013 Rustadi - Jurnal FMIPA Unila

J. Sains Tek., Agustus 2005, Vol. 11, No. 2
PENERAPAN METODE GEOLISTRIK UNTUK PEMETAAN
AKUIFER AIR TANAH DI KABUPATEN LAMPUNG TENGAH
Rustadi
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung
Jl. S. Brojonegoro No. 1, Bandar Lampung 35145
Diterima 3 April 2005, disetujui untuk diterbitkan.25 Juli 2005
ABSTRACT
The geoelectric method has succesfully been be used to map ground water aquifer. The ability of this method
to map the aquifer layer is supported by the resistivity difference in the subsurface layers. The result of
aquifer mapping in Lampung Tengah showed that the aquifer layer was found beneath Sumber Baru, Sumber
Bahagia, Siswa Bangun and SB-3, with the aquifer thickness is up to 35 m. This data interpretation was
obtained by the use of interpolation resistivity against AB/2 data change for the depth of 25 m to 60 m.
Keywords: aquifer mapping, geoelectric method
1. PENDAHULUAN
Kabupaten Lampung Tengah memiliki posisi
strategis. Selain terletak di tengah-tengah Propinsi
Lampung, Kabupaten ini merupakan lumbung
beras propinsi. Selain sebagai sentra pertanian,
Kabupaten Lampung Tengah juga cukup
prospektif bagi pengembangan sektor perkebunan
dan agroindustri. Hingga saat ini, setidaknya sudah
28 perusahaan besar (PMA dan PMDN) telah
berinvestasi di sektor tersebut dan industri gula.
Kemampuan metode geolistrik tahanan jenis dalam
mendeteksi lapisan konduktif (akuifer), telah
dibuktikan oleh Osella2. Dengan menggunakan
konfigurasi
Schlumberger,
Osella
mampu
mengamati lapisan akuifer alluvial di Antinaco,
Argentina. Selain Osella, Meju3 berhasil
mendeteksi kedalaman air tanah menggunakan
metode geolistrik yang dipadukan dengan metode
elektromagnetik.
Sedangkan
Nowroozi4,
memanfaatkan metode ini untuk memetakan zona
intrusi air laut di Virginia, Amerika Serikat.
1.1. Geolistrik Tahanan Jenis
Pengembangan lebih lanjut terhadap potensi
pertanian dan perkebunan, sangat dipengaruhi oleh
ketersediaan air, baik air permukaan maupun air
tanah. Untuk keperluan tersebut, maka perlu
upaya pemetaan untuk mengetahui potensi air
tanah yang ada di Kabupaten Lampung Tengah.
Metode geolistrik merupakan salah satu metode
geofisika yang dapat digunakan untuk memetakan
akuifer secara akurat dan murah. Kemampuan
metode ini sangat ditunjang oleh keadaan bawah
permukaan yang tersusun oleh lapisan-lapisan
dengan tahanan jenis berbeda1. Adanya variasi
tahanan jenis lapisan, dapat diamati dengan
menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi dan
mencatat beda potensial pada titik-titik pengamatan di permukaan bumi. Dengan mengubahubah jarak elektroda sesuai dengan konfigurasi
tertentu, maka dapat diinterpretasi perubahan
tahanan jenis secara vertikal dan horizontal.
 2005 FMIPA Universitas Lampung
Secara teoritis potensial listrik didefinisikan
sebagai energi potensial (U) persatuan muatan uji
seperti pada Persamaan 1, yaitu :
r
1 Q
(1)
V = ∫ E ⋅ ∂r =
4
πε
r
∞
dengan V adalah potensial listrik, E menyatakan
medan listrik, Q merupakan muatan listrik, r dan
ε masing-masing menyatakan jarak antar muatan
dan konstanta permitivitas.
Sedangkan arus listrik didefinisikan sebagai
gerakan muatan negatif (elektron) pada materi
sebagai proses mengatur diri menuju keadaan
setimbang. Keadaan tersebut terjadi apabila materi
menerima gangguan luar berupa medan listrik.
