GEOLISTRIK DI KABUPATEN GROBOGAN
BAGIAN BARAT, JAWA TENGAH
NURUL HIDAYATI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOG I PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Prediksi Cadangan
Airtanah dengan Metode Geolistrik di Kabupaten Grobogan Bagian Barat, Jawa
Tengah adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2016
Nurul Hidayati
NIM F44120038
Kabupaten Grobogan Bagian Barat, Jawa Tengah. Dibimbing oleh ROH
SANTOSO BUDI WASPODO.
Airtanah mempunyai kuantitas yang terbatas karena tergantung pada geometri dan
sebaran akuifernya. Oleh karena itu penelitian yang berkaitan dengan airtanah
perlu dilakukan secara terpadu dan berkelanjutan. Tujuan penelitian untuk
mengidentifikasi litologi lapisan tanah dan posisi ketebalan akuifer, menentukan
nilai konduktivitas hidrolik dan memprediksi cadangan airtanah dengan
persamaan
darcy
di Kabupaten Grobogan bagian Barat. Data yang diolah
merupakan data sekunder geolistrik dengan konfigurasi
schlumberger
, peta
hidrogeologi, dan peta geologi Kabupaten Grobogan. Dari hasil rata-rata tebal
lapisan akuifer di lokasi penelitian diperoleh ketebalan akuifer bebas adalah 10,49
m dan ketebalan akuifer tertekan sebesar 19,85 m. Diprediksi litologi tanah
berupa tanah lempung, pasir, kerikil, batu gamping, dan batu napal dengan nilai
konduktivitas hidrolik sebesar 3,68 m/hari untuk akuifer bebas dan 0,49 m/hari
untuk akuifer tertekan. Dari hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan
darcy
didapatkan prediksi cadangan airtanah sebesar 77,93 lt/detik untuk akuifer
bebas dan 5,33 lt/detik untuk akuifer tertekan.
Kata kunci: airtanah, akuifer, litologi, metode geolistrik, persamaan
darcy
ABSTRACT
NURUL HIDAYATI.
Groundwater Reserve Prediction with Geoelectricity
Method in West Grobogan District, Central Java. Supervised by ROH
SANTOSO BUDI WASPODO.
Groundwater has a limited quantity because it depends on the geometry and the
distribution of aquifer. Therefore research related to groundwater need to be
conducted in an integrated and sustainable way. The purpose of the study were to
identify lithology of soil layer and aquifer thickness, to determine hydraulic
conductivity value and to predict groundwater potential using darcy’s law in west
Grobogan district. The processed data were secondary data and consisted of:
geoelectricity data using Schlumberger configuration, hydrogeological maps, and
geological maps of Grobogan district. From average aquifer thickness on research
area, it was obtained that unconfined aquifer thickness was 10,49 m and confined
aquifer thickness was 19,85 m. Soil lithology was predicted consisted of clay,
sand, gravel, limestone and marl with hydraulic conductivity values of 3,68 m/day
for unconfined aquifer and 0,49 m/day for confined aquifer. From the calculation,
it was obtained that unconfined aquifer had groundwater potential of 77,93 lt/s
and 5,33 lt/s for confined aquifer.
BAGIAN BARAT, JAWA TENGAH
NURUL HIDAYATI
Skripsi
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOG I PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena atas karunia, hidayah, dan
rahmat-Nya, sehingga skripsi yang berjudul “Prediksi Cadangan Airtanah dengan Metode
Geolistrik di Kabupaten Grobogan Bagian Barat, Jawa Tengah” dapat
diselesaikan dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan
Lingkungan.
Kelancaran penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bimbingan, arahan dan
petunjuk serta kerja sama dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan
ini ucapan terima kasih disampaikan kepada :
1.
Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, MT selaku dosen pembimbing tugas akhir
yang telah banyak memberikan saran, bimbingan dan dukungan dalam bidang
akademik, moral dan spiritual.
2.
Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, M.S dan Dr. Ir. Prastowo, M.Eng sebagai dosen
penguji atas segala masukannya untuk kelengkapan karya ilmiah ini.
3.
Bapak Fathurochman , Ibu Mukraminingsih dan segenap keluarga tercinta
yang selalu memberikan doa dan dukungan moral serta materi.
4.
Nauratul Aslah, Fajar Nur Huda, Tadzalli Tigin Syahidan, Tiar Ansori,
Halimanto Sapta Triyoga, Alifia Octasuzan, Jemmy Arismaya, dan serta
keluarga besar mahasiswa Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan angkatan
49.
5.
Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah membantu
terlaksananya penelitian hingga tersusunnya laporan ini.
Karya ilmiah ini jauh dari sempurna, tetapi diharapkan karya ilmiah ini
tetap bermanfaat bagi akademisi khususnya dan bagi pembaca umumnya.
Bogor, September 2016
DAFTAR ISI
PRAKATA
iii
DAFTAR ISI
iv
DAFTAR TABEL
v
DAFTAR GAMBAR
v
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Airtanah
2
Geolistrik
4
Konduktivitas Hidrolik Tanah
7
METODE PENELITIAN
8
Waktu dan Tempat
8
Alat dan Bahan
8
Prosedur Penelitian
10
HASIL DAN PEMBAHASAN
12
Kondisi Umum Daerah Penelitian
12
Garis Aliran Airtanah (
Flownet
)
