permasalahan dalam pembangunan bangunan kaizen

Rekayasa Sipil Volume VI, Nomor 2, Oktober 2010
ISSN : 1858-3695
PENDUGAAN KARAKTERISTIK AKUIFER DENGAN
KONFIGURASI SCHLUMBERGER DI PARUPUK TABING PADANG
Oleh
Chairul muharis, Riswandi
Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang
Kampus Limau Manis Padang
ABSTRACT
Geoelectric resistivity method is one of a branch of geophysics method that is able detect an electric current in the
earth subsurface. One of the application of geoelectric resistivity method is able to identify the quifer layer in
subsurface.This research used the resistivity geoelectric method Schlumberger configuration. Study of
investigation was located at Pasir Parupuk Tabing Padang. The investigations are conducted two sessions there
are longitudinal direction and tranversal direction. Both directions have 600 m length. The investigation result
shows that the area study have a good groundwater potential indicated by an aquifer having the character of
sallow water table and unconfined aquifer. The aquifer potential lies at depth of about 55 – 125 meter
Keywords: Aquifer, groundwater, resistivity, and Schlumberger Method
PENDAHULUAN
penyelidikan melalui permukaan tanah atau
Pemanfaatan air tanah untuk keperluan
bawah tanah, agar bisa diketahui ada atau
domestik untuk kota-kota di Indonesia belum
tidaknya
sepenuhnya
ketebalan
khususnya
dilayani
pihak
oleh
PDAM
pihak
setempat.
pemda,
lapisan
dan
pembawa
air
kedalamannya
(akuifer),
serta
untuk
Masih
mengambil contoh air untuk dianalisis kualitas
banyak penduduk yang mengambil air tanah
airnya. Meskipun air tanah tidak dapat secara
secara langsung atau sumur-sumur gali. Bagi
langsung diamati melalui permukaan bumi,
penduduk yang tinggal di kota-kota besar atau
penyelidikan permukaan tanah merupakan awal
ibukota kabupaten memang sebagian sudah
penyelidikan yang cukup penting, paling tidak
dapat memanfaatkan air minum dari pipa-pipa.
dapat memberikan suatu gambaran mengenai
Sedangkan untuk penduduk yang bermukim di
lokasi keberadaan air tanah tersebut.
pinggir kota terutama penduduk miskin atau
Beberapa metode penyelidikan permukaan
daerah yang tidah terlayani oleh PDAM hal itu
tanah yang
dapat
dilakukan,
diantaranya:
tidaklah demikian.
metode geologi, metode gravitasi, metode
Air tanah secara alami pergerakannya
magnit, metode seismik, dan metode geolistrik.
dipengaruhi oleh kondisi morfologi, hidrologi
Dari metode-metode tersebut, metode geolistrik
dan geologi setempat. Muka airtanah dan
merupakan
kuantitasnya sangat tergantung produktivitas
digunakan dan hasilnya cukup baik (Bisri,1991).
akuifernya. Sementara itu produktivitas akuifer
Sehingga pada penelitian di daerah Pasir
sangat tergantung faktor geologinya antara lain
Parupuk Tabing Padang ini untuk mengetahui
penyebaran lapisan batuan dan perbedaan
susunan lapisan bawah permukaan tanah dan
komposisi
agar dapat diketahui adanya lapisan pembawa
litologi
batuan
serta
tingkat
kelulusannya.
Dalam usaha untuk mendapatkan susunan
litologi lapisan bumi, harus dilakukan kegiatan
metode
yang
banyak
sekali
air tanah atau akuifernya, juga dilakukan
dengan menggunakan pendekatan metoda
Geolistrik ini.
106
Rekayasa Sipil Volume VI, Nomor 2, Oktober 2010
LANDASAN TEORI
Bila posisi jarak elektroda AB diubah menjadi
Metode Geolistrik merupakan salah satu
metode geofisika untuk mengetahui perubahan
tahanan
jenis
lapisan
batuan
di
bawah
permukaan tanah dengan cara mengalirkan
arus
listrik
DC
ISSN : 1858-3695
(Direct
Current)
yang
mempunyai tegangan tinggi ke dalam tanah.
