IDENTIFIKASI AIR BAWAH TANAH MENGGUNAKAN ...repository.ub.ac.id/4554/1/SUHENDRA VEBRIANTO.pdfGambar...

IDENTIFIKASI AIR BAWAH TANAH MENGGUNAKAN

METODE RESISTIVITAS WENNER-SCHLUMBERGER

DENGAN PERSAMAAN DAMPED LEAST SQUARE

DI DESA KEPUH KABUPATEN PASURUAN

SKRIPSI

oleh :

SUHENDRA VEBRIANTO

135090701111002

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

i





SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains dalam bidang fisika

oleh :

SUHENDRA VEBRIANTO

135090701111002

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

ii

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

iii

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI





oleh :

SUHENDRA VEBRIANTO

135090701111002

Telah dipertahankan di depan Majelis Penguji pada

………..……..…. 2017

dinyatakan memenuhi syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains dalam bidang fisika

Pembimbing I

Pembimbing II

Drs. Wasis, M.AB

NIP. 19551109 198403 1 001

Drs. A.M. Juwono, M.Sc., Ph.D

NIP. 19600421 198802 1 001

Mengetahui,

Ketua Jurusan Fisika

Fakultas MIPA Universitas Brawijaya

Prof. Dr. rer. nat. Muhammad Nurhuda

NIP. 19640910 199002 1 001

iv


v

LEMBAR PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Suhendra Vebrianto

NIM : 135090701111002

Jurusan : Fisika

Penulis Skripsi berjudul :

Identifikasi Air Bawah Tanah Menggunakan Metode Resistivitas

Wenner-Schlumberger dengan Persamaan Damped Least Square

di Desa Kepuh Kabupaten Pasuruan

Dengan ini menyatakan bahwa :

1. Hasil dan pembahasan dari Skripsi yang saya buat adalah

benar-benar karya saya. Karya-karya dari nama-nama

yang tercantum dalam Skripsi ini digunakan sebagai

referensi Skripsi.

2. Apabila hasil dan pembahasan dari Skripsi yang saya tulis

terbukti hasil karya orang lain, maka saya akan bersedia

menanggung resiko yang dapat saya terima.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan kesadaran.

Malang, 3 Agustus 2017

Yang menyatakan,

(Suhendra Vebrianto)

NIM. 135090701111002

vi


vii



DENGAN PERSAMAAN DAMPED LEAST SQUARE DI DESA

KEPUH KABUPATEN PASURUAN

ABSTRAK

Penelitian dilakukan di Desa Kepuh. Lokasi penelitian berada

pada formasi batuan Gunungapi Tengger dari waktu geologi

pleistosen. Akuisisi data lapangan dilakukan dengan pertimbangan

lokasi yang dekat dengan tuf pasiran. Pengolahan data dengan inversi

ridge regression IPI2win menunjukkan adanya lapisan akuifer pada

kedalaman 40 – 55 meter dan air resapan hingga 10 meter, sedangkan

inversi damped least square Matlab menunjukkan lapisan akuifer pada

kedalaman 50 – 65 meter dan air resapan hingga kedalaman 20 meter

serta sebaran kantong air tanah di kedalaman hingga 110 meter. Hasil

interpolasi dengan nearest neighbor dan linear Matlab menunjukkan

kemenerusan akuifer dengan baik, tetapi interpolasi nearest neighbor

IPI2win menunjukkan formasi akuifer setengah tertekan, tetapi

interpolasi linear IPI2win memiliki interval yang berbeda dan kurang

sesuai dengan model nearest neighbor IPI2win. Lapisan kedap air

memiliki jenis batuan tuf abu dan aglomerat. Formasi akuifer berjenis

akuifer setengah tertekan dengan kualitas air tanah yang baik.

Kata kunci: Desa Kepuh, damped least square, akuifer.

viii


ix

IDENTIFICATION OF UNDERGROUND WATER USING

RESISTIVITY METHODS WENNER-SCHLUMBERGER

WITH DAMPED LEAST SQUARE EQUATION IN DESA

KEPUH KABUPATEN PASURUAN

ABSTRACT

The research has been done on Desa Kepuh. The location of the

research is on the rock formations at the Tengger Volcanic on

Pleistocene. Field data acquisition was carried out by the consideration

of location close to sand tuf. Data processing with the inversion of

ridge regression IPI2win showed a layer of the aquifer at a depth of 40

– 55 meters and upper ground water up to 10 metres, whereas damped

least square inversion from Matlab showed layer aquifer at a depth of

50 – 65 meters and upper ground water to a depth of 20 meters and

scattered pockets of ground water at a depth of up to 110 meters.

Nearest neighbor interpolation results with linear and Matlab indicates

well laminating aquifer, but the nearest neighbor interpolation IPI2win

showed half aquifer formation was depressed, but linear interpolation

IPI2win had different intervals and less in accordance with the model

of nearest neighbor IPI2win. Waterproofing layer was tuff rock and

aglomerat. The aquifer formation was form the type of aquifer half

depressed with good quality of the groundwater.

Keywords: Desa Kepuh, damped least square, aquifer.

x


xi

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum wr wb.

Segala puji bagi Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas segala rahmat

dan hidayatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir

dengan judul Identifikasi Air Bawah Tanah Menggunakan Metode

Resistivitas Wenner-Schlumberger dengan Persamaan Damped

Least Square di Desa Kepuh Kabupaten Pasuruan. Tak lupa

shalawat serta salam kepada Rasulullah atas segala pelajaran

kesempurnaan etika dalam bermasyarakat. Penulis mengucapkan

terima kasih kepada;

1. Keluarga, atas dukungan selama perkuliahan,

2. Drs. Wasis, M.AB, selaku dosen pembimbing I,

3. Drs. A.M. Juwono, M.Sc., Ph.D, selaku dosen pembimbing II,

4. Drs. Arinto Yudi P.W., M.Sc., Ph.D selaku dosen penguji,

5. Bapak Purnomo, selaku laboran Lab. Geofisika Universitas

Brawijaya,

6. Tim akuisisi data lapangan, atas bantuan dan kesediaannya

kepada; Sirka Rajulon, Ghozy al-Atqiya, dan Masdukhan A.W.,

7. Relawan, atas bantuan mobilisasi alat kepada; Febriany Dian

Permata Sari Diaz Alffi, dan Novalia Ena Agustin,

8. Teman-teman, atas informasi dan bantuan yang diberikan,

9. Warga Desa Kepuh, atas informasi yang diberikan dan bantuan

akomodasi saat akuisisi data lapangan dan antusiasnya dalam

pengeboran air bawah tanah.

Skripsi ini berisi tentang pengolahan dan interpretasi data

dengan inversi ridge regression IPI2win dan damped least square

Matlab. Pemodelan dilakukan dengan interpolasi nearest neighbor

dan linear dari Matlab dan IPI2win hingga didapatkan formasi akuifer

setengah tertekan. Penulis berharap skripsi ini dapat menjadi referensi

bagi dunia kebumian terutama pelaku geofisika.

Kesalahan penulisan maupun keterangan berasal dari penulis.

Penulis menerima saran dan kritik dari pembaca. Terima kasih.

Malang, Agustus 2017

Penulis

xii


xiii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN SKRIPSI ................................ iii

HALAMAN PERNYATAAN ................................................. v

ABSTRAK ................................................................................ vii

ABSTRACT .............................................................................. ix

KATA PENGANTAR ............................................................. xi

DAFTAR ISI ............................................................................ xiii

DAFTAR GAMBAR ............................................................... xv

DAFTAR TABEL .................................................................... xvii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ..................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................... 5

1.3 Batasan Masalah .................................................. 5

1.4 Tujuan Penelitian ................................................. 6

1.5 Manfaat Penelitian ............................................... 6

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Studi Geologi ....................................................... 7

2.2 Hidrogeologi ........................................................ 8

2.3 Sistem Air Bawah Tanah ................................... 9

2.4 Metode Geolistrik ............................................... 10

2.5 Resistivitas Batuan .............................................. 15

2.6 Hukum Darcy ...................................................... 16

2.7 Sistem Informasi Geografis ................................ 17

2.8 Pemodelan Geolistrik ......................................... 18

2.9 Penelitian Air Bawah Tanah .............................. 23

BAB III METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat .............................................. 25

3.2 Rancangan Penelitian .......................................... 25

3.3 Kerangka Penelitian ............................................ 28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Prosedur ................................................. 33

4.2 Analisa Hasil ........................................................ 34

4.2.1 Titik Geolistrik 1 ............................................. 34


xiv



4.2.5 Interpolasi Antar Titik Geolistrik ................. 50

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan .......................................................... 57

5.2 Saran .................................................................... 58

DAFTAR PUSTAKA .............................................................. 59

LAMPIRAN ............................................................................. 61

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Peta Geologi Regional Lembar Malang

(BPPD, 2016) ...........................................................7

Gambar 2.2 Peta Kualitas Air Tanah Kabupaten Pasuruan

(BPPD, 2016) ...........................................................8

Gambar 2.3 Sistem Air Bawah Tanah

(Hendrajaya & Arif, 1990) .......................................10

Gambar 2.4 Prinsip Kerja Metode Geolistrik Resistivitas

(Wenner, 1915) ........................................................11

Gambar 2.5 Konfigurasi Elektroda Geolistrik (Loke, 1999) .......14

Gambar 2.6 Model Hukum Darcy (Reynold, 1997) ....................16

Gambar 2.7 Pemodelan Data Raster dan Vektor

(Aronoff, 1989) ........................................................17

Gambar 2.8 Pembagian Wilayah Koordinat UTM Indonesia

(Aronoff, 1989) ........................................................18

Gambar 2.9 Asumsi Model Tanah Berlapis

(Faizin & Mustopa, 2015) ........................................19

Gambar 2.10 Resistivitas Semu dan Inversi

(Hamimu, dkk, 2015) ..............................................23

Gambar 2.11 Resistivitas Semu dan Inversi dengan SVD

(Ekinci & Demirci, 2008).........................................24

Gambar 3.1 Desain Survei Akuisisi Data Lapangan ....................25

Gambar 3.2 Peta Geologi Penelitian (BPPD, 2016) ....................26

Gambar 3.3 Peta Kualitas Air Tanah Penelitian (BPPD, 2016) ...27

Gambar 3.4 Kerangka Pelaksanaan Tugas Akhir ........................29

Gambar 3.5 Diagram Alir Pengolahan Data Resistivitas .............31

Gambar 4.1 Hasil Komputasi Matlab pada Titik Geolistrik 1 .....34

Gambar 4.2 Hasil IPI2win pada Titik Geolistrik 1 ......................37







Gambar 4.9 Hasil Interpolasi Nearest Neighbor Matlab

Antar Titik Geolistrik ...............................................50

xvi

Gambar 4.10 Hasil Interpolasi Nearest Neighbor IPI2win ........... 52

Gambar 4.11 Hasil Interpolasi Linear Matlab Antar

Titik Geolistrik ........................................................ 53

Gambar 4.12 Hasil Interpolasi Linear IPI2win Antar

Titik Geolistrik ........................................................ 54

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2 Resistivitas Batuan (Loke, 1999) ..................................15