13
Karakteristik Akuifer
14
Cadangan Airtanah
20
SIMPULAN DAN SARAN
22
Simpulan
22
Saran
22
DAFTAR PUSTAKA
22
LAMPIRAN
25
DAFTAR TABEL
1. Keunggulan geolistrik
4
2. Nilai konduktivitas hidrolik
7
3. Data jumlah desa dusun dan luas kecamatan di Kabupaten Grobogan.
12
4. Data elevasi dan posisi akuifer lokasi penelitian
13
5. Klasifikasi nilai konduktivitas hidrolik
14
6. Data kedalaman dan ketebalan akuifer
15
7. Data elevasi akuifer bebas dan akuifer terteka n
18
8. Pengukuran kedalaman muka airtanah
19
9. Data nilai parameter dari persamaan
darcy
21
10. Data prediksi kapasitas potensi cadangan airtanah
21
11. Hasil perhitungan besar eksploitasi airtanah katagori aman
21
DAFTAR GAMBAR
1.Kondisi akuifer ideal
3
2.Aliran arus listrik pada pengukuran geolistrik
4
3.Konfigurasi elektroda yang umum digunakan
5
4.Susunan elektroda konfigurasi
Wenner-Schlumberger
6
5.Lokasi dan titik penelitian
8
6.Diagram alir penelitian
10
7.Parameter
darcy
di lapangan
11
8.Aplikasi persamaan
darcy
di lapangan
12
9.Ketebalan akuifer pada Kabupaten Grobogan bagian Barat
16
10. Panjang penampang akuifer (W)
17
11. Potongan melintang panjang penampang akuifer (W) dari Barat ke Timur 17
12. Penampang melintang akuifer bebas dari selatan ke Utara.
19
DAFTAR LAMPIRAN
1.Peta Geologi lokasi penelitian
25
2.Peta Hidrogeologi lokasi penelitian
26
3.Peta Cekungan airtanah lokasi penelitian
27
4.Peta Daerah Aliran Sungai Lokasi Penelitian
28
5.Garis aliran airtanah akuifer bebas di Kabupaten Grobogan
29
6.Garis aliran airtanah akuifer tertekan di Kabupaten Grobogan
30
7.Borelog Penampang Pengukuran Geolistrik GL 1 - GL 11
31
8.Borelog Penampang Pengukuran Geolistrik GL 12 - GL 20
32
9.Borelog Penampang Pengukuran Geolistrik GL 21- GL 24
33
10. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 1
34
11. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 2
35
12. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 3
36
13. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 4
37
14. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 5
38
15. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 6
39
16. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 7
40
17. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 8
41
18. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 9
42
19. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 10
43
20. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 11
44
21. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 12
45
22. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 13
46
23. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 14
47
24. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 15
48
25. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 16
49
26. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 17
50
27. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 18
51
28. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 19
52
29. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 20
53
30. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 21
54
31. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 22
55
32. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 23
56
33. Data Lapangan
Resistivity Sounding
(VES) GL 24
57
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air merupakan sumberdaya alam yang vital pada kebutuhan mahluk hidup
terutama manusia (Widodo 2013). Penyediaan air bersih di suatu daerah mutlak
dilakukan baik saat ini maupun saat mendatang (Waspodo 2002). Penyediaan air
bersih dapat memanfaatkan potensi air permukaan, yang kemudian diolah
sehingga memenuhi persyaratan. Namun jika air permukaan suatu daerah
kuantitas dan kualitasnya tidak memenuhi syarat standar maka digunakan
alternatif potensi air lain yaitu dengan memanfaatkan potensi airtanah.
Airtanah sebagai sumberdaya alam tidak dapat terlihat secara langsung
karena terdapat di dalam tanah dan batuan tetapi hampir semua penduduk
memanfaatkannya baik untuk keperluan domestik maupun industri (Pratitnyo
2008). Kebutuhan airtanah akan selalu meningkat sesuai dengan perkembangan
suatu daerah baik secara fisik maupun sosial, oleh karena itu penelitian yang
berkaitan dengan sumber daya airtanah perlu dilakukan secara terpadu dan
berkelanjutan. Perlu adanya pengaturan dan pemanfaatan airtanah bagi kebutuhan
tersebut sesuai dengan cadangan airtanah yang tersedia (Sudarto 2012). Jika
dibandingkan dengan sumber air bersih lainnya, maka airtanah mempunyai nilai
ekonomis yang lebih tinggi karena biaya produksi yang rendah dan kualitas lebih
baik. Meskipun demikian airtanah mempunyai kuantitas yang terbatas karena
tergantung pada geometri dan sebaran akuifernya (Naryanto 2008). Akuifer
adalah suatu lapisan pembawa airtanah dengan permeabilitas yang cukup untuk
mengantarkan dan ditempati oleh airtanah dalam jumlah ekonomis (Azwar 2009).
Kabupaten Grobogan adalah daerah di Jawa Tengah yang masyarakatnya
biasa menggunakan airtanah untuk memenuhi kebutuhan sehari- hari. Masyarakat
daerah Grobogan memiliki perekonomian utama di bidang pertanian, namun
daerah Gerobogan cenderung sulit mendapatkan air. Maka kajian hidrogeologi di
Kabupaten Grobogan perlu untuk mengetahui potensi cadangan airtanah di
Grobogan. Menentukan potensi cadangan airtanah banyak metode yang dapat
digunakan, salah satunya ialah metode geolistrik. Metode geolistrik merupakan
metode penyelidikan permukaan tanah yang banyak sekali digunakan dan
hasilnya cukup baik. Metode ini memberikan gambaran susunan dan kedalaman
lapisan batuan dari sifat kelistrikan batuan, sehingga diketahui lapisan batuan
pembawa air (akuifer) yang memiliki sifat-sifat batuan yang khas.
Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas pada penelitian ini adalah debit pada
akuifer bebas dan akuifer tertekan yang terdapat di lokasi penelitian, nilai
konduktivitas di lokasi penelitian dan bagaimana litologi lapisan tanah di lokasi
penelitian.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1.
Mengidentifikasi litologi lapisan tanah dan posisi ketebalan akuifer di
Kabupaten Grobogan bagian Barat, yaitu Kecamatan Tegowanu, Kecamatan
Gubug,
Kecamatan
Tanggungharjo,
Kecamatan
Godong,
Kecamatan
Penawangan, Kecamatan Kadungjati, dan Kecamatan Karangrayung.
2.
Menentukan nilai konduktivitas hidrolik tanah di lokasi penelitian.
3.
Memprediksi potensi cadangan airtanah di lokasi penelitian.
Manfaat Penelitian
Manfaat hasil penelitian ini yaitu :
1.
Memberikan informasi mengenai litologi lapisan tanah dan posisi ketebalan
akuifer di Kabupaten Grobogan bagian Barat, yaitu Kecamatan Tegowanu,
Kecamatan
Gubug,
Kecamatan
Tanggungharjo,
Kecamatan
Godong,
Kecamatan
Penawangan,
Kecamatan
Kadungjati,
dan
Kecamatan
Karangrayung.
2.
Memberikan informasi mengenai besarnya nilai konduktivitas hidrolik tanah
di lokasi penelitian.
3.
Memberikan informasi mengenai prediksi cadangan airtanah di lokasi
penelitian.
4.
Sebagai masukan bagi pemerintah daerah dan pihak terkait dalam membuat
program atau kegiatan pembangunan fisik di Kabupaten Grobogan yang
terkain dengan potensi cadangan airtanah.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup dari penelitian ini :
1. Penelitian ini hanya dilakukan pada Kecamatan Tegowanu, Kecamatan
Gubug,
Kecamatan
Tanggungharjo,
Kecamatan
Godong,
Kecamatan
Penawangan, Kecamatan Kadungjati, dan Kecamatan Karangrayung.
2. Penelitian ini terbatas pada nilai resistivitas berdasarkan data geolistrik
dengan metode
schlumberger
, data pada topografi dan peta hidrogeologi.
3. Penelitian ini tidak menghitung masukan air berdasarkan curah hujan.
TINJAUAN PUSTAKA
Airtanah
Airtanah merupakan semua air yang terdapat dalam lapisan tanah atau
batuan yang berada dibawah permukaan tanah (Kodoatie 2012). Sumber airtanah
berasal dari air yang ada di permukaan tanah (air hujan, air danau dan sebagainya)
kemudian meresap ke dalam tanah di daerah imbuhan (
recharge area
) dan
mengalir ke daerah lepasan (
discharge area
) (Sosiawan 2010). Menurut Todd
(1995), airtanah adalah air yang bergerak di dalam tanah yang terdapat di dalam
ruang antar butir-butir tanah yang meresap kedalam tanah dan bergabung
membentuk lapisan tanah yang disebut akuifer. Formasi – formasi yang berisi atau
menyimpan airtanah disebut sebagai akuifer (Indarto 2012).