Injeksi arus listrik ini menggunakan 2 buah
elektroda arus A dan B yang ditancapkan ke
dalam tanah dengan jarak tertentu. Semakin
panjang jarak elektroda AB akan menyebabkan
aliran arus listrik bisa menembus lapisan
lebih besar maka tegangan listrik yang terjadi
pada elektroda MN ikut berubah sesuai dengan
informasi jenis batuan yang ikut terinjeksi arus
listrik pada kedalaman yang lebih besar.
Dengan asumsi bahwa kedalaman lapisan
batuan yang bisa ditembus oleh arus listrik ini
sama dengan separuh dari jarak AB yang biasa
disebut AB/2 (bila digunakan arus listrik DC
murni), maka diperkirakan pengaruh dari injeksi
aliran arus listrik ini berbentuk setengah bola
dengan jari-jari AB/2
batuan lebih dalam. Dengan adanya aliran arus
listrik
tersebut
maka
akan
menimbulkan
tegangan listrik di dalam tanah.
Tegangan listrik yang terjadi di permukaan
tanah diukur dengan menggunakan multimeter
yang terhubung melalui 2 buah ”elektroda
Resistivitas ditentukan dari suatu tahanan
jenis semu yang dihitung dari
perbedaan
potensi
ditempatkan di
antara
dalam
pengukuran
elektroda
bawah
yang
permukaan.
(Todd, D.K, 1980).
tegangan” MN yang jaraknya lebih pendek dari
pada jarak elektroda AB.
A
B
M
N
Gambar 1. Siklus Elektrik Determinasi Resistivitasdan Lapangan Elektrik Untuk Stratum
Homogenous Permukaan Bawah Tanah (Todd, D.K, 1980).
107
Rekayasa Sipil Volume VI, Nomor 2, Oktober 2010
Pendugaan geolistrik ini didasarkan pada
ISSN : 1858-3695
Metode
resistivitas
dengan
kenyataan bahwa material yang berbeda akan
Schlumberger
mempunyai
berbeda
mengkondisikan spasi antar elektrode potensial
harga
adalah tetap, sedangkan spasi antar elektrode
pengukuran tersebut dapat dihitung tahanan
arus berubah secara bertahap. Pengukuran
jenis semua batuan dengan menggunakan
resistivitas pada arah vertikal atau Vertical
rumus sebagai berikut:
Electrical Sounding (VES) merupakan salah
apabila
tahanan
dialiri
jenis
arus
yang
listrik.
Dari
satu
V
metode
menentukan
ρ = 2 .π .a .
I
dilakukan
konfigurasi
dengan
cara
geolistrik
resistivitas
untuk
perubahan
resistivitas
tanah
terhadap kedalaman yang bertujuan untuk
ρ adalah tahanan jenis, 2π konstanta, V beda
potensial, I kuat arus dan a adalah jarak
elektroda. Menurut Bisri (1991) Ada beberapa
mempelajari variasi resistivitas batuan di bawah
permukaan bumi secara vertikal (Telford, et al.,
1990). Selanjutnya kurva lapangan tersebut
diterjemahkan menjadi jenis batuan (Tabel.1)
macam aturan pendugaan lapisan bawah
permukaan tanah dengan geolistrik ini, antara
lain : aturan Wenner, aturan Schlumberger dan
lain sebagainya.
Tabel 1. Hubungan Tahanan Jenis dengan Batuan
Tahanan Jenis
(ohm-meter)
Jenis Material
1.5 – 3.0
1
Tanah lempungan
2
Lempung lanauan dan tanah lanauan basah-
3
4
Tanah
lembeklanauan, pasiran
Batuan dasar berkekar terisi tanah lembab
5
Pasir kerikil bercampur lanau
6
Pasir kerikil terdapat lapisan lanau
300 – 2400
7
Batuan dasar berkekar terisi tanah kering
300 – 2400
8
Endapan pasir dan kerakalan berbutir kasar dan
2400
9
2400
10
Batuan
kering dasar lapuk
Air tawar
11
Air laut
3 – 15
15 – 150
150 – 300
+ 300
20 – 60
0.8 – 0.24
Sumber : Dep.PU SNI 03 – 2818 – 1992
Hasil interpretasi kurva tahanan jenis serta
ditunjang
oleh
data
geologi
dan
data
lapisan akuifer yang berda pada lapisan bawah
permukaan tanah.