Tabel 4.1 Parameter Inversi Matlab Titik Geolistrik 1 ..................36




xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Persiapan Akuisisi Data Titik Geolistrik 1 ............ 61

Lampiran 2 Pengaturan Konfigurasi Titik Geolistrik 2 ............ 61

Lampiran 3 Akuisisi Data Geolistrik 2 ..................................... 61

Lampiran 4 Istirahat Akuisisi Data ........................................... 62

Lampiran 5 Akuisisi Data Titik Geolistrik 3 ............................ 62

Lampiran 6 Persiapan Akuisisi Data Titik Geolistrik 3 ............ 62



Lampiran 9 Perlengkapan Alat Lain ......................................... 63

Lampiran 10 Hasil Titik Geolistrik 1 .......................................... 64




Lampiran 14 Titik Geolistrik 1 ................................................... 68




Lampiran 18 Program Utama ...................................................... 70

Lampiran 19 Fungsi Regresi Data .............................................. 73

Lampiran 20 Fungsi Filter Linier ................................................ 73

Lampiran 21 Fungsi DMJacobi................................................... 74

Lampiran 22 Fungsi Galat RMS ................................................. 75

Lampiran 23 Fungsi Damping .................................................... 76

Lampiran 24 Program Interpolasi ............................................... 76

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan air di Indonesia khususnya Jawa Timur semakin

meningkat dengan adanya proyek pembangunan perusahaan air tanah

di Jawa Timur. Air memiliki kegunaan yang bersifat umum, sehingga

dapat dimanfaatkan oleh masyarakat dan atau instansi. Air dapat

digunakan sebagai kebutuhan keseharian masyarakat hingga

pengairan untuk perkebunan dan budidaya. Seiring dengan

bertambahnya jumlah penduduk di Jawa Timur, ketahanan air

semakin menurun hingga diperlukan suatu strategi untuk

mempertahankan ketahanan air di Jawa Timur. Salah satu strategi

untuk mempertahankan ketahanan air adalah pencarian sumber air

bawah tanah (Bonita & Mardyanto, 2015). Pencarian sumber air

bawah tanah memerlukan studi kebumian meliputi studi batuan hingga

didapatkan model penampang bumi dengan indikasi adanya air bawah

tanah. Salah satu displin ilmu yang dapat digunakan adalah geofisika.

Geofisika menggunakan prinsip fisika untuk meneliti kebumian dari

sudut pandang batuan. Terdapat salah satu parameter untuk melacak

keberadaan air bawah tanah, yaitu kelistrikan. Penelitian kelistrikan

bumi dapat digunakan metode geolistrik untuk menemukan

keberadaan air bawah tanah. Metode geolistrik bekerja dengan

menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi sehingga air terurai

menjadi ion-ion yang dapat menghantarkan arus listrik, sehingga dari

respon beda potensial listrik yang terukur jika terdapat nilai resistivitas

yang rendah maka terdapat keberadaan air bawah tanah. Penelitian

skripsi ini dilakukan di Desa Kepuh Kecamatan Kejayan untuk

keperluan air di desa dan agraris setempat (BPPD, 2016).

Kecamatan Kejayan merupakan salah satu kecamatan di

Kabupaten Pasuruan. Kecamatan Kejayan memiliki 25 desa yang

termasuk dalam wilayah administrasi kecamatan. Terdapat 4 desa

yang dilanda kekeringan air, yaitu Desa Kepuh, Desa Ambal Ambil,

Desa Klinter, dan Desa Sladi. Penelitian ini dilakukan di Desa Kepuh.

Kekeringan air di Desa Kepuh meliputi kekurangan pasokan air untuk

persawahan dan kebutuhan keseharian. Terdapat Desa Randu Gong

yang berada di utara Desa Kepuh dan merupakan daerah artesis.

2

Kedua desa ini bersebelahan tetapi tidak sama. Diduga terdapat

adanya struktur lokal yang menahan air bawah tanah di Desa Kepuh,

sehingga penelitian ini difokuskan pada Desa Kepuh. Survei yang

diperlukan meliputi survei batuan dan geolistrik. Di Desa Kepuh,

kebutuhan air bawah tanah digunakan sebagai sumur lokal. Sumur

lokal kurang cukup untuk memenuhi kebutuhan agraris, sehingga

diperlukan sumur artesis (BPPD, 2016).

Air merupakan zat cair yang menjadi tanda adanya suatu

kehidupan. Air dibedakan menjadi tiga macam, yaitu air asin, air

tawar, dan air payau. Air asin dapat ditemukan di laut air asin.

Masyarakat memanfaatkan air asin untuk keperluan budidaya laut dan

pembuatan garam. Air tawar dapat ditemukan di laut tawar, danau,

sungai, dan hujan (Hadian, dkk, 2006). Masyarakat memanfaatkan air

tawar untuk keperluan budidaya, berkebun, hingga kebutuhan

keseharian. Air payau dapat ditemukan di area pembuatan garam, dan

delta. Air tawar merupakan air yang dibutuhkan oleh masyarakat

karena tidak mengandung rasa dan bau yang merusak kesehatan tubuh.

Air tawar dapat ditemukan di daratan dengan usaha pengeboran air

bawah tanah secara vertical ke bawah. Dalam produksi air bawah

tanah tawar, keberadaan titik produksi berada jauh dari garis pantai

agar tidak terjadi intrusi air laut asin. Pencarian air bawah tanah

memerlukan adanya teknologi kebumian, sehingga dalam penelitian

ini digunakan instrumen geolistrik Mc-Ohm EL OYO (Hendrajaya &

Arif, 1990).

Terdapat air bawah tanah yang mengandung zat pengotor

seperti besi, dan unsur biotik. Air bawah tanah yang berasal dari rawa

memiliki zat besi yang tinggi, sedangkan air bawah tanah di daerah

berpasir sedikit mengandung zat besi. Terdapat zat pengotor lainnya

yaitu unsur biotik. Unsur biotik dapat diteliti dengan adanya bantuan

uji yang ada di laboratorium (Hadian, dkk, 2006). Parameter biologi

dalam uji lab adalah keberadaan bakteri Coliform dalam air bawah

tanah. Semakin sedikit bakteri Coliform menandakan kelayakan

dalam konsumsi air tanah. Parameter dalam penentu kebersihan air

bawah tanah adalah parameter kimia. Parameter kimia meliputi uji pH,

materi terlarut, dan reaksi kimia kecil yang terjadi antar partikel

terlarut dalam air tanah (Sanjaya, 2008).

Air bawah tanah dapat berasal dari air laut dan air hujan. Air

bawah tanah terkumpul ketika suatu sedimen terendapkan. Akumulasi

3

air bawah tanah dapat membentuk suatu kantong air bawah tanah atau

sungai air tanah. Keberadaan air bawah tanah dipengaruhi oleh curah

hujan dan keadaan permukaan tanah disebut dengan air bawah tanah

dangkal, sedangkan air bawah tanah dalam disebut dengan akuifer.

Produksi air tanah mengikuti aturan kontinuitas. Jika air bawah tanah

diproduksi dengan debit yang melebihi debit masukan dari resapan air

tanah maka terjadi penurunan permukaan tanah (Bonita & Mardyanto,

2015). Dalam produksi air bawah tanah, debit yang natural yang

keluar melalui pipa produksi dapat diekivalenkan dengan debit yang

masuk dalam kantong air bawah tanah atau sungai air tanah. Dalam

pencarian air bawah tanah, hal yang paling utama bukan kantong air

tanah yang melimpah atau sungai air tanah dengan debit tinggi, tetapi

keseimbangan antara debit masukan dan keluaran yang bersesuaian

dengan resapan air tanah dan pipa produksi. Keseimbangan debit

masukan dan keluaran dapat menyelamatkan kebutuhan air tanah oleh

tanaman dan mempertahankan ketinggian permukaan tanah dari

ketinggian muka air laut. Dalam penentuan kontinuitas air bawah

tanah dapat digunakan model penampang resistivitas bawah

permukaan tanah. Pembuatan model resistivitas dapat didasarkan dari

survei geolistrik (Hendrajaya & Arif, 1990).

Metode geolistrik merupakan aplikasi prinsip fisika dalam

lingkup kebumian. Metode geolistrik dibagi menjadi 3 macam, yaitu

metode resistivitas, metode polarisasi terinduksi, metode potensial

diri. Dalam penelitian ini, metode geolistrik yang digunakan adalah

metode resistivitas. Metode resistivitas bekerja dengan prinsip

menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi untuk mendapatkan respon

beda potensial listrik terukur. Terdapat arus listrik yang diinjeksikan

oleh instrumen geolistrik yaitu arus listrik searah. Arus listrik searah

dapat digunakan untuk mendapatkan parameter resistivitas. Parameter

resistivitas dapat dimodelkan menjadi model penampang resistivitas

bawah permukaan tanah (Ekinci & Demirci, 2008). Pemodelan bawah

permukaan tanah diperlukan adanya perhitungan secara matematika

yaitu dengan pemodelan maju dan inversi. Data lapangan geolistrik

masih berupa data resistivitas semu dan belum dapat digunakan

sebagai penentu model bawah permukaan tanah, sehingga data

lapangan diperlukan adanya pemodelan maju untuk mengubah data

lapangan menjadi data pemodelan maju, sehingga data tersebut dapat

digunakan untuk menebak bawah permukaan tanah dari data inversi.

