PENENTUAN LITOLOGI DAN RESAPAN AIR BAWAH TANAH DI GERBANG UNIVERSITAS RIAU KELURAHAN SIMPANG BARU KECAMATAN TAMPAN KOTA PEKANBARU

PENENTUAN LITOLOGI DAN RESAPAN AIR BAWAH TANAH DI GERBANG UNIVERSITAS RIAU KELURAHAN SIMPANG

BARU KECAMATAN TAMPAN KOTA PEKANBARU

REPOSITORY

OLEH

Surya Adi Santoso NIM: 1403114443

PROGRAM STUDI S-1 FISIKA JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS RIAU

2021

Penentuan Litologi dan Resapan Air Bawah Tanah di Gerbang Universitas Riau Kelurahan Simpang Baru Kecamatan Tampan

Kota Pekanbaru

Surya Adi Santoso, Juandi*

Program S1 Fisika FMIPA- Universitas Riau

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau, Pekanbaru, Riau, 28293, Indonesia.

*suryaadisantoso6@gmail.com ABSTRACT

Groundwater is one of the best water resources for clean water, which can be used to meet the needs of people's lives, such as household, irrigation, and industrial needs.

Based on the theory that changes in land use will have an impact on groundwater absorption. This study aims to see and analyze underground water absorption around the gate of the University of Riau using the geoelectric method of the Schlumberger configuration. Based on the results of measurements of resistivity values and groundwater infiltration in the Gate area of Riau University, Simpang Baru, Tampan, Pekanbaru, Riau, it is interpreted for the soil layer obtained with resistivity values ranging from 235.38 to 595.66 ohm meters with a depth of obtained up to 35 meters, and for the interpretation of lithological layers, namely clay, distribution of gravel, sandstone, and sand and gravel. The underground water infiltration value obtained from the calculation results is that for the clay layer is 13.42 m/year, the gravel distribution layer is 13.42 m/year, the sandstone layer is 40.27 m/year and the sand and gravel layer is 40.27 m/year.

Keywords : Underground Water, Groundwater Infiltration, Geoelectric Method, Schlumberger Configuration.

ABSTRAK

Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang paling baik untuk air bersih, yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan hidup masyarakat, seperti kebutuhan rumah tangga, irigasi dan industri. Berdasarkan teori bahwa perubahan fungsi lahan akan berdampak pada resapan air tanah. Penelitian ini bertujuan untuk melihat dan menganalisa resapan air bawah tanah di sekitaran gerbang Universitas Riau dengan menggunakan metode geolistrik konfigurasi Schlumberger. Berdasarkan hasil pengukuran nilai resistivitas dan resapan air bawah tanah di kawasan Gerbang Universitas Riau, Kelurahan Simpang Baru, Kecamatan Tampan, Kota Pekanbaru, Provinsi Riau di interpertasikan untuk lapisan tanah yang di dapatkan dengan nilai resistivitas berkisar antara lain 235.38 – 595.66 ohm meter dengan kedalaman yang didapatkan sampai 35 meter, dan untuk interpertasi litologi lapisan yaitu lempung, sebaran kerakal, batu pasir serta pasir dan kerikil. Nilai resapan air bawah tanah yang di dapatkan dari hasil perhitungan adalah untuk lapisan lempung adalah 13.42 m³/tahun, lapisan sebaran kerakal adalah 13.42 m³/tahun, lapisan batu pasir 40.27 m³/tahun dan lapisan pasir dan kerikil adalah 40.27 m³/tahun.

Kata kunci : Air Bawah Tanah, Resapan Air Tanah, Metode Geolistrik, Konfigurasi Schlumberger.

1. PENDAHULUAN

Air bawah tanah merupakan air yang terdapat di dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah permukaan tanah. Terbentuknya air tanah sangat bergantung dari peranan formasi geologi atau akuifer suatu daerah (Chay, 2007). Ketersediaan air tanah di setiap daerah jika ditinjau dari distribusinya tidak selalu sama, ada daerah dengan potensi air sangat besar tetapi ada pula yang potensinya sangat kecil serta tergantung besar kecilnya curah hujan.

Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang paling baik untuk air bersih, yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan hidup masyarakat, seperti kebutuhan rumah tangga, irigasi dan industri.

Berdasarkan teori bahwa perubahan

fungsi lahan akan berdampak pada resapan air tanah. Pengambilan air tanah melalui sumur-sumur air bersih akan mengakibatkan lengkung penurunan muka air tanah (depression cone). Keseimbangan baru dapat terjadi jika laju pengambilan air tanah lebih kecil dari pengisian oleh air hujan pada daerah resapan (Hutasoit, 2009).

Muka air tanah umumnya tidak horizontal tetapi lebih kurang mengikuti permukaan topografi.

Apabila tidak ada hujan maka muka air di bawah bukit akan menurun perlahan- lahan sampai sejajar dengan lembah, namun hal ini tidak terjadi karena hujan akan mengisi recharge. Daerah dimana air hujan meresap kebawah precipitation sampai zona saturasi dinamakan daerah rembesan (recharge).

Air bersih menjadi fraksi paling

sedikit dari semua jenis air di bumi.

Hampir 70 persen wilayah di bumi tertutup oleh air, namun hanya 2,5 persen dari air tersebut yang masuk kategori air bersih. Bahkan hanya 1 persen saja dari jumlah total air bersih tersebut mudah didapat, sisanya sulit didapat karena terjebak dalam gletser dan bongkahan salju. Permasalahan air di dunia hanya 0,007 persen saja dari keseluruhan air di bumi yang dapat memenuhi kebutuhan dari 6.8 milyar penduduk bumi (Driscoll dan Fletcher, 1987). Kekurangan air dapat disebabkan oleh daya resap lahan terhadap air. Kawasan yang tidak dapat menyerap air dengan baik akan mengalirkan limpasan air dipermukaan tanah langsung menuju sungai dan laut tanpa didahului proses penyerapan air ke dalam tanah. Hal ini berdampak pada berkurangnya volume air tanah sehingga pengambilan air tanah tidak dapat maksimal. Selain faktor alam, penyerapan air juga dipengaruhi faktor manusia. Banyak daerah vegetasi dijadikan area terbangun yang menyebabkan daya resap air berkurang. Daerah aliran sungai sebagai penyangga air tanah juga tidak dapat berfungsi dengan baik apabila kawasan resapan airnya rusak.

Penelitian ini bertujuan untuk melihat dan menganalisa resapan air bawah tanah di sekitaran gerbang Universitas Riau dengan menggunakan metode geolistrik konfigurasi Schlumberger.

2. TINJAUAN PUSTAKA

Air bawah tanah dapat didefinisikan sebagai semua air yang terdapat dalam ruang batuan dasar atau aliran yang secara alami mengalir ke permukaan tanah melalui pancaran atau

rembesan. Kebanyakan air bawah tanah berasal dari hujan, air hujan yang meresap ke dalam tanah menjadi bagian dari air tanah, ada yang mengalir di permukaan bumi (run off) dan ada yang meresap ke bawah permukaan bumi (infiltration). Air tanah dapat ditemukan pada pori batuan sedimen, lipatan dan celah batuan keras, dan gua karst (Driscoll dan Fletcher, 1987).

Proses terjadinya air bawah tanah (siklus hidrologi) adalah suatu rangkaian proses yang terjadi dengan air yang terdiri dari penguapan, presipitasi, infiltrasi dan pengaliran keluar, penguapan terdiri dari evaporasi dan transpirasi.

Gambar 1. Siklus Hidrologi (Soemarto,1987)

Daerah resapan air adalah daerah tempat meresapnya air hujan kedalam tanah yang menjadi air tanah. Daerah resapan disebut sebagai daerah yang menjadi arah aliran air tanah menjauhi permukaan, daerah ini sangat penting dalam mengestimasi sumber air bawah tanah dan penentuan daerah konservasi daerah resapan.

Perhitungan resapan air bawah tanah mempertimbangkan sifat fisik dari batuan dan sifat fisik dari tanah yang terdapat di lokasi penelitian.

Besarnya resapan ini dapat dihitung dengan persamaan (1) (Binnie dan

Partners,1984).

