IDENTIFIKASI POTENSI AKUIFER MENGGUNAKAN UJI RESISTIVITY ...

Asmaranto, Identifikasi Potensi Akuifer Menggunakan Uji Resistivity VES (Vertical Electrical Sounding) 199

199

IDENTIFIKASI POTENSI AKUIFER MENGGUNAKANUJI RESISTIVITY VES (VERTICAL ELECTRICAL SOUNDING)

(STUDI KASUS: DESA POHIJO, SAMPUNG-PONOROGO)

Runi Asmaranto1

Jurusan Teknik pengairan Fakultas Teknik Universitas [email protected]

(INDONESIA)

Abstrak: Desa Pohijo Kecamatan Slahung Ponorogo merupakan salah satu desa yang mengalami kekuranganair irigasi, dimana kondisi sekarang mengandalkan irigasi tadah hujan dan irigasi permukaan dari sumber mataair gemblung yang sangat terbatas. Sementara di wilayah ini luas baku sawah cukup tersedia untuk dikem-bangkan menjadi irigasi lahan basah. Jika ketersediaan air irigasi bisa dicukupi maka pola tanam yang ada bisadikembangkan menjadi pola tanam Padi-Padi-Palawija. Untuk itu diperlukan penyediaan air irigasi melaluipengembangan irigasi air tanah.Melihat permasalahan yang terjadi di Desa Pohijo maka perlu dilakukan kegiatan berupa pengabdian masyarakatbantuan teknis pendugaan air tanah. Pendugaan air tanah dimaksudkan untuk mengetahui apakah ada potensialiran bawah permukaan yang nantinya bisa dimanfaatkan untuk air irigasi. Apabila ditemukan potensi disuatu titik penyelidikan, diharapkan dapat dipakai sebagai acuan untuk dilakukan pembuatan sumur bor dititik-titik tersebut oleh Pemerintah Desa.Dari hasil interpretasi geologi dan pengujian geolistrik didapatkan hasil bahwa : Titik duga 2, potensi air tanahada pada kedalaman 14–25 meter (ketebalan 11 meter), namun dibawah lapisan ini masih terdapat lapisankedap, dan akuifer tertekan berada pada kedalaman dibawah 62 hingga 200 meter (Transmisivitas = 429,66 m2/hari). Titik duga 3, potensi kedalaman air tanah pada kedalaman 63–100 meter (semi akuifer tertekan), sedangkanpada kedalaman dibawah 100 meter terdapat lapisan kedap air. Titik duga 4, potensi kedalaman air tanah padakedalaman 10–20 meter namun potensi yang besar berada pada kedalaman dibawah 40 meter hingga 200 meterdengan koefisien transmisivitas T = 496,0 m2/ hari. Titik duga 5, potensi kedalaman air tanah berada padakedalaman 27 meter, namun kandungan pasir tertutup material halus (semi akuifer). Dari beberapa titik penye-lidikan, titik 4 direkomendasikan sebagai alternatif 1 untuk dibangun irigasi pompa dengan pertimbanganselain potensi air tanahnya juga keberdaannya masih berada pada tanah bengkok desa. Titik 2 direkomendasikansebagai alternatif 2 melihat potensi air tanah dibandingkan lokasi 5 dan 3.

Kata kunci: Akuifer, Transmisivitas, resistivitas, vertical electrical sounding, konfigurasi

Abstract: The problems occurred at the Kangkungan-Pohijo are not available surface water irrigationneeds. BPP FT-UB as a community service agency conducting a relief estimating groundwater flow wich isdone to determine potential for subsurface flow. If found potential of groundwater, useful to developmentirrigation potential so increasing harvest productivity. The aim of study is determine locations which havegroundwater flow potential to support pump irrigation. The result of this study shown that point 4 is thebest potential of groundwater flow than other location. This location was also its existence still on theregion of “bengkok desa”, so it is recommended as the first alternative. The point-2 was recommended as ana second alternative. The response of residents of Pohijo village was very enthusiastic in order to realizeprocurement pump groundwater.

