APLIKASI GEOLISTRIK UNTUK MENENTUKAN POTENSI AKUIFER AIR TANAH: STUDI KASUS DI KECAMATAN MASARAN, KEDAWUNG DAN
SIDOHARJO, KABUPATEN SRAGEN
Muhamad Defi Aryanto 1 Feri Andianto 2 Ahmad Taufiq 3
1Independent researcher, Jl jangga terisi Desa Pegagan Kec. Losarang Kab Indramayu
2 CV Tirta Persada, Kabupaten Sragen Sragen
3 Pusat Litbang Sumber Daya Air, Kementerian PUPR Email : aryanto.defi@yahoo.com, ahmadrentcar@gmail.com
ABSTRAK
Daerah penelitian terletak di Kecamatan Masaran, Kedawung dan Sidoharjo Kabupaten Sragen. Tata guna lahan di daerah ini adalah permukiman penduduk, lahan pertanian, dan industri, sehingga kebutuhan air terus meningkat. Metode geolistrik salah satu metode yang sering digunakan untuk mengetahui potensi air tanah. Akuisisi data dilakukan sebanyak 12 titik menggunakan konfigurasi Schlumberger dengan panjang lintasan elektroda arus 150 – 200 m dan panjang listasan elektroda potensial 0,5 – 5 m. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan software IP2win dan Rockwork.
Hasil interpretasi geolistrik dan informasi hidrologi daerah penelitian menghasilkan 3 lapisan batuan yaitu: Lapisan permukaan (Topsoil) memiliki nilai resistivitas 0 – 30 ohm.m. Lapisan Lempung memiliki nilai resistivitas 1 – 20 Ohm.m. Lapisan Batupasir memiliki nilai resistivitas 30 – 150 ohm.m. Distribusi sebaran potensi air tanah digambarkan dalam bentuk peta kedalaman, peta ketebalan dan peta pola aliran air tanah. Tipologi akuifer yang berkembang di daerah penelitian merupakan akuifer dangkal dengan kedalaman kurang dari 50 m dan akuifer dalam dengan kedalaman lebih dari 50 m. Kedalaman akuifer di Kecamatan Kedawung 15 – 46 mdpt, di kecamatan Masaran 14 – 86 mdpt dan di Kecamatan Sidoharjo 11 – 64 mdpt. Ketebalan akuifer di Kecamatan Kedawung 30 – 106 m, di kecamatan Masaran 67 – 160 m dan di Kecamatan Sidoharjo 47 – 180 m. Hasil penelitian menunjukan arah aliran air tanah yaitu berasal dari kaki gunung lawu atau sebelah Tenggara menuju kea rah sungai Bengawan Solo atau sebelah Barat Laut. Potensi air tanah dengan produktivitas tinggi menyebar di sebelah Tenggara atau di kaki Gunungapi Lawu dan di sebelah Barat Laut daerah penelitian.
Kata Kunci : Geolistrik, Akuifer, Sragen
1. Pendahuuan
Air tanah merupakan salah satu sumber alam yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan mahluk hidup. Saat ini penggunaan air tanah tidak hanya digunakan untuk air minum, mandi dan mencuci saja. Namun, air tanah dibutuhkan untuk keperluan industri dan pertanian. Pertumbuhan penduduk semakin bertambah dan perkembangan industri semakin pesat mengakibatkan kebutuhan air tanah semakin meningkat sedangkan sumber air tanah masih terbatas.
Eksplorasi merupakan salah satu cara untuk mengetahui potensi air tanah di suatu daerah.
Eksplorasi air tanah ini dapat dilakukan dengan beberapa metode diantaranya menggunakan metode geolistrik 1 D (Aryanto, et al., 2016; Lukman, et al., 2016; Darsono, et al., 2017), Metode ground penetrating radar (GPR), dan Metode elektromagnetik (Glenn, et al., 1991).
Survei geolistrik merupakan salah satu cara yang efektif digunakan untuk eksplorasi air tanah.
