BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian dilakukan di DAS Ciliwung mulai dari Hulu sampai hilir. Lokasi Penelitian meliputi wilayah Kabupaten Bogor, Kotamadya Bogor dan Kota Administratif Depok dan DKI Jakarta. Penelitian dilakukan dari bulan Februari sampai Juli 2012. 3.2. Bahan dan Alat Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian berupa data sekunder dan alat bantu hitung serta software progress 3, Mapinfo dan ArcView 3.0 dan IP2WIN. Alat ukur Geolistrik yang terdiri dari :
Geolistrik Earth Restivity Metre type SAZ 3000 G100, model BD 1000, Serial Number M422002 dengan impedansi sebesar 10 Mohm
Separangkat komputer beserta perlengkapannya dan software Progress Version 3.0, IP2WIN, Surfer 9.0
Kabel sepanjang 500 m sebanyak 200 unit untuk elektroda arus
Kabel sepanjang 300 m untuk elektoda potensial
AVO m 1 unit
Kompas geologi 1 unit
Rol m sepanjang 50 m sebanyak 4 unti
Palu sebanyak 4 unit
Handy Talky sebanyak 3 unit
GPS
Peta topografi, peta geologi, peta hidrogeologi, peta tanah, peta RBI, dan Peta DAS Ciliwung
Alat yang digunakan adalah alat bantu hitung dan seperangkat computer yang mendukung untuk mengoperasikan software progress 3.0 dengan spesifikasi yang sesuai.
39
3.3. Metodologi 3.3.1. Pengumpulan Data 3.3.1.1. Metode Pengukuran Primer Pengumpulan data primer yang dibutuhkan adalah pengukuran jenis akuifer, tebal akuifer di DAS Ciliwung dengan menggunakan peralatan Geolistrik. Pengukuran resistivitas secara umum adalah dengan cara menginjeksikan arus ke dalam tanah melalui 2 elektroda arus (A dan B), dan mengukur hasil beda potensial yang ditimbulkannya pada 2 elektroda potensial (M dan N). Dari data harga arus (I) dan potensial (V) dapat dihitung nilai resistivitas semu menggunakan rumus konfigurasi Schlumberger. 3.3.1.2. Pengumpulan Data Sekunder Pengumpulan data sekunder yang dibutuhkan antara lain adalah : data tinggi muka air, data iklim, data tata guna lahan, peta topografi, peta tanah, peta geologi, peta hidrogeologi Tabel 8. Metode Pengumpulan dan Analisis Data No 1 2 3
Param
Data
Luas DAS Kemiringan Lahan (slope) Daya tampung airtanah
Sumber Bakosurtanal Geologi Tata Lingkungan Geologi Tata Lingkungan
Peta Topografi Peta Geologi, Hidrogeologi
Metode Digitasi Digitasi Digitasi
3.3.2. Analisis Data 3.3.2.1.Metode Analisis Data Geolistrik Analsis data meliputi analisis penentuan faktor geometri dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: =
×
2
−
2
×
∆
Dimana. AM, AN, BM dan BN adalah jarak elektroda dalam konfigurasi Wenner-Schlumberger dengan satuan panjang (m). Dari param yang telah didapatkan tersebut dapat dihitung nilai resistivitas semu (ρa) yang memiliki satuan m. Nilai resistivitas yang dihitung bukanlah nilai resistivitas bawah permukaan yang sebenarnya, namun merupakan nilai semu (apparent) yang 40
merupakan resistivitas dari bumi yang dianggap homogen yang memberikan nilai resistensi yang sama untuk susunan elektroda yang sama. Untuk menentukan nilai resistivitas bawah permukaan yang sebenarnya diperlukan proses perhitungan secara inversi maupun forward dengan menggunakan bantuan komputer (software progress version 3.0).
Sumber : Todd, 1995
Gambar 6. Nilai Tahanan Jenis Batuan Setelah nilai resistivitas dihitung, maka dapat diketahui lapisan batuan tersebut. Penentuan tersebut didasarkan pada Gambar 6. Akuisisi data geolistrik pada penelitian ini digunakan konfigurasi Wenner-Schlumberger dengan fixedelectrode potensial dan electrode arus berjalan untuk mendapatkan variasi ke arah kedalaman (sounding). Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan matching curve/ fitting curve model inversi dari software (progress version 3.0) untuk pendekatan harga resistivitas antara kurva lapangan dan kurva teori yang paling cocok. Airtanah terdapat pada lapisan akuifer yang memiliki ciri-ciri tersusun atas batuan pasir. Dengan mengetahui litologi lapisan tanah maka dapat diduga sebaran dan ketebalan lapisan akuifer di lokasi penelitian. Pengolahan data menggunakan bantuan perangkat lunak komputer (progress version 3.0).