Akuifer merupakan lapisan pembawa atau mengandung air karna terdapat
cukup batuan yang mampu meloloskan air. Contoh krikil, pasir, batu gamping
rekahan yang disebut dengan lapisan permeabel. Lampisan yang sulit dilalui
airtanah disebut impermeabel, yakni lapisan kedap air dan lapisan kebal air
(Hardiyatmo 2006) . Lapisan impermeabel terdiri dari dua jenis yakni lapisan
batuan (
rock
) disebut lapisan kebal air (
aquifuge
), sedangkan lapisan yang sulit
dilalui airtanah seperti lapisan lempung disebut lapisan kedap air (
aquiclude
)
(Todd 1995). Kondisi akuifer ideal pada Gambar 1 (Sutandi 2012).
Gambar 1 Kondisi akuifer ideal
Aliran airtanah dapat dibedakan dalam aliran akuifer bebas (
unconfined
aquifer
) atau akuifer tertekan (
confined aquifer
) (Kodoatie dan Sjarief 2005).
Akuifer bebas/tak tertekan
(unconfined aquifer)
adalah lapisan rembesan air yang
mempunyai lapisan dasar kedap air, tetapi bagian atas muka airtanah lapisan ini
tidak kedap air, sehingga kandungan airtanah yang bertekanan sama dengan
tekanan udara bebas/tekanan atmosfir. Ciri khusus dari akuifer bebas ini adalah
muka airtanah yang sekaligus juga merupakan batas atas dari zona jenuh akuifer
tersebut.
Akuifer tertekan/terkekang
(confined aquifer)
adalah lapisan rembesan air
yang mengandung kandungan airtanah yang bertekanan lebih besar dari tekanan
udara bebas/tekanan atmosfir, karena bagian bawah dan atas dari akuifer ini
tersusun dari lapisan kedap air (biasanya tanah liat). Muka airtanah dalam
kedudukan ini disebut pisometri, yang dapat berada di atas maupun di bawah
muka tanah.
Data
mengenai
karakteristik
akuifer merupakan faktor yang harus
diperhatikan dalam mempelajari airtanah, khususnya untuk mengetahui kapasitas
airtanah yang dapat disimpan dalam lapisan tanah dan kapasitas yang dapat
digunakan. Sesuai dengan sifat dan lokasinya dalam siklus hidrologi, maka
lapisan akuifer mempunyai fungsi ganda sebagai media penampung (
storage
fungtion
) dan media aliran (
conduit fungtion
). Analisi karakteristik akuifer pada
penelitian dapat dilakukan berdasarkan pada pendugaan geolistrik.
Geolistrik
Metode geolistrik adalah metode geofisika yang dapat menginterpretasi
jenis batuan atau mineral di bawah permukaan berdasarkan sifat kelistrikan dari
batuan penyusunnya (Yulianto dan Widodo 2008). Keunggulan Geolistrik
disampaikan pada Tabel 1 (Damtoro 2007).
Tabel 1 Keunggulan geolistrik
Item Keunggulan
Harga peralatan Relatif murah
Biaya Survei Relatif murah
Waktu yang dibutuhkan Relatif sangat cepat, bisa mencapai 4 titik dalam sehari
Beban perkerjaan Peralatan yang kecil dan ringan sehingga
mudah untuk mobilisasi.
Kebutuhan personal Sekitar 5 orang, terutama dibutuhkan untuk
konfigurasi Schlumberger.
Analisis data Secara global bisa langsung diprediksi saat
dilapangan dan kesalahan pengukuran dapat
segera diketahui.
Metode geolistrik bekerja karena pengukuran beda potensial pada titik-titik
di permukaan bumi yang diproduksi dengan langsung mengalirkan arus ke bawah
permukaan yang dianggap homogen. Hal ini bermanfaat untuk menentukan
distribusi resistivitas di bawah permukaan dan kemudian digunakan untuk
interpretasi material-material yang ada di dalam bumi. Aliran arus listrik dapat
diberikan melaluli satu elektroda maupun melalui sepasang elektroda. Gambar 2
(Møller
et al
. 2001) menunjukkan skematik sederhana pengukuran geolistrik pada
medium yang homogen.
Gambar 2 Aliran arus listrik pada pengukuran geolistrik
Resistivitas adalah ukuran bagaimana suatu material mengalirkan aliran arus
listrik. Batuan berpori dengan kandungan fluida yang bersifat elektrolit biasanya
memiliki
nilai
resistivitas yang rendah, artinya batuan tersebut memiliki
kemampuan yang baik dalam mengalirkan aliran arus listrik atau batuan tersebut
bersifat konduktif. Distribusi resistivitas di bawah permukaan bumi diperoleh dari
hasil perekaman beda potensial di permukaan akibat dari adanya arus listrik yang
diinjeksikan ke dalam bumi melalui suatu elektroda. Besar resistivitas dipengaruhi
oleh konfigurasi elektroda yang digunakan, hal ini disebabkan karena setiap
konfigurasi elektroda memiliki faktor yang berbeda berdasarkan susunan dari
elektrodanya (Huda 2011).
Pengukuran geolistrik berkaitan erat dengan geometri susunan elektroda
arus dan potensial yang digunakan. Perkiraan distribusi resistivitas secara
horizontal atau lateral dari data sekunder memungkinkan untuk melakukan
pengukuran geolistrik dengan teknik
sounding
atau
profiling
. Geolistrik
sounding
atau
Vertical Electrical Sounding
merupakan salah satu teknik metode geolistrik
1-Dimensi yang melihat perubahan nilai resistivitas yang bervariasi terhadap
kedalaman di satu titik. Keluaran dari survei geolistrik berupa data satu dimensi
(1D) sebaran
resistivity
pada suatu titik dari kedalaman 0 m sampai ratusan meter
di bawah permukaan, atau menyerupai data bor (Kuswanto 2005). Namun
demikian, menurut Tripp
et al
. (1984), pada penerapan praktis model 1D kurang
baik apabila diterapkan pada eksplorasi. Variasi perubahan nilai resistivitas secara
lateral dapat dilihat secara tepat dengan teknik geolistrik
profiling
atau geolistrik
2-Dimensi pada Gambar 3 (Milsom 2003).
Gambar 3 Konfigurasi elektroda yang umum digunakan
Metode geolistrik terdiri dari beberapa konfigurasi, setiap konfigurasi
mempunyai metode perhitungan tersendiri untuk mengetahui nilai ketebalan dan
tahanan jenis batuan di bawah permukaan. Beberapa konfigurasi elektroda yang
umum digunakan adalah
Schlumberger
,
Wenner
, Dipole-dipole, dan
Gradient
Array
(Hendrajaya dan Idam 1990).
