PENENTUAN LAPISAN AKUIFER AIR TANAH DENGAN METODE GEOLISTRIK KONFIGURASI SCHLUMBERGER DI DESA SUNGAI JATI KECAMATAN MATARAMAN KABUPATEN BANJAR KALIMANTAN SELATAN Dinisa Hanifa1, Ibrahim Sota1, Simon Sadok Siregar1
Abstrak. Telah dilakukan penelitian untuk mencari lapisan akuifer air tanah di Desa Sungai Jati sebagai dasar dalam perencanaan dalam pembuatan sumur bor. Salah satu cara untuk mengetahui potensi keberadaan air tanah adalah melakukan pengukuran geolistrik dengan konfigurasi Schlumberger. Hasil penelitian geolistrik konfigurasi Schlumberger menunjukkan struktur lapisan batuan di Desa Sungai Jati pada titik pengukuran GL1, GL2, GL3, GL4, GL5 dan GL6 terdiri dari lapisan lapuk, batu pasir, lanau, lempung, dan lempung gampingan karena Sungai Jati termasuk kedalam formasi Keramaian (Kak). Sebaran akuifer air tanah tersebar pada lapisan batu pasir dengan kedalaman akuifer air tanahnya bervariasi. Hasil interpretasi diketahui tebal lapisan berkisar antara 2 – 11 meter dengan kedalaman sekitar 6 – 40 meter dengan nilai resistivitas 100 – 450 Ωm. Secara keseluruhan semakin ke bawah jenis batuanya semakin padat, lapisan ini kurang bersifat sebagai lapisan pembawa air (akuifer). Lapisan air tanah yang berpotensi untuk pembuatan sumur bor dengan kualitas dan kuantitas yang cukup baik terdapat lapisan impermeable pada bagian atas dan bawah sedangkan pada Desa Sungai Jati merupakan akuifer bebas dimana lapisan impermeable hanya terdapat pada lapisan di bawah lapisan akuifer. Kata kunci: geolistrik, konfigurasi schlumberger, akuifer
PENDAHULUAN
tidak adanya layanan jaringan PDAM
Desa Sungai Jati merupakan salah
ke Sungai Jati semakin menyulitkan
satu desa di Mataraman yang sebagian
masyarakat sekitar memperoleh air
besar masyarakatnya memanfaatkan
untuk kebutuhan sehari-hari meskipun
air sungai untuk keperluan sehari–hari,
beberapa warga ada yang memperoleh
sebagian juga menggunakan sumur bor
air dari pegunungan tetapi jarak yang
akan
ditempuh cukup jauh sekitar 700 m dari
tetapi
sumur
yang
mereka
gunakan dangkal. Masyarakat Sungai
rumah
Jati sangat mengalami kesulitan air
perjalanan
bersih bila musim kemarau tiba karena
melewati
membuat
perkebunan karet.
sumur-sumur
warga
mengalami kekeringan. Akses jalan
warga
dengan
menempuh
yang
menanjak
dan
semak
belukar
serta
Air tanah sampai saat ini masih
yang cukup jauh dari perkotaan dengan
menjadi
kondisi jalan yang kurang baik serta
permasalahan kekurangan air bersih.
1
Program Studi Fisika FMIPA Universitas Lambung Mangkurat
30
solusi
untuk
mengatasi
Hanifa, D,. dkk. Penentuan Lapisan Akuifer Air Tanah ...31
Selain murah, air tanah juga mudah
Berdasarkan
peta
didapat, namun tidak selalu tersedia
Kecamatan
dalam jumlah yang melimpah, bahkan
beberapa
di beberapa tempat tertentu sumur-
Tanjung (Tet), Berai (Tomb), Warukin
sumur
(Tmw), Dahor (TQd), Aluvium (Qa),
warga
sering
mengalami
Mataraman
Geologi,
formasi
terdiri
yaitu
formasi
kekeringan pada saat musim kemarau
Keramaian
yang
Ultramafik (Mub) dan manuggal (Km).
berkepanjangan.
keberadaan
lapisan
Eksplorasi
akuifer
dalam
Sungai
Jati
rangka mengetahui potensi air bersih
Keramaian
sangat menolong warga Sungai Jati.
