PENENTUAN POTENSI AIR TANAH DENGAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS DI KECAMATAN TELUK MENGKUDU
KABUPATEN SERDANG BEDAGAI SUMATERA UTARA
Sutia Ningsih (409240033)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola aliran air tanah, kedalaman akuifer dan berapa besar potensi air tanah yang terdapat di bawah permukaan daerah kecamatan Teluk Mengkudu Kabupaten Serdang Bedagai berdasarkan analisa nilai resistivitasnya dengan menggunakan metode geolistrik Schlumberger.
Metode yang digunakan adalah metode geolistrik Schlumberger, didasari dengan hukum Ohm untuk mengetahui nilai resistivitas jenis perlapisan pada tiap lapisan permukaan bumi. Penelitian ini dilakukan dengan mengambil 3 lintasan. Lintasan 1 dan 2 sebanyak 32 elektroda dengan panjang lintasan 155 m dan lintasan 3 sebanyak 16 elektroda dengan panjang lintasan 75m. Jarak tiap-tiap elektroda adalah 5 meter. Data pengukuran di lapangan berupa beda potensial dan arus dapat digunakan untuk menghitung harga resistivitas semu (Apparent Resistivity) yang diperoleh dengan alat geolistrik (Resistivity meter). Kemudian data yang diperoleh dibuat gambar model penampang dua dimensi dengan menggunakan software Res2Dinv untuk menampilkan penampang kontur nilai resistivitas perlapisan batuan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa daerah potensi air tanah memiliki nilai resistivitas yang bervariasi yaitu sekitar 0,660 Ωm sampai dengan 850 Ωm pada lintasan 1 potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman 3,19 m dan ketebalan 5.91 m. Lintasan ke 2 resistivitasnya 0,446 Ωm sampai dengan 14,3 Ωm potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman 1,25 m dan ketebalan 5,13 m. Lintasan 3 resistivitasnya 1,11 Ωm sampai dengan 25,9 Ωm potensi air tanah berada pada kedalaman1,25 m dan ketebalan 3,8 m. Potensi air Tanah di daerah yang diteliti pada lintasan 1 dan 2 lebih besar daripada potensi air tanah pada lintasan 3.
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat dan karunia-Nya yang memberikan kesehatan dan hikmat kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Penelitian ini berjudul “Penentuan Potensi air Tanah Dengan Menggunakan Geolistrik Resistivitas di Kecamatan Teluk Mengkudu Kabupaten Serdang Bedagai Sumatera Utara”.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Drs. Juniar Hutahaean M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal sampai selesainya penyusunan skripsi ini dan kepada Bapak Dr. Ridwan A. Sani, M.Si selaku dosen pembimbing akademik yang selama ini telah memberikan bimbingan dan saran-saran dalam perkuliahan. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Drs. Rappel Situmorang ,M.Si, Bapak Muhammad Kadri, M.Sc, dan Ibu Rita Juliani, M.Si sebagai penguji 1, 2, dan 3 yang telah memberikan masukan dan saran-saran mulai perencanaan penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi ini, serta kepada kepada Bapak Drs. Rahmadsyah, M.Si selaku Kepala Laboratorium Fisika dan seluruh dosen Jurusan Fisika yang telah memberikan Ilmu dan wawasan serta bantuan kepada penulis selama menyelesaikan studi di perkuliahan. ,
Ucapan terima kasih saya sampaikan juga kepada orang tua saya, Ayahanda tercinta Suyadi dan Ibunda tercinta Lasmini yang memberi motivasi berupa moral dan materi serta doa kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan pada waktunya. Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada Kedua Adinda saya Imam Rustandi Dan Uswatun Hasanah yang selalu menjadi penyemangat buat saya.
penelitian. Terimakasih juga buat Seluruh teman-teman seperjuangan di kelas Fisika Nondik ’09 (Yulisa, Novita, Deni, dan yang lainnya yang tidak bisa disebut satu persatu) dan terimakasih kepada keluarga besar Brimob Detasemen B kota tebing tinggi yang selalu memberikan nasehat, motivasi dan semangat.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak sempurna, oleh karena itu demi penulis menerima kritik dan saran yang membangun demi kesempatan skripsi ini. semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca baik sebagai bahan bacaan atau acuan untuk penelitian lanjutan dan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, terima kasih.
