analisis kedalaman dan sebaran akuifer di kelurahan …

ANALISIS KEDALAMAN DAN SEBARAN AKUIFER DI

KELURAHAN DAYA MENGGUNAKAN METODE

GEOLISTRIK TAHANAN JENIS

Indra Jaya Muhtar1, Syamsuddin2, Sabrianto Aswad3

1) Mahasiswa Departemen Geofisika FMIPA, Universitas Hasanuddin

Email: [email protected] 2) Staf Pengajar Departemen Geofisika FMIPA, Universitas Hasanuddin

Email: [email protected] 3) Staf Pengajar Departemen Geofisika FMIPA, Universitas Hasanuddin

Email:[email protected]

SARI BACAAN

Kebutuhan penggunaan air bersih masyarakat saat ini terus meningkat, dan banyak masyarakat

yang kesulitan mendapatkan air tanah melalui pembuatan sumur bor. Salah satu metode yang

digunakan untuk mengidentifikasi lapisan akuifer yaitu motede geolistrik tahanan jenis. Penelitian

ini dilakukan untuk menganalisis kedalaman dan sebaran akuifer di kelurahan Daya menggunakan

metode geolistrik tahanan jenis dengan pengukuran 1D konfigurasi Schlumberger dan pengukuran

2D konfigurasi Wenner-Schlumberger. Hasil yang diperoleh, menunjukkan bahwa daerah

penelitian terdiri atas empat lapisan batuan, yaitu lapisan tanah penutup, lempung, tufa halus, dan

tufa kasar. Terdapat 8 titik pengukuran 1D yang memiliki panjang bentangan 700 m dengan

penetrasi kedalaman mencapai 240 m dan 2 lintasan pengukuran 2D. Terdapat 3 potensi akuifer

pada daerah penelitian yaitu pada kedalaman 80 m, 130 m dan 180-200 m dengan litologi batuan

adalah tufa halus dan tufa kasar dan nilai reisitivitas berkisar 53.5-144 Ωm. Berdasarkan data

hidrokimia sampel air sumur bor diduga 3 sampel berasal dari akuifer yang sama. Hasil interpretasi

diperoleh sebaran akuifer yang memiliki potensi besar berada pada kedalama 180-200 m dengan

membuat pseudo 3D mengkorelasikan akuifer di titik pengukuran K01, K02, K03, K04, K05, K06,

dan K07 didaptkan total volumenya yaitu 19.152.868 m3

Kata Kunci: Tahanan jenis, Schlumberger, Wenner Schlumberger, Akuifer, Hidrokimia

ABSTRACT

The need for the use of clean water is currently increasing, but communities face difficulty in

obtaining ground water through regular wells. One method used to identify aquifer layers is the

resistivity geoelectric method. This study was conducted to analyze the depth and distribution of

aquifers in the village of Daya using resistivity type of geoelectric method with 1D measurement

of Schlumberger configuration and 2D measurement of Wenner-Schlumberger configuration. The

results show that the study area consists of four layers of rock, namely overburden, clay, fine tuff,

and coarse tuff. There are 8 1D measurement points stretching 700 m long with penetration depths

mailto:[email protected]

reaching 240 m, and 2 2D measurement trajectories. There are 3 potential aquifers in the study

area, namely at a depth of 80 m, 130 m and 180-200 m with fine tuffs and coarse tuffs making up

the rock lithology, and the resistivity value ranges from 53.5 to 144 Ωm. Based on the hydro-

chemical data, 3 samples were suspected from the same aquifer. The result of the interpretation

indicates large potential aquifer distribution in the depth of 180-200 m. This was achieved by

making pseudo 3D, correlating aquifers at measurement points of K01, K02, K03, K04, K05, K06,

and K07, with the total volume 19.152.868 m3.

Keywords: Resistivity, Schlumberger, Wenner-Schlumberger, Aquifer, Hydrochemical

PENDAHULUAN

Air tanah adalah air yang berada di wilayah

jenuh di bawah permukaan tanah.

Ketersediaannya lebih dari 97% dari

keseluruhan air tawar yang ada di planet

bumi. Ketersediaan air tanah akan membantu

tanaman pada masa pertumbuhan, dimana air

akan diserap oleh akar tanaman. Meskipun

Jumlahnya tidak sebanyak air permukaan,

air tanah merupakan air yang banyak

digunakan untuk keperluan rumah tangga,

misalnya untuk air minum, memasak,

mencuci, dan mandi. Air tanah juga

dimanfaatkan untuk keperluan industri,

perkantoran, perhotelan, dan irigasi

(Khotimah, 2008).

