Investigasi Akuifer Air Tanah di Sekitar Lahan Pertanian Desa Kedungwuluh, Kecamatan Kalimanah, Kabupaten Purbalingga, Jawa Tengah Berdasarkan Survei Geolistrik Resistivitas dengan Konfigurasi Wenner Sehah dan Hartono
Abstract: Exploration to groundwater sources has been done at Kedungwuluh, District of Kalimanah, Regent of Purbalingga Central Java using Geoelectric Resistivity method with Wenner configurations. This research done at around of agriculture land in Kedungwuluh. The objective of this research is interpret to depth and properties of groundwater aquifer based on resistivity data of Wenner configurations. The lenght of measurement trajectory in this research area are 300 meters, that outstretched from coordinate of 07° 23′ 46.5″ S and 109° 18′ 42,9″ E up to 07° 23′ 56″ S and 109° 18′ 42,9″ E. The results that obtained from this research is two dimensionly (2D) resistivity profile of sub surface rocks, which contains of some layers or section of rocks, i.e: sandy claystone (< 53,35 m), clayey sandstone (53,35 up to 75,35 m), smooth sandstone (75,35 up to 249,00 m), and compacted sandstone and gravel (>249,00 m). Based on the results of the interpretation, estimated that rock section which most dominant as groundwater aquifer is smooth sandstone, and then clayey sandstone, then sandy claystone. While compacted sandstone and gravel is not estimated as aquifer. Keywords: groundwater aquifer, village of Kedungwuluh, geoelectric of resistivity method, Wenner configuration.
PENDAHULUAN
sumber yang lain. Air tanah meru-
Pemanfaatan air permukaan,
pakan salah satu alternatif sumber
seperti sungai, danau, waduk dll
air yang dapat dikembangkan untuk
telah lama dilakukan oleh masya-
keperluan
rakat. Namun, karena kebutuhan air
Pertimbangannya adalah potensi air
permukaan
tanah di suatu wilayah relatif tetap
belum
proporsional
irigasi
dengan ketersediaannya terutama
sehingga
pada musim kemarau, maka sering-
maka pengisian air tanah (water
kali tanaman yang dibudidayakan
recharging)
pada
alamiah,
musim
kemarau
tersebut
jika
pertanian.
tidak
tidak
karena
diusahakan,
terjadi beda
secara potensial
mengalami kekeringan. Berdasarkan
antara air tanah dan permukaan
fakta tersebut, maka perlu dipikirkan
tanahnya
alternatif
memenuhi
pengambilan air tanah yang sesuai
kebutuhan air bagi tanaman dari
dengan kemampuan pengisiannya,
lain
untuk
konstan.
Selain
Staf Pengajar Fisika, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Jenderal Soedirman Jalan dr. Suparno No. 61 Purwokerto. email:
[email protected]
101
itu,
102
Jurnal Fisika FLUX, Vol. 7 No.2, Agustus 2010 (101 – 109)
akan
memungkinkan
akselerasi
sirkulasi
terjadinya air
tanah
(Anonim, 2008). Tiga
baik dengan debit aliran lebih dari 10 liter per detik per kilometer persegi
tahun
wilayah
di kawasan ini diperkirakan sangat
terakhir
Desa
ini,
sehingga sangat layak digunakan
Kedungwuluh
sebagai sumber air irigasi (Anonim,
Kecamatan Kalimanah Kabupaten Purbalingga
Jawa
Tengah
mengalami
dampak
2003).
telah
degradasi
Salah satu metode Survei Geofisika
yang
lazim
digunakan
lingkungan akibat rusaknya sistem
untuk eksplorasi akuifer air tanah
hutan
adalah
penyangga
di
lereng
metode
Geolistrik
Resis-
Gunungapi Slamet. Hal ini terlihat
tivitas. Metode ini memanfaatkan
dengan menyusutnya debit aliran air
variasi
pada beberapa sungai yang berhulu
bawah permukaan untuk mendeteksi
di lereng Gunungapi Slamet saat
struktur geologi atau formasi batuan
musim
bawah permukaan, sehingga dapat
kemarau
sehingga
nilai
resistivitas
batuan
mengurangi ketersediaan air irigasi
diterapkan
untuk
di kawasan ini (Pandu, 2007). Untuk
keberadaan
akuifer
meningkatkan
air
Pengukuran Geolistrik Resistivitas
irigasi, agar masa tanam di kawasan
dengan tujuan untuk memperoleh
ini dapat diperpanjang hingga musim
informasi
kemarau,
dilakukan
permukaan, termasuk mengeksplo-
eksplorasi sumber air tanah. Apalagi
rasi keberadaan akuifer air tanah
daerah ini termasuk dalam kawasan
dapat
Cekungan Air Tanah Purwokerto-
konfigurasi
Purbalingga
geolistrik
ketersediaan
maka
perlu
(Anonim,
2006).