Medan, September 2013
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar pengesahan ... i
Riwayat Hidup ... ii
Abstrak ... iii
Kata Pengantar ... iv
Daftar isi ... vi
Daftar gambar ... viii
Daftar tabel ... x
Daftar Lampiran ... xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang Masalah ... 1
1.2Batasan Masalah ... 3
1.3Rumusan Masalah ... 3
1.4Tujuan Penelitian ... 4
1.5Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian ... 5
2.1.1. Peta Geologi Daerah Penelitian ... 7
2.1.2. Kondisi Geologi ………... 8
2.2. Air Tanah ………... 8
2.2.1. Akuifer ………... 11
2.2.2. Porositas dan Permeabilitas ………... 14
2.2.3. Resistivitas Batuan ………... 16
2.3. Metode Geolistrik ………... 17
2.3.2. Konfigurasi Schlumberger ………... 21
2.4 Dasar Kelistrikan ………... 24
BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 25
3.1.1 Tempat Penelitian ………... 25
3.1.2 Waktu Penelitian ………... 25
3.2. Alat dan Bahan Penelitian ... 25
3.3. Prosedur Penelitian ………... 26
3.4. Teknik Pengambilan Data ... 27
3.5. Diagram Alir Penelitian ... 29
BAB IV. PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengambilan Data ... 30
4.2. Pembahasan Hasil Analisis dan Interpretasi Data ... 32
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ………... 37
5.2. Saran ………... 37
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Porositas Pada Batuan ... 14
Tabel 2.2. Variasi Resistivitas Batuan dan Mineral ... 17
Table 3.1. Spesifikasi Geolistrik ... 25
Table 3.2. Alat Pemancar dan Spesifikasinya ... 25
Tabel 3.3. Alat Penerima dan Spesifikasinya ... 26
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Peta Kecamatan Teluk Mengkudu ... 6
Gambar 2.2. Peta Geologi Daerah Teluk Mengkudu ………. 7
Gambar 2.3. Diagram Posisi Air Bawah Permukaan ... 13
Gambar 2.4. Porositas dan Permeabilitas ... 14
Gambar 2.5. Cara Kerja Geolistrik ……. ... 18
Gambar 2.6. Konfigurasi Wenner ... 21
Gambar 2.7. Schlumberger ... 21
Gambar 2.8. Arus Dalam Lintasan Tertutup ... 24
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ... 29
Gambar 4.1. Lintasan Penelitian ... 31
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Data Hasil Penelitian Lintasan I ... 40
Lampiran 2. Data Hasil Penelitian Lintasan II ... 47
Lampiran 3. Data Hasil Penelitian Lintasan III ... 54
Lampiran 4. Peta Geologi Hasil Penelitian ... 58
1
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain dalam Sistem Tata Surya dan menutupihampir 71 % permukaan bumi . Wujudnya dapat berupa cairan, es (padat) dan uap/gas. Dengan kata lain karena air, maka Bumi menjadi satu-satunya planet dalam Tata surya yang memiliki kehidupan (Arland.2012).
Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas serta pemulihannya sulit dilakukan. Air sangat dibutuhkan manusia untuk keperluan hidupnya. Pertumbuhan penduduk dan pembangunan diberbagai bidang akan mendorong kebutuhan akan air, sedangkan ketersediaanya secara relatif alami relatif tetap. Sumberdaya air bawah tanah sebagai salah satu sumberdaya air semakin lama semakin penting dan strategis, karena selain jumlahnya relatif banyak juga kualitasnya baik. Selain air sungai dan air hujan, air tanah juga mempunyai peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga (domestik) maupun untuk kepentingan industri. Dibeberapa daerah, ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%.