4

Dalam penelitian ini, metode inversi yang digunakan adalah damped

least square (Faizin & Mustopa, 2015).

Pemodelan inversi resistivitas memerlukan suatu perhitungan

matematik yang kompleks. Terdapat perhitungan dengan

memasukkan prinsip fisika matematika dengan tingkat kompleksitas

tinggi, sehingga pemodelan kebumian memerlukan bantuan

komputasi numerik. Komputasi numerik dilakukan dengan bantuan

Matlab dengan script yang dibuat selama proses pengerjaan skripsi.

Parameter pemodelan adalah ketebalan dan resistivitas (Koefoed,

1970). Dalam pemodelan ini, komputasi numerik dilakukan dengan

variasi pengolahan dari parameter ketebalan dan resistivitas menjadi

kedalaman dan resistivitas dengan parameter ketebalan sebagai

koreksi di bagian matriks jacobi. Hasil dari variasi pemodelan ini

diduga mendapatkan variasi di kedalaman hingga mendekati

kedalaman model (Ekinci & Demirci, 2008).

Hasil penelitian ini berupa model vertikal ke bawah dan model

penampang resistivitas secara sayatan bumi dari model vertikal ke

bawah. Hasil dari pemodelan resistivitas cukup menggambarkan

struktur kebumian yang ada di bawah tanah (Faizin & Mustopa, 2015).

Titik akuisisi data dipilih dengan mempertimbangkan keadaan geologi

lokal. Struktur bawah tanah yang dicari berupa struktur air bawah

tanah dengan luaran berupa rekomendasi baik secara lisan atau

tertulis. Harapan dari pemodelan ini dapat menunjang alasan

penyebab sedikitnya akuifer di Desa Kepuh (BPPD, 2016).

Pemodelan dengan bantuan Matlab dilakukan untuk

mendapatkan model yang lebih menyeluruh. Aplikasi perangkat lunak

berupa IPI2win memiliki kekurangan dalam pembuatan model

pseudocrosssection dan adanya interval parameter kedalaman inversi

yang berbeda (Ekinci & Demirci, 2008). Pemodelan dengan bantuan

Matlab dilakukan untuk mendapatkan model pseudocrosssection dari

parameter kedalaman inversi dan skala resistivitas inversi yang telah

ditentukan (Faizin & Mustopa, 2015).

Inversi antara hasil Matlab dan IPI2win memiliki hasil yang

berbeda. Komputasi numerik Matlab menggunakan persamaan

damped least square, sedangkan hasil IPI2win menggunakan

persamaan ridge regression. Pada penelitian ini, hasil inversi ridge

regression IPI2win dipadukan dengan metode penghalusan data

dengan smoothing spline, sedangkan inversi damped least square

5

Matlab menggunakan metode penghalus data dengan regresi data dari

persamaan general least square. Hasil inversi damped least square

Matlab diduga dapat menampilkan informasi bawah permukaan bumi

yang lebih mendekati bentuk sebenarnya (Ekinci & Demirci, 2008).

Keadaan bumi dapat berubah seiring dengan adanya fenomena

alam. Fenomena perubahan keadaan bumi dapat terjadi karena

aktivitas manusia maupun terjadi secara natural (Hendrajaya & Arif,

1990). Aktivitas manusia seperti produksi air bawah tanah secara

menerus dan penggundulan hutan, sedangkan terjadi secara natural

dapat terjadi karena aktivitas curah hujan atau intrusi batuan.

Fenomena alam berlangsung seiring dengan waktu geologi. Usia

penelitian ini diprediksi dapat bertahan hingga 10 tahun ke depan

(BPPD, 2016).

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang, rumusan masalah yang dibahas, yaitu:

1. Bagaimana jenis-jenis batuan di Desa Kepuh?

2. Bagaimana model lapisan tanah pada titik geolistrik di Desa

Kepuh?

3. Bagaimana model penampang resistivitas antar titik

geolistrik di Desa Kepuh?

4. Bagaimana hasil inversi dengan persamaan damped least

square?

1.3 Batasan Masalah

Dari latar belakang dan rumusan masalah, batasan masalah pada

penelitian ini, yaitu:

1. Data geologi diperoleh dari peta geologi lembar Malang.

2. Pengambilan data lapangan geolistrik dilakukan dengan

metode resistivitas sounding.

3. Pemodelan dilakukan sampai dengan didapatkan

kemenerusan lapisan akuifer secara pseudocrosssection.

4. Hasil inversi dianalisa sampai dengan didapatkan

keterangan lapisan akuifer dan jenis batuan.

6

1.4 Tujuan Penelitian

Dari rumusan masalah, tujuan yang ingin dituju, yaitu:

1. Untuk meneliti jenis-jenis batuan di Desa Kepuh.

2. Untuk menganalisa model lapisan tanah pada titik geolistrik

di Desa Kepuh.

3. Untuk menganalisa model penampang resistivitas antar

titik geolistrik di Desa Kepuh.

4. Untuk menghitung data dengan inversi persamaan damped

least square.

1.5 Manfaat Penelitian

1.5.1 Bagi Masyarakat

Manfaat penelitian yang didapatkan oleh masyarakat, yaitu:

1. Dapat dijadikan sebagai salah satu referensi data kebumian

jangka panjang untuk masyarakat Desa Kepuh.

2. Dapat dijadikan sebagai bukti pengabdian masyarakat

Universitas Brawijaya kepada masyarakat.

1.5.2 Bagi Universitas Brawijaya

Manfaat yang didapatkan oleh Universitas Brawijaya, yaitu:

1. Dapat dijadikan sebagai salah satu pustaka penelitian

metode geolistrik resistivitas.

2. Dapat dijadikan sebagai informasi pelengkap dalam bidang

geolistrik resistivitas.

1.5.3 Bagi Mahasiswa

Manfaat yang didapatkan oleh mahasiswa, yaitu:

1. Dapat mengaplikasikan pengetahuan yang didapatkan di

perkuliahan.

2. Dapat memperoleh mengukur kemampuan mahasiswa

dalam menganalisa data metode resistivitas dengan

pemodelan lapisan akuifer.

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Studi Geologi

Desa Kepuh berada pada formasi Batuan Gunungapi Tengger.

Desa Kepuh memiliki jenis batuan piroklastik. Jenis batuan Desa

Kepuh terdiri dari batuan tuf batuapung, tuf pasiran, tuf abu dan

aglomerat yang berada dalam formasi batuan Gunungapi Tengger.

Batuan yang tersusun dalam formasi memiliki usia pada waktu

geologi pleistosen akhir dan berada pada zaman kuarter (BPPD,

2016).

Gambar 2.1 Peta Geologi Regional Lembar Malang (BPPD, 2016).

Gambar 2.1 merupakan peta geologi di lembar Malang. Lokasi

penelitian ini berada pada formasi batuan Gunungapi Tengger yang

memiliki keterangan batuan;

1. Batuan Tuf Pasiran, memiliki warna segar abu-abu sampai

abu-abu kecoklatan, tekstur sedang sampai kasar, bentuk

butir membundar, terpilah baik, permeabilitas baik, dan

kemas terbuka (BPPD, 2016).

2. Batuan Tuf Batuapung, memiliki warna cerah, vesikuler,

dan struktur phorous (Sanjaya, 2008).

3. Aglomerat, memiliki gelap, didominasi oleh materi bom

gunungapi seperti lapilli (BPPD, 2016).

8

4. Batuan Tuf Abu, memiliki warna putih keruh hingga coklat

kelabu muda, memiliki butir kasar hingga halus (Sanjaya,

2008).

2.2 Hidrogeologi

Hidrogeologi adalah ilmu yang mempelajari pergerakan air

tanah dan studi kualitas air tanah di bumi. Aspek pembahasan

geohidrologi dimulai dari proses pembentukan air tanah terakumulasi

hingga menjadi sebuah aliran air bawah tanah (Subekti, 2012). Air

yang membentuk air tanah dapat berasal dari proses pengendapan dan

air meteorik. Air bawah tanah membentuk suatu aliran yang mengarah

pada zona lemah formasi batuan yang selanjutnya muncul di

permukaan tanah menjadi sebuah mata air (BPPD, 2016).

Gambar 2.2 Peta Kualitas Air Tanah Kabupaten Pasuruan (BPPD,

2016).

Desa Kepuh termasuk daerah yang dimungkinkan terkena

bencana krisis air bersih. Sebagian Desa Kepuh termasuk dalam

wilayah yang aman dari logam berat. Hal ini dapat dilihat dari Gambar

2.2. Desa Kepuh berada pada endapan vulkanik muda. Batuan dengan

kelulusan air yang cukup tinggi merupakan target penelitian.

Keterdapatan air pada sumur dangkal merupakan hasil resapan air

permukaan tanah (Hendrajaya & Arif, 1990).

9

2.3 Sistem Air Bawah Tanah

Air bawah tanah merupakan kantong air dalam tanah baik

berupa air bawah tanah dangkal maupun air bawah tanah dalam. Air

bawah tanah dangkal adalah air bawah tanah dari hasil resapan air

hujan yang masuk ke dalam tanah dan berkumpul di atas lapisan kedap

air. Kedalaman air bawah tanah dangkal dapat dipengaruhi oleh

musim dan kondisi di permukaan tanah (Winarti, 2013). Di dataran

rendah, permukaan air bawah tanah dangkal lebih dekat dengan

permukaan tanah, sedangkan di dataran tinggi, air bawah tanah

dangkal lebih dalam. Akibatnya kedalaman air bawah tanah di setiap

tempat beragam. Kondisi ini dipengaruhi oleh jenis dan formasi

batuan setempat (Sanjaya, 2008).

Air bawah tanah dalam adalah air bawah tanah yang berada

pada lapisan phorous dan diapit oleh lapisan kedap air di bagian atas

dan bawahnya. Air bawah tanah dalam sedikit mendapat pengaruh dari

musim. Pada musim kemarau atau penghujan, air bawah tanah dalam

tetap menunjukkan debit alami yang relatif sama (Subekti, 2012). Air

bawah tanah dalam memungkinkan dijadikan sebagai sumur produksi

artesis karena sumur produksi artesis memiliki cukup tekanan yang

tinggi (BPPD, 2016).