Keyword: aquifer, transmisivity, resistivity, vertical electrical sounding, configuration

200 Jurnal Teknik Pengairan, Volume 5, Nomor 2, Desember 2014, hlm 199–206

Pengelolaan irigasi sumur pompa adalah cara pena-nganan sumur pompa agar dapat meningkatkan hasilproduksi pertanian serta dapat menjaga kelestarianmesin dan pompa. Sasaran utama di bidang penge-lolaan antara lain meningkatkan produksi pertaniandan menjaga kelestarian mesin pompa beserta per-lengkapannya. Sumur pompa dititikberatkan padapada daerah-daerah yang tidak memperoleh atau ke-kurangan irigasi permukaan terutaman pada musimkemarau atau daerah yang masih mengandalkansumber air tadah hujan walaupun jumlah ketersediaanair sangat banyak. (Pabundu, 1990 : 1)

Irigasi air tanah sangat menjanjikan untuk me-ningkatkan produktivitas petani, mengatasi lahan yangkering maupun meningkatkan pendapatan petani.Selain itu menurut Peraturan Pemerintah No. 20 Ta-hun 2006 pasal 2 menyebutkan bahwa irigasi ber-fungsi untuk mendukung produktivitas usaha taniguna meningkatkan produksi pertanian dalam rangkaketahanan pangan nasional dan kesejahteraan ma-syarakat, khususnya petani, yang diwujudkan melaluikeberlanjutan sistem irigasi. (Dirjen Pengelolaan La-han dan Air, 2008).

Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indo-nesia No. 43 Tahun 2008 tentang air tanah pasal 54bahwa : “Pemakaian air tanah untuk pertanianrakyat sebagaimana dimaksud hanya dapat di-lakukan apabila air permukaan tidak mencuku-pi”. (Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No.43 Tahun 2008).

Desa Pohijo Kecamatan Sampung Ponorogomerupakan salah satu desa binaan Fakultas TeknikUniversitas Brawijaya dimana sekarang ini meng-alami kekurangan air irigasi dimusim kemarau. Irigasiyang ada merupakan irigasi permukaan dimana ke-tersediaannya tidak mencukupi, kondisi eksisting de-ngan menyadap air dari sumber Gemblung dimanasecara geografis berada di wilayah Kabupaten Wo-nogiri Propinsi Jawa Tengah. Sementara luas bakusawah cukup tersedia untuk dikembangkan irigasilahan basah dan meningkatkan pola tanam. Jika ke-tersediaan air irigasi cukup maka pola tanam yangada bisa dikembangkan menjadi pola tanam Padi-Padi-Palawija. Untuk itu diperlukan penyediaan airirigasi melalui pengembangan irigasi air tanah, se-dangkan potensi sawah tadah hujan cukup luas. Un-tuk itu perlu dilakukan identifikasi potensi air bawahtanah untuk kebutuhan air irigasi.

METODOLOGILokasi Penyelidikan

Lokasi penyelidikan dilakukan di Dusun Kang-kungan, Desa Pohijo, Kec. Sampung, Kab.

Ponorogo, dengan mengukur di wilayah tanahbengkok desa dan sekitarnya yang memungkinkansecara geologi terdapat aliran air tanah, dan secaratopografi bisa mengalirkan air irigasi gravitasi ke hilirsetelah dipompa.

Data PrimerData primer yang diambil dalam kegiatan ini me-

liputi: (1) Panjang jarak antar elektroda (a) dari ma-sing-masing konfigurasi dalam meter. (2) Besar arusyang dialirkan (I) dan besar tegangan (V) dalammVolt. (3) Besarnya resistivitas yang terukur (R) da-lam Wm. (4) Kedalaman sumur gali di sekitar lokasipengukuran geolistrik.

Titik Pengukuran sebagai berikut:Titik A = titik 1(07°48.331'S; 111°18.224'E)Titik B = titik 2 (07°48.360'S; 111°18.223'E)Titik C = titik 3 (07°48.389'S; 111°18.239'E)Titik D = titik 4 (07°48.303'S; 111°18.205'E)Titik E = titik 5 (07°48.339'S; 111°18.193'E)

Gambar 1. Peta lokasi titik pengukuran geolistrik.