Kelebihan dari metode ini adalah biaya yang digunakan murah dan tidak memerlukan waktu yang lama. Selain diguanakan untuk mengetahui potensi air tanah metode geolistrik juga dapat digunakan untuk mengetahui sebaran intrusi air laut (Hastuti, et al., 2015; Santoso, et al., 2013; Frohlich & Urish, 2002) dan untuk keperluan eksplorasi panas bumi (Chbaane, et al., 2017)
Secara administrasi daerah penelitian berada di Kecamatan Kedawung, Kecamatan Masaran dan Kecamatan Sidoharjo. Ketiga Kecamatan tersebut termasuk kedalaman Kabupaten Sragen di sebelah Selatan seperti Gambar 1. Kondsi lahan di daerah penelitian digunakan untuk pertanian kering, pertanian basah, permukiman penduduk dan industri (BPS Sragen, 2015). Morfologi Kecamatan Kedawung merupakan perbukitan landai dengan ketinggian 116 m diatas permukaan laut. Kecamatan Masaran dan Kecamatan Sidoharjo merupakan dataran rendah dengan keinggian 83 – 93 m diatas permukaan laut. Berdasarkan data dari dinas Pengairan DPU kabupaten Sragen curah hujan di Kecamatan Kedawung 131 mm, Kecmaatan Masaran 124 mm dan Kecamatan Sidoharjo 178 mm (BPS Sragen, 2015)
Potensi air tanah di sekitar daerah penelitian memiliki produktivitas sedang sampai tinggi. Litologi batuan penyusun akuifer adalah pasir, kerikil dan pasir endapan Gunungapi Lawu (Aryanto, et al., 2016; Darsono, et al., 2017; Darsono, et al., 2016). Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui litologi batuan penyusun akuifer dan potensi air tanah di kecamatan Kedawung, Kecamatan Masaran, dan Kecamatan Sidoharjo Kabupaten Sragen.
Gambar 1. Peta daerah daerah penelitian survey geolistrik 2. Metode Penelitian
Metode geofisika merupakan salah satu cara untuk mengetahui kondisi bawah permukaan berdasarkan parameter fisika. Diantara parameter fisika yang berhubungan dengan akuifer air tanah adalah resistivitas atau batuan. Metode geolistrik merupakan cabang dari ilmu geofisika yang sering digunakan untuk mengetahui kondisi bawah permukaan berdasarkan nilai resistivitas batuan. Akuisisi data dilakukan sebanyak 12 titik menyebar di kecamatan Kedawung, Kecamatan Masaran dan Kecamatan Sidoharjo (Gambar 1Gambar 2).
Akuisi data menggunakan konfigurasi yang digunakan adalah Schlumberger. Jarak elektroda
potensial (MN/2) adalah 0,5 – 10 m dan jarak elektroda arus (AB/2) 150 – 200 m. konfigurasi susunan elektroda seperti pada Gambar 3.
Gambar 2. Sebaran titik geolistrik di daerah penelitian.
Gambar 3. Susunan elektroda konfigurasi schlumberger (Telford & Sheriff, 1990) Data yang diperoleh dari lapangan adalah nilai arus listrik yang diinjeksikan ke permukaan tanah dan beda potensial antar elektroda. Nilai resistivitas semu yang terukur dapat dihitung menggunakan persamaan (1):
(1)
Dimana merupakan nilai resistivitas semu (ohm.m), I adalah arus listrik (mA), ∆V beda potensial (mV), dan K merupakan faktor geometri. Besarnya nilai faktor geometri untuk konfigurasi schlumberger sebagai berikut :
(2)
Dengan:
K = faktor geometri
AB = Jarak elektroda arus (m) MN = Jarak elektroda potensial (m)
Nilai resistivitas semu yang diperoleh dari lapangan kemudian dilakukan proses pengolahan data untuk memperoleh nilai resistivitas sebenarnya dan ketebalan lapisan.
Interpretasi data menggunakan model master kurva dengan memplot jarak elektroda arus vs resistivitas semu ( AB/2 vs ) (Flathe, 1962). Metode lain adalah menggunakan algoritma pemodelan kedepan (forward modeling) dan pemodelan kebelakang (inversion modeling) (Zohdy, 1989). Pada penelitian ini perangkat lunak yang digunakan untuk mengolah data adalah IP2WIN. Hasil dari proses pengolahan data adalah nilai resistivitas sebenarnya, kedalaman dan ketebalan lapisan batuan. Beberapa faktor yang mempengaruhi nilai resistivitas batuan antara lain porositas, kandungan mineral dan saturasi air. Batuan sedimen meliki nilai tahanan jenis lebih rendah dibandingkan dengan nilai tahanan jenis batuan beku.