Metode geolistrik mengalirkan arus DC dari sepasang elektroda sumber arus
dan sepasang elektroda penerima beda pontensial. Arus listrik DC (
Direct
Current
) dialirkan ke bawah permukaan tanah dengan dua buah elektroda. Injeksi
arus listrik menggunakan dua buah elektroda arus A dan B yang ditancapkan ke
dalam tanah dengan jarak tertentu. Semakin panjang jarak elektroda AB akan
meyebabkan aliran arus listrik bisa menembus lapisan batuan lebih dalam.
Dengan adanya aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan tegangan
listrik dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di permukaan tanah diukur
dengan menggunakan multimeter yang terhubung melalui dua buah “elektroda
tegangan” M dan N yang jaraknya lebih pendek dari jarak elektroda AB. Bila
posisi jarak elektroda AB diubah menjadi lebih besar maka tegangan listrik yang
terjadi pada elektroda MN ikut berubah sesuai dengan informasi jenis batuan yang
ikut terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar (Broto dan Afifah
2008). Susunan elektroda konfigurasi
Wenner-Schlumberger
disampaikan pada
Gambar 4 (Mutowal 2008).
Gambar 4 Susunan elektroda konfigurasi
Wenner-Schlumberger
Pengukuran resistivitas secara umum adalah dengan cara menginjeksikan
arus kedalam tanah melalui 2 elektroda arus (A dan B), dan mengukur tegangan
yang ditimbulkannya pada 2 elektroda potensial (M dan N). Dari data nilai arus (I)
dan tegangan (V), secara teoritis dapat dihitung nilai resistivitas menggunakan
rumus konfigurasi
Wenner-Schlumberger
pada persamaan (1).
a
V
(1)
Keterangan:
a
apparent resistivity (Ωm)
K
= faktor geometri yang tergantung susunan elektroda/konfigurasi dimana k
(m) adalah faktor geometri yang tergantung pada jenis konfigurasi jarak
AB/2 dan MN/2.
V
= beda potensial yang terukur (volt)
I
= tegangan arus (A)
Salah satunya adalah konfigurasi yang ke empat buah elektrodanya terletak
dalam satu garis lurus dengan posisi elektroda AB dan MN yang simetris terhadap
titik pusat pada kedua sisi yaitu konfigurasi
Wenner
dan
Schlumberger
(Damtoro
2007). Metode konfigurasi
Schlumberger
merupakan metode favorit yang banyak
digunakan untuk mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah. Selain murah
metode
memiliki
kedalaman
investigasi
yang
lebih
besar
dibandingkan
konfigurasi yang lain.
Konduktivitas Hidrolik Tanah
Parameter atau ukuran yang dapat menggabarkan kemampuan tanah dalam
melewatkan air disebut sebagai konduktivitas hidrolik (
hydrolic conductivity
) atau
sebagai permeabilitas tanah (Klute dan Dirksen 1986). Menurut Hanudin dkk.
(2015) Konduktivitas hidrolik adalah sifat fisika tanah atau ukuran yang dapat
menggambarkan kemampuan tanah dalam meloloskan air. Menurut Tood dan
Mays (2005), konduktivitas hidrolik atau kelolosan air merupakan kemampuan
batuan untuk meloloskan air di dalam rongga-rongga batuan tanpa mengubah
sifat-sifat airnya.
Konduktivitas hidrolik diperlukan untuk mengetahui kecepatan air dalam
memasuki suatu permukaan tanah. Susunan tanah yang berbeda-beda pada tiap
lokasi mempengaruhi kecepatan air dalam mengisi airtanah. Konduktivitas
hidrolik sering disebut sebagai permeabilitas atau koefisien permeabilitas.
Konduktivitas hidrolik merupakan tingkat dimana airtanah mengalir melalui
satuan luas akuifer di bawah gradien unit hidrolik. Konduktivitas hidrolik
memiliki dimesi kecepatan (LT
-1) dengan tipikal unit seperti ft/hari, gal/(hari.ft
2),
m/detik, cm/detik, atau m/hari. Jika nilai konduktivitas hidrolik dan gradient
hidrolik
telah
diketahui,
besar
kecepatan
airtanah
(v),
dapat
dihitung
menggunakan hukum
darcy.
(Dawson dan Istok 1991). Nilai konduktivitas
hidrolika dari beberapa macam batuan dapat dilihat dalam Tabel 2 (Todd dan
Mays 2005).
Tabel 2 Nilai konduktivitas hidrolik
R merupakan sampel kemasan (repack ed sample), H merupakan konduktivitas hidrolik horizontal, V merupakan konduktivitas hidrolik vertikal
Konduktivitas hidrolik tanah didefinisikan oleh hukum
darcy
untuk satu
dimensi yaitu aliran secara vertikal. Sifat ini sangat dipengaruhi oleh sifat fisik
yaitu porositas, ukuran butir, susunan butir, bentuk butir dan distribusinya.
Menurut Dariah
et al.
(2006) ukuran pori dan adanya hubungan antar
pori-pori tersebut sangat menentukan apakah tanah mempunyai permeabilitas rendah
atau tinggi. Air dapat mengalir dengan mudah di dalam tanah yang mempunyai
pori-pori besar dan mempunyai hubungan antar pori yang baik. Pori-pori yang
kecil dengan hubungan antar pori yang seragam akan mempunyai permeabilitas
lebih rendah, sebab air akan mengalir melalui tanah lebih lambat.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian akan dilaksanakan dari bulan Maret hingga April 2016.
Pengamatan geolistrik di tujuh Kecamatan di Kabupaten Grobogan, yaitu
Kecamatan
Tegowanu,
Kecamatan
Gubug,
Kecamatan
Tanggungharjo,
Kecamatan Godong, Kecamatan Penawangan, Kecamatan. Kadungjati, dan
Kecamatan Karangrayung. Penelitian dilakukan di 24 titik yang terletak di antara
7°1'58.321" - 7°12'48.316" Lintang Selatan dan 110°35'59.125" - 110°49'46.138"
Bujur Timur, yang disajikan pada Gambar 5.
Gambar 5 Lokasi dan titik penelitian
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data sekunder. Data
sekunder yang digunakan merupakan data perhitungan geolistrik dengan
menggunakan metode
schlumberger
, muka air tanah,
borelog
CAT Kabupaten
Grobogan, peta hidrogeologi, peta geologi dan peta administrasi Kabupaten
Grobogan. Alat yang digunakan yaitu
Surfer version 11
dan
Arcgis version 10
.
Prosedur Penelitian
Langkah awal dari penelitian ini adalah studi pustaka mengenai prediksi
potensi cadangan airtanah, aplikasi metode geolistrik dalam interpretasi
material-material yang ada di dalam bumi, karateristik litologi lapisan bawah permukaan dari
nilai konduktivitas hidrolik dan karakteristik akuifer. Langkah selanjutnya adalah
pengumpulan data sekunder berupa data geolistrik. Data yang telah didapat kemudian
diolah untuk mendapatkan lapisan dan sebaran akuifer di lokasi penelitian. Tahap
akhir adalah data dianalisis dengan persamaan
darcy
untuk mendapatkan prediksi
potensi cadangan airtanah di lokasi penelitian. Secara garis besar, skema penelitian
secara keseluruhan disajikan pada Gambar 6.