Data Sekunder, meliputi data Hidrogeologi petageologi lokasi.

Data hidrigeologi yang dibutuhkan berupa peta geo-logi untuk mengetahui struktur batuan yang berada dilokasi pengukuran serta peta hidrogeologi untuk me-ngetahui gambaran secara umum kondisi akuifer lokasipendugaan. Berdasarkan peta-peta tersebut nantinyadapat diketahui apakah daerah tersebut memiliki akuiferyang produktif atau tidak. Peta Geologi untuk menge-tahui jenis batuan yang ada di lokasi penelitian.

Peralatan dan Perlengkapan yang DibutuhkanDalam pelaksanaan pendugaan dibutuhkan be-

berapa peralatan diantaranya: (1) Seperangkat alat


pengukur geolistrik; (2) Dua buah elektroda C, duabuah elektroda P, dan satu buah stainless sebagaipatok titik tengah pengukuran; (3) ACCU 12 Volt;(4) Empat gulung kabel yang panjangnya disesuaikandengan kebutuhan; (5) Multimeter; (6) Tiga buahpalu; (7) Patok; (8) GPS; (9) HT ( Handy talkie );(10) Alat tulis; (11) Formulir data; (12) Payung.

KAJIAN PUSTAKANilai resistivitas suatu tanah sangat dipengaruhi

oleh kandungan air didalamnya. Tanah jenuh mem-punyai nilai resistivitas lebih kecil jika dibandingkandengan tanah tidak jenuh (asmaranto, et al 2013).

Pada metode geolistrik tahanan jenis (Resisti-vitas), arus listrik diinjeksikan kedalam bumi melaluidua elektroda arus. Beda potensial yang terjadi diukurmelalui dua elektroda potensial. Dari hasil pengukur-an arus dan beda potensial untuk setiap jarak elek-trode tertentu, dapat ditentukan variasi harga tahananjenis masing-masing lapisan di bawah titik ukur.Metode geolistrik tahanan jenis ini banyak digunakandalam penentuan kedalaman batuan dasar danpencarian reservoir air.

Teknik pengambilan data dalam metode geolistriktahanan jenis terdiri dari: vertikal sounding dan lat-eral mapping. (Waluyo, 1984:149)

Vertikal sounding. Vertikal sounding merupa-kan penyelidikan perubahan tahanan jenis bawah per-mukaan kearah vertikal. Caranya pada titik ukur yangtetap, jarak elektroda arus dan tegangan diubah ataudivariasi. Konfigurasi elektroda yang biasanya di-pakai adalah konfigurasi Schlumberger.

Lateral mapping. Lateral mapping adalah pe-nyelidikan perubahan tahanan jenis bawah permu-kaan kearah lateral (horizontal). Caranya denganjarak elektroda arus dan tegangan tetap, titik ukurdipindah atau digeser secara horizontal. Konfigurasielektroda yang biasa dipakai adalah konfigurasi Wen-ner atau Dipole-dipole.

Tahanan Jenis Batuan.Tahanan jenis atau resistivitas, dapat ditentukan

menggunakkan hukum Ohm (Sumber, Waluyo, 1984: 149) :

LxIVxA

(1)

dimana: = Tahanan Jenis (Ohm-m)V = Tegangan (Volt)I = Arus listrik yang melewati bahan berbentuk

silinder (Ampere)A = Luas Penampang (m2)L = Panjang (m)

Menurut (Telford et al., 1998) aliran arus listrikdi dalam batuan dapat digolongkan menjadi tiga ma-cam besarnya dipengaruhi oleh porositas batuan danjuga dipengaruhi oleh jumlah air yang terperangkapdalam pori-pori batuan, yaitu: (1) Konduksi elektronikjika batuan mempunyai elektron bebas sehingga aruslistrik dialirkan oleh elekron-elektron bebas. (2) Kon-disi elektrolit terjadi jika batuan bersifat poros danpori-pori terisi oleh cairan elektrolit. Pada konduksiini arus listrik dibawa oleh elektrolit. (3) Konduksidielektrik terjadi jika batuan bersifat dielektrik terha-dap aliran arus listrik yaitu terjadi polarisasi saat bahandialiri arus listrik.