perselingan
Metoda geolistrik merupakan salah satu
metode
geofisika
yang
kelabu
(Kak),
dari
Gabro
berada
pada
(Kak) batu
formasi
merupakan
pasir
kehitaman
(Mgb),
berwarna
sangat
padat,
dengan batu lanau dan batu lempung
dimanfaatkan dalam eksplorasi sumber
setempat
daya alam bawah permukaan. Metode
konglomerat, tebal perlapisan 2-50 cm,
geolistrik digunakan untuk mengetahui
berasosiasi dengan rijang. Formasi ini
karakteristik
merupakan
lapisan
batuan
bawah
permukaan sampai kedalaman ratusan meter
sangat
mengetahui
berguna
kemungkinan
sisipan
endapan
batu
gamping
plysich
dan
berstruktur turbidit.
untuk adanya
lapisan akuifer yaitu lapisan pembawa air. Metode geolistrik tahanan jenis dengan
konfigurasi
diharapkan
schlumberger
mampu
menentukan
lapisan pembawa air (akuifer) di Desa Sungai Jati Kecamatan Mataraman.
Kondisi Geologi Daerah Penelitian Mataraman
adalah
kecamatan
di
Kalimantan
Selatan,
salah
Kabupaten
satu
Banjar,
dengan
luas
wilayah 148,40 km2. Letak Geografis Kecamatan
Mataraman
03o13’00”
sampai 03o27’00” LS dan 114o55’00” sampai 115o08’00” BT.
Gambar 1. Peta Geologi Kecamatan Mataraman Air Tanah Air tanah merupakan salah satu komponen dalam daur hidrologi yang berlangsung di alam. Sumber air ini terbentuk dari air hujan yang meresap ke dalam tanah dan merembes melalui
32 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (30 – 39) lapisan
batuan,
terutama
lapisan
memanfaatkan sifat tahanan jenis untuk
pembawa air dalam satu cekungan air
mempelajari
tanah
permukaan
yang
berada
di
bawah
keadaan bumi.
bawah
Tahanan
jenis
permukaan menuju ke daerah lepasan.
merupakan parameter penting untuk
Proses
mengkarakterisasikan
ini
dapat
dipahami
bahwa
keadaan
keterdapatan air tanah berkaitan erat
bawah
dengan
seperti
diasoasiasikan dengan material dan
iklim, geologi, dan vegetasi. (Muharis,
kondisi bawah permukaan (Telford,
2011).
1998).
kondisi
lingkungan,
permukaan,
fisis yang
Akuifer Akuifer
adalah
lapisan
bawah
permukaan yang dapat menyimpan dan mengalirkan air. Formasi geologi yang mengandung air dan memindahkannya dari satu titik ke titik yang lain dalam jumlah
yang
mencukupi
Gambar 3. Konfigurasi elektroda Schlumberger (Telford, 1998).
untuk
pengembangan ekonomi disebut suatu
Metode
geolistrik
konfigurasi
al.,1989).
Schlumberger merupakan metode yang
Akuifer dapat juga diartikan sebagai
banyak digunakan untuk mengetahui
lapisan pembawa
karakteristik
lapisan
akuifer
(Ray
et
air atau
lapisan
lapisan
batuan
bawah
permukaan untuk mencari keberadaan
permeabel.
lapisan akuifer. Selain biaya survei yang relatif murah, metode geolistrik dengan
konfigurasi
Schlumberger
mampu untuk mendeteksi adanya nonhomogenitas lapisan batuan bawah permukaan. Umumnya lapisan batuan tidak
mempunyai
sifat
homogen
sempuna. Posisi lapisan batuan yang
Gambar 2. Lapisan Akuifer
terletak dekat dengan permukaan akan Metode Geolistrik Metode geolistrik tahanan
sangat jenis
adalah suatu metode geofisika yang
berpengaruh
terhadap
hasil
pengukuran. Nilai yang terukur adalah tahanan jenis semu.