Batuan sedimen yang terisi oleh air tanah memiliki nilai tahanan jenis 10-100 ohm.m (Loke, 2004)
2.1. Geologi Regional
Van Bammelan (1994) membagi fisiografi jawa tengah menjadi 5 satuan fisiografi yaitu : Pegunungan Selatan, depresi Randublatung, Zona Rembang, Zona Solo dan Zona Kendeng.
Daerah penelitian termasuk kedalam Zona Solo, Zona Solo terbagi menjadi dua Subzona yaitu Solo bagian tengah yang dibentuk oleh deretan Gunungapi Kuarter dan dataran antar Gunungapi seperti Gunung Lawu, Gunung Wilis, Gunung Kelud, dan pegunungan Tengger.
Kedua adalah Subzona Ngawi bagian Utara. Subzona ini pada umumnya dibentuk oleh endapan aluvial dan endapan Gunungapi.
Berdasarkan peta geologi Kabupaten Sragen seperti pada Gambar 4. Geologi daerah penelitian merupakan endapan Alluvium (Qa) yang terdiri dari Kerakal, Kerikil, Pasir dan Lempung. Selain itu disekitar daerah penelitian ditemukan Endapan Undak (Qt) yang tersusun oleh Konglomerat, Batupasir dan Lempung. Sebelah Selatan daerah penelitian merupakan Formasi endapan Gunung Api Lawu (Ql) yang tersusun oleh Batupasir Gunungapi, BatuLempung - Lanau Gunungapi, Breksi Gunungapi dan Lava. Di sebelah Barat daerah penelitian merupakan Formasi Notopuro (Qn) Formasi ini terletak tidak selaras dengan Formasi Kabuh. Litologi penyusun Formasi ini merupakan Breksi lahar berseling dengan Batupasir Tufaan dan Konglomerat vulkanik. Selain Formasi Notopuro ditemukan batuan dari Formasi Pucangan dan Kalibeng. Formasi Pucangan (Qp) berumur Pliosen Akhir - Plistosen.
Litologi penyusun Formasi ini terdiri dari Konglomeratan, Batupasir, Batupasir
Tufaan,Lempung dan Breksi bagian bawah. Formasi Formasi Kalibeng (Tmpk) dengan
susunan litologi Napal pejal dan sisipan Batupasir Tufaan, dan Batupasir Gampingan. Geologi
sebelah Utara daerah penelitian merupakan Formasi Kerek. Formasi ini yang terbentuk pada
Miosen Awal - Miosen Akhir. Formasi ini terdiri dari litologi Napal, Batugamping,
Batulempung, Batupasir Gampingan, Batulempung Gampingan dan Batupasir Tufaan. Selain
Formasi Kerek ditemukan juga anggota Banyak Formasi Kalibeng dan Formasi Kalibeng.
Gambar 4. Peta geologi daerah penelitian (Sukardi & Budhitrisna, 1992) 2.2. Hidrogeologi Regional
Kabupaten Sragen termasuk kedalam Cekungan Air Tanah (CAT) Karanganyar - Boyolali. Djaeni, (1982) membagi hidrologi kabupaten sragen berdasarkan produktivitas dan penyebarannya menjadi 4 katagori yaitu :
1. Akuifer dengan aliran melalui ruang antar butir dengan produktivitas sedang sampai
tinggi menyebar dibagian tengah atau daerah sepanjang sungai bengawan Solo.
2. Akuifer dengan aliran melalui celah dan ruang antar butir dengan produktivitas sedang sampai tinggi menyebar di wilayah Sragen bagian Timur.
3. Akuifer dengan aliran melalui celahan, rekahan dengan produktivitas sedang dengan penyebaran setempat ditemukan di Kabupaten Sragen bagian Utara.
4. Akuifer dengan aliran melalui celah atau sarang dengan produktivitas rendah sampai langka menyebar di Kabupaten Sragen bagian Utara dan beberapa tempat ditemukan Kabupaten Sragen bagian Barat.
3. Hasil Penelitian
3.1. Pengolahan data
Interpretasi data geolistrik dilakukan menggunakan software IP2win, Hasil dari pengolahan tersebut merupakan nilai resistivitas setiap lapisan batuan, ketebalan lapisan dan kedalaman lapisan batuan sperti pada Tabel 1. Setelah memperoleh nilai tahanan jenis batuan kemudian dikorelasikan dengan peta geologi untuk mengetahui litologi batuan.