Secara teknis hubungan antara besarnya nilaitahanan jenis dengan macam batuan dapat disimpul-kan sebagai berikut: (1) Nilai tahanan jenis batuanyang lepas lebih rendah dari batuan yang kompak.(2) Nilai tahanan jenis batuan akan lebih rendah, jikaairtanah berkadar garam tinggi. (3) Tidak terdapatbatas yang jelas antara nilai tahanan jenis dari tiap-tiap batuan. (4) Tahanan jenis batuan dapat berbedasecara menyolok, tidak saja dari lapisan yang satuterhadap lapisan yang lain, tetapi juga didalam satulapisan batuan. (5) Batuan yang pori-porinya meng-andung air, hambatan jenisnya lebih rendah dari yangkering. Kandungan air didalam batuan akan menun-jukan harga resistivitas.

Ketentuan umum dari sifat kelistrikan batuanadalah besarnya tahanan dinyatakan denganperantaraan nilai tahanan jenisnya. Tahanan jenisberbanding terbalik dengan daya hantar listrik,sehingga:

1

1 (2)

dimana: = Tahanan Jenis (Ohm-meter) = Daya hantar listrik

Gambar 2. Arus listrik merata dan sejajar dalamsebuah silinder dengan beda potensial antara kedua

ujungnya.


Gambar 3. Konfigurasi Schlumberger (Telford et al,1998)

Konfigurasi Schlumberger biasanya diperguna-kan untuk profiling dan sounding. Untuk dapat me-lakukan sounding, elektroda arus dipisahkan olehAB secara simetris dengan elektroda potensial MN,kemudian elektroda arus diperbesar sehingga k men-jadi:

(3)

Dengan tahanan jenis semu yang terukur:

(4)

Kemudian K menjadi :

(5)

Tahanan Jenis SemuMenurut Telford, et al (1990) terdapat beberapa

asumsi dasar yang digunakan dalam metode resisti-vitas (tahanan jenis semu) antara lain: (1) Bawahpermukaan tanah terdiri dari beberapa lapisan yangdibatasi oleh bidang batas horizontal serta terdapatperbedaan resistivitas antara bidang batas pelapisanbatuan. (2) Lapisan batuan bersifat homogen isotropikdan mempunyai ketebalan tertentu, kecuali untuk la-pisan terbawah mempunyai ketebalan yang tidak ter-hingga. (3) Batas antara dua lapisan merupakanbidang batas antara dua hambatan jenis yang berbe-da. (4) Dalam bumi tidak ada sumber arus selainarus listrik searah yang diinjeksikan diatas permukaanbumi.

Pada kenyataannya, bumi terdiri dari lapisan-lapisan dengan yang berbeda-beda, sehingga po-tensial yang terukur seolah-olah merupakan hargaresistivitas untuk satu lapisan saja (terutama untukspasi yang lebar). Resistivitas semu ini dirumuskandengan: (Sumber: Bisri, 1988:10)

Tabel 1. Harga tahanan jenis berbagai mineral, batuanmaupun fluida (Sumber: Waluyo, 1984 : 179).

Tabel 2. Harga resistivitas spesifik batuan (Sumber:Sosrodarsono, dkk 1988)

Konfigurasi ElektrodaAda beberapa macam model konfigurasi dalam

metode geolistrik resistivitas, sesuai dengan susunanelektrodanya antara lain: Konfigurasi Wenner Alpha,Wenner Beta, Wenner Gamma, Dipole-dipole,Pole-dipole, Wenner-Sclumberger, dll

Pada penelitian ini akan digunakan model konfi-gurasi Schlumberger. Pada saat melakukan peng-ukuran, elektroda disusun sedemikian rupa sehinggamembentuk suatu susunan konfigurasi. Faktor geo-metri (K) disebut sebagai suatu besaran yang ber-fungsi sebagai faktor koreksi dari berbagai perubahankonfigurasi elektroda. Besarnya faktor geometriuntuk tiap-tiap konfigurasi elektroda tidak sama.