Melalui rumusan matematis, arus listrik dapat
dinyatakan oleh Persamaan 2
I =
∂Q
∂t
(2)
97
Rustadi…Penerapan Metode Geolistrik
Apabila bumi dialiri arus searah I (diberi medan
listrik E), maka elemen arus ∂I yang melalui
elemen luas ∂A dengan rapat arus J (Persamaan
3) adalah
(3)
∂I = J ⋅ ∂A
Jika di dalam bumi tidak terdapat gangguan berupa
arus listrik, akan dihasilkan bentuk Persamaan
Laplace5 seperti pada Persamaan 4.
∂ 2V 2 ∂V
(4)
+
= 0.
∂r 2 r ∂r
Penyelesaian umum Persamaan Laplace dalam
kasus ini adalah seperti terdapat pada Persamaan 5.
C
(5)
V ( r ) = 1 + C2
r
Pada r = ∞ dihasilkan penyelesaian seperti
Persamaan 6.
C
(6)
V (r ) = 1
r
Jumlah arus yang keluar melalui permukaan bola
berjari-jari r adalah:
∂V 

(7)
I = 4πr 2 J = 4πr 2 − σ
= 4πσC1
∂r 

sehingga
Iρ
C1 =
4π
V
(8)
ρ = 4πr .
I
Sedangkan apabila sumber arus terdapat di
permukaan bumi, permukaan yang dilalui arus I
adalah setengah bola, sehingga Persamaan 8
menjadi Persamaan 9.
V
(9)
ρ = 2πr .
I
Sedangkan apabila sumber arus terdapat di
permukaan bumi, permukaan yang dilalui arus I
adalah setengah bola, sehingga
Iρ
(11)
V (r ) =
2πr
V
(12)
ρ = 2πr .
I
Beda potensial yang terdapat antara M dan N
diakibatkan oleh injeksi arus pada A dan B seperti
ditunjukkan Gambar 1adalah5:
Gambar 1. Dua titik sumber arus dan dua elektroda potensial pada penyelidikan geolistrik5.
∆V = VM − VN =
Iρ
2π
 1
1   1
1 
 AM − BM  −  AN − BN 
 


 1 1   1 1 
 −  −  − . (13)
 r1 r2   r3 r4 
Sedangkan besarnya tahanan jenis semu atau
terbaca pada alat adalah
∆V .
(14)
ρa = K
∆V = VM − VN =
Iρ
2π
I
Tahanan jenis semu merupakan tahanan jenis
terukur hasil superposisi benda bawah permukaan
bumi. Sedangkan K adalah faktor geometri
pengukuran di lapangan. Untuk konfigurasi
Schlumberger, faktor geometri dinyatakan oleh
persamaan
πL2 .
(15)
Ks =
2l
98
dengan l menyatakan setengah jarak dari titik M ke
titik N, sedangkan L adalah setengah jarak dari
titik A ke titik B.
2. METODE PENELITIAN
Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini
meliputi:
1. Lokasi penelitian termasuk dalam wilayah
Kabupaten Lampung Tengah.
2. Peralatan yang digunakan adalah instrumen
geolistrik Naniura buatan Sumber Daya
Mineral Bandung, 4 roll kabel, 4 elektroda, 2
meteran panjang dan perlengkapan lainnya.
3. Akuisisi data.
Akuisisi menerapkan pendekatan vertical
electrical sounding (VES) ditujuh titik
pengamatan yang berada di: Sumber Baru,
 2005 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains Tek., Agustus 2005, Vol. 11, No. 2
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
jenis ditujuh titik pengamatan untuk masingmasing AB/2 diperlihatkan pada Gambar 2.
Gradasi warna merepresentasikan nilai tahanan
jenis. Warna putih memiliki nilai tahanan jenis
antara 90 – 150 Ohm-m, sedangkan warna hitam
pekat menyatakan nilai tahanan jenis kurang dari
40 Ohm-m dan hitam kurang dari 70 Ohm-m.
Keduanya dapat ditafsirkan sebagai akuifer, dan
merupakan bagian yang berpotensi mengandung
banyak air tanah.