Gambar 6 Diagram alir penelitian
Mulai
Studi pustaka
Perumusan masalah
Pengumpulan data sekunder
Data Geolistrik:
-
Nilai resistivitas
-
Borelog
-
Peta titik pengukuran
-
Muka airtanah
Karakteristik akuifer
Garis aliran (f
lownet
)
Penampang akuifer
Persamaan
darcy
Prediksi cadangan airtanah
Pengumpulan Data
Data yang dipergunakan dalam penelitian ini berupa data sekunder. Data
geolistrik tersebut berupa nilai resistivitas
sounding VES (Vertical Electrical
Sounding)
konfigurasi
Schlumberger
, data
borelog
Kabupaten Grobogan, data
pengukuran muka airtanah dan data peta titik pengukuran geolistrik. Untuk
melakukan pembahasan diperlukan pengumpulan data melalui studi literatur baik
melalui buku, skripsi maupun jurnal dari hasil penelitian sebelumnya serta melalui
internet.
Borelog
Kabupaten Grobogan berisi data litologi lapisan tanah yang
dapat digunakan dalam mengetahui keberadaan akuifer pada suatu lapisan tanah
dan dapat mengetahui ketebalan akuifer pada tiap titik penelitian.
Pengolahan Data
Data diolah dengan bantuan
software Microsoft excel
dan
surfer version 11.
Pengolahan data pada
software Microsoft excel
berupa data elevasi serta data
koordinat pada setiap titik penelitian. Elevasi didapat dari data
borelog
Kabupaten
Grobogan dan data koordinat didapat dari peta titik pengukuran dengan bantuan
Arcgis version 10
. Garis aliran (
flownet
) ditampilkan selanjutnya lapisan akuifer
ditentukan dan kemudian data kedalaman akuifer dan ketebalan akuifer pada
lokasi penelitian dapat ditentukan.
Penampang akuifer perlu ditentukan untuk mengetahui nilai W dan δL
pada hukum
darcy
. Cara menentukan penampang akuifer pada suatu lokasi
penelitian dapat dilihat pada Gambar 7 (Kusnandar 2012).
Gambar 7 Parameter
darcy
di lapangan
Berdasarkan Gambar 7 diketahui jika aliran mengalir dari Timur ke Barat maka
panjang lintasan akuifer berada pada arah aliran x dan memiliki penampang
akuifer abcd. Jika aliran mengalir dari Selatan ke Uara, maka panjang lintasan
akuifer berada pada arah aliran y dan memiliki penampang cdef (Kusnandar
2012).
Analisis Data
Nilai debit dari cadangan airtanah Kabupaten Grobogan dapat diketahui
dengan menggunakan persamaan
darcy
. Persamaan
darcy
digunakan dalam
proses analisis data untuk menduga cadangan airtanah baik pada akuifer bebas
maupun akuifer tertekan. Hukum
darcy
adalah persamaan yang mendefinisikan
kemampuan suatu fluida mengalir melalui media berpori seperti batu. Hal ini
bergantung pada prinsip bahwa jumlah aliran antara dua titik adalah berbanding
lurus dengan perbedaan tekanan antara titik-titik dan kemampuan media melalui
yang mengalir untuk menghambat arus.
Parameter yang digunakan untuk mengisi persamaan tersebut adalah
konduktivitas hidrolik, gradien hidrolik serta luas penampang akuifer. Luas
penampang akuifer dapat diperoleh dengan mengalikan nilai panjang penampang
akuifer (W) dengan ketebalan akuifer (b). Gradien hidrolik dapat diperoleh
dengan membagi beda kedalaman muka airtanah dengan panjang lintasan
airtanah. Berdasarkan Todd dan Mays (2005) nilai debit dapat ditentukan dengan
rumus pada persamaan (2). Gambar 8 (Kusnandar 2012) menjelaskan
komponen-komponen dari persamaan
darcy
di lapangan.
Q = k x A x ἰ
(2)
Dengan
ἰ =
(3)
A= W x b
aquifer(4)
Keterangan:
Q = Debit, m
3/hari
A = Luas penampang akuifer, m
2W = Panjang penampang akuifer, m
b = ketebalan akuifer, m
k = Konduktivitas Hidrolik, m/hari
i = Gradien hidrolik
δh Beda kedalaman muka airtanah, m
δL = Panjang lintasan airtanah, m
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Daerah Penelitian
Kabupaten Grobogan adalah salah satu kabupaten di Provinsi Jawa Tengah,
terletak diantara 7 ˚ LS - 7 ˚ 30’ LS dan 110˚ 15’ BT - 111˚ 25’ BT. Wilayah
Kabupaten Grobogan terletak di antara dua pegunungan Kendeng yang membujur
dari arah barat ke timur, dengan kondisi tanah berupa daerah pegunungan kapur,
perbukitan dan dataran di bagian tengahnya. Kabupahten Grobogan berbatasan
dengan beberapa kabupaten lain, yaitu Kabupaten Kudus, Pati dan Blora (sebelah
utara), Kabupaten Blora (sebelah timur), Kabupaten Ngawi, Sragen, Boyolali dan
Semarang (sebelah selatan) serta Kabupaten Semarang dan Demak (sebelah
barat). Tabel 3 merupakan data jumlah desa dusun dan luas kecamatan di
Kabupaten Grobogan (BAPPEDA 2006).
Tabel 3 Data jumlah desa dusun dan luas kecamatan di Kabupaten Grobogan.
No. Nama Kecamatan Jumlah Desa Jumlah Dusun Luas (Ha)
1 Kedungjati 12 76 13.034 2 Karangrayung 19 100 14.059 3 Penawangan 20 71 7.418 4 Toroh 16 118 11.930 5 Geyer 13 102 19.618 6 Pulokulon 13 112 13.364 7 Kradenan 14 79 10.773 8 Gabus 14 87 16.536 9 Ngaringan 12 78 11.672 10 Wirosari 14 86 15.430 11 Tawangharjo 10 58 8.360 12 Grobogan 12 52 10.456 13 Purwodadi 17 104 7.764 14 Brati 9 51 5.489 15 Klambu 9 44 4.656 16 Godong 28 86 8.678 17 Gubug 21 63 7.111 18 Tegowanu 18 54 5.166 19 Tanggungharjo 9 31 6.062 Jumlah 280 1452 197.576
Kabupaten Grobogan memiliki perekonomian yang besar di bidang
pertanian. Hal tersebut dapat dilihat dari penggunaan lahan pada Kabupaten
Grobogan. Penggunaan lahan di Wilayah Kabupaten Grobogan seluas 197.586 Ha
terdiri dari lahan pertanian sawah 67.605 Ha, lahan pertanian bukan sawah 44.129
Ha dan lahan bukan pertanian 85.852 Ha.