IVKa

(6)

dimana: a : resistivitas semu (Ohm-m)K : faktor geometriV : beda potensial pada MN (Volt)I : kuat arus (Ampere)

Oleh karena itu resistivitas yang diperoleh daripersamaan (6) bukan merupakan resistivitas yangsebenarnya, melainkan resistivitas semu atau appar-ent resistivity (a). Untuk jarak antar elektroda aruskecil, akan memberikan nilai a yang harganya men-dekati batuan di dekat permukaan.

Resistivitas semu yang dihasilkan oleh setiapkonfigurasi yang berbeda akan berbeda nilainya wa-laupun jarak antar elektrodanya sama. Untuk me-dium yang berlapis, harga resistivitas semu merupa-kan fungsi jarak antara elektroda arus.

HASIL DAN PEMBAHASANDesa Pohijo beriklim tropis, dengan musim

penghujan pada bulan April–September dan musimkemarau pada bulan Oktober–Maret. Curah hujandi Desa Pohijo berkisar 1900–2000 mm/tahun. Tem-peratur udara di Desa Pohijo berkisar antara 25-300C.

Secara umum Desa Pohijo terletak di daaerahperbukitan dengan lereng landai namun sungai-sungaiyang mengalir membentuk lembah dengan bentukhuruf V yang cukup dalam dengan kemiringan 15–60 derajat.

Struktur geologi yang berkembang pada daerahWonogiri - Ponorogo adalah berupa lipatan antiklin,sinklin dan sesar. Lipatan antiklin berarah Barat-Ti-mur, sedangkan sinklin berarah barat daya timur laut.Di daerah ini terdapat 2 jenis sesar yaitu sesar men-datar dan sesar turun. Berdasarkan struktur geologiwilayah lokasi penelitian terletak pada FormasiNglanggran. Formasi Nglanggran merupakan run-tunan batuan Gunung Api bersusunan andesit yangdisusun oleh breksi Gunung Api dan batupasir Gu-nung Api. Komponen andesit di dalam breksi ber-ukuran 50-40 cm, menyudut tanggung hingga me-nyudut, pemilahan sangat buruk. Tebal rata-rata se-kitar 2 m. Setempat breksi berubah secara berangsurmejadi batupasir. Batupasir berwarna coklat, ber-ukuran sedang hingga sangat kasar dan mempunyaitebal 50-100 cm. Setempat tersingkap perselinganbreksi dan batupasir. Bagian bawah runtunan yangbersisipan dengan breksi batuapung atau batupasir

kerikilan, mencirikan hubungan menjemari denganbagian atas Formasi Semilir. Runtunan batuan gunungapi ini diduga berumur miosen awal, yang tebentukdi lingkungan darat hingga ke peralihan laut dangkal.Tebal satuan 500 meter. Sebarannya ke barat dapatdiikuti hingga lembar Surakarta (Sampurno danSamodra, 1997).

Hasil pendugaan resistivity dan interpretasiDari hasil pengujian geolistrik diperoleh bahwa

kedalaman air tanah bervariasi yang ditunjukkan olehkedalaman akuifer sebagai berikut.

Tabel 3. Penentuan Lapisan Akuifer Dari Hasil Pen-dugaan Susunan Lapisan Geologi BawahPermukaan pada Titik Duga 2.

Tabel 4. Penentuan Lapisan Akuifer Dari Hasil Pen-dugaan Susunan Lapisan Geologi Bawah Per-mukaan pada Titik Duga 3.

KESIMPULANDari hasil interpretasi geologi dan pengujian geo-

listrik didapatkan informasi kedalaman potensi air ta-nah sebagai berikut.

Titik duga 1, didapatkan pembacaan data yangtidak valid dengan error cukup besar tidak bisa di-proses lebih lanjut.