menduga air
tanah.
struktur batuan bawah
dilakukan
menggunakan
Wenner. dengan
Pengukuran
konfigurasi
Berdasarkan data Pusat Lingkungan
cukup
Geologi, luas total cekungan air
merusak lingkungan, dan memiliki
tanah ini mencapai kira-kira 1.318
respon yang cukup tinggi terhadap
kilometer persegi, dengan potensi
perubahan resistivitas batuan bawah
volume air sekitar 513 juta meter
permukaan (Agodzo et.al., 2003).
kubik. Sementara itu, berdasarkan
sederhana,
tode
daerah
konfigurasi
untuk
Kabupaten
Purbalingga kondisi akuifer air tanah
tidak
Pengukuran Geolistrik me-
peta indikasi potensi air tanah dan irigasi
murah,
ini
Resistivitas Wenner
menggunakan memerlukan
empat buah elektroda, yang terdiri
103
Sehah dan Hartono, Investigasi Akuifer Air Tanah ..............
atas dua buah elektroda arus dan
dimana
dua
geometri konfigurasi elektroda yang
buah
elektroda
Mekanisme
potensial.
pengukuran
digunakan
adalah
yang
K
menyatakan
digunakan.
Untuk
faktor
konfigurasi
dengan
Wenner, jarak antar elektroda dibuat
menginjeksikan arus listrik ke dalam
sama sehingga nilai faktor geometri
bumi
melalui
kemudian
kuat
elektroda
arus,
dapat
arus
beda
berikut
dan
potensial yang terjadi diukur (Sule
KWen
dkk., 2007). Nilai resistivitas semu lapisan batuan (a) dapat dihitung
dihitung
dari
(Telford
persamaan
et.al.,
1990):
2 1 1 1 1 A M NB AN MB
2 a ……………………..
dari beda potensial yang terukur
(2)
(V) dan arus yang mengalir (I)
dimana a = AM = MN = NB yang
menggunakan
menyatakan
persamaan berikut
elektroda,
(Telford et.al., 1990).
a K
jarak seperti
spasi
antar
terlihat
pada
Gambar 1.
V …………….… (1) I E -
+
A
V A
M
N
a
B
a
a
batuan bawah permukaan
Gambar 1. Skema peralatan pengukuran metode Geolistrik Resistivitas konfigurasi Wenner (Agodzo, et.al., 2003).
METODE PENELITIAN Kegiatan penelitian dilakukan
sekitar lahan pertanian di Desa Kedungwuluh,
Kecamatan
Kabupaten
Kali-
selama 4 bulan, yaitu dari bulan April
manah,
Purbalingga,
hingga Juli 2009. Pengukuran data
sedangkan
geolistrik resistivitas dilakukan di
dilakukan di Laboratorium Fisika
pengolahan
data
104
Jurnal Fisika FLUX, Vol. 7 No.2, Agustus 2010 (101 – 109)
Eksperimen, Fakultas Sains dan
sehingga
Teknik,
Purwokerto.
sumber air tanah sebagai sumber
merupakan
irigasi. Peralatan yang diperlukan di
UNSOED,
Kawasan
penelitian
lahan pertanian yang sangat luas,
layak
untuk
dicarikan
dalam penelitian seperti Tabel 1.