hidrogeologi yang ada, maka akan diperoleh
suatu gambaran mengenai susunan batuan,
penyebarannya, serta jenis dan ketebalan
108
Rekayasa Sipil Volume VI, Nomor 2, Oktober 2010
METODA PENELITIAN
Lokasi
Pengambilan
Selanjutnya
Data
pendugaan
geolistrik ini dilaksanakan di daerah Pasir
Parupuk tepatnya pada Jalan Pasir Parupuk
Kelurahan Parupuk Tabing Kecamatan Padang
Utara, kawasan ini sangat dekat dengan pantai
lebih kurang 300 meter dari bibir pantai.
Dengan koordinat lokasi 000 53' 08,0" Lintang
Kawasan ini dipilih dengan pertimbangan
bahwa daerah Pasir Parupuk ini diharapkan
dapat mewakili untuk kawasan potensi air tanah
sedang
giat-giatnya
digunakan
dan
diharapkan juga dengan penentuan lokasi ini
dapat mewakili kawasan pesisir kota Padang.
Pelaksanaan
penyelidikan
pengukuran
geolistrik. Pada penelitian ini yang diterapkan
adalah geolistrik sounding vertikal konfigurasi
Schlumberger. Jumlah titik sounding sebanyak
2 titik dengan panjang lintasan sepanjang 600
meter.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
stasiun dengan elektroda-elektroda (AB/2 dan
MN/2), arus (I) dan beda potensial (ΔV).
Parameter yang dihitung yaitu: tahanan jenis
(R) dan faktor geometrik (K). Untuk konfigurasi
Schlumberger di atas, nilai K dapat diturunkan
menjadi:
K = π (L2-l2)/l,
Geolistrik
dilapangan dimulai dengan mengamati dan
memilih beberapa lokasi titik duga untuk
memperkirakan panjang bentangan
disesuaikan dengan kondisi setempat.
dilakukan
Parameter yang diukur yaitu: jarak antara
Selatan 1000 20' 35,7" Bujur Timur.
yang
ISSN : 1858-3695
yang
L = AB/2 dan l
=MN/2
Hasil pendugaan geolistrik untuk dua titik duga,
maka diperoleh nilai tahanan jenis seperti
ditunjukan oleh tabel 2 dan 3 sebagai berikut:
109
Rekayasa Sipil Volume VI, Nomor 2, Oktober 2010
ISSN : 1858-3695
Tabel . 3 Hasil Pencatatan Tahanan Jenis Semu untuk Titik Duga 1
No
AB/2
K
MN/2
V
I
R=V/I
a=KxR
(m)
(m)
(m)
(mV)
(mA)
(ohm)
(ohm m)
1
1.50
6.28
0.50
607.0
10
60.70000
381.196
2
2.50
18.85
0.50
229.6
10
22.96000
432.796
3
4.00
49.48
0.50
178.7
24
7.44583
368.420
4
6.00
112.31
0.50
44.8
14
3.20000
359.392
5
8.00
200.28
0.50
13.8
12
1.15000
230.322
6
10.00
313.37
0.50
4.7
10
0.47000
147.284
7
12.00
451.6
0.50
2.7
11
0.24545
110.847
8
15.00
706.07
0.50
1.3
13
0.10000
70.607
62.83
5.00
15.7
13
1.20769
75.879
1255.85
0.50
0.4
17
0.02353
29.549
117.81
5.00
4.2
17
0.24706
29.106
1962.71
0.50
0.2
20
0.01000
19.627
188.50
5.00
3.5
20
0.17500
32.988
9
10
20.00
11
12
25.00
13
14
30.00
274.89
5.00