Penyelidikan geofisika, dengan

menggunakan metode geolistrik tahanan

jenis untuk mengetahui lapisan akuifer

dengan memanfaatkan sifat kelistrikan

batuan. Metode geolistrik tahanan jenis

sangat baik digunakan karena metode ini

merupakan salah satu metode yang efektif

untuk mengetahui sifat konduktivitas suatu

lapisan.

Kebutuhan akan penggunaan air di

Kelurahan Daya Kecamatan Biring Kanayya

kota Makassar belum terpenuhi secara penuh

oleh PDAM kota Makassar sehingga

beberapa warga melakukan pengeboran

untuk mencari sumber air tambahan, namun

hasil pengeboran yang dilakukan memiliki

kedalaman yang bervariasi berkisar 60 m –

200 m. Identifikasi potensi keberadaan

akuifer melalui geolistrik sangat diperlukan

untuk mengetahui lapisan akuifer pada

daerah tersebut yang dapat membantu

masyarakat sekitar dalam perencanaan

pengeboran, seperti pengukuran geolistrik

1D yang dapat mengidentifikasi lapisan yang

diduga merupakan akuifer pada daerah

tersebut dan analisis kandungan hidrokimia

air sumur bor untuk mengetahui sebaran

akuifer.

Ruang Lingkup

Penelitian ini dilakukan di kelurahan Daya

kecamatan Biring Kanaya kota Makassar

dengan menggunakan metode tahanan jenis

sounding konfigurasi Schlumberger dan

tahanan jenis profiling konfigurasi Wenner.

Pengolahan data penelitian ini menggunakan

Ip2win, RES2DINV dan Oasis Montaj.

Tujuan Penelitian

1. Menentukan kedalaman lapisan batuan

yang diprediksi sebagai akuifer bawah

permukaan.

2. Menentukan hubungan akuifer antara

sampel air berdasarkan data

hidrokimianya.

3. Memetakan sebaran akuifer di daerah

penelitian.

TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian Akuifer

Akuifer adalah suatu lapisan batuan yang

mampu mentransmisikan dan menyimpan air

dalam jumlah yang cukup berarti. Misalnya

kerikil, pasir, batu kapur, batuan gunung

berapi (Davie, 2008).

Akuifer mengandung air dalam rongga pori

dan celah. Ukuran dan jumlah rongga dan

tingkat interkoneksi antara pori-pori dan

celah menentukan kualitas akuifer. hal

tersebut juga dapat mempercepat infiltrasi.

Berikut beberapa contoh batuan akuifer

(Mazor, 2004):

Sifat Kimia Air Tanah

Air adalah zat yang sangat reaktif yang

memiliki kapasitas besar untuk melarutkan

zat padat, cairan dan gas. Karakteristik fisik

dan kimia dari air alami bergantung pada

beberapa faktor seperti litologi dari lapisan

geologi di mana air tanah mengalir (akuifer),

akuifer air itu berada, dan kondisi

lingkungan. Biasanya, sejumlah kecil zat

merupakan komposisi kimia air (ion utama),

tetapi ion-ion lain (ion minor) juga dapat

ditemukan dalam konsentrasi rendah. Zat lain

(polutan) dapat hadir dalam air sebagai

konsekuensi dari proses polusi (Candella dan

Morell, 2008).

Komposisi kimia dari air alami berasal dari

banyak sumber zat terlarut dari atmosfer,

pelapukan batuan dan tanah, reaksi kimia

yang terjadi di bawah permukaan tanah dan

efek yang dihasilkan dari aktivitas manusia.

Secara umum, konstituen utama (konsentrasi

dalam air lebih besar dari 0.005 kg/m3)

adalah sering disebut sebagai ion utama,

seperti pada tabel 1

Tabel 1. Konstituen anorganik terlarut dalam air

tanah Konstituen utama

(lebih dari 0.005 kg/m3)

konstituen minor

(10-6 – 0.005 kg/m3)

Bikarbonat Silicon Boron Nitrat

Kalsium Sodium Karbonat Kalium

Klorida Sulfat Fluorida Strontium

Magnesium Asam

karbonat

Besi

Sumber: Candella dan Morell, 2008.