Tabel 1. Peralatan penelitian yang digunakan di lapangan dan di laboratorium No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Nama Alat
Jumlah
Resistivitymeter, tipe NANIURA model NRD 22S lengkap dengan elektroda tembaga dan stainless steel Accu 12 V Pita ukur 250 meter Kabel 300 meter Palu Kabel penghubung dan Konektor Peta Geologi dan Topografi Peta Potensi Indikasi Air Tanah dan Daerah Irigasi Global Positioning System (GPS) Buku catatan dan alat tulis Laptop lengkap dengan printer Perangkat lunak (software) Excell 2003 Perangkat lunak (software) Res2Dinv
2 buah 2 buah 4 rol 4 buah secukupnya 1 lembar 1 lembar 1 buah 1 set 1 set 1 paket 1 paket
Pengukuran
arus,
Resistivitas Wenner
Geolistrik
dengan
dilakukan
menancapkan
konfigurasi dengan
elektroda
kembali
1 set
terhadap
potensial
dan
jarak
beda
elektroda.
cara
Demikian
seterusnya
pada
pengukuran ke-n, dimana seluruh
permukaan tanah dengan susunan
panjang
seperti Gambar 1. Pada pengukuran
terpenuhi. Untuk mendapatkan profil
pertama, jarak antar elektroda dibuat
resistivitas
sama
permukaan secara dua dimensi (2D)
misalnya
a,
kemudian
lintasan
hingga
pengukuran
batuan
dilakukan pengukuran arus (I), beda
pada
potensial (V), dan jarak bentangan
pengukuran pada lintasan tersebut
elektroda (a). Setelah itu seluruh
diulang
elektroda digeser ke arah kanan
dimana setiap pengulangan jarak
sejauh
antar elektroda selalu diperlebar
a
kemudian
seperti dilakukan
Gambar
2,
pengukuran
suatu hingga
seperti Gambar 3.
lintasan,
bawah
beberapa
maka kali,
105
Sehah dan Hartono, Investigasi Akuifer Air Tanah ..............
C1
P1 a
P2 a
C1
C2 arah gerakan elektroda
a P1
a
P2 a
C1
C2 n=2
a P1
a
n=1
P2 a
C2 n=3
a
dan seterusnya…
Gambar 2. Pergerakan elektroda dalam survei Geolistrik Resistivitas dengan model konfigurasi Wenner (Agodzo et.al., 2003). Data-data yang diukur pada
bentuk penampang 2D. Profil yang
setiap pengukuran digunakan untuk
diperoleh
menghitung
menafsirkan jenis litologi dan sifat
datum
point,
faktor
geometri (K), dan resistivitas semu
hidrogeologi
(ρa).
permukaan.
Pemodelan
menggunakan
dilakukan
data-data
hasil
diinterpretasi
batuan Berdasarkan
untuk
bawah hasil
interpretasi ini, maka dapat diketahui
perhitungan tersebut secara inversi,
susunan,
sehingga diperoleh profil resistivitas
batuan bawah permukaan termasuk
batuan bawah permukaan dalam
akuifer air tanah.
C1
P1
P2
3a
C1
3a
P1
P2
2a
C1
2a
P2
P1 a
a
jenis, dan kedalaman
C2 3a
n=3
C2 2a
n=2
C2 a
n=1
m=1 m=2 m=3 m=4
Datum Point
m=5
Gambar 3.Teknik pengukuran dan presentasi data dalam bentuk penampang resistivitas dua dimensi (2D) dalam konfigurasi Wenner (Agodzo et.al., 2003).
106
Jurnal Fisika FLUX, Vol. 7 No.2, Agustus 2010 (101 – 109)
HASIL DAN PEMBAHASAN
menghasilkan
profil
resistivitas
Pengukuran Geolistrik Resis-
batuan bawah permukaan seperti
tivitas telah dilakukan di sekitar
Gambar 4. Kesalahan RMS hasil
lahan pertanian di Desa Kedung-
pemodelan 3,0% yang menunjukkan
wuluh,
Kalimanah,
bahwa hasil yang diperoleh cukup
Kabupaten Purbalingga mengguna-
baik. Interpretasi profil resistivitas
kan konfigurasi Wenner. Panjang
dilakukan untuk mengetahui jenis
lintasan pengukuran 300 meter yang
litologi dan karakteristik hidrogeologi
membentang dari posisi 07° 23′
lapisan batuan bawah permukaan.