Hanifa, D,. dkk. Penentuan Lapisan Akuifer Air Tanah ...33
Pada kenyataannya tanah terdiri dari
lapisan-lapisan
memiliki
resistivitas
bebatuan yang
dan
bervariasi
dengan posisi elektroda. Nilai yang terukur adalah tahanan jenis semu (ρa). Hubungan diatas dapat dilihat dari Persamaan (1), (2), dan (3). K
S
(1)
sebagai faktor koreksi, I sebagai arus listrik yang mengalir (A), ΔV sebagai beda potensial listrik (V), ρs sebagai semu,
K ( L I ) / 2 I 2
(2)
L
sebagai
jarak
antarelektroda, dan l sebagai panjang bahan
(m)
Resistivitas 2
(3)
dengan ρ sebagai tahanan jenis (m), K
resistivitas
V I
( L2 l 2 ) V 2l I
(Hendrajaya, yang
1990).
didapatkan
akan
ditentukan jenis bahan dengan merujuk pada Tabel 1 sebagai bahan acuan.
Tabel 1. Resistivitas batuan dan fluida (Telford et al, 2004) Bahan
Resistivitas (m) 1-104 1,5-3,0 3-20 3,0-15 150-300 10-200 100-10000 300 20-200 80-200
Tanah Tanah Lempung Lempung Lempung Lanauan Tanah Lanau Pasiran Silt-lempung Pasir kerikil Pasir kerikil kelanauan Batulumpur Air permukaan
BAHAN DAN METODE Dalam beberapa
Bahan
Resistivitas (m) 3x102-3x106 103-106 100-2000 50-107 1-103 20-2x105 2x103-104 10-800 15-150
Granit Gabro Adesit Batugamping Batupasir Serpih Konglomerat Alluvial dan pasir Lanau
menganalisa data, interpretasi untuk
penelitian
ini
tahapan
yaitu
dilakukan survei
menentukan lapisan akuifer air tanah. Bahan
yang
digunakan
dalam
lapangan yaitu perencanaan panjang
penelitian ini adalah GPS, satu set
lintasan,
peralatan
penentuan
titk
awal
Resistivitymeter
Nanuira
pengukuran serta target kedalaman
NRD 300 HF (High Frequency), serta
penelitian, kemudian pengambilan data
Software Ipi2Win. Prosedur penelitian
lapangan,
secara
menggunakan
pengolahan software
data Ipi2Win,
garis
Gambar 4.
besar
terlihat
seperti
34 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (30 – 39)
Gambar 4. Diagram alur penelitiaan
HASIL DAN PEMBAHASAN
horizontal sehingga diketahui ketebalan
Hasil yang diperoleh dari penelitian
dan kedalaman lapisan serta dapat
ini berupa nilai tahanan jenis batuan.
mengetahui potensi akuifer yang ada
Nilai tahanan jenis tiap batuan yang
pada lokasi penelitian. Penampang
berbeda-beda tergantung pada jenis
tersebut
dan kondisi batuannya. Pengukuran
perbedaan lapisan atau batuan bawah
geolistrik dilakukan sebanyak enam titik
permukaan berdasarkan variasi nilai
pengukuran di Desa Sungai Jati. Data
tahanan jenis yang ditandai dengan
yang
perbedaan warna.
diperoleh
dari
enam
titik
menunjukkan
adanya
pengukuran berupa nilai tahanan jenis dan
diketahui
ketebalan
dan
Penentuan Lapisan Batuan
kedalaman dari tiap titik pengukuran
Pengambilan
data
pengukuran
secara vertikal (1D). Data-data tersebut
geolistrik di Desa Sungai Jati dilakukan
kemudian
di
dikorelasikan
antara
titik
enam
lokasi
dengan
koordinat
terdekat dan menghasilkan penampang
masing-masing titik seperti Tabel 2.
Geolistrik 2D yang memperlihatkan
Berdasarkan nilai tahanan jenis yang
lapisan
diperoleh dari pengukuran lapangan,
bawah
permukaan
secara
Hanifa, D,. dkk. Penentuan Lapisan Akuifer Air Tanah ...35
dianalisa lapisan, litologi
untuk
menduga
kedalaman tiap-tiap
lengkap
dan
titik
hasil
jumlah
Sungai Jati. Keadaan material bawah
ketebalan
tanah sangat mempengaruhi aliran dan
ukur.