Titik duga 2, potensi air tanah ada pada keda-laman 14 – 25 meter (ketebalan 11 meter), namun


dibawah lapisan ini masih terdapat lapisan kedap, danakuifer tertekan berada pada kedalaman dibawah62 hingga 200 meter (Transmisivitas = 429,66 m2/hari)

Titik duga 3, potensi kedalaman air tanah padakedalaman 63 – 100 meter (semi akuifer tertekan),sedangkan pada kedalaman dibawah 100 meterterdapat lapisan kedap air.

Titik duga 4, potensi kedalaman air tanah adapada kedalaman 10 – 20 meter namun potensi yangbesar berada pada kedalaman dibawah 40 meterhingga 200 meter (direkomendasikan). KoefisienTransmisivitas T = 496,0 m2/ hari

Titik duga 5, potensi kedalaman air tanah beradapada kedalaman 27 meter, namun kandungan pasirtertutup materia halus (semi akuifer)

Karena keberadaan titik duga 4 adalah masihberada pada tanah bengkok desa maka, titik ini dire-komendasikan sebagai alternatif 1

Titik duga 2 direkomendasikan sebagai alter-natif 2 melihat potensi air tanah dibandingkan lokasi5 dan 3.

UCAPAN TERIMA KASIHUcapan terima kasih disampaikan kepada semua

pihak yang telah mendukung kegiatan pengabdianmasyarakat ini terutama kepada Badan Penelitiandan Pengabdian Masyarakat FT UB dan Kepala De-sa Pohijo Kecamatan Sampung Kabupaten Ponoro-go yang telah mendukung kegiatan ini dengan baik.

DAFTAR PUSTAKAAnonim, 2008. Pedoman umum pelaksanaan kegiatan

pengelolaan lahan dan air. Direktorat JenderalPengelolaan Lahan dan Air, Departemen Pertanian.

Anonim, 2008. Peraturan Pemerintah Republik IndonesiaNo. 43 Tahun 2008.

Asmaranto R, et al. 2013. Penentuan Nilai KonduktivitasHidrolik Tanah Tidak Jenuh Menggunakan UjiResistivitas di Laboratorium. Jurnal TeknikPengairan . http://jurnalpengairan.ub.ac.id/index.php/jtp/article/download/150/148

Asmaranto R, Soemitro R.A.A, Anwar N. 2010. Changesof Soil Erodibility due to Wetting and Drying CyclesRepetitions on the Residual Soil. International Jour-nal of Academic Research, Azerbaijan: Vol 2. No 5.September 2010.

Bisri, Muhammad, 1988. Aliran Air tanah. Malang:Himpunan mahasiswa Pengairan.

Pabundu, M. 1990. Pengelolaan Irigasi Sumur Pompa.Jakarta: Yayasan Badan Penerbit Pekerjaan Umum.

Pratiwi, Suhermin, 2014. Penerapan Program Resistivity2D Untuk Analisa Airtanah di Cekungan AirtanahPasuruan. Skripsi Tidak Diterbitkan. Malang: JurusanTeknik Pengairan FT Unibraw.

Sampurna dan Samodra, 1997. Geologi Lembar Ponorogo,Jawa. P3G. Bandung

Soemarto, C.D. 1995. Hidrologi Teknik. Jakarta :ErlanggaSosrodarsono, Suyono dan Kensaku Takeda. 2003. Hi-

drologi Untuk Pengairan. Jakarta: Pradnya ParamitaTelford, W.M., Geldart, L.P. dan Sheriff, R.E. 1998. Ap-

plied Geophysics. Second Edition. Cambridge Uni-versity Press, New York.

Waluyo, 1984. Metode Resistivitas. Yogyakarta: Univer-sitas Gajah Mada


Sumber: Analisis

Sumber: Analisis



Gambar 4. Hasil pengolahan apparent resistivity vs electrode spacing pada titik 5.

Gambar 5. Interpretasi data profil tanah di titik 5.


Gambar 6. Penyebaran kedalaman akuifer di Dusun Kangkungan Pohijo.

Gambar 7. Profil Pseudosection titik 2, 5 dan 3 arah potongan Barat Laut - Tenggara.

IDENTIFIKASI POTENSI AKUIFER MENGGUNAKAN UJI RESISTIVITY ...

Documents