Garis Aliran Airtanah (
Flownet
)
Setiap permukaan tanah memiliki kemiringan yang menjadikan adanya
pergerakan airtanah. Permukaan airtanah bebas memiliki gradien hidrolik, maka
air akan bergerak menuju arah yang memiliki gradien rendah. Pergerakan airtanah
dapat diketahui dengan pola garis aliran airtanah. Aliran airtanah adalah airtanah
yang bergerak menuju ruang antar butiran tanah yang tembus air. Garis aliran
airtanah berfungsi untuk mengetahui area penampang akuifer dari pergerakan
airtanah yang dibutuhkan dalam percamaan
darcy
. Berikut merupakan data
elevasi dan posisi akuifer lokasi penelitian pada Tabel 4.
Tabel 4 Data elevasi dan posisi akuifer lokasi penelitian
Titik Koordinat Elevasi
(mdpl) Akuifer dangkal (m bmt) Akuifer dalam (m bmt) LS BT GL 1 7°1'58.321" 110°38'0.353" 10 40 GL 2 7°6'59.26" 110°35'59.125" 43 2,8 GL 3 7°7'14.172" 110°39'34.992" 29 25,0 GL 4 7°7'19.128"S 110°40'34.561" 26 2,0 GL 5 7°7'34.4" 110°40'14.874" 28 12,5 GL 6 7°8'59.519" 110°39'15.238" 48 8,2 GL 7 7°9'34.435" 110°38'45.696" 50 3,9 GL 8 7°9'35.015" 110°39'29.969" 41 1,2 GL 9 7°10'19.823" 110°40'30.061" 48 12,0 GL 10 7°10'28.349" 110°36'4.409" 91 15,5 GL 11 7°10'49.12" 110°36'35.001" 54 6,3 GL 12 7°10'49.289" 110°40'10.362" 52 2,0 GL 13 7°12'48.316" 110°40'34.875" 127 1,7 GL 14 7°3'34.01" 110°39'49.976" 13 21,5 GL 15 7°9'35.797" 110°42'34.308" 111 2,0 GL 16 7°10'24.883" 110°47'0.675" 62 2,7 GL 17 7°10'33.193" 110°48'24.871" 64 1,6 GL 18 7°2'17.895" 110°45'34.959" 15 11,2 40 GL 19 7°1'59.007" 110°47'59.857" 19 16,0 GL 20 7°3'5.147" 110°50'59.782" 23 40 GL 21 7°4'43.863" 110°49'44.712" 26 31,0 GL 22 7°5'44.332" 110°49'0.182" 24 25,0 GL 23 7°6'43.801" 110°49'44.667" 28 4,6 GL 24 7°10'26.099" 110°49'46.138" 42 12,8 40
Daerah Salam, Kecamatan Kedungjati merupakan GL 13 dengan koordinat
7°12'48,316" LS dan 110°40'34,875" BT memiliki elevasi tertinggi yang terdapat
didaerah Pegunungan Kendeng. Daerah Kali Telon, Kecamatan Tegowanu
merupakan GL 1 dengan koordinat 7°1'58,321" LS dan 110°38'0,353" BT
memiliki elevasi terendah yang terdapat di dataran rendah. Arah pergerakan
airtanah di Kabupaten Grobogan yaitu mengikuti kontur tanah setempat dengan
arah aliran air berdasarkan jejaring aliran airtanah yang terdapat di Lampiran 5
untuk akuifer bebas dan Lampiran 6 untuk akuifer tertekan.
Karakteristik Akuifer
Litologi dan konduktivitas hidrolik
Terhadap airtanah, sifat batuan sangat mempengaruhi keberadaan dan
keterdapatan airtanah. Airtanah terdapat banyak tipe formasi geologi yang dapat
meloloskan air. Pada peta geologi (Lampiran 1), Kabupaten Grobogan terlekak di
formasi aluvium, miosen fasies sedimen, pliosen fasies sedimen dan plistosen
fasies sedimen. Aluvium merupakan hasil endapan sungai dan endapan banjir dari
sungai-sungai yang ada di lokasi penelitian, contoh batuan nepal. Sedimen
merupakan material hasil rombakan dari batuan beku, batuan metamorf, dan
batuan sedimen lain yang dibawa oleh aliran sungai kemudian diendapkan di
tempat lain baik di darat maupun laut, contoh batuan pasir lempung dan gamping.
Pengukuran
geolistrik
dilakukan
untuk
mengetahui
kondisi
bawah
permukaan tanah. Metode geolistrik merupakan metode geofisika yang sering
digunakan untuk menentukan lapisan pembawa air (akuifer). Metode geolistrik
digunakan untuk diperoleh susunan, kedalaman dan penyebaran lapisan bawah
permukaan berdasarkan nilai resistivitas. Hasil pengukuran 24 titik geolistrik di
Kabupaten Grobogan bagian Barat dilihat pada Lampiran 10 sampai Lampiran 33.
Pada peta hidrogeologi (Lampiran 2), Kabupaten Grobogan memiliki
Akuifer produktif sedang sampai kecil, akuifer setempat, akuifer dengan
penyebaran luas dan daerah airtanah langkah. Nilai resistivitas yang didapat
kemudian digunakaan untuk mengetahui susunan dan kedalaman batuan yang ada
dan menggambarkan penampang vertikalnya. Penampang vertikal lapisan tanah
sering disebut
borelog
. Data
borelog
pada Kabupaten Grobogan bagian Barat
dapat dilihat pada Lampiran 7 sampai Lampiran 9.
Dari data nilai resistivitas kemudian dengan mencocokan peta geologi dan
hidrogeologi maka ditentukan nilai konduktivitas hidroliknya. Nilai konduktivitas
hidrolik yang digunakan merupakan referensi dari Todd dan Mays. Interpretasi
jenis batuan dan nilai konduktivitas hidrolik berdasarkan nilai resistivitasnya
disajikan pada Lampiran 34. Pasir, lempung dan batu gamping adalah jenis batuan
yang diperkirakan merupakan lapisan pembawa air. Sehingga nilai konduktivitas
hidrolik dari setiap jenis batuan pembawa air tersebut dirata-ratakan dan
didapatkan 3,68 m/hari untuk akuifer bebas dan 0,49 m/hari untuk akuifer
tertekan.
Tabel 5 Klasifikasi nilai konduktivitas hidrolik
Kelas Permeabilitas m/hariSangat lambat <0,03 lambat 0,03-0,12 agak lambat 0,12-0,48 sedang 0,48-1,50 agak cepat 1,5-3,00 cepat 3,00-6,00 sangat cepat > 6,00
lasifikasi permeabilitas tanah menurut Uhland dan O’Neil (dalam LPT 1979)
disajikan pada Tabel 5. Dari kalsifikasi nilai konduktivitas hidrolik, Kabupaten
Grobogan memiliki tanah yang dapat meloloskan air agak cepat sampai cepat.