R = Pc x A x Cr (1) Dimana R = Resapan air bawah tanah (m3/tahun), Pc = Curah hujan tahunan (mm), A = Luas ruang terbuka hujan (m2), Cr = Koefisien resapan (%)/

Metode geolistrik ialah metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan cara mendeteksi permukaan bumi (Hendrajaya dan Arif, 1990). Hasil pengukuran arus listrik untuk setiap jarak elektroda potensial yang berbeda dapat diperoleh suatu variasi harga resistivitas struktur di bawah titik ukur.

Interpretasi harga resistivitas biasanya dilakukan dengan menggunakan asumsi model bumi berlapis-lapis horizontal dan homogeniso tropis.

Bahan yang memiliki resistivitas semakin besar akan mempersulit arus listrik yang akan mengalir. Nilai tahan jenis beberapa jenis batuan dan mineral seperti ditampilkan pada Tabel 1 dan Tabel 2 berikut:

Tabel 1. Nilai resistivitas sebagai material – material bumi (Telford, 1990)

Material Resistivity (Ohm Meter)

Air (Udara) 0

Aluvium 10 – 800

Batu Pasir

(Sandstones)

200 – 8000

Pasir (Sand) 1 – 1000

Lempung (Clay) 1 – 100 Air Asin (Sea Water) 0,2 Kerikil Kering (Dry

Grapel)

600 – 10000 Kerikil (Grapel) 100 – 600

Tabel 2. Resistivity dari jenis batuan, mineral dan bahan cairan kimia (Nandi, 2010)

Material Resistivity (Ohm Meter)

Granite 5 x 10³ - 10⁶

Basalt 10³ - 10⁶

Slate 6 x 10² – 4 x 10⁷ Marble 10² – 2,5 x 10⁸ Quartzite 10² – 2,5 x 10⁸ Sandstone 8 – 4 x 10³

Shale 20 – 2 x 10²

Limestone 50 – 4 x 10²

Clav 1 – 100

Alluvium 10 – 800

Groundwater (Fresh Water)

10 – 100

Sea Water 0,2

Iron 9,407 x 10^-8

0,01 M Potassium chloride

0,708 0,01 M Sodium

chloride

0,843 0,01 M Acetic acid 6,13

Xylene 6,998 x 10¹⁶

Gambar 2. Skema konfigurasi schlumberger

3. METODE PENELITIAN

Metodologi yang digunakan pada penelitian ini yaitu metode eksperimen menggunakan metode geolistrik konfigurasi schlumberger.

Kelebihan dari metode geolistrik

konfigurasi Schlumberger dibanding menggunakan konfigurasi lain adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya non-homogenitas lapisan buatan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda MN/2, lokasi pengambilan data berada di gerbang universitas Riau.

Prosedur penelitian dengan pengukuran menggunakan metode geolistrik aturan Schlumberger adalah sebagai berikut:

1. Menggunakan panjang lintasan yang diteliti.

2. Menentukan titik tengah dari panjang lintasan sebagai titik acuan dimulainya pengukuran.

3. Menghubungkan kabel-kabel pada elektroda arus dan elektroda potensial dan menghubungkannya pada alat resistiviti meter.

4. Menginjeksikan elektroda arus dan elektroda potensial sedalam 15 cm.

5. Mengatur jarak elektroda yakni, jarak elektroda potensial (MN) adalah sebesar dua meter dan jarak elektroda arus (AB) adalah sebesar 8 Meter.

6. Hubungkan alat resistivity meter ke Accu, kemudian catat hasil awalnya.

Pindahkan masing-masing elektroda arus sejauh 4 Meter dan masing-masing elektroda potensial sejauh 1 Meter sampai dengan panjang batangan yang diukur selesai.

7. Lakukan pengambilan data di titik selanjutnya dengan langkah yang pada titik pertama dengan mengatur spasi antara elektroda arus dan elektroda potensial.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN Data dan Analisa Resistivitas dan

Struktur Litologi

Data yang diukur di lapangan untuk setiap titik pengukuran memiliki Panjang lintasan sejauh 150 meter di Gerbang Universitas Riau dengan alat resistivitas yang terdiri dari parameter arus dan beda potensial. Kemudian data dikonversikan menjadi resistivitas semu dan hasilnya diolah dengan menggunakan Software Progress.