Air merupakan kebutuhan pokok manusia untuk melangsungkan kehidupan dan meningkatkan kesejahteraannya. Pembangunan di bidang sumber daya air pada dasarnya adalah upaya untuk memberikan akses secara adil kepada seluruh masyarakat untuk mendapatkan air agar hidup dengan cara yang sehat, bersih, dan produktif.(Wikipedia.2013).
2
dalam memenuhi kebutuhan air karena distribusi yang tidak merata, sehingga air yang dapat disediakan akan selalu sesuai dengan kebutuhan, baik dalam jumlah maupun mutu. Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan air minum juga semakin meningkat. Peningkatan kebutuhan air minum tersebut tidak diiringi dengan ketersediaan air baku baik air permukaan, air hujan, maupun airtanah diakibatkan antara lain oleh pembangunan dan perubahan tata guna lahan yang sering kurang mempertimbangkan kelestarian ekosistem di sekitarnya.
Dalam usaha untuk mendapatkan susunan mengenai lapisan bumi, kegiatan penyelidikan melalui permukaan tanah atau bawah tanah haruslah dilakukan, agar bisa diketahui ada atau tidaknya lapisan pembawa air (akuifer), ketebalan dan kedalamannya serta untuk mengambil contoh air untuk dianalisis kualitas airnya. Meskipun air tanah tidak dapat secara langsung diamati melalui permukaan bumi, penyelidikan permukaan tanah merupakan awal penyelidikan yang cukup penting, paling tidak dapat memberikan suatu gambaran mengenai lokasi keberadaan air tanah tersebut.
Beberapa metode penyelidikan permukaan tanah yang dapat dilakukan, diantaranya : metode geologi, metode gravitasi, metode magnit, metode seismik, dan metode geolistrik. Dari metode-metode tersebut, metode geolistrik merupakan metode yang banyak sekali digunakan dan hasilnya cukup baik (Bisri,1991).
Pendugaan geolistrik ini dimaksudkan untuk memperoleh gambaran mengenai lapisan tanah di bawah permukaan dan kemungkinan terdapatnya air tanah dan mineral pada kedalaman tertentu. Pendugaan geolistrik ini didasarkan pada kenyataan bahwa material yang berbeda akan mempunyai tahanan jenis yang berbeda apabila dialiri arus listrik. Air tanah mempunyai tahanan jenis yang lebih rendah daripada batuan mineral yaitu berkisar antara 0,5 sampai 300 ohm meter (Telford, 1990 dalam Zubaidah, 2008). Beberapa penelitian yang terkait dengan pendugaan geolistrik ini diantaranya penyelidikan untuk mengetahui sebaran mineral batu bara dan penyelidikan eksplorasi bawah tanah (Azhar, dkk., 2003).
3
penduduk setempat berasal dari air permukaan yaitu laut dan sungai yang pada umumnya memiliki karakteristik tingginya kandungan zat-zat anorganik yang berasal dari sisa-sisa kehidupan dan memiliki kadar suspensi yang tinggi seperti lumpur dan pasir (laut) yang menyebabkan air menjadi keruh dan berbau dan berasa.
Untuk mengatasi hal tersebut maka diperlukan penetapan sumber-sumber air baku (air tanah) guna memenuhi kebutuhan air bersih dan layak minum bagi penduduk setempat untuk saat ini dan masa yang akan datang.
Dari permasalahan tersebut maka penulis akan melakukan penelitian yang berjudul : Penentuan Potensi Air Tanah Dengan Metode Geolistrik Resistivitas Di Kecamatan Teluk Mengkudu Kabupaten Serdang Bedagai Sumatera Utara.
1.2. Batasan Masalah
Adapun Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Parameter yang dicari adalah resistivitas lapisan tanah berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik.
2. Menggunakan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger. 3. Pengolahan data menggunakan software Res2Dinv.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalahnya yaitu :
1. Bagaimana pola aliran air tanah di daerah Teluk Mengkudu berdasarkan resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik?
4
3. Bagaimana potensi air tanah pada daerah Teluk Mengkudu berdasarkan resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik?