Pori-pori tanah dapat terisi oleh air tanah dan bersifat jenuh.

Permukaan air bawah tanah disebut sebagai muka air tanah. air bawah

tanah bergerak sebagai aliran air tanah melalui celah batuan hingga

menjadi sebuah kantong air bawah tanah atau muncul sebagai mata air

artesis, danau, sungai atau menuju laut. Sumber air bawah tanah dapat

berasal dari air hujan yang teresap ke dalam tanah melalui celah batuan

dalam formasi batuan. Air bawah tanah dapat berupa kantong air yang

teresap melalui tanah hingga menjadi jenuh (Hendrajaya & Arif,

1990).

Pembentukan air bawah tanah mengikuti siklus peredaran air di

bumi. Siklus pembentukan air bawah tanah disebut sebagai daur

hidrologi. Daur hidrologi berlangsung dalam proses alamiah di dalam

bumi. Air sungai dapat berasal dari air bawah tanah, sedangkan air

bawah tanah juga dapat berasal dari resapan air sungai. Ketersediaan

air bawah tanah dapat dipengaruhi oleh musim. Musim kemarau yang

panjang dapat menyebabkan aliran air bawah tanah dangkal terputus

(BPPD, 2016).

10

Gambar 2.3 Sistem Siklus Air (Hendrajaya & Arif, 1990).

Gambar 2.3 dapat dilihat bahwa air bawah tanah dan air

permukaan merupakan suatu bagian dari siklus air dan terdapat

keterkaitan. Akumulasi air terdapat di lautan dan mengalami evaporasi

dan terjadi kondensasi menjadi gumpalan awan. Awan putih terbawa

oleh angin menuju daratan hingga terhembus oleh angin dan menjadi

sebuah hujan. Air hujan dapat menembus lapisan permukaan tanah

dan mengendap menjadi air bawah tanah serta dapat berupa aliran

sungai atau danau. Air bawah tanah mengalir menuju lautan dan siklus

terulang kembali. Berbeda dengan daerah bersalju, daerah bersalju

memiliki salju yang dapat mengalami sublimasi hingga menjadi

gumpalan awan melalui proses kondensasi. Awan salju kembali turun

dalam bentuk butiran salju yang selanjutnya dapat mencair dan

menjadi air bawah tanah yang kemudian menuju laut (Bonita &

Mardyanto, 2015).

2.4 Metode Geolistrik

Metode geolistrik resistivitas adalah salah satu metode

geolistrik yang digunakan untuk mempelajari keadaan bawah

permukaan tanah dari kelistrikan batuan. Prinsip kerja dari metode

geolistrik adalah dengan menginjeksikan arus listrik dari elektroda

arus dan mengukur respon beda potensial listrik dari elektroda

potensial (Purnomo, dkk, 2011). Respon beda potensial listrik dapat

11

diubah ke dalam parameter resistivitas batuan yang menandakan

adanya hambatan listrik akibat medan listrik dan kerapatan arus listrik

batuan (Faizin & Mustopa, 2015).

Gambar 2.4 Prinsip Kerja Metode Geolistrik Resistivitas (Wenner,

1915).

Metode geolistrik resistivitas dilakukan dengan menginjeksikan

arus listrik searah ke dalam tanah membentuk lintasan listrik tertutup,

seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.4. Arus listrik tersebar secara

radial ke segala arah. Adanya arus listrik yang diinjeksikan

menimbulkan adanya medan listrik yang tegak lurus terhadap arus

listrik. Medan listrik dapat diekivalenkan dengan potensial listrik,

sehingga terdapat ekipotensial listrik yang menandakan adanya

potensial listrik yang terukur pada titik tertentu (Hendrajaya & Arif,

1990).

Metode geolistrik resistivitas berasal dari hukum Ohm. Dalam

pencarian air bawah tanah, arus listrik dapat memecah air menjadi ion-

ion penyusunnya sehingga arus listrik hanya diteruskan dan tidak

mengalami hambatan arus listrik. Dalam pembahasan ini, diperlukan

adanya parameter untuk menggambarkan adanya hambatan arus listrik

dari kerapatan arus listrik yaitu resistivitas. Berdasarkan persamaan

Laplace, terdapat suatu asumsi bahwa penyebaran arus listrik

menyerupai suatu bola (Ekinci & Demirci, 2008).

12

∇2𝑉 =1

𝑟2

𝜕

𝜕𝑟(𝑟2 𝜕𝑉

𝜕𝑟) +

1

𝑟2 sin 𝜃

𝜕

𝜕𝜃(sin 𝜃

𝜕𝑉

𝜕𝜃) +

1

𝑟2 sin 𝜃

𝜕2𝑉

𝜕2𝜑 (2.1)

Persamaan 2.1 merupakan persamaan Laplace pada koordinat

bola. Pada pengukuran geolistrik, asumsi pengukuran adalah sebuah

titik, sehingga berlaku aturan persamaan Laplace pada kasus 1-

dimensi dengan menghitung dari suku pertama dari persamaan

Laplace (Reynold, 1997).

∇2𝑉 =1

𝑟2

𝜕

𝜕𝑟(𝑟2 𝜕𝑉

𝜕𝑟) = 0 (2.2)

Persamaan 2.2 adalah persamaan Laplace 1-dimensi pada

koordinat bola dengan ∇2𝑉 = 0. Terdapat asumsi bahwa titik

pengukuran geolistrik hanya dipengaruhi oleh jari-jari bola. Dari

Persamaan 2.2 dapat diterjemahkan ke parameter potensial listrik

dengan penurunan rangkap dua (Sanjaya, 2008).

(𝑟2 𝜕𝑉

𝜕𝑟) = 𝐴 (2.3)

dengan Persamaan 2.3 adalah turunan pertama persamaan Laplace

koordinat bola dengan A adalah suatu konstanta. 𝜕𝑉

𝜕𝑟=

𝐴

𝑟2 (2.4)

𝑉1 = −𝐴1

𝑟 (2.5)

dengan Persamaan 2.4 dan Persamaan 2.5 adalah perubahan potensial

listrik dan nilai potensial listrik yang dipengaruhi oleh jari-jari bola

(BPPD, 2016).

Arus listrik yang mengalir ke dalam bumi mengikuti aturan

hukum Ohm. Arus listrik yang menjalar ke dalam bumi selewati suatu

luasan bola, sehingga berlaku 𝐴𝑏𝑜𝑙𝑎 = 4𝜋𝑟2. Arus listrik sebagai

parameter untuk merepresentasikan kerapatan arus listrik yang

diinjeksikan ke dalam bumi (Hendrajaya & Arif, 1990).

𝐼 = 𝐴𝑏𝑜𝑙𝑎. 𝐽 (2.6)

dengan memasukkan luasan bola dan hukum Ohm pada Persamaan

2.6, arus listrik yang diinjeksikan dapat dirumuskan menjadi

Persamaan 2.7 (Loke, 1999).

13

𝐼 = −4𝜋𝜎𝐴 (2.7)

dengan 𝜎 =1

𝜌, sehingga didapatkan rumus untuk mendapatkan nilai

konstanta pada satu elektroda arus.

𝐴 = −𝐼𝜌

4𝜋 (2.8)

dengan memasukkan Persamaan 2.5, sehingga potensial listrik pada

satu elektroda arus dapat dirumuskan oleh Persamaan 2.9.

𝑉1 =𝐼𝜌

2𝜋(

1

𝑟1) (2.9)

dengan Persamaan 2.9 berlaku untuk elektroda arus pertama

sedangkan elektroda arus kedua memiliki arah arus listrik yang

berlawanan arah (BPPD, 2016).

Survei geolistrik resistivitas menggunakan elektroda arus

ganda. Potensial listrik yang terukur pada elektroda potensial pertama

merupakan penjumlahan potensial listrik yang dipengaruhi oleh

elektroda arus pertama dan kedua seperti yang digambarkan oleh

Gambar 2.4. Elektroda potensial kedua dipengaruhi oleh kedua

elektroda arus (Winarti, 2013).

𝑉1 =𝐼𝜌

2𝜋(

1

𝑟1−

1

𝑟2) (2.10)

dengan potensial listrik pertama dan kedua memiliki perumusan yang

sama dengan Persamaan 2.10. Potensial listrik yang terukur adalah

beda potensial listrik antara potensial listrik pertama dan kedua.

∆𝑉 =𝐼𝜌

2𝜋[(

1

𝑟1−

1

𝑟2) − (

1

𝑟3−

1

𝑟4)] (2.11)

dengan Persamaan 2.11 merupakan beda potensial yang terukur. Pada

penyusunan elektroda arus dan potensial terdapat suatu konfigurasi

elektroda yang dapat mempengaruhi nilai 𝑟𝑛, sehingga terdapat faktor

koreksi geometri untuk mengoreksi susunan elektroda arus dan

potensial listrik (Faizin & Mustopa, 2015).

𝐾 = 2𝜋 [(1

𝑟1−

1

𝑟2) − (

1

𝑟3−

1

𝑟4)]

−1

(2.12)

14

dengan nilai resistivitas semu yang terukur dapat dirumuskan dari

Persamaan 2.11 dan Persamaan 2.12.

𝜌 =∆𝑉

𝐼𝐾 (2.13)

dengan Persamaan 2.13 adalah rumus untuk mendapatkan resistivitas

semu yang terukur di lapangan (Chumairoh, dkk, 2014).

Konfigurasi elektroda geolistrik mengatur susunan elektroda

potensial dan arus. Penyusunan elektroda arus dan potensial listrik

mengikuti suatu pola untuk mempermudah dalam perhitungan

resistivitas semu. Survei geolistrik penelitian ini menggunakan dua

elektroda arus dan dua elektroda potensial. Elektroda potensial dan

arus disusun dengan beragam konfigurasi elektroda, sehingga terdapat

faktor koreksi geometri yang berbeda untuk satu konfigurasi elektroda

(Reynold, 1997).