Gambar 3. Interface Pengolahan Data menggunakan progres

Hasil perhitungan dan pengolahan data dengan software Progress untuk Metode Schlumberger diperoleh nilai RMS-error sebesar 8.6462 % dengan kedalaman lapisan yang terbaca software progress sampai 25 meter dan pemodelan distribusi nilai hambatan jenis material di bawah permukaan di sepanjang lintasan seperti pada Gambar 3.

Tabel 3. Tabel Hasil Pengelolahan Data Lapisan

Kedalaman (meter)

Nilai Resisti- vitas (ohm meter)

Jenis Batuan

Ketebalan (meter)

0 – 3.17 235.38 Lempung 3.17 3.17 –

15.40

546.86 Sebaran kerakal

12.23 15.40 –

25.00

608.48 Batu Pasir 9.6 25.00 –

35.00

595.66 Pasir dan kerikil

10.00

Gambar 4. Model Resapan Air Bawah Tanah

Gambar 4 merupakan model dari resapan air bawah tanah dimana nilai resapan merupakan hasil dari persamaan (1) berdasarkan data kedalaman, jenis batuan dan nilai resistivitas pada Tabel 3.

Adapun hasil perhitungan nilai resapan air bawah tanah berdasarkan hasil pengukuran data geolistrik di lintasan 1 di tunjukan pada tabel 4 yaitu sebagai berikut :

Tabel 4. Tabel Hasil Resapan Air bawah tanah

Kedalam an (m)

Luas Area (m²)

Koefi sien Resap an (%)

Jenis Batuan

Nilai Resapan (m³/tahun)

0 – 3.17 7500 5 Lempung 13.42 3.17 –

15.40

7500 5 Sebaran Kerakal

13.42

15.40 – 25.00

7500 15 Batu Pasir 40.27

25.00 – 35.00

7500 15 Pasir dan kerikil

40.27

Jumlah 107,38

5. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengukuran nilai resistivitas dan resapan air bawah tanah di kawasan Gerbang Universitas Riau, Kelurahan Simpang Baru,

Kecamatan Tampan, Kota Pekanbaru, Provinsi Riau di interpertasikan untuk lapisan tanah yang di dapatkan dengan nilai resistivitas berkisar antara lain 235.38 – 595.66 0hm meter dengan kedalaman yang didapatkan sampai 35 meter, dan untuk interpertasi litologi lapisan yaitu lempung, sebaran kerakal, batu pasir serta pasir dan kerikil.

Nilai resapan air bawah tanah yang terdapat di sekitar gerbang Universitas Riau yang di dapatkan dari hasil perhitungan adalah untuk lapisan lempung adalah 13.42 m³/tahun, lapisan sebaran kerakal adalah 13.42 m³/tahun, lapisan batu pasir 40.27 m³/tahun dan lapisan pasir dan kerikil adalah 40.27 m³/tahun.

6. REFERENSI

Binnie and Partners. 1984. Applied hydrogeologi, Third edition, Prentice Hall Englewood Cliffs: New Jersey.

Chay, Asdak. 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

Driscoll and Fletcher, G., 1987.Groundwater and Wells, Jhonson Division:

St. Paul inessota.

Hendrajay, Lilik dan Idham, Arif., 1990. Geolistrik Tahanan Jenis, Monografi: Metode Eksplorasi, Bandung:

Laboratorium Fisika Bumi, ITB.

Hutasoit, N. 2009. Skripsi. Penentuan

Umur Simpan Fish Snack (Produk Ekstrusi) Menggunakan Metode Akselerasi dengan Pendekatan Kadar Air Kritis dan Metode Konvensional. Institut Pertanian Bogor: Bogor.

Nandi, 2010. Handous Geologi Lingkungan Materi:

Batuan, Mineral dan Batubara. Bandung: UPI Soemarto, C.D.1987. Hidrologi

Teknik. Usaha Nasional:

Surabaya.

Telford, M. W., L. P. Geldard, R. E.

Sheriff, & D. A. Keys.

1990. Applied

Geophysics. London:

Cambridge University Press.