Pemetaan akuifer dimulai dari nilai AB/2 25 m
sampai dengan 60 m. Hasil interpolasi tahanan
Berdasar pola kontur yang diperlihatkan pada
Gambar 2, potensi air tanah cukup tinggi di bawah
4.
Sumber Bahagia, Swatika Buana, Siswa
Bangun, Sida Winangun, SB-3 dan SB-4.
Konfigurasi yang digunakan dalah konfigurasi
Schlumberger.
Pengolahan data dan Interpretasi
Pengolahan data menggunakan program surfer
8, sedangkan akuifer diinterpretasikan memiliki nilai tahanan jenis kurang dari 70 Ohm-m.
VES-2
AB/2
25 m
VES 1
VES 6 VES 3
VES 4
VES 7
VES 5
30 m
40 m
50 m
60 m
Gambar 2. Irisan hasil pemetaan tahanan jenis terhadap AB/2
 2005 FMIPA Universitas Lampung
99
Rustadi…Penerapan Metode Geolistrik
titik pengamatan VES 1 (Sumber Baru), VES 2
(Sumber Bahagia) VES 4 (Siswa Bangun) dan
VES 6 (SB-3). Air tanah dapat diperoleh mulai
dari kedalaman 25 m sampai kedalaman lebih dari
60 m, dengan ketebalan lapisan mencapai 35 m.
DAFTAR PUSTAKA
1.
Ocvianti, M.A., Suyanto, I., dan Hartantyo, E.
2000. Pengolahan Data Resistivitas Mapping
Menggunakan
Program
Probabilitas
Tomografi, Prosiding PIT-HAGI 25, Bandung
Pola penyebaran akuifer dilihat dari Gambar 2
terlihat bahwa pada kedalaman 25 m lapisan
akuifer masih belum menerus ke semua daerah
penelitian. Namun semakin ke arah dalam dari
kedalaman 30 m sampai dengan 60 meter, pola
penyebaran lapisan akuifer tersebut semakin
terlihat melingkupi seluruh daerah penelitian. Hal
ini dapat ditafsirkan bahwa daerah target secara
garis besar memiliki lapisan akuifer yang luas
yang mempunyai ketebalan yang cukup. Jadi
daerah penelitian mempunyai cadangan air tanah
yang lumayan melimpah.
2.
Osella, A., Favetto, A. and Martinelli, P.,
1999, Electrical Imaging of an Alluvial
Aquifer at the Antinaco-Los Colorado
Tectonic Valley in the Sierras Pampeanas,
Argentina, J. Appl. Geophys., 41.
3.
Meju, M.A., Fontes, S.L., Oliveira, M.F.B.,
Lima, J.P.R., Ulugergerli, E.U. and
Carrasquilla, A.A. 1999. Regional Aquifer
Mapping Using Combined VES-TEMAMT/EMAP Methods in the Semiarid Eastern
Margin of Parnaiba Basin, Brazil, Geophysics,
64.
4. KESIMPULAN
1.
2.
3.
100
Pemetaan merupakan salah satu cara
sederhana yang dapat digunakan untuk
menafsirkan lapisan akuifer. Pendekatan ini
cukup baik untuk memetakan bagian-bagian
yang mengandung banyak air tanah.
Lapisan akuifer ditafsirkan berada di bawah
permukaan Sumber Baru, Sumber Bahagia,
Siswa Bangun dan SB-3. Ketebalan lapisan
akuifer lebih dari 35 m yang memanjang dari
kedalaman 25 m dari permukaan sampai
kedalaman lebih dari 60 m.
Pemboran dititik-titik tersebut perlu dilakukan
sebagai upaya justifikasi dan masukan bagi
penafsiran model geologi regional Kabupaten
Lampung Tengah.
4. Nowroozi, A.A., Horrocks, S.B. and
Henderson, P. 1999. Saltwater Intrusion into
the Freshwater Aquifer in the Eastern Shore of
Virginia; A Recognnaissance Electrical
Resistivity Survey, J. Appl. Geophys, 42.
5.
Telford W.M., Geldart L.P. and Sheriff R.E.
1990. Applied Geophysics, Second Edition,
Cambridge University Press.
 2005 FMIPA Universitas Lampung