Tabel 1. Hasil pengolahan data geolistrik.
titik
GL Ro Kedalaman ketebalan Litologi
gl-1
7.40 0.00 0.75 0.75 Topsoil
10.61 0.75 1.04 0.29 Lempung
0.51 1.04 2.26 1.22 Lempung
1.74 2.26 2.67 0.41 Lempung
24.81 2.67 103.34 100.67 Pasir
gl-4
45.40 0.00 0.75 0.75 Topsoil
52.40 0.75 2.12 1.37 Pasir
20.90 2.12 17.02 14.90 Lempung
91.30 17.02 48.12 31.10 Pasir
20.40 48.12 136.02 87.90 Pasir
0.79 136.02 200.00 63.98 Lempung
gl-2
16.60 0.00 0.75 0.75 Topsoil
10.20 0.75 3.85 3.10 Lempung
93.40 3.85 15.15 11.30 Pasir
9.25 15.15 46.45 31.30 Lempung
126.00 46.45 141.75 95.30 Pasir
10.10 141.75 200.00 58.25 Lempung
gl-8
12.90 0.00 3.07 3.07 Topsoil
1.98 3.07 6.05 2.98 Lempung
15.20 6.05 150.05 144.00 Lempung
195.00 150.05 200.00 49.95 Pasir gl-6
17.19 0.00 0.75 0.75 Topsoil
9.49 0.75 3.45 2.70 Lempung
106.80 3.45 14.25 10.80 Pasir
11.19 14.25 34.66 20.41 Lempung
72.72 34.66 120.00 85.34 Pasir
gl-12
16.40 0.00 0.75 0.75 Topsoil
0.53 0.75 1.08 0.33 Lempung
34.50 1.08 1.78 0.70 Pasir
1.67 1.78 3.07 1.29 Lempung
5.53 3.07 51.07 48.00 Lempung
27.50 51.07 319.07 268.00 Pasir
gl-11 19.80 0.00 0.75 0.75 Topsoil
0.62 0.75 0.91 0.16 Lempung
4.49 0.91 5.37 4.46 Lempung
80.60 5.37 9.08 3.71 Pasir
2.79 9.08 22.28 13.20 Lempung
54.30 22.28 356.28 334.00 Pasir gl-5
11.67 0.77 0.77 0.00 Topsoil
2.78 0.77 4.71 3.94 Lempung
54.41 4.71 10.93 6.22 Pasir
1.47 10.93 14.27 3.34 Lempung
28.89 14.27 331.78 317.51 Pasir gl-10
26.14 0.00 0.96 0.96 Topsoil
8.16 0.96 2.00 1.04 Lempung
3.06 2.00 5.17 3.17 Lempung
16.34 5.17 86.38 81.21 Lempung
107.74 86.38 120.00 33.62 Pasir
gl-15
12.80 0.00 0.75 0.75 Topsoil
1.38 0.75 1.06 0.31 Lempung
18.10 1.06 1.98 0.92 Lempung
1.08 1.98 5.45 3.47 Lempung
8.93 5.45 64.44 58.99 Lempung
67.93 64.44 200.00 135.56 Pasir
gl-13
11.88 0.00 0.75 0.75 Topsoil
1.91 0.75 1.19 0.44 Lempung
25.25 1.19 1.91 0.73 Pasir
3.18 1.91 4.57 2.66 Lempung
50.59 4.57 7.94 3.37 Pasir
2.38 7.94 21.45 13.51 Lempung
174.24 21.45 200.00 178.55 Pasir gl-17
7.06 0.00 0.82 0.82 Topsoil
2.03 0.82 3.40 2.58 Lempung
14.11 3.40 86.28 82.88 Lempung
69.15 86.28 200.00 113.72 Pasir
gl-9
25.64 0.00 0.75 0.75 Topsoil
5.15 0.75 1.46 0.71 Lempung
48.71 1.46 2.52 1.05 Pasir
6.40 2.52 8.70 6.19 Lempung
11.37 8.70 69.52 60.82 Lempung
98.91 69.52 156.11 86.59 Pasir
7.35 156.11 200.00 43.89 Lempung
gl-14
13.90 0.00 0.75 0.75 Topsoil
1.00 0.75 1.26 0.51 Lempung
207.00 1.26 3.59 2.33 Pasir
4.27 3.59 11.08 7.49 Lempung
45.80 11.08 35.68 24.60 Pasir
8.71 35.68 153.68 118.00 Lempung
55.40 153.68 200.00 46.32 Pasir