Secara
potensi air tanah. Potensi air tanah yang
dan
dapat disimpan dalam batuan sangat
pengukuran
interpretasi litologi tiap titik ukur
bergantung pada permeabilitas dan
disajikan pada Tabel 3.
porositas. Permeabilitas sangat penting untuk mengetahui besarnya cadangan
Tabel 2. Koordinat Lokasi Pengukuran Geolistrik
fluida yang dapat diproduksi.
Titik Peneli tian GL 01 GL 02 GL 03 GL 04 GL 05 GL 06
dan sekitarnya berada pada formasi
Koordinat Penelitian LS
BT
Elev asi
03022.460’ 03022.465’ 03022.072’ 03022.114’ 03021.631’ 03021.767’
115003.200’ 115003.067’ 115003.476’ 115003.279’ 115003.510’ 115003.867’
41 m 29 m 50 m 59 m 67 m 58 m
Ketera ngan RT 02 RT 02 RT 01 RT 01 RT 06 RT 06
Pendugaan jenis litologi pada tiaptiap titik ukur didasarkan pada nilai tahanan jenisnya dan jenis formasi geologi
pada
lokasi
pengukuran.
Batuan penyusun daerah penelitian
keramaian (Kak). Elevasi pengambilan data di daerah ini berkisar dari 29 – 67 meter dengan kondisi daerah dataran tinggi,
sebagian
besar
wilayahnya
didominasi oleh pohon karet. Sebagian besar jalan di Sungai Jati merupakan jalan aspal dan kerikil. Berdasarkan struktur batuan bawah permukaan yang diperoleh dari hasil
Berdasarkan hasil pengolahan data
penelitian,
yang diketahui bahwa lokasi penelitian
sebagai perangkap air tanah (akuifer)
didominasi
diperkirakan
oleh
batuan
sedimen.
lapisan
lapisan
Lapisan batuan secara umum di daerah
resistivitasnya
penelitian terdiri dari lapisan penutup,
lapisan batu pasir.
lempung,
lanau,
batu
pasir,
dan
Penentuan Ketebalan dan Kedalaman Akuifer Air Tanah Berdasarkan pada hasil interpretasi
resistivitas struktur
dengan
batuan lapisan
yang
30-150
Ωm
nilai berupa
Hasil korelasi dari titik satu ke titik
dekat
didukung
bertindak
yang satunya dengan jarak terdekat
lempung sisipan gamping.
dan
yang
tabel
dapat batuan
nilai
diketahui bawah
permukaan yang terdapat di Desa
menghasilkan
penampang
Geolistrik 2D yang memperlihatkan lapisan
bawah
permukaan
serta
kedalamannya. Penampang tersebut menunjukkan
adanya
perbedaan
lapisan atau material yang terdapat di bawah permukaan berdasarkan variasi nilai
tahanan
jenis
yang
ditandai
36 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (30 – 39) dengan perbedaan warna. Penampang
tabel tahanan jenis dan geologi daerah
model
pengukuran
2D
diinterpretasikan
ini
kemudian
dengan
berdasarkan
hasil
cara
penelitian. Hasil penampang 2D dari
membandingkan nilai tahanan jenis
pengolahan data geolistrik dapat dilihat
pada penampang model 2D dengan
pada Gambar 5, 6, dan 7.