Ketebalan Akuifer
Berikut merupakan data kedalaman akuifer bebas dan tertekan dari
interpretasi data
borelog
pada Tabel 6 (BAPPEDA 2006).
Tabel 6 Data kedalaman dan ketebalan akuifer pada Kabupaten Grobogan bagian
Barat.
Titik
Akuifer Bebas Akuifer Tertekan
atas (m bmt) bawah (m bmt) ketebalan (m) atas (m bmt) bawah (m bmt) ketebalan (m) GL 1 40 88,0 48,0 GL 2 2,8 3,6 0,8 GL 3 25,0 33,0 8,0 GL 4 2,0 40,0 38,0 GL 5 12,5 25,0 12,5 GL 6 8,2 35,6 27,4 GL 7 3,9 5,1 1,2 GL 8 1,2 26,1 24,9 GL 9 12,0 20,0 8,0 GL 10 15,5 26,3 10,8 GL 11 6,3 9,8 3,5 GL 12 2,0 5,7 3,7 GL 13 1,7 11,1 9,4 GL 14 21,5 32,2 10,7 GL 15 2,0 3,0 1,0 GL 16 2,7 3,8 1,1 GL 17 1,6 2,6 1,0 GL 18 11,2 14,2 3,0 40 48,6 8,6 GL 19 16,0 28,0 12,0 GL 20 40 58,0 18,0 GL 21 31,0 40,0 9,0 GL 22 25,0 39,0 14,0 GL 23 4,6 8,0 3,4 GL 24 12,8 40,0 27,2 40 44,8 4,8
Gambar 9 Ketebalan akuifer pada Kabupaten Grobogan bagian Barat
Terlihat data Tabel 6 yang kosong, hal ini disebabkan prediksi sebaran
akuifer yang tidak menyebar secara merata. Sebaran akuifer bebas dan tertekan
sangat dipengaruhi oleh geometri dari Kabupaten Grobogan bagian Barat. Tabel 6
dapat diketahui muka airtanah pada akuifer bebas dan akuifer tertekan. Muka
airtanah pada akuifer bebas ditemui pada kedalaman 2-21,5 m bmt dan pada
akuifer tertekan sebesar 40-88 m bmt.
Ketebalan akuifer merupakan selisih antara batas atas dan batas bawah
akuifer. Berdasarkan data ketebalan akuifer pada Table 4 diketahui nilai ketebalan
akuifer bebas rata sebesar 10,49 m dan nilai ketebalan akuifer tertekan
rata-rata sebesar 19,85 m dan dapat diinterpretasikan pada Gambar 9.
Panjang Penampang Akuifer
Panjang lintasan akuifer merupakan tegak lurus aral aliran airtanah. Selain
arah aliran airtanah, panjang penampang akuifer (W) juga ditentukan dari luasan
daerah aliran sungai (DAS) pada Lampiran 4 dan luasan cekungan airtanah (CAT)
pada Lampiran 3. Setelah mengganalisis dari peta DAS dan CAT maka
didapatkan panjang penampang akuifer (W) yang sama, karena panjang
penampang DAS dan CAT di Kabupaten Grobogan bagian Barat dianggap sama.
Sehingga penetapan nilai penampang akuifer (W) dapat ditunjukan pada Gambar
10.
U
10,49m 19,85m K et ing gi an ( m dp l)Gambar 10 Panjang penampang akuifer (W)
Panjang penampang akuifer (W) untuk akuifer bebas dan akuifer tertekan
ditunjukan pada Gambar 10 ditunjukan dengan garis warna merah. Panjang
penampang akuifer (W) dengan bantuan
software Google Earth
didapat nilai
sebesar 30.480 m. Gambar 11 merupakan panjang penampang akuifer dari Barat
ke Timur.
Gambar 11 Potongan melintang panjang penampang akuifer (W) dari Barat ke
Timur
30.480m
m
K e ti n g g ia n ( m d p l) Jarak (km) -Gradien Hidrolik
Berikut merupakan data elevasi akuifer bebas dan akuifer tertekan pada
Tabel 7.
Tabel 7 Data elevasi akuifer bebas dan akuifer tertekan
Titik Elevasi(m dpl)
Akuifer Dangkal (m dpl) Akuifer Dalam (m dpl)
Atas Bawah Atas Bawah
GL 1 10 -30 -78 GL 2 43 40,2 39,4 GL 3 29 4,0 -4,0 GL 4 26 24,0 -14,0 GL 5 28 15,5 3,0 GL 6 48 39,8 12,4 GL 7 50 46,1 44,9 GL 8 41 39,8 14,9 GL 9 48 36,0 28,0 GL 10 91 75,5 64,6 GL 11 54 47,7 44,2 GL 12 52 50,0 46,3 GL 13 127 125,3 115,9 GL 14 13 -8,5 -19,2 GL 15 111 109,0 108 GL 16 62 59,3 58,2 GL 17 64 62,4 61,4 GL 18 15 3,8 0,8 -25 -33,6 GL 19 19 3,0 -9,0 GL 20 23 -17 -35,0 GL 21 26 -5,0 -14,0 GL 22 24 -1,0 -15,0 GL 23 28 23,4 20,0 GL 24 42 29,2 2,0 -2 -2.8
Nilai gradien hidrolik merupakan hasil pembagian dari beda kedalaman muka
akuifer (δh) dengan panjang lintasan akuifer (δL). Titik pengukuran yang
digunakan untuk menentukan nilai gradien hidrolik tegak lurus dengan panjang
penampang akuifer (W) searah dengan arah
flownet
. Gambar 12 merupakan
penampang melintang akuifer bebas dari Selatan ke Utara.
Gambar 12 Penampang melintang akuifer bebas dari selatan ke Utara.
Gambar 12 menunjukan air mengalir dari GL 13 daerah Salam, Kecamatan
Kedungjati ke GL 1 daerah Kali Telon, Kecamatan Tegowanu. Pada GL 13
memiliki kedalaman batas atas akuifer bebas pada 125,5 m sedangkan pada GL 1
memiliki kedalaman batas atas akuifer bebas pada 10 m. Sehingga memiliki beda
kedalaman muka akuifer (δh) sebesar 115,3 m. Kemudian jarak GL 13 ke GL 1
merupakan panjang lintasan akuifer (δL) sebesar 20160 m. Maka nilai gradien
hidrolik pada akuifer bebas didapatkan 0,0057.