0.9
16
0.05625
15.463
15
40.00
494.80
5.00
0.6
11
0.05455
26.989
16
50.00
777.54
5.00
0.4
13
0.03077
23.924
376.99
10.00
1.2
13
0.09231
34.799
1759.29
5.00
0.2
11
0.01818
31.987
867.86
10.00
0.5
11
0.04545
39.448
17
18
75.00
19
20
100.00
1555.09
10.00
0.2
16
0.01250
19.439
21
125.00
2438.66
10.00
0.2
20
0.01000
24.387
942.48
25.00
0.5
20
0.02500
23.562
3518.58
10.00
0.2
15
0.01333
46.914
1374.45
25.00
0.5
15
0.03333
45.815
4794.85
10.00
0.2
15
0.01333
63.931
1884.96
25.00
0.5
15
0.03333
62.832
2474.0
25.00
0.3
15
0.02000
49.480
22
23
150.00
24
25
175.00
26
27
200.00
Sumber: Hasil Penyelidikan Lapangan 2009
110
Rekayasa Sipil Volume VI, Nomor 2, Oktober 2010
ISSN : 1858-3695
Tabel . 3 Hasil Pencatatan Tahanan Jenis Semu untuk Titik Duga 2
No
AB/2
K
MN/2
V
I
R=V/I
a=KxR
(m)
(m)
(m)
(mV)
(mA)
(ohm)
(ohm m)
1
1.50
6.28
0.50
911.0
16
56.93750
357.568
2
2.50
18.85
0.50
300.8
16
18.80000
354.380
3
4.00
49.48
0.50
90.6
14
6.47143
320.206
4
6.00
112.31
0.50
12.4
6
2.06667
232.107
5
8.00
200.28
0.50
5.2
6
0.86667
173.576
6
10.00
313.37
0.50
2.5
7
0.35714
111.918
7
12.00
451.6
0.50
1.4
8
0.17500
79.030
8
15.00
706.07
0.50
1.4
15
0.09333
65.900
62.83
5.00
15.3
14
1.09286
68.664
1255.85
0.50
0.3
8
0.03750
47.094
117.81
5.00
2.4
8
0.30000
35.343
1962.71
0.50
0.2
14
0.01429
28.039
188.50
5.00
1.5
14
0.10714
20.196
9
10
20.00
11
12
25.00
13
14
30.00
274.89
5.00
0.5
10
0.05000
13.745
15
40.00
494.80
5.00
0.4
20
0.02000
9.896
16
50.00
777.54
5.00
0.3
23
0.01304
10.142
376.99
10.00
0.7
23
0.03043
11.474
1759.29
5.00
0.2
15
0.01333
23.457
867.86
10.00
0.5
15
0.03333
28.929
17
18
75.00
19
20
100.00
1555.09
10.00
0.2
11
0.01818
28.274
21
125.00
2438.66
10.00
0.2
12
0.01667
40.644
942.48
25.00
0.5
12
0.04167
39.270
3518.58
10.00
0.2
8
0.02500
87.965
1374.45
25.00
0.4
8
0.05000
68.723
4794.85
10.00
0.2
22
0.00909
43.590
1884.96
25.00
0.5
22
0.02273
42.840
2474.0
25.00
0.3
19
0.01579
39.063
22
23
150.00
24
25
175.00
26
27
200.00
Sumber: Hasil Penyelidikan Lapangan 2009
Data hasil pendugaan geolistrik kemudian
data tahanan jenis semu
atau induced
diolah dengan menggunakan software IPI2win
polarization secara otomatis dan semi otomatis
merupakan sebuah software yang didesain
dengan
untuk mengolah
konfigurasi rentangan yang umum dikenal
berbagai
macam
variasi
dari
dalam pendugaan geolistrik.
111
Rekayasa Sipil Volume VI, Nomor 2, Oktober 2010
Software
IPI2win
digunakan
ISSN : 1858-3695
untuk
memecahkan masalah-masalah geologi sesuai
dengan kurva pendugaan yang dihasilkan.