46,5″ LS dan 109° 18′ 42,9″ BT
Interpretasi didasarkan pada data
hingga 07° 23′ 56″ LS dan 109° 18′
geologi daerah penelitian (Djuri dkk.,
42,9″
Kecamatan
BT.
Pemodelan
dilakukan
menggunakan software RES2DINV,
1996) dan tabel resistivitas batuan (Reynold, 1997).
Gambar 4. Hasil pemodelan resistivitas batuan bawah permukaan daerah penelitian dalam bentuk profil 2D. Berdasarkan interpretasi ini diketahui
bahwa
litologi
daerah
penelitian terdiri atas batulempung
pasiran,
batupasir
lempungan,
batupasir halus, serta batupasir dan kerikil kompak, seperti Tabel 2.
Sehah dan Hartono, Investigasi Akuifer Air Tanah ..............
107
Tabel 2. Interpretasi susunan lapisan batuan bawah permukaan berdasarkan pemodelan 2D di daerah penelitian
1 2 3
Interval Resistivitas (m) < 53,35 53,35 – 75,35 75,35 – 249,00
4
> 249,00
18,85
5
53,35 – 75,35
39,60
No.
Estimasi Kedalaman (m) 0,00 7,65 12,80
Hasil Interpretasi Litologi
Hidrogeologi
Batulempung pasiran Batupasir lempungan Batupasir halus Batupasir dan kerikil kompak Batupasir lempungan
Top soil Akuifer Akuifer Non akuifer Akuifer
Gambar 5. Hasil pemodelan litologi batuan bawah permukaan daerah penelitian dalam bentuk profil 2D. Sebagian
batuan
lapisan akuifer lain adalah batupasir
bawah permukaan hasil interpretasi
lempungan yang mempunyai nilai
adalah akuifer air tanah, sehingga
resistivitas
potensi pengembangan air tanah
Lapisan
sebagai sumber irigasi sangat besar.
kedalaman 7,65 – 12,80 m yang
Hasil
merupakan pembatas antara top soil
interpretasi
besar
menunjukkan
53,35 ini
–
75,35
ditemukan
m. pada
bahwa lapisan akuifer air tanah di
(batulempung
daerah penelitian didominasi oleh
batupasir halus, serta di bagian
batupasir halus dengan resistivitas
bawah kanan pada kedalaman lebih
75,35 – 249,00 m. Lapisan ini
dari 39,60 m. Di daerah penelitian ini
ditemukan pada kedalaman 12,80
juga ditemukan lapisan non akuifer
m, sedangkan batas bawahnya tidak
berupa batupasir dan kerikil kompak
terinterpretasi akibat keterbatasan
dengan resistivitas lebih dari 249,00
pengukuran. Selain batupasir halus,
m. Lapisan batuan ini ditemukan
pasiran)
dengan
108
Jurnal Fisika FLUX, Vol. 7 No.2, Agustus 2010 (101 – 109)
pada kedalaman 18,85 m dengan
ini.
posisi dari ujung kiri lintasan hingga
panjang bentangan elektroda arus,
100 m ke arah kanan. Meskipun
sehingga
bukan akuifer, namun lapisan ini
diinjeksikan dalam tanah tidak dapat
diperkirakan
menjangkau lapisan batuan dasar.
kedap,
tidak
sepenuhnya
sehingga
masih
Hal
ini
akibat
arus
terbatasnya
listrik
yang
dapat
ditempati dan dilalui oleh air tanah.
KESIMPULAN
Data hasil interpretasi sebagaimana
Eksplorasi sumber air tanah
Tabel 2 digunakan sebagai dasar
di Desa Kedungwuluh, Kecamatan
untuk membuat model profil litologi
Kalimanah, Kabupaten Purbalingga
bawah permukaan 2D menggunakan
Jawa
software
dilakukan
melalui
Geolistrik
Resistivitas
Arc-View 3.3.
Hasilnya
dapat dilihat pada Gambar 5.