Identifikasi Hidrokimia Sistem Air Tanah

Terpisah

Meurut Mazor (2004), untuk menentukan

sebaran akuifer maka dilakukan identifikasi

sistem air tanah terpisah dengan

menggunakan Fingerprint Diagram, yaitu

diagram bantu yang dapat digunakan untuk

menganalisis kandungan air tanah, yang

memberikan gambaran visual dari pola

kelimpahan relatif dari ion terlarut dengan

memplot nilai konsentrasi dengan

konsentrasi logaritmik. Kation disusun dalam

urutan peningkatan konsentrasi, dan anion

disusun dalam urutan menurun konsentrasi.

Kedua yaitu nilai konsentrasi yang diukur

dapat diplot dalam diagram x-y, atau diagram

komposisi.

Geolistrik Tahanan Jenis

geolistrik merupakan salah satu geofisika

yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam

bumi dan bagaimana mendeteksinya di

permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi

pengukuran potensial, pengukuran arus dan

medan elektromagnetik yang terjadi baik

secara alamiah maupun akibat injeksi arus

dalam bumi. Pada penelitian ini digunakan 2

jenis konfigurasi yaitu konfigurasi

Schlumberger seperti ditunjukan pada

gambar 1 dan konfigurasi Wenner-

Schlumberger yang ditunjukan pada gambar

2.

1. Konfigurasi Schlumberger pertama kali

diperkenalkan oleh Conrard Schlumberger

dan banyak digunakan di Eropa.

Konfigurasi baik juga digunakan untuk

mapping maupun sounding.

Gambar 1. Konfigurasi Schlumberger

Simetris (Hendrajaya, 1990).

Faktor Geometri Konfigurasi Schlumberger

yaitu:

𝐾𝑆 = 𝜋 (𝐿2−𝑙2)

2 𝑙 (1)

Sehingga resistivitas semu untuk konfigurasi

Schlumberger berlaku:

𝜌𝑎 =𝜋 (𝐿2−𝑙2)

2 𝑙 ∆𝑉

𝐼 (2)

2. Konfigurasi Wenner-Schlumberger

merupakan perpaduan konfigurasi

Wenner dan Schlumberger. Pada

pengukuran dengan faktor spasi (n) = 1,

konfigurasi Wenner-Schlumberger sama

dengan pengukuran pada konfigurasi

Wenner ( jarak antar elektroda = a),

namun pada pengukuran n=2 dan

seterusnya konfigurasi Wenner-

Schlumberger sama dengan konfigurasi

Schlumberger (jarak antar elektroda arus

dan elektroda potensial lebih besar

daripada jarak antar elektroda potensial)

(Hendrajaya, 1990).

Gambar 2. Konfigurai Wenner-Schlumberger

(Hendrajaya, 1990).

Maka berdasarkan pada gambar 2 faktor

geometri konfigurasi Wenner-Schlumberger

adalah :

𝐾 = 𝑛(𝑛 + 1)𝜋𝑎 (3)

Sehingga resistivitas semu untuk konfigurasi

Wenner-Schlumberger berlaku :

𝜌𝑎 = 𝑛(𝑛 + 1)𝜋𝑎 ∆𝑉

𝐼 (4)

Pemodelan 2-D Geolistrik Resistivitas

Dalam Geofisika, model dan parameter

model digunakan untuk mengkarakterisasi

suatu kondisi geologi bawah permukaan.

Pemodelan merupakan proses estimasi model

dan parameter model berdasarkan data yang

diamati di permukaan bumi.

METODOLOGI PENELITIAN

Lokasi Penelitian

Penelitian ini akan dilakukan di kelurahan

Daya kecamatan Biring Kanayya kota

Makassar yang secara geografis terletak pada

5o06’38” - 5o06’57” LS dan 120o29’35” -

120o30’46” BT, seperti pada gambar3.

Gambar 3. Peta Lokasi Penelitian

Prosedur Penelitian

Pengambilan data dilakukan secara

langsung di lapangan dengan cara

menginjeksikan arus ke dalam bumi dengan

menggunakan konfigurasi schlumberger

untuk pengukuran 1D sebanyak 8 titik dan

konfigurasi Wenner-Schlumberger untuk

pengukuran 2D sebanyak 2 lintasan.