Gambar 2.5 Konfigurasi Elektroda Geolistrik (Loke, 1999).

Keterangan dari Gambar 2.5 merupakan faktor koreksi

geometri dari beberapa konfigurasi elektroda. Terdapat keterangan

15

konfigurasi elektroda wenner-schlumberger yang memiliki faktor

koreksi geometri pada kasus dua elektroda potensial dan dua elektroda

arus yang dirumuskan oleh Persamaan 2.14. Pada konfigurasi wenner-

schlumberger, elektroda arus dipindahkan secara gradual. Pada

elektroda potensial, posisi elektroda tidak dipindahkan dan berjarak

yang sama (Loke, 2004).

𝐾 = 𝜋𝑛(𝑛 + 1)𝑎 (2.14)

dengan 𝐾 adalah faktor koreksi geometri elektroda, 𝑛 adalah bilangan

bulat, dan 𝑎 adalah jarak antar elektroda (Reynold, 1997).

2.5 Resistivitas Batuan

Resistivitas batuan adalah kemampuan batuan untuk

menghambat arus listrik yang bergantung pada medan listrik dan

kerapatan arus listrik. Resistivitas berbanding lurus dengan medan

listrik. Semakin besar nilai medan listrik batuan maka semakin besar

nilai resistivitas batuan. Resistivitas dapat menunjukkan jenis batuan

(Winarti, 2013). Resistivitas yang terukur di lapangan adalah

resistivitas semu karena menganggap bumi hanya memiliki satu lapis.

Resistivitas sebenarnya dapat diperoleh dengan teknik forward

modelling dan inverse modelling. Forward modelling adalah teknik

perhitungan yang digunakan untuk merubah model menjadi data.

Inverse modelling adalah teknik untuk membuat model skema dari

data (BPPD, 2016).

Tabel 2 Resistivitas Batuan (Loke, 1999).

Material Resistivitas (ohm.m)

Tuf Pasiran (9,5% Air) 10-100

Tufa 20-200

Pasir dan Kerikil 100-1000

Aglomerat 100-500

Resistivitas batuan merupakan parameter yang dapat

memprediksi jenis batuan dengan rentang nilai yang ditunjukkan oleh

Tabel 2. Parameter resistivitas tidak terikat oleh bentuk geometri

batuan. Berbeda dengan resistansi, resistansi dipengaruhi oleh bentuk

geometri. Resistivitas batuan memiliki rentang nilai yang beragam

16

sehingga digunakan studi geologi untuk memilih jenis batuan dari

resistivitas batuan (Reynold, 1997).

2.6 Hukum Darcy

Hukum Darcy adalah perumusan yang mendefinisikan

kemampuan suatu fluida untuk mengalir dalam media berpori. Jumlah

aliran antara dua titik acuan berkaitan dengan tekanan antara kedua

titik dan permeabilitas dalam batuan. Jumlah aliran antara dua titik

acuan berbanding lurus dengan perbedaan tekanan antar titik dan

permeabilitas dalam media. Hukum Darcy menyatakan hubungan

antara tingkat debit sesaat melalui media berpori dan penurunan

tekanan dari kedua titik (Sanjaya, 2008).

Gambar 2.6 Model Hukum Darcy (Reynold, 1997).

Hukum Darcy menggunakan model pipa untuk memodelkan

aliran fluida yang melalui media berpori. Model pipa dianggap sebuah

model yang mendekati model pori-pori sebenarnya. Hal ini dapat

dilihat pada Gambar 2.6. Fluida yang mengalir di dalam media berpori

dapat berupa gas dan cairan (Sanjaya, 2008).

𝑄 = −𝐾 𝑥 𝐴 𝑥 𝑑ℎ

𝑑𝑙 (2.15)

𝐾 = − 𝑄

𝐴 𝑥 1

𝑑ℎ

𝑑𝑙

⁄ (2.16)

𝐴 = −𝑄

𝐾 𝑥 1

𝑑ℎ

𝑑𝑙

⁄ (2.17)

𝑑ℎ

𝑑𝑙= −

𝑄

𝐴 𝑥 𝐾 (2.18)

17

dengan 𝑄 adalah laju aliran air, 𝐾 adalah konduktivitas, 𝑑ℎ

𝑑𝑙 adalah

gradient hidrolik (Reynold, 1997).

2.7 Sistem Informasi Geografis

Sistem informasi geografis adalah sistem informasi yang

merepresentasikan objek dan data spasial. teknologi informasi

merupakan perangkat untuk menyimpan data, memproses data,

menganalisa data, mengelolah data, dan menyajikan informasi. Sistem

informasi geografis memiliki relasi dengan displin kelimuwan

geografis. Sistem yang terkomputerisasi dapat merepresentasikan data

tentang lingkungan pada sektor geografis. Sistem informasi geografis

terdiri dari dua komponen penyusun yaitu data spasial dan data atribut.

Data spasial merupakan representasi dari bentuk keruangan dan data

atribut memberikan informasi tentang bentuk keruangan dari spasial

yang digambarkan. Sistem informasi geografis menggunakan

komputer untuk mengaplikasikan sistem informasi yang ditunjukkan

(Aronoff, 1989).

Gambar 2.7 Pemodelan Data Raster dan Vektor (Aronoff, 1989).

Sistem informasi geografis merepresentasikan bumi menjadi

model raster dan model vektor, seperti yang digambarkan oleh

Gambar 2.7. Model raster merepresentasikan bumi dengan

memproyeksikan bumi ke dalam suatu bidang yang datar. Terdapat

ukuran untuk membangun model raster yaitu pixel. Pixel merupakan

titik yang mewakili banyaknya titik yang lain dengan satu nilai,

18

sehingga semakin banyak pixel yang digunakan maka resolusi data

raster menyerupai bentuk bumi. Pada model vektor, landasan model

vektor terletak pada titik, garis, dan poligon beserta atributnya. Bentuk

data spasial yang tergambar merupakan kumpulan titik yang

membentuk garis. Titik-titik yang terhubung membentuk suatu garis

hingga menjadi bentuk spasial dari model bumi. Representasi bentuk

bumi menggunakan atribut koordinat untuk menunjukkan informasi

spasial (Hendrajaya & Arif, 1990).

Gambar 2.8 Pembagian Wilayah Koordinat UTM Indonesia

(Aronoff, 1989).

Gambar 2.8 memberikan keterangan bahwa daerah penelitian

berada di zona UTM 49S. Koordinat UTM menggunakan representasi

spasial yang mendekati bentuk bumi, sehingga toleransi pergeseran

posisi dari posisi bumi yang sebenarnya tidak memiliki galat yang

tinggi. Tingkat akurasi dari Zona UTM lebih tinggi dibandingkan

koordinat lattitudedan longitude (BPPD, 2016).

2.8 Pemodelan Geolistrik

Pemodelan maju geolitrik dapat dilakukan menggunakan

persamaan Levenberg-Marquant. Pemodelan ini mengasumsikan

model bumi yang berlapis-lapis secara horizontal tak terhingga dengan

ketebalan tak terhingga pada lapisan akhir seperti yang digambarkan

19

oleh Gambar 2.9. Model bumi dirumuskan dengan persamaan Hankel

yang menyatakan resistivitas semu sebagai fungsi dari resistivitas dan

ketebalan (Reyes, 1999).

𝜌𝑎 = 𝑠2 ∫ 𝑇(𝜆) 𝐽1(𝜆𝑠) 𝜆 𝑑𝜆∞

0 (2.19)

dengan 𝑠 adalah setengah dari jarak elektroda arus terjauh, 𝐽1 adalah

fungsi Bessel orde 1, 𝑇(𝜆) adalah fungsi transformasi resistivitas

(Faizin & Mustopa, 2015).

𝑇𝑘(𝜆) =𝑇𝑘+1(𝜆)+𝜌𝑘 𝑡𝑎𝑛ℎ (𝜆ℎ𝑘)

1+ 𝑇𝑘+1(𝜆) tanh(𝜆ℎ𝑘)/𝜌𝑘 , 𝑘 = 𝑛 − 1, … . , 1 (2.20)

dengan Persamaan 2.19 dan 2.20 yang telah disederhanakan oleh

Ghosh menjadi persamaan filter linier (Hamimu, dkk, 2015).

𝜌𝑎 = ∑ 𝑇𝑘(𝜆) 𝑓𝑘𝑘 (2.21)

dengan 𝜌𝑎 adalah resistivitas semu linier dari akumulasi transformasi

resistivitas dan koefisien filter linier oleh Ghosh (Ekinci & Demirci,

2008).

Gambar 2.9 Asumsi Model Tanah Berlapis (Faizin & Mustopa,

2015).

Asumsi model tanah yang memiliki model berlapis ditunjukkan

oleh Gambar 2.9. Tahapan pemodelan inversi dapat dilakukan dengan

20

membuat matriks jacobi dengan pendekatan metode beda hingga.

Metode beda hingga yang dimaksud adalah forward difference dari

deret taylor pada suku kedua. Hubungan antara data dan parameter

model mengikuti aturan 𝑑 = 𝑔(𝑚). Fungsi 𝑔(𝑚) adalah fungsi dari

forward modelling yang merupakan fungsi non linier dari parameter

model dalam bentuk vektor (Hamimu, dkk, 2015).

𝐽𝑖𝑗 =𝜕𝑔𝑖

𝜕𝑚𝑗 (2.22)

dengan 𝐽𝑖𝑗 adalah matriks jacobi, dan 𝜕𝑔𝑖

𝜕𝑚𝑗 adalah notasi vektor data

yang berhubungan dengan data pada bentuk turunan pertama (Ekinci

& Demirci, 2008).

[𝜕𝑔𝑖(𝑚)

𝜕𝑚𝑘] =

𝑔𝑖(𝑚|𝑚𝑘 + ∆𝑚𝑘)−𝑔𝑖(𝑚|𝑚𝑘)

∆𝑚𝑘 (2.23)

dengan Persamaan 2.23 adalah matriks jacobi dengan deret taylor pada

suku kedua (Faizin & Mustopa, 2015). Forward modelling dengan

matriks jacobi memerlukan dua kali tahap regresi data. Akibat adanya

regresi data, parameter inputan forward modelling diperlukan adanya

perturbasi dari 5% hingga 10% (Grandis, 2009).