Tengah
telah
berhasil
pengukuran dengan
Berdasarkan uraian di atas
konfigurasi Schlumberger. Berdasar-
serta informasi geologi (Asikin dkk.,
kan hasil-hasil yang diperoleh dapat
1992),
disimpulkan bahwa:
secara
geologis
formasi
batuan daerah penelitian adalah
1. Susunan batuan bawah permu-
alluvium yang merupakan satuan
kaan daerah penelitian terdiri
batuan termuda dan pembentukan-
atas
nya masih berlangsung hingga saat
batupasir lempungan, batupasir
ini.
halus, serta batupasir dan kerikil
Formasi
ini
berasal
dari
batulempung
rombakan batuan yang lebih tua,
kompak,
yang terdiri atas kerikil, pasir, lanau,
formasi geologi daerah penelitian
dan
adalah alluvium (endapan).
lempung
endapan
yang
sungai.
merupakan
Tebal
formasi
2. Akuifer
yang
pasiran,
air
menunjukkan
tanah
yang
batuan ini diperkirakan mencapai
diperkirakan paling dominan dan
150 meter (Djuri dkk, 1996). Di
potensial di daerah penelitian
bawah
adalah batupasir halus dengan
terdapat
formasi
ini
lapisan
diperkirakan
batuan
dasar
nilai resistivitas 75,35 – 249,00 yang
ditemukan
berupa bongkahan batuan andesit-
m,
basaltik (Djuri dkk., 1996). Namun
kedalaman 12,80 m.
lapisan batuan dasar tidak dapat ditampilkan
pada
profil
hasil
pengolahan data dengan RES2DINV
pada
3. Akuifer air tanah lainnya adalah batupasir mempunyai
lempungan nilai
yang
resistivitas
Sehah dan Hartono, Investigasi Akuifer Air Tanah ..............
53,35
–
75,35
m,
yang
ditemukan pada kedalaman 7,65 – 12,80 m serta kedalaman lebih dari 39,60 m. 4. Secara umum akuifer di daerah penelitian
lebih
dominan
daripada non akuifer sehingga air tanah di kawasan ini cukup berpotensi untuk dikembangkan dan
dieksploitasi
menjadi
sumber irigasi pertanian yang berkelanjutan. UCAPAN TERIMAKASIH Terima
kasih
disampaikan
kepada pihak-pihak yang menunjang kelancaran jalannya penelitian ini, baik dari segi pendanaan, peralatan, pemikiran, dan tenaga, terutama kepada Ketua Lembaga Penelitian UNSOED,
Ketua
Laboratorium
Fisika Eksperimen, Fakultas Sains dan
Teknik,
UNSOED,
dan
mahasiswa Program Studi Fisika yang telah berpartisipasi pada saat akuisisi data di lapangan. DAFTAR PUSTAKA Agodzo, S.K., Okyere, and P.Y., Kussi-Apiah, K., 2003, The Use of Wenner Configuration to Monitor Soil Water Content, School of Engineering, Kwame, Nkrumah University of Science and Technology, Kumasi (KNUST), Ghana.
109
Anonim, 2003, Peta Potensi Indikasi Air Tanah dan Daerah Irigasi Kabupaten Purbalingga, Propinsi Jawa Tengah, Dirjen Cipta Karya, Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta. Anonim, 2008, Daftar Cekungan Airtanah di Indonesia, Pusat Lingkungan Geologi, Bandung. Anonim, 2008, Pedoman Teknis Pengembangan irigasi Airtanah Dangkal, Direktorat Pengelolaan Air, Dirjen Pengelolaan Lahan dan Air, Departemen Pertanian, Jakarta. Djuri, M, Samodra, H., Amin, T.C., dan Gafoer, S., 1996, Peta Geologi Lembar Purwokerto dan Tegal, Jawa, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung. Pandu, A.N., 2007, Rehabilitasi Irigasi Jangan Sekedar Komitmen, Tegalan, Edisi 17 Desember 2007, Banyumas. Reynolds, J.M., 1997, An Introduction to Applied and Enviromental Geophysics, John Willey and Sons, New York. Sule, R., Syamsuddin, F.,Sitorus, D.A., Sarsito, and I.A., Sadisun, 2007, The Utilization of Resistivity and GPS Methods in Landslide Monitoring: Case Study at Panawangan Area – Ciamis, Indonesia, Proceedings Joint Convention Bali 2007. Telford, W.M., Gedaart, L.P., Sheriff, R.E., 1990, Applied Geophysics, Cambridge, New York.