Bagan Alir Penelitian

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Inversi 1D

Tabel 2. Identifikasi kedalaman akuifer 1D

Titik

pengukuran

80 (m) 130 (m) 180-200 (m)

from (m) to(m) from(m) to(m) from(m) to(m)

K01 49.6 90.4 150 281

K02 119 161 161 238

K03 56 84.5 125 167 167 238

K04 163 213

K05 61.1 87.6 100 143 143 210

K06 71.3 90.2 126 166 166 240

K07 65.1 87 123 169 169 226

K08 60.3 116 145 195

Berdasarkan hasil pengolahan data 8 titik

pengukuran 1D pada tabel 2 dapat

diinterpretasikan bahwa potensi akuifer pada

lokasi penelitian terdapat di 3 kedalaman

yaitu pada kedalaman 80m, 130 m, dan 180-

200 m. Dari data geologi lokasi penelitian

dan hasil inversi diperkiran akuifer pada

lokasi penelitian didominasi oleh tufa halus

sebagai akuifer yang kurang baik dan tufa

kasar sebagai akuifer yang baik dengan nilai

resisitivitas 53.5-144 Ωm.

Hasil Inversi 2D

1. Lintasan pengukuran 1

Gambar 4. Hasil Inversi lintasan Pengukuran 1

Hasil inversi lintasan 1 didapatkan

penampang seperti pada gambar 4.9, dengan

nilai resisitivitas 3,24-346 Ωm. Pada hasil

penampang ini pengukuran lintasan 1 tidak

ditemukan akuifer dalam dikarenakan

penetrasi kedalaman yang diperoleh hanya

sampai pada kedalaman 100 m. Pada

elektroda 72-80 yang juga bersinggungan

dengan titik pengukuran 1 dimensi K03

diduga terdapat akuifer pada kedalaman 55-

100 m dengan nilai resistivitas 91.1 Ωm yang

diduga merupakan tufa kasar. Sedangkan

lapisan dengan nilai resistivitas 24-46,8 Ωm

diinterpretasikan sebagai lempung yang

sebagian besar berada pada lintasan

pengukuran 1.

2. Lintasan pengukuran 2

Gambar 5. Hasil Inversi lintasan Pengukuran 2

Hasil inversi lintasan 2 didapatkan

penampang seperti pada gambar 4.10, dengan

nilai resisitivitas 1,56-202 Ωm. Pada hasil

penampang ini pengukuran lintasan 2 juga

tidak ditemukan akuifer dalam dikarenakan

penetrasi kedalaman yang diperoleh hanya

sampai pada kedalaman 116 m. pada

elektroda 48 yang bersinggungan dengan

titik pengukuran 1 dimensi K06

diinterpretasikan terdapat akuifer pada

kedalaman 95-105 m di bawah permukaan

dengan nilai resistivitas 50-101 Ωm yang

diduga merupakan tufa kasar.

Analisis Hidrokimia

Telah dilakukan pengambilan sampel 5 air

sumur disekitar lokasi pengukuran dan

dilakukan pengujian beberapa senyawa,

adapun hasil pengujianya dapat dilihat pada

tabel 3.

Tabel 3. Hasil Uji sampel air sumur bor

Sampel

No.

Cl

(mg/l)

SO4

(mg/l)

Mg

(mg/l)

Ca

(mg/l)

Kedalaman

sumur bor

(m)

S01 22,68 1,39 3,88 3,2 180

S02 29,77 2,35 3,84 16 200

S03 28,96 1,61 3,84 12,8 130

S04 28,37 1,35 2,88 1,6 80

S05 31,19 2,15 5,76 12,8 200

1. Fingerprint Diagram

Gambar 6. Fingerprint diagram mg dan Ca

Gambar 7. Fingerprint diagram Cl dan SO4

Gambar 6 dan gambar 7 adalah Fingerprint

Diagram dari data pada Tabel 3. Dalam

gambar tersebut terlihat sampel no.2,3 dan 5

memiliki pola yang sama, sampel tersebut

memiliki konsentrasi ion yang hampir sama

dan diinterpretasikan berasal dari akuifer

yang sama.

2. Diagram Komposisi

Pada diagram ini diplot hasil hidrokimia

sampel air yaitu Unsur Cl terhadap Unsur

lainnya yang dapat dilihat pada gambar 8,

gambar 9, dan gambar 10.