Tabel 3. Hubungan jumlah lapisan, kedalaman, ketebalan nilai tahanan jenis, perkiraan lithologi terhadap air bawah tanah Titik duga
Lapisan
Kedalaman (m)
Tebal (m)
Tahanan jenis (Ώm)
GL1
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
0,00 – 1,5 1,5 – 8,32 8,32 – 29,9 29,9 – 121 121 - 0,00 – 1,25 1,25 – 7,63 7,63– 37,1 37,1– 151 151 - 0,00 – 1,7 1,7 – 6,49 6,49 – 26,9 26,9– 70,3 70,3- 0,00 – 3,03 3,03 – 14,7 14,7 – 30,9 30,9 – 50,7 50,7 – 0,00 – 1,71 1,71 – 7,76 7,76 – 39,4 39,4 – 70 70 - 0,00 – 1,02 1,02 – 5,09 5,09 - 35 35 - 70,3 70,3 -
1,5 6,82 21,6 90,9 1,25 6,38 29,5 114 1,7 4,79 20,4 43,4 3,03 11,7 16,2 19,8 1,71 1,45 31,7 30,5 1,02 4,06 29,9 35,3
636 201 66,2 15,7 2744 277 139 32,1 11 1938 855 366 49,7 974 17,5 690 106 38 2689 15,2 874 462 57,5 1231 15,4 743 395 67,6 1072 12,3
GL2
GL3
GL4
GL5
GL6
Jenis lithology Lapisan Lapuk Batu pasir Lanau Lempung Lempung sisipan Gamping Lapisan Lapuk Batu Pasir Lanau Lempung Lempung sisipan Gamping Lapisan Lapuk Batu Pasir Lanau Lempung sisipan Gamping Lempung Lapisan Lapuk Batu Pasir Lanau Lempung sisipan Gamping Lempung Lapisan Lapuk Batu Pasir Lanau Lempung sisipan Gamping Lempung Lapisan Lapuk Batu Pasir Lanau Lempung sisipan Gamping Lempung
Hanifa, D,. dkk. Penentuan Lapisan Akuifer Air Tanah ...37
Gambar
5
adalah
penampang
geolistrik 2D untuk lintasan 1 dengan lintasan 2 yang memperlihatkan adanya lapisan bawah permukaan sepanjang lintasan 1 dan 2.
Gambar 6. Hasil interpretasi GL3 dan GL4
Gambar
6
merupakan
hasil
gabungan dari titik sounding 3 dan sounding 4, titik sounding ini berada pada jarak 889 meter dari sounding 1 Gambar 5. Hasil interpretasi GL1 dan GL2
dan sounding 2. Potensi terdapatnya air pada
Pada Gambar 5 telihat adanya citra
perlapisan
ini
cukup
besar
dibandingkan sounding 1 dan sounding
sumbu
2. Lapisan paling atas merupakan
vertikal mewakili kedalaman (m) dan
lapisan penutup dengan nilai resistivitas
citra
yang tinggi dengan citra warna merah
berwarna
berwarna,
lapisan
mewakili
besarnya
resistivitas (Ωm). Lapisan paling atas
sampai
dengan
muda
berwarna hijau merupakan lapisan batu
sampai kuning merupakan lapisan
pasir bersifat sebagai akuifer yang
lapuk
dapat menyimpan dan mengalirkan air.
citra
warna
bersifat
merah
kering
dan
tidak
warna
kuning.
Lapisan
berpotensi ada air karena memiliki
Lapisan
nilai
lapisan lanau yang bersifat sebagai
resistivitas
selanjutnya
yang
tinggi.
Lapisan
berwarna
hijau
lapisan
pasir yang bersifat sebagai akuifer
kedap air.
dapat
menyimpan
air
biru
merupakan
akuiklud atau sering disebut sebagai
sampai biru merupakan lapisan batu
yang
berwarna
impermeable
atau
lapisan
dan
mengalirkan air. Lapisan berwarna hitam merupakan lapisan lanau yang dapat
menyimpan
dan
dapat
mengalirkan air tetapi dalam jumlah terbatas.
Gambar 7. Hasil interpretasi GL5 dan GL6
38 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 13 No.1, Februari 2016 (30 – 39) Gambar
7
hasil
lapisan yang mempunyai potensi air
gabungan dari titik sounding 5 dan
tanah dengan kualitas dan kuantitas
sounding 6, titik sounding ini berada
yang cukup baik yaitu berada pada
pada jarak 822 meter dari sounding 3.
lapisan
Lapisan paling atas merupakan lapisan
Lapisan pasir mempunyai potensi air
penutup dengan nilai resistivitas yang
tanah yang cukup besar karena lapisan
tinggi
merah
tersebut berupa lapisan yang dapat
Lapisan
menyimpan cadangan air dalam jumlah
dengan
sampai
merupakan
citra
warna
warna
kuning.