Pemodelan inversi dapat dilakukan dengan damped least

square. Pemodelan inversi ini menggunakan nilai redaman untuk

menurunkan nilai resistivitas dan mengontrol kecocokan data dengan

model. Pemodelan inversi dengan damped least square menggunakan

matriks jacobi yang telah terbentuk menjadi tiga buah matriks yang

dikenal dengan singular value decomposition. Teknik ini memecah

matriks bujur sangkar menjadi tiga buah matriks (Ekinci & Demirci,

2008).

∆𝑝 = 𝑖𝑛𝑣(𝐺′𝑥 𝐺)𝑥( 𝐺′𝑥 ∆𝑑) (2.24)

dengan G adalah data kernel untuk mencari resistivitas kalkulasi.

𝐴 = 𝑈𝑆𝑉′ (2.25)

dengan 𝐴 adalah matriks bujur sangkar berukuran n x n.

∆𝑝 = 𝑉 𝑑𝑖𝑎𝑔 {𝜆𝑗

𝜆𝑗2+𝜀2 } 𝑈𝑇 ∆𝑑 (2.26)

21

dengan ∆𝑝 adalah selisih data dengan parameter model data (Koefoed,

1970).

Pemodelan geolistrik dengan ukuran data yang tidak tunggal

dapat diselesaikan dengan persamaan ridge regression. Persamaan

ridge regression belum memiliki solusi untuk mengestimasi nilai

(Loke, 2004). Persamaan 2.24 adalah persamaan ridge regression

yang perlu disempurnakan dengan penambahan faktor damping.

Faktor damping merupakan parameter yang dapat mengestimasi nilai

pergeseran data dengan nilai inputan (Ekinci & Demirci, 2008).

∆𝑝 = 𝑖𝑛𝑣((𝐺′𝑥 𝐺) + 𝛾𝐼)𝑥(𝐺′𝑥 ∆𝑑) (2.27)

dengan 𝛾 adalah nilai faktor damping, dan 𝐼 adalah matriks identitas

(Loke, 1999).

Pemodelan dengan damped least square menyisipkan faktor

damping. Faktor damping berfungsi sebagai peredam nilai resistivitas

kalkulasi dan ketebalan semu pada saat parameter dilakukan inverse

modelling. Faktor damping memiliki pengaruh kuat dalam

mencocokkan parameter inversi dan data lapangan. Faktor damping

merupakan perumusan jalan pintas dalam menentukan lapisan

basement pada model vertikal ke bawah (Reyes, 1999).

𝜀 = 𝜆𝐿∆𝑥1

𝐿 (2.28)

dengan 𝐿 adalah bilangan coba pada setiap iterasi data, 𝜆 adalah nilai

eigen, dan ∆𝑥 adalah selisih data pada tiap iterasi data (Arnason &

Hersir, 1988).

∆𝑥𝑟 =(𝑥𝑟−1−𝑥𝑟)

𝑥𝑟−1 (2.29)

dengan 𝑥𝑟−1 adalah nilai misfit pada iterasi data sebelumnya, dan 𝑥𝑟

adalah nilai misfit pada iterasi berlangsung (Arnason & Hersir, 1988).

Pemodelan dengan cara iterasi data dapat menampilkan banyak

variasi data. Variasi data dipengaruhi oleh banyaknya iterasi yang

digunakan. Pemodelan dengan iterasi membutuhkan adanya nilai

kontrol berupa galat root mean square. Galat root mean square

berfungsi sebagai pembanding data observasi dan kalkulasi (Ekinci &

Demirci, 2008).

22

𝑟𝑚𝑠 =(∑ (𝑑𝑜𝑏𝑠−𝑑𝑘𝑎𝑙)𝑁𝐷

𝑖=1

2)

12⁄

(𝑁𝐷)1

2⁄ (2.30)

dengan 𝑑𝑜𝑏𝑠 adalah data observasi, 𝑑𝑘𝑎𝑙 adalah data kalkulasi, dan 𝑁𝐷

adalah urutan nomor datum ke-i (Arnason & Hersir, 1988).

Iterasi pemodelan geolistrik dapat menggunakan metode

newton-raphson. Metode newton-raphson dapat memberikan nilai

iterasi yang dekat dengan nilai awal. Iterasi newton-raphson dapat

digunakan sebagai metode iterasi agar didapatkan nilai yang konsisten

terhadap perubahan (Chun, 2005).

𝑥𝑛 = 𝑥𝑛−1 −𝑓(𝑥𝑛−1)

𝑓′(𝑥𝑛−1) (2.31)

dengan 𝑥 adalah nilai yang dicari, dan 𝑓(𝑥𝑛 − 1) dan 𝑓′(𝑥𝑛 − 1)

adalah hasil perhitungan 𝑥 sebagai estimasi hasil iterasi (Chun, 2005).

Pemodelan geolistrik didapatkan dari data kalkulasi. Data

kalkulasi geolistrik didapatkan dengan resistivitas kalkulasi dan

kedalaman semu. Model inversi mendapatkan nilai resistivitas inversi

dan kedalaman inversi. Persamaan inversi yang digunakan dapat

menunjukkan hasil perhitungan inversi yang berbeda. Perbedaan hasil

inversi dapat dihubungkan dari sensitivitas (Loke, 1999).

𝐹1𝐷(𝑧) =2𝑧

𝜋(𝑎2+4𝑧2)1.5 (2.32)

dengan 𝐹1𝐷 adalah fungsi sensitivitas 1-dimensi, 𝑧 adalah kedalaman

inversi, dan 𝑎 adalah sepasi elektroda (Loke, 2004).

Proses penghalusan data dilakukan agar didapatkan nilai

resistivitas yang berdekatan. Proses penghalusan dapat dilakukan

dengan persamaan spline cubic. Persamaan spline cubic dapat

memodifikasi jumlah data. Persamaan spline cubic dapat digunakan

dalam proses interpolasi data, tetapi persamaan spline cubic dalam

inversi resistivitas digunakan sebagai metode penghalus data lapangan

(Sempena, 2011).

𝑆𝑘(𝑥) = 𝑎𝑘𝑥3 + 𝑏𝑘𝑥2 + 𝑐𝑘𝑥 + 𝑑𝑘 (2.33)

dengan 𝑎𝑘, 𝑏𝑘, 𝑐𝑘, dan 𝑑𝑘 adalah tetapan yang belum diketahui, dan

k = 1, 2, …. n (Sempena, 2011).

23

2.9 Penelitian Air Bawah Tanah

Hasil penelitian yang dilakukan oleh pihak BPPD Kabupaten

Pasuruan didapatkan hasil konversi data ke dalam bentuk resistivity

log dengan kedalaman yang disesuaikan dengan nilai resistivitas

observasi dan kalkulasi. Data lapangan desa-desa penelitian dapat

dimodelkan dengan bantuan komputasi software IPI2win dan Progress

3.0. Data konversi data ke dalam bentuk logaritma resistivitas untuk

Desa Pucangsari, didapatkan bahwa hasil pengukuran pengukuran di

lima titik geolistrik didapatkan lapisan akuifer pada kedalaman 80-150

meter. Lapisan akuifer di Desa Semut didapatkan pada kedalaman

111,18-141,16 meter dengan resistivitas 99 ohm.m. Lapisan akuifer di

Desa Dawuhan-Sengon didapatkan pada kedalaman 89-109,18 meter

dengn nilai resistivitas yaitu 197,31 ohm.m. Lapisan akuifer di Desa

Gerbo didapatkan pada kedalaman 80-121,89 meter dengan nilai

resistivitas yaitu 91,09 ohm.m. Titik pengukuran secara ves di Dusun

Suruhgalih Desa Pucangsari didapatkan kapasitas debit produksi

sebesar 2,89 L/detik (BPPD, 2016).

Pemodelan dengan damped least square dapat diterapkan

dengan model banyak data. Persamaan damped least square memiliki

kekurangan dalam pemodelan pada kedalaman yang dalam. Hal ini

disebabkan oleh adanya teknik singular value decomposition yang

efektif untuk ukuran matriks bujur sangkar. Pemodelan dengan teknik

ini dapat diatasi dengan jumlah lapisan yang lebih sedikit (Ekinci &

Demirci, 2008).

Gambar 2.10 Resistivitas Semu dan Inversi (Hamimu, dkk, 2015).

24

Pemodelan inversi dapat dilakukan dengan cara memberikan

parameter inputan pada tahap forward modelling. Pemodelan dengan

teknik ini memudahkan dalam menyelaraskan kurva resistivitas semu

dan parameter model data, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar

2.10. Kurva berwarna hitam menunjukkan penghalusan data untuk

menghilangkan noise. Kurva berwarna hijau merupakan parameter

inversi dari parameter inputan (Hamimu, dkk, 2015).

Gambar 2.11 Resistivitas Semu dan Inversi dengan SVD (Ekinci &

Demirci, 2008).

Pemodelan dengan bantuan teknik singular value

decomposition dengan parameter inputan dapat memberikan solusi

untuk kedalaman inversi yang lebih dalam, seperti yang dicontohkan

oleh Gambar 2.11. Hal ini digunakan untuk memodifikasi inversi

ridge regression dengan persamaan singular value decomposition.

Parameter model yang digunakan ditempatkan pada forward

modelling yang selanjutnya menjadi model parameter data. Terdapat

cara untuk mengatasi kekurangan singular value decomposition yaitu

melakukan penghalusan data dengan regresi data least square (Ekinci

& Demirci, 2008).

25

BAB III

METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian air bawah tanah ini dilakukan pada tanggal 1 Maret

2017 s/d 1 Juli 2017. Penelitian ini bertempat di Desa Kepuh,

Kecamatan Kejayan, Kabupaten Pasuruan.

3.2 Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian ini dilakukan di Desa Kepuh, Kecamatan

Kejayan, Kabupaten Pasuruan.