0m
Lapisan semidiperoleh
resistif
Sehingga
penampang lapisan
Nilai Tahanan Jenis antara 250.00 – 455.00 Ohm meter
Ketebalan Lapisan diperkirakan 1.5 – 4.0 meter
batuan Gambar
2. sebagai
sebagai
berikut:
Diinterpretasikan
lapisan
top soil (tanah penutup)
50 m
Lapisan semi resistif
Nilai Tahanan Jenis antara 15.00 – 22.00 Ohm meter
Ketebalan Lapisan diperkirakan lebih kurang 51.00 meter
Diinterpretasikan sebagai lapisan Lempung Pasiran
100 m
Lapisan semi resistif
Nilai Tahanan Jenis antara 250.00 – 455.00 Ohm meter
Ketebalan Lapisan diperkirakan lebih kurang 55.00 meter
Diinterpretasikan sebagai lapisan Batu Pasir
Gambar. 2 Penampang Lapisan Batuan Data Hasil Geolistrik
Berdasarkan data-data geolistrik yang telah
dilakukan
pada
diinterpretasikan
daerah
terdapat
Pasir
3
KESIMPULAN
Parupuk
(tiga)
lapisan
Dari hasil penelitian dan analisis data didapat
batuan:
kesimpulan sebagai berikut:
a. Lapisan pertama dengan kedalaman antara
1
Batuan yang menjadi akuifer (pembawa air)
0.00 – 4.00 meter. Ketebalan lapisan ini
adalah berupa pasir halus dan kasar dan
diperkirakan antara 1.50 – 4.00 meter
juga kerikil dengan perkiraan ketebalan 55
merupakan lapisan tanah penutup.
meter . Sebaran akuifer dataran pantai ini
b. Lapisan kedua dengan kedalaman antara
meliputi hampir semua daerah kawasan
4.00 – 55.00 meter. Ketebalan lapisan ini
diperkirakan antara 51.00 meter terdiri dari
pantai.
2
Ditinjau dari ketebalan akuifer termasuk
akuifer sedang yaitu dengan ketebalan 50 –
lempung pasiran.
c. Lapisan ketiga dengan kedalaman antara
55.00 – 125.00 meter.Ketebalan lapisan ini
100 meter
3
Akuifer yang ada termasuk akuifer bebas
diperkirakan lebih 55.00 meter terdiri dari
(unconfined
aquifer)
karena
lapisan
batu pasir.
akuifernya tidak dikekang oleh lapisan
kedap air
Menurut susunan geologinya, batuan di lokasi
4
Tinggi muka air tanah hanya 1 s/d 2 meter
penelitian didominasi oleh endapan batu pasir.
termasuk muka air tanah dangkal umumnya
Mempunyai angka kelulusan tinggi hingga
muka air tanah yang berasal dari akuifer
sedang.
pada
bebas ditemukan pada kedalaman yang
porositas yang tinggi dan ruang antar butir yang
relatif dangkal, kurang dari 40 meter.
Kelulusan
tinggi
terutama
besar. Dari tataran hidrogeologi, akuifer di
lokasi penelitian merupakan aliran melalui celah
dan ruang antar butir dan termasuk akuifer
bebas.
112
Rekayasa Sipil Volume VI, Nomor 2, Oktober 2010
ISSN : 1858-3695
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1992. Standar Metode Eskplorasi Air
Tanah dengan Geolistrik Susunan Slumberger,
SNI 03 – 2818 – 1992, Departemen Pekerjaan
Umum Jakarta.
Bisri,
Mohammad,1991.Aliran
Air
Tanah
Malang, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.
Derana, T. I., 1981,Perbandingan Interpretasi
Geolistrik, Aturan Wenner dan Schlumberger,
Skripsi,
Jurusan
Geologi
Fakultas
Teknik
Universitas Gadjah Mada,Jogjakarta.
Patra, H.P dan Nath, S.K., 1999, Schlumberger
Geoelectric
Sounding
In
Groundwater,
departement of Geology & Geophysics , Indian
Institute of Technology, Kharagpur West Bengal
India
Ponce, V.M. 1998. Engineering Hydrology
Principles
and
Practices.
Prentice
Hall,
Englewood Cliff, New Jersey
Sosrodarsono, S. dan K. Takeda (ed), 1987,
Hidrologi Untuk Pengairan, Pradnya Paramita,
Jakarta.
Todd,
D.K.
Hydrology,Associate
1980.
Professor
Groundwater
of
Civil
Engineering California University, John Wiley
&Sons, New York.
113