1

10

100

0 1 2 3

Kandungan Unsur (mg/L)

Fingerprint Diagram mg-Ca

S02

S03

S05

1

10

100

0 1 2 3

Kandungan Unsur (mg/L)

Fingerprint Diagram Cl-SO4

S02

S03

S05

Gambar 8. Diagram Komposisi Cl-mg

Gambar 9. Diagram Komposisi Cl-Ca

Gambar 10. Diagram Komposisi Cl-SO4

Data tabel 3 diplot pada Diagram komposisi

seperti pada gambar 8, gambar 9 dan gambar

10 menggambarkan dalam diagram

komposisi. 3 sampel dengan no.2, 3 dan 5

memiliki komposisi yang sama, dan

diinterpretasikan bahwa sampel tersebut

berasal dari akuifer yang sama.

Berdasarkan plot data 5 sampel air sumur di

sekitar lokasi pengukuran menggunakan

diagram fingerprint dan diagram komposisi,

didapatkan satu kelompok air. Sampel air

tersebut memiliki konsentrasi ion yang

hampir sama, sehingga dapat

diinterpretasikan bahwa sampel air berasal

dari akuifer yang sama pada kedalaman 80-

200 m, sehingga sebaran akuifer dapat dilihat

pada gambar 11.

Gambar 11. Sebaran akuifer pada tampilan 3D

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan hasil dan pembahasan,

diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Posisi akuifer di bawah permukaan lokasi

penelitian di Kelurahan Daya berada pada

kedalaman 80 m, 130, dan 180-200 m

dengan nilai resistivitas antara 53.5-144

Ωm dan litologi akuifer merupakan tufa

halus dan tufa kasar.

2. Berdasarkan hidrokimia sampel air sumur

memiliki konsentrasi ion yang hampir

sama pada sampel S02, S03 dan S05,

sehingga dapat diinterpretasikan bahwa

sampel air berasal dari akuifer yang sama

pada daerah tersebut.

3. Terdapat 3 lapisan akuifer pada lokasi

penelitian yaitu akuifer 1 pada kedalaman

49,6-116 m dengan total volume

6.855.414 m3, akuifer 2 pada kedalaman

100-169 m dengan total volume 8.855.562

m3, dan akuifer 3 yang memiliki potensi

besar terletak pada kedalaman 143-240 m

sebaran akuifer dapat dilihat pada gambar

11 dengan mengkorelasikan akuifer di

titik pengukuran 2, 3, 4, 5, 6, 7, dan 8

dengan total volume 19.152.868 m3.

V.2 Saran

Adapun saran-saran untuk keperluan

penelitian lebih lanjut dan memaksimalkan

hasil penelitian adalah sebagai berikut:

Akuifer 1

Akuifer 3

Akuifer 2

1. Perlu dilakukan penelitian dengan

konfigurasi berbeda pada pengukuran

2D untuk mendapatkan penetrasi yang

lebih dalam.

2. Sebaiknya dilakukan identifikasi

kandungan senyawa lain pada sampel

air.

Daftar Pustaka

Appelo, C, A, dan Postma, D J. 2005.

Geochemistry, Groundwater and

Pollution. Netherlands: Taylor &

Francis Group plc.

Candela, L., Morell, I., 2008.

“Groundwater.” Basic Chemical

Principles of Groundwater.

Davie, Tim. 2008. Fundamentals of

Hydrology. New Zealand: Taylor &

Francis Group.

Hendrajaya L, Arif I. 1990. Geolistrik

Tahanan Jenis. Bandung:

Laboratorium Fisika Jurusan fisika.

Khotimah, N. 2008. Diktat Mata Kuliah

Hidrologi. Yogyakarta: Universitas

Negeri Yogyakarta.

Loke, H.M. 2004. Tutorial : 2-D and 3-D

electrical imaging surveys.

Mazor, E. 2004. Chemical and Isotropic

Groundwater Hydrology. New York:

Marcel Dekker Inc.

Sukamto Rab, Supriatna. 1982. Peta Geologi

Lembar Ujung Pandang, Benteng dan

Sinjai Sulawesi Selatan. Bandung:

Direktorat Geologi, Departemen

Pertambangan, Republik Indonesia.

Telford, W.M.,L.P. Geldart and R. E. Sheriff.

1990. Applied Geophysics. United

State of America: Cambrige

University Press.

Lampiran:

1. Kurva pengolahan data pengukuran K01








Peta Geologi Lokasi Penelitian

analisis kedalaman dan sebaran akuifer di kelurahan …

Documents