41
Tabel 9. Nilai Tahanan Jenis Batuan Jenis Batuan Batuan Beku Batuan Ubahan Lempung Serpih Lunak Serpih Keras Pasir Batupasir Gamping Poros Gamping Padat Sumber: Anonim, 2008
Nilai Resistivitas 100 - 1,000,000 15 - 1,000.,000 1 - 11 0.8 - 12 2 - 500 13 - 1,000 50 - 2,000 50 - 2,000 5,500 - 1,000,000
Pendugaan lapisan akuifer didapatkan dengan metode tahanan jenis, maka untuk menganalisa kebenaran hasil pendugaan tersebut dibandingkan dengan data hasil pengeboran. Dengan membandingkan data-data tersebut akan diketahui sebaran akuifer dangkal dan dalamnya. Secara umum, diagram alir penelitian menggunakan peralatan geolistrik pada penelitian ini dapat ilihat pada Gambar 7. Pengumpulan data sekunder umumnya berupa peta-peta yang dibutuhkan. Peta topografi, geologi, hidrogeologi, dan peta DAS Ciliwung di overlay dengan menggunakan software Mapinfo untuk digitasi. Digitasi dan overlay peta tersebut dapat diketahui batas DAS Cilwung secara geologi, hidrogeologi. Input data hasil pengukuran geolistrik berupa karakteristik akuifer pada DAS Ciliwung, maka didapatkan nilai konduktivitas hidrolik, gradien hidrolik, tebal dan sebaran akuifer. Perhitungan potensi airtanah menggunakan persamaan Darcy. Pengukuran geolistirik menggunakan konfigurasi Schlumberger. Penentuan titik pengukuran berdasarkan kondisi geologi dan hidrogeologi DAS. Pengukuran geolistrik mengorientasikan kondisi topografi di lapangan. Pemilihan konfigurasi didasarkan kebutuhan data. Untuk mendapatkan tahanan jenis secara vertikal, biasanya dilakukan dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger. Keuntungan lain dari konfigurasi ini adalah tenaga kerja yang dibutuhkan lebih sedikit dan lebih efisien waktu. Pengukuran geolistrik adalah pengukuran besarnya arus listrik antara dua elektroda arus yang terpisah sejauh AB dan tegangan listrik antara dua elektroda potensial yang terpisah sejauh MN. Nalai tahanan semu dapat dihitung dengan menggunakan hasil pembagian antara tegangan dan arus listrik dikalikan dengan faktor geometri yang dibentuk antara jarak elektroda arus dan elektroda potensial. Diagram alir pengukuran geolistrik disajikan pada Gambar 8. 42
Peta Geologi
Mulai
Peta Hidrgeologi Peta Jenis Tanah Peta RBI
Digitasi
Batas, Luas DAS
Data Geolistrik
Peta DAS Ciliwung Karakteristik Akuifer dan Sebaran Akuifer : - Jenis Akuifer - Tebal Akuifer - Sebaran Akuifer - Batuan Penyusun Akuifer - Konduktivitas Hidrolik - Gradient Hidrolik
Pers Darcy
Potensi Cadangan Airtanah
Selesai
Gambar 7. Diagram Alir Penelitian Analsis data geolistrik dilakukan dengan mengunakan software Progress Version 3.0 dengan memperhatikan nilai tahanan jenis, jarak antara elektroda kemudian di inverse modelling untuk mendapat nilai erorr atau RMSmin yang bernilai kecil. Secara umum diagram alir analisis dapat dilihat pada Gambar 9.
43
Gambar 8. Diagram alir Pengukuran Geolistrik
Gambar 9. Diagram Alir Pengolahan Data
44
3.3.3.2. Metode Penentuan Ketebalan Akuifer Ketebalan akuifer didapatkan dari kajian geolistrik. Setelah mendapatkan data titik pengukuran, tebal dan jenis akuifer, kemudian akan dibuatkan potongan melintang dan memanjang dari akuifer di DAS Ciliwung, sehingga didapatkan ketebalan akuifer. 3.3.3.3. Metode Perhitungan airtanah Metode Dinamis Airtanah dalam akuifer berasal dari air infiltrasi dan aliran airtanah dari akuifer di bagian hulu. Airtanah besifat dinamis, aliran airtanah dipengaruhi oleh konduktivitas hidrolik dan gradien hidrolik. Konsep pehitungan airtanah ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 10. Konsep Perhitungan Airtanah dengan Q adalah aliran airtanah yang keluar dari akuifer, K adalah konduktivitas batuan penyusun akuifer, A adalah luasan akuifer, ∂h adalah perubahan elevasi akuifer, ∂l adalah panjang akuifer, b adalah tebal akuifer dan w adalah lebar akuifer. Selanjutnya debit airtanah dapat dihitung dengan rumus Darcy (Fetter, 1994) : =
×
×
45
dengan Q adalah debit atau jumlah aliran airtanah, K adalah permeabilitas akuifer, A adalah luas penampang akuifer dan dh/dl adalah gradien hidrolik atau kemiringan permukaan airtanah. 3.4. Batasan Penelitian Batasan fisik dalam Penelitian Potensi Cadangan Airtanah di DAS Ciliwung antara lain : 1. Perhitungan cadangan airtanah hanya memperhitungankan faktor konduktivitas hidrolik (K), lebar akuifer (w), tebal akuifer (b) dan gradien hidrolik (∂h/∂l) 2. Perhitungan cadangan airtanah bebas di asumsikan resapan aiertanah berasal dari daerah atas DAS Ciliwung.
46