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui pola aliran air tanah di Teluk Mengkudu berdasarkan resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik.
2. Untuk mengetahui penyebaran dan kedalaman akuifer berdasarkan resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik.
3. Untuk mengetahui seberapa besar potensi air tanah di daerah Teluk Mengudu berdasarkan resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik.
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diperoleh setelah melakukan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mampu memberikan sumbangan pemikiran bidang ilmu pengetahuan terutama geofisika dalam memecahkan berbagai permasalahan tentang air tanah sebagai sumber air.
2. Sebagai bahan masukan bagi peneliti lain dalam mengembangkan penelitian lain tentang akuifer air tanah.
37 diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil interpretasi pada penampang lintasan pertama (gambar 4.2) dan kedua (gambar 4.3) dan terdeteksi sebaran air tanah lebih besar dari pada potensi air tanah lintasan ketiga (gambar 4.4).
2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa daerah potensi air tanah memiliki nilai resistivitas yang bervariasi yaitu sekitar 0,660 Ωm sampai dengan 850 Ωm pada lintasan 1 potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman 3,19 m dan ketebalan 5.91 m. Lintasan ke 2 resistivitasnya 0,446 Ωm sampai dengan 14,3 Ωm potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman 1,25 m dan ketebalan 5,13 m. Lintasan 3 resistivitasnya 1,11 Ωm sampai dengan 25,9 Ωm.
5.2. Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, maka saran untuk penelitian selanjutnya yaitu:
1. Dilihat dari pola penyebaran air tanah, maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan memperluas daerah pengambilan data sehingga potensinya akan lebih terlihat.
38 DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, N.( 2009). Cara Mengolah Data Res2dinv.http://masterdagan. Blogspot .com /2009 /02/ caramengolahdatares2dinv.html. Diakses tanggal 22 april 2013
Asra, A., (2012), Penentuan Sebaran Akuifer Dengan Metode Tahanan Jenis Di Kota Tangerang Selatan Provinsi Banten., Skripsi, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor.
Azhar dan Handayani, G., (2004), Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi Sclumberger Untuk Penentuan Tahanan Jenis Batuan, Jurnal Natur Indonesia Vol. 6. No. 2, ITB, Bandung.
Bisri,Mohammad.(1981). Aliran Air Tanah .Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. Malang.
Geounhas06’S Blog, (2011). Porositas dan Permeabilitas.http://geounhas06 .wordpress.com/minyakdangas bumi/ porositas dan permeabilitas/.Diakses tanggal 29 april 2013
Halik,G.,Jojok,W.S.,(2008). Pendugaan Potensi Air Tanah Dengan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Kampus Tegal Boto Universitas Jember 109:114
KatalogBPS., (2012), Kecamatan Teluk Mengkudu Dalam Angka 2012. http://www.serangbedagaikab.go.id/bappeda/document/ 20130110112819 mengkudu2012.pdf.Diakses tanggal 5 maret 2013
Martha,A Dkk,.(2002),Mengenal Dasar-Dasar Hidrologi. Nova, Bandung.
Rohim, M dkk., (2010), Applikasi Metode Geolistrik Sounding Dengan Konfigurasi Pole-Pole Untuk Mengukur Resistivitas Bawah Permukaan Tanah Dan Mengetahui Struktur Tanah, Program Kreativitas Mahasiswa, universitas Negeri Malang,Malang
Santoso, Djoko, (2002), Pengantar Teknik Geofisika, Departemen Teknik Geofisika ITB, Bandung
Sugito dan A.N, Aziz., (2010), Investigasi Bidang Gelincir Longsor MenggunakanMetode Geolistrik Tahanan Jenis di Desa Kebarongan Kec. Kemranjen Kab. Banyumas, Vol. 13, No.2. FMIPA. UNSOED.
Suharyadi., (2004), Pengantar Geologi Teknik Edisi 4, Biro UGM, Yogyakarta. Wikipedia.,(2013), http://id.wikipedia.org/wiki/Air_tanah . Diakses tanggal 5
maret 2013.
ii