berwarna hijau merupakan lapisan batu
yang
mengandung
pasir.
besar.
pasir bersifat sebagai akuifer yang dapat menyimpan dan mengalirkan air. Lapisan
berwarna
biru
merupakan
KESIMPULAN Kesimpulan
dari
penelitian
ini
lapisan lanau yang bersifat sebagai
adalah:
akuiklud atau sering disebut sebagai
1. Struktur lapisan batuan di Desa
lapisan
impermeable
atau
lapisan
kedap air.
Sungai Jati pada titik pengukuran GL1, GL2,GL3, GL4, GL 5 dan GL6
Menurut susunan lapisan geologi
pada umumnya hampir sama yaitu
dan harga kelulusan air, air tanah pada
terdiri dari beberapa lapisan antara
keadaan ini dapat disebut air tanah
lain lapisan lapuk, batu pasir, lanau,
atau akuifer setengah terkekang (Semi
lempung
dan
Confined Akuifer) yaitu akuifer yang
gamping
karena
sepenuhnya jenuh air, bagian atasnya
termasuk
dibatasi oleh lapisan setengah kedap
Keramaian (Kak).
lempung
sisipan
Sungai
kedalam
Jati
formasi
air (Semi Impermeable) yaitu pasir dan
2. Jenis lapisan akuifer yang terdapat
bagian bawahnya terletak pada dasar
di Desa Sungai Jati adalah akuifer
yang kedap air (Impermeable) yaitu
bebas
lempung.
hanya sebagian terisi oleh air dan
Hasil
interpretasi
diatas
menunjukkan bahwa sebagian besar
merupakan
lapisan
yang
berada di atas lapisan kedap air. 3. Lapisan
yang
bersifat
akuifer
batuan di dominasi oleh lapisan batuan
terdapat pada lapisan batu pasir
yang mempunyai nilai resistivitas atau
dengan tebal lapisan berkisar antara
tahanan jenis tinggi. Lapisan ini kurang
2 – 11 meter dengan kedalaman
mempunyai
lapisan
sekitar 6 – 40 meter dengan nilai
pembawa air (akuifer). Pada umumnya
resistivitas 100 – 450 Ωm. Secara
sifat
sebagai
Hanifa, D,. dkk. Penentuan Lapisan Akuifer Air Tanah ...39
keseluruhan jenis
semakin
batuanya
ke
bawah
semakin
padat,
lapisan ini kurang bersifat sebagai lapisan
pembawa
air
(akuifer).
Daerah Padang Sarai Kecamatan Koto Tangah Kota Padang. Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang Kampus Limau Manis Padang. Rekayasa Sipil Vol. VII, No. 1. ISSN: 1858-3695
Lapisan air tanah yang berpotensi untuk pembuatan sumur bor dengan kualitas dan kuantitas yang cukup baik terdapat lapisan impermeable (lempung) pada bagian atas dan bawah
sedangkan
pada
Desa
Sungai Jati lapisan impermeable hanya terdapat pada lapisan di bawah lapisan akuifer.
DAFTAR PUSTAKA Hendrajaya, L. & I. Arif. 1990. Geolistrik Tahanan Jenis. Laboratorium Fisika Bumi. Jurusan Fisika FMIPA ITB, Bandung. Muharis, C. & E. Alfansyuri. 2011. Pendugaan Potensi Airtanah Di
Ray, L.K.J.R., M. A. Kohler & J.L.H. Paulus. 1989. Hidrologi untuk Insinyur 3ed. Erlangga. Suharyadi. 1984. Geohidrologi. Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada. Yogyakarta Telford, W.M., L.P. Geldart, R.E. Sheriff, & D.A. Keys 1998. Applied Geophysics. Edisi 1. Cambridge University Press. Cambridge. _____.2004. Applied Geophysics 2nd Edition, Cambridge University Press. Cambridge Todd,
D.K. 1980. Groundwater Hydrology Second Edition. New York: John Wiley & Sons. Inc.