Gambar 3.1 Desain Survei Akuisisi Data Lapangan

Lokasi titik pengambilan data lapangan yang didapatkan

dengan cara pengeplotan titik pada Map Source dan dilanjutkan

dengan pengeplotan ulang pada Google Earth. Pemilihan titik

pengambilan data ditentukan dari hasil survei lapangan. Titik

pengambilan data lapangan berjumlah 4 titik geolistrik dengan jarak

antar titik geolistrik sebesar 150 meter, seperti yang digambarkan oleh

Gambar 3.1. Jarak terjauh antar titik geolistrik memiliki jarak 450

meter. Daerah penelitian berada pada zona UTM 49S. Lokasi

penelitian berada pada 13,5 kilometer dari garis pantai utara.

26

Gambar 3.2 Peta Geologi Penelitian (BPPD, 2016).

Lokasi pengambilan data lapangan dilakukan di Desa Kepuh.

Lokasi sumber air bawah tanah dapat ditemukan di Desa Randu Gong.

Pertimbangan lokasi penelitian atas dasar perbedaan data geologi

penelitian yang didapatkan, seperti yang digambarkan oleh Gambar

3.2. Terdapat 4 titik geolistrik yang dijadikan penelitian di Desa

Kepuh. Terdapat 2 titik sumur produksi aktif di Desa Randu Gong.

Sumur produksi sebagai acuan dalam pengolahan data lapangan. Desa

Randu Gong dan Desa Kepuh memiliki jenis batuan yang berbeda.

Desa Kepuh memiliki jenis batuan Gunungapi Tengger pada waktu

geologi pleistosen akhir, sedangkan Desa Randu Gong memiliki jenis

batuan Tuf Rabano pada waktu geologi pleistosen akhir hingga

holosen.

27

Gambar 3.3 Peta Kualitas Air Tanah Penelitian (BPPD, 2016)

Salah satu kualitas air tanah dapat ditandai dengan keberadaan

logam berat yang rendah. Keberadaan logam berat yang rendah

ditunjukkan oleh Gambar 3.3 dengan wilayah yang berwarna biru.

Lokasi penelitian berada pada wilayah yang terhindar dari logam

berat. Wilayah yang ditandai dengan warna biru menandakan kualitas

air tanah yang layak untuk dikonsumsi sebagai air minum. Terdapat 4

titik geolistrik yang berada pada wilayah yang ditandai dengan warna

biru. Terdapat 2 titik sumur produksi yang berada pada wilayah yang

ditandai dengan warna biru. Lokasi penelitian berjarak 1,5 kilometer

dari zona adanya logam berat bagian selatan dengan ditandai oleh

warna kuning pada Gambar 3.3, sedangkan lokasi sumur produksi

berjarak 1,6 kilometer dari bagian timur. Dari titik pusat zona rawan

logam berat, lokasi penelitian berjarak 2,7 kilometer dari bagian

selatan, sedangkan sumur produksi berjarak 4,1 kilometer dari bagian

timur. Pada zona rawan logam berat bagian barat, lokasi penelitian

berjarak 3,1 kilometer, sedangkan sumur produksi berada pada jarak

3 kilometer. Pada pusat zona rawan logam berat bagian barat, lokasi

penelitian berada pada jarak 5,1 kilometer, sedangkan sumur produksi

berada pada jarak 4,8 kilometer. Daerah penelitian dan sumur

produksi termasuk daerah yang memiliki kualitas air tanah yang baik.

Hal ini dapat ditandai dengan lokasi yang berada pada wilayah yang

ditandai dengan warna biru.

28

3.3 Kerangka Penelitian

Kerangka penelitian ini meliputi kerangka kerja dan alur

pengolahan data.

29

Gambar 3.4 Kerangka Pelaksanaan Tugas Akhir.

Gambar 3.4 menunjukkan alur kerja mahasiswa dalam

pelaksanaan tugas akhir. Penelitian ini didahului dengan studi untuk

memahami lebih dalam mengenai tinjauan pustaka geolistrik

setempat. Tinjauan pustaka yang dipelajari meliputi hasil penelitian

geolistrik dan geologi setempat. Hasil studi literatur dan survei lokasi

digunakan untuk penentu lokasi pengambilan data lapangan.

Pengambilan data lapangan dilakukan agar didapatkan data penelitian.

Tahap pengolahan data geolistrik dilakukan agar didapatkan model

inversi bawah permukaan tanah dengan baik. Tahap berikutnya adalah

interpretasi data dari hasil pengolahan data geolistrik dengan bantuan

data geologi yang ada. Interpretasi dilakukan secara kualitatif dan

kuantitatif. Interpretasi secara kualitatif ditinjau dari model lapisan

resistivitas inversi, sedangkan interpretasi secara kuantitatif dilakukan

dari nilai resistivitas inversi. Hasil interpretasi menentukan

kesimpulan penelitian. Luaran dari penelitian ini berupa laporan

penelitian air bawah tanah.

31

Gambar 3.5 Diagram Alir Pengolahan Data Resistivitas.

Gambar 3.5 menunjukkan tahap-tahap komputasi pengolahan

data lapangan dari kedalaman dan resistivitas semu hingga didapatkan

kedalaman dan resistivitas inversi. Pengolahan data dimulai dengan

parameter input berupa data lapangan. Data lapangan yang diinput

adalah nilai n, resistansi, arus listrik, spasi elektroda, dan jarak antar

elektroda terjauh tiap datum. Data lapangan dihitung hingga

didapatkan nilai resistivitas semu dan kedalaman. Regresi data

dilakukan agar didapatkan resistivitas kalkulasi dari resistivitas semu.

Resistivitas kalkulasi dan semu serta ketebalan dari kedalaman datum

dihitung hingga didapatkan nilai resistivitas transformasi linier. Hasil

transformasi linier digunakan sebagai parameter kontrol dalam

pembuatan matriks jacobi karena pada tahap pembuatan matriks

jacobi terdapat parameter inputan sebagai pertimbangan model

inversi. Parameter inputan matriks jacobi adalah resistivitas kalkulasi

dan kedalaman hingga didapatkan galat rms. Jika nilai galat lebih kecil

dari 10% maka alur program dilanjutkan dengan pemisahan matriks

jacobi hingga menjadi tiga matriks serta perhitungan nilai faktor

damping. Inversi dimulai dengan perhitungan matriks jacobi hingga

persamaan damped least square. Hasil inversi berupa resistivitas

inversi dan ketebalan lapisan. Luaran dari komputasi penelitian ini

berupa pengeplotan pada grafik semilog.

32


33

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Prosedur

Penelitian ini dibantu dengan seperangkat McOhm EL-OYO,

alat tulis menulis, rol meter, GPS, kamera, dan perangkat lunak berupa

Map Source, Google Earth, Microsoft Excell, NotePad, dan Matlab.

Seperangkat McOhm EL-OYO berfungsi sebagai instrumen dalam

pengambilan data lapangan di Desa Kepuh. Alat tulis menulis

berfungsi sebagai catatan pengambilan data lapangan sementara. Rol

meter berfungsi sebagai pengukur jarak antar elektroda. GPS

berfungsi sebagai penentu titik koordinat pengambilan data lapangan.

Kamera berfungsi sebagai dokumentasi penelitian. Map Source

berfungsi sebagai penginputan koordinat pada peta model vektor.

Google Earth berfungsi sebagai penginputan koordinat pada peta

model raster. Microsoft Excell berfungsi sebagai kumpulan data

penelitian. NotePad berfungsi sebagai perangkat bantuan dalam

pengolahan data secara numerik. Matlab berfungsi sebagai perangkat

lunak pengolahan data secara numerik.

Mula-mula penelitian dilakukan dengan studi literatur dan

dilanjutkan dengan survei lokasi dengan GPS dan kamera. Beberapa

titik pengambilan data didapatkan dengan pengeplotan titik koordinat

dengan GPS. Titik koordinat pengambilan data ditulis ulang dalam

catatan. Kemudian dilakukan survei pengambilan data lapangan

dengan seperangkat McOhm EL-OYO. Data lapangan dicatat

sementara di catatan yang selanjutnya direkap ulang di Ms. Excell.

Koordinat lapangan diplot ulang dalam Map Source dan Google Earth

agar didapatkan citra satelit dari titik pengambilan data lapangan.

Rekapan data lapangan disimpan dalam format NotePad sebelum

komputasi numerik inversi dilakukan. Data lapangan dalam NotePad

diinput dalam program Matlab agar didapatkan model lapisan vertikal

ke bawah dan model pseudo cross-section dan resistivity cross-

section.

34

4.2 Analisa Hasil

4.2.1 Titik Geolistrik 1

Titik geolistrik 1 terletak pada koordinat 7° 44 '25,50" LS dan

112° 51' 20,17" BT berada pada formasi batuan Gunungapi Tengger,

seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.1. Formasi Gunungapi

Tengger terdiri dari tuf pasiran, tuf batuapung, tuf abu, dan aglomerat.

Titik geolistrik 1 berada di tepi sawah dan tepi jalan raya. Jalan raya

terbuat dari aspal dan terdapat vegetasi di sekitar jalan raya. Air

permukaan di sekitar titik geolistrik 1 berwarna cerah dan layak untuk

diproses sebagai air minum. Pengambilan data lapangan dilakukan

dengan memindahkan elektroda dari titik geolistrik melebar ke arah

utara dan selatan. Sepasi elektroda yang digunakan adalah 10 meter

hingga n ke-17.

Gambar 4.1 Hasil Komputasi Matlab pada Titik Geolistrik 1

35

Gambar 4.1 didapatkan dari hasil pengolahan data secara

numerik yang dilakukan dengan persamaan damped least square

dengan teknik singular value decomposition. Garis berwarna hitam

adalah hasil regresi data dengan least square, sehingga nilai

resistivitas kalkulasi didapatkan. Hasil regresi data dengan least

square dapat dilihat bahwa terdapat kecocokan dengan resistivitas

semu. Garis berwarna hijau adalah nilai transformasi filter linier yang

bernilai 29,82 ohm.m. Hasil transformasi filter linier memiliki nilai

yang berada pada rentang resistivitas kalkulasi. Data geolistrik

berjumlah 17 datum, sehingga jumlah lapisan pada saat inversi

dilakukan berjumlah 17 lapis. Galat rms yang didapatkan sebesar

1,01% dengan iterasi model sebanyak 76 kali. Sensitivitas dari data

lapangan sebesar 0,000320.