Gradien hidrolik pada akuifer tertekan menggunakan data kedalaman muka
airtanah yang disajikan pada Tabel 8. Titik pengukuran yang digunakan untuk
menentukan nilai gradien hidrolik tegak lurus dengan panjang penampang akuifer
(W) searah dengan arah
flownet
.Gambar 13 merupakan penampang melintang
muka airtanah dari Selatan ke Utara. Gambar 13 menunjukan air mengalir dari
Gebangan, Kecamatan Penawang ke Gundi, Kecamatan Penawang. Pada
Gebangan memiliki kedalaman muka airtanah sebesar 40,61 m sedangkan pada
Gundi memiliki kedalaman muka airtanah sebesar 16,45 m. Sehingga memiliki
beda kedalaman muka airtanah (δh) sebesar 24,16 m. Kemudian jarak Gebangan
ke Gundi merupakan panjang lintasan akuifer (δL) sebesar 12.230 m. Maka nilai
gradien hidrolik pada akuifer tertekan didapatkan 0,0019.
Tabel 8 Pengukuran kedalaman muka airtanah
No Koordinat lokasi elevasi (m dpl) kedalaman (m bmt) elevasi muka airtanah (m dpl) LS BT 1 7° 4'12.99" 110°44'50.99" Nglaban, Godong 14 2,99 11,01 K e ti n g g ia n ( m d p l) Jarak (km) = Topografi = Batas Atas = Batas Bawah2 7° 2'3.00" 110°44'18.01" Rajek, Gobong 12 3,78 8,22 3 7° 9'48.99" 110°49'15.01" Gebangan,Penawangan 50 9,39 40,61 4 7° 9'22.99" 110°50'14.00" Kejawan, Penawangan 36 2,41 33,59 5 7° 8'43.00" 110°50'28.00" Kalitelon, Penawangan 32 3,70 28,30 6 7° 9'2.01" 110°49'52.00" Lobangtengah, Penawangan 45 9,57 35,43 7 7° 3'47.83" 110°49'4.10" Pepe, Penawangan 23 3,86 19,14 8 7° 3'43.00" 110°48'16.99" Plosorejo, Penawangan 20 3,55 16,45 9 7° 6'40.02" 110°49'27.99" Leyanang, Penawang 29 2,85 26,15 10 7° 3'19.00" 110°48'18.01" Gundi, Penawangan 20 3,55 16,45 11 7° 5'45.00" 110°49'3.01" Juragan, Penawangan 26 1,65 24,35 12 7° 3'1.01" 110°37'30.00" Gebang, Tugowanu 11 3,01 7,99 13 7° 1'56.99" 110°38'6.00" Kalitelon, Tegowanu 14 1,72 12,28 14 7° 2'46.99" 110°36'25.99" Krajansatu, Tegowanu 13 4,65 8,35 15 7° 7'7.02" 110°48'14.01" Pulomangin, Karangayung 36 4,04 31,96 16 7° 9'41.99" 110°45'49.01" Sendang, Karangayung 73 7,40 65,60 17 7°13'14.02" 110°46'46.00" Dombang, Karangayung 82 8.30 73,70 18 7°12'12.00" 110°36'2.98" Glompong, Kedungjati 107 55,35 51,65 19 7°11'58.01" 110°36'16.00" Tepusan, Kedungjati 90 65,35 24,65 20 7°10'26.00" 110°36'0.01" Kedokan, Kedungjati 99 5,35 93,65 21 7° 9'30.02" 110°38'31.01" Klitikan, Kedungjati 44 4,45 39,55 22 7° 7'58.00" 110°38'46.02" Kalimoro, Kedungjati 34 4,45 29,55
Gambar 13 Penampang melintang akuifer tertekan dari selatan ke Utara
Cadangan Airtanah
Prediksi potensi cadangan airtanah secara kuantitas di prediksi dengan
persamaan
darcy
. Tabel 9 merupakan data nilai parameter dari persamaan
darcy
yang sudah didapatkan. Pada Table 8 menunjukan parameter dari persamaan
darcy
untuk dapat memprediksi potensi cadangan airtanah pada Kabupaten
Jarak (km) K e ti n g g ia n m u k a a ir ta n a h ( m d p l)
Grobogan bagian Barat. Luas penampang akuifer bebas didapatkan dari perkalian
ketebalan lapisan akuifer (b) dan panjang penampang akuifer (W). Luas
penampang akuifer (A) akuifer bebas sebesar 319.679,78 m
2dan akuifer tertekan
605.028 m
2.
Tabel 9 Data nilai parameter dari persamaan
darcy
Variabel Nilai Akuifer
Bebas
Nilai Akuifer
Tertekan Satuan
Konduktivitas hidrolik (k) 3,680 0,490 m/hari
Luas penampang akuifer (A) 319,679 605,028 km2
Gradien hidrolik (i) 0,005 0,001 m
Dengan persamaan 2 pada metologi penelitian maka didapatkan nilai
kapasitas potensi cadangan airtanah Kabupaten Grobogan bagian Barat. Tabel 10
merupakan data prediksi kapasitas potensi cadangan airtanah Kabupaten
Grobogan bagian Barat.
Tabel 10 Data prediksi kapasitas potensi cadangan airtanah
Jenis airtanah Prediksi kapasitas cadangan airtanahm3/hari l/dt
Dangkal 6.732,98 77,93
Dalam 460,57 5,33
Pada Tabel 10 merupakan prediksi kapasitas potensi cadangan airtanah
Kabupaten Grobogan bagian Barat secara kuantitas. Jenis airtanah dangkal
merupakan airtanah yang berasal dari akuifer dangkal, nilai debit yang didapat
untuk airtanah dangkal adalah 77,93 l/dt. Jenis airtanah dalam merupakan airtanah
yang berasal dari akuifer tertekan , nilai debit yang didapatkan untuk airtanah
dalam adalah 4,85 l/dt. Jumlah prediksi debit tersebut dapat terus dijadikan acuan
untuk 10 atau 20 tahun kedepan, dengan syarat tanah pada lokasi tetap jenuh.
Nilai debit ini belum mempertimbangkan keamaan keseimbangan antara daerah
imbuhan dengan daerah lepasan.
Secara alami airtanah tidak dibatasi oleh wilayah maupun batas kepemilikan
lahan. Sehingga airtanah merupakan sumberdaya alam milik bersama. Apabila di
suatu daerah mengeksplotasi air berlebihan maka akan berpengaruh pada daerah
lain di sekitarnya. Pembatasan pengambilan airtanah harus ada untuk menghindari
dampak yang akan terjadi. Terdapatnya ketentuan besarnya batasan pengambilan
airtanah tercamtum dalam Kepmen ESDM Nomor 1451.K/10/MEM/2000 tentang
Pedoman Teknis Pemerintah di Bidang Pengelolaan Air Bawah Tanah. Pada
peraturan tersebut terdapat batasan katagori aman dalam pengekspoitasi airtanah,
yaitu sebesar kurang dari 40% dari total ketersediaan airtanah yang tersedia. Tabel
11 merupakan hasil perhitungan besar eksploitasi airtanah katagori aman di
Kabupaten Grobogan bagian Barat.
Tabel 11 Hasil perhitungan besar eksploitasi airtanah katagori aman
Jenis airtanah Kapasitas cadangan airtanaheksploitasi airtanah katagori aman
l/dt l/dt
Dalam 5,33 < 2,13
