and 2D data processing can be concluded that the study area is a rocky area with aquifer levels are so small.
ABSTRAK
ANALISIS GEOLOGI DAERAH KARAWANG MELALUI PENGUKURAN GEOLISTRIK
Oleh
RIDO SETIAWAN
Akuifer merupakan lapisan pembawa air (lapisan permeable) yaitu batuan yang mempunyai susunan butiran sedemikian rupa sehingga dapat mengalirkan air yang cukup di bawah permukaan. Penelitian ini dilakukan di Kabupaten Pringsewu, Kecamatan Ambarawa. Pengolahan data dilakukan di Laboratorium Geofisika Universitas Lampung menggunakan Software IP2Win dan CorelDraw. Dari hasil pengolahan data didapatkan pemodelan dalam bentuk 3D dan 2D. Dari hasil pengolahan data 3D dan 2D dapat disimpulkan bahwa daerah penelitian merupakan daerah berbatuan dengan tingkat akuifer yang begitu kecil.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kecamatan Bukit kemuning, Kabupaten Lampung utara, Provinsi Lampung pada tanggal 09 November 1988. Penulis merupakan putera sulung dari 2 bersaudara pasangan Bapak Satiri dan Ibu Novi susiana. S.Pd. Penulis pertama kali mengenyam pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri 5 Bukit kemuning dan menyelesaikannya pada tahun 2000, setelah itu dilanjutkan ke jenjang lanjutan tingkat pertama di SMP Negeri 1 Bukit kemuning diselesaikan pada tahun 2003, dan menyelesaikan Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 1 Bukit kemuning tahun 2006. Pada tahun 2006 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Fisika di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).
pernah menjadi asisten praktikum untuk Mata Kuliah Fisika Dasar. Selain itu, penulis juga aktif dalam kegiatan survei dan akuisisi data lapangan untuk metode geofisika, serta kegiatan-kegiatan lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
MOTTO
Jadikanlah hari ini menjadi lebih baik dari hari kemarin, dan
jadikanlah hari esok lebih baik dari hari ini.
Janganlah kau meniru yang terbaik dari orang lain, tetapi
jadikanlah dirimu labih baik dari orang tersebut.
Sabar dan rendah hati merupakan kunci dari kesuksesan.
“Ilmu yang berguna adalah Ilmu yang bermanfaat
bagI orang laIn”
Sayangi orang tua mu,,
PERSEMBAHAN
Dengan ketulusan dan kerendahan hati, skripsi ini aku persembahkan untuk
kedua orangtua ku yaitu, Bapak Satiri dan Ibu Novi Susiana yang telah
memberi dan mengawasi ku serta selalu mengingatkan ku dalam bentuk
apapun sehingga aku dapat menyelesaikan pendidikan ku ini. Untuk adik ku
Irma Yuliani, Siti Willi yana, Nur Baitinah dan Salma raniah yang sangat aku
cintai,,, untuk paman dan bibi ku, om Ujang dan ce’Evi yang selalu member
dukungan moril maupun materi, dan untuk seluruh keluarga ku tercinta.
Untuk teman-teman seperjuanganku di Fisika yang telah memberi sensasi
dalam pergaulan di kampus, untuk semua kakak tingkat serta adik tingkat
jurusan fisika, terimakasih untuk semuanya.
Dan tidak lupa pula yang nyangkut di hati ku yaitu Susi Erviana yang selalu
menyemangati ku….
SANWACANA
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang masih melimpahkan rahmat, karunia, dan hidayah-Nya kepada kita semua. Semoga kita semua senantiasa mendapatkan kasih sayang dari Allah di dunia dan di akhirat. Shalawat serta salam semoga senantiasa kita sanjungkan kepada referensi terbaik umat Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat, dan Insya Allah juga tercurah kepada kita semua selaku umat islam.
Skripsi ini berjudul, “ANALISIS AKUIFER AIR TANAH DAERAH KARAWANG BERDASARKAN DATA GEOLISTRIK TAHANAN JENIS”.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains di Jurusan Fisika FMIPA Unila.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, diantaranya:
1. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.S., M.Sc., Ph.D. selaku pembimbing I yang telah memberikan banyak hal dan ilmu, serta guru spiritual untuk penulis selama menjadi mahasiswa.
skripsi.
4. Bapak Arif Surtono, M.Si. M.Eng selaku dosen pembimbing akademik yang telah memotivasi penulis.
5. Ibu Dr. Yanti Yulianti, MSi selaku Ketua Jurusan Fisika FMIPA Unila, dan seluruh dosen fisika FMIPA.
6. Bapak (Satiri.), Ibu (Novi Susiana), serta adik-adikku (Irma yuliani, Siti williyana, Nur Baitinah dan Salma Raniah) yang aku sayangi.
7. Untuk Paman dan bibi ku yang selalu me nyemangatiku ( Ujang williyandi dan Ce’Evi).
Untuk, Pak Kasdino, Mas Ahmad, Mas Salam, terima kasih atas bantuan yang telah banyak diberikan selama ini.
9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah banyak membantu dalam penyusunan skripsi ini.
Mudah-mudahan kritik dan saran dari berbagai pihak tetap menjadi bagian dalam diri dan keseharian penulis agar senantiasa terpelihara dari sifat sombong dan tinggi hati. Semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi para pembaca.
Bandar Lampung, Januari 2013 Penulis,