Tabel 4.1 Parameter Inversi Matlab Titik Geolistrik 1

No Ketebalan

(m)

Kedalaman

(m)

Resistivitas (ohm.m)

Semu Kalkulasi Inversi

1 6,49 6,49 17,44 17,38 14,04

2 7,45 13,95 21,35 21,77 17,82

3 6,40 20,35 25,26 25,32 0,31

4 6,93 27,28 28,43 28,14 21,67

5 8,26 35,54 30,87 30,30 46,89

6 6,81 42,35 32,66 31,92 67,83

7 7,47 49,82 33,43 33,07 16,45

8 7,19 57,01 32,80 33,86 22,13

9 6,56 63,57 32,52 34,36 5,95

10 7,82 71,39 34,56 34,68 11,01

11 6,45 77,85 34,21 34,91 105,64

12 6,69 84,54 36,76 35,14 33,65

13 6,53 91,07 35,74 35,46 257,42

14 6,51 97,58 42,88 35,97 72,57

15 6,32 103,91 28,27 36,75 291,49

16 6,97 110,87 38,45 37,90 356,76

17 - Inf 40,86 39,52 837,85

36

Informasi tentang keberadaan air bawah tanah dapat dilihat dari

Tabel 4.1 dengan mengacu pada Tabel 2. Parameter inversi dari tabel

4.1 menunjukkan adanya air resapan permukaan tanah hingga pada

kedalaman 20 meter dengan resistivitas 0,31 ohm.m. Terdapat lapisan

kedap air bagian atas pada kedalaman 20,35 – 57,01 meter dari

permukaan tanah. Air bawah tanah yang terkomputasikan berada pada

rentang kedalaman 57,01 – 63,57 meter dengan resistivitas inversi

sebesar 5,95 ohm.m. Terdapat lapisan kedap air bagian bawah pada

kedalaman 63,57 – 110,87 meter. Lapisan basement sebagai pondasi

formasi akuifer berada pada kedalaman lebih besar dari 110,87 meter

dengan resistivitas 837,85 ohm.m.

Gambar 4.2 Hasil IPI2win pada Titik Geolistrik 1

Gambar 4.2 menunjukkan grafik dan tabel resistivitas dengan

inversi ridge regression. Dari Gambar 4.2, dapat disimpulkan bahwa

air resapan permukaan berada pada kedalaman hingga 9,02 meter dari

permukaan tanah. Terdapat lapisan kedap air pada kedalaman 9,02 –

27,20 meter. Lokasi air bawah tanah berada pada kedalaman 27,20 –

47,40 meter. Lapisan kedap air bagian bawah terletak pada kedalaman

47,40 – 119 meter. Kedalaman yang lebih dalam dari 119 meter adalah

37

lapisan basement dari formasi akuifer dengan resistivitas 7519 ohm.m.

Galat rms yang didapatkan adalah 3,3%. Hasil inversi dengan IPI2win

tidak menunjukkan seberapa banyak iterasi model yang digunakan.

Pengolahan data ridge regression dengan IPI2win pada Gambar

4.2 dan inversi damped least square Matlab pada Gambar 4.1

memiliki hasil yang berbeda. Hasil pemodelan dengan inversi ridge

regression menampilkan adanya lapisan akuifer setengah tertekan,

sedangkan inversi damped least square menampilkan lapisan akuifer

setengah tertekan dengan kantong air tanah. Dari pembahasan pada

Gambar 4.1 dan Gambar 4.2 dapat diartikan bahwa lapisan resapan air

tanah memiliki jenis batuan yaitu tuf batuapung. Batuan lapisan kedap

air bagian atas yaitu tuf abu dan aglomerat. Batuan lapisan akuifer

yaitu tuf pasiran. Batuan kedap air bagian bawah yaitu tuf abu dan

aglomerat, sedangkan kantong air memiliki jenis batuan tuf pasiran.


Titik geolistrik 2 berada pada koordinat 7° 44' 25,22" LS dan

112° 51' 15,77" BT, seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 3.1. Titik

geolistrik 2 berada pada formasi batuan Gunungapi Tengger yang

terdiri dari tuf pasiran, tuf batuapung, tuf abu, dan aglomerat. Titik

geolistrik 2 berada di tepi sawah dan bekas panen padi. Titik geolistrik

2 berada pada jarak 150 meter ke arah barat dari titik geolistrik 1.

Pengambilan data lapangan dilakukan dengan memindahkan

elektroda arus secara melebar dari titik geolistrik ke arah utara dan

selatan. Sepasi elektroda yang digunakan adalah 10 meter hingga pada

n ke-17.

38


Gambar 4.3 merupakan hasil dari pengolahan data secara

numerik yang didapatkan parameter inversi dengan ditunjukkan oleh

garis berwarna biru. Resistivitas kalkulasi ditunjukkan oleh garis

berwarna hitam. Garis berwarna hijau adalah nilai transformasi filter

linier yang bernilai 29,62 ohm.m. Hasil pengolahan data pada Gambar

4.3 berhenti pada iterasi 79 kali. Galat model didapatkan sebesar

0.88%. Sensitivitas yang didapatkan bernilai 0,000322.

39


No Ketebalan

(m)

Kedalaman

(m)



1 7,43 7,43 10,43 10,14 0,05

2 5,56 12,99 14,14 14,99 5,72

3 5,78 18,76 18,66 19,15 19,22

4 6,60 25,36 23,25 22,68 27,13

5 6,29 31,65 27,33 25,69 24,70

6 8,99 40,63 28,37 28,25 51,59

7 5,34 45,97 30,35 30,44 19,26

8 6,77 52,74 31,67 32,34 98,44

9 8,50 61,24 33,22 34,03 45,61

10 8,09 69,32 35,42 35,61 2,87

11 5,96 75,28 35,25 37,14 16,62

12 7,73 83,01 39,21 38,72 284,85

13 7,18 90,19 42,88 40,42 93,08

14 6,13 96,32 44,53 42,33 12,79

15 4,99 101,31 41,47 44,52 51,05

16 6,44 107,75 47,00 47,09 40,53

17 - Inf 50,47 50,10 3559,60

Tabel 4.2 merupakan parameter inversi dari hasil pengolahan

data secara numerik yang telah ditunjukkan oleh Gambar 4.3. Dari

Tabel 4.2, didapatkan bahwa air resapan permukaan tanah hingga pada

kedalaman 12,99 meter. Hal ini dikarenakan titik geolistrik 2 berada

di dalam petak sawah bekas panen padi, sehingga terdapat kandungan

air yang lebih banyak dari titik geolistrik 1. Lapisan kedap air bagian

atas dapat diinterpretasikan berada pada kedalaman 12,99 – 61,24

meter. Lokasi kedalaman akuifer berada pada kedalaman 61,24 –

69,32 meter dengan ketebalan lapisan sebesar 8,09 meter dan

resistivitas inversi 2,87 ohm.m. Lapisan kedap air bagian bawah

terdapat pada kedalaman 69,32 – 107,75 meter. Lapisan basement

sebagai pondasi formasi akuifer didapatkan pada kedalaman 107,75

meter dengan resistivitas inversi sebesar 3559,60 ohm.m.

40


Pengolahan data titik geolistrik 2 didapatkan dari hasil inversi

ridge regression berupa grafik dan tabel inversi, seperti pada Gambar

4.4. Terdapat air resapan permukaan tanah hingga kedalaman 9,02

meter dengan resistivitas 3,26 ohm.m. Terdapat lapisan kedap air

bagian atas pada kedalaman 9,02 – 27,20 meter. Lokasi air bawah

tanah berada pada kedalaman 27,20 – 32,80 meter. Lapisan kedap air

bagian bawah terletak pada kedalaman 32,80 – 119 meter. Lapisan

basement terletak pada kedalaman lebih besar dari 119 meter dengan

resistivitas 3372 ohm.m. Galat rms yang didapatkan adalah 3,21%.

Hasil inversi dengan IPI2win tidak menunjukkan seberapa banyak

iterasi model yang digunakan.

Dari uraian Gambar 4.4 dan Tabel 4.2, dapat disimpulkan

bahwa model lapisan vertikal titik geolistrik 2 memiliki formasi

akuifer setengah tertekan. Lapisan resapan air tanah memiliki jenis

batuan tuf batuapung. Batuan lapisan kedap air bagian atas yaitu tuf

abu dan aglomerat. Batuan lapisan akuifer yaitu tuf pasiran. Batuan

kedap air bagian bawah yaitu tuf abu dan aglomerat. Sebaran kantong

air memiliki jenis batuan tuf pasiran.

41


Titik geolistrik 3 terletak pada koordinat 7° 44' 24,94" LS dan

112° 51' 10,88" BT dan berada pada formasi Gunungapi Tengger,

seperti yang telah ditunjukkan oleh Gambar 3.1 dan Gambar 3.2.

Formasi Gunungapi Tengger terdiri dari tuf pasiran, tuf batuapung, tuf

abu, dan aglomerat. Titik geolistrik 3 berada di tepi sawah. Kondisi

tanah kering dan tidak berair. Pengambilan data lapangan dilakukan

dengan memindahkan elektroda arus dari titik geolistrik ke arah utara

dan selatan. Sepasi elektroda yang digunakan adalah 10 meter hingga

pada n ke-17.


Gambar 4.5 merupakan hasil pengolahan data secara numerik

pada titik geolistrik 4 dengan persamaan damped least square. Garis

berwarna hitam adalah resistivitas kalkulasi dari titik geolistrik 4.

Garis berwarna hijau adalah nilai transformasi filter linier yang

bernilai 33,62 ohm.m. Hasil pengolahan data numerik pada titik

geolistrik 4 memiliki galat sebesar 1,32% dengan iterasi model

42

sebanyak 68 kali. Sensitivitas pada titik geolistrik 4 didapatkan

sebesar 0,000365.


No Ketebalan

(m)

Kedalaman

(m)



1 5,93 5,93 16,23 14,55 11,90

2 5,82 11,74 20,26 21,13 16,71

3 6,34 18,08 24,98 26,50 34,67

4 6,04 24,12 30,32 30,79 170,56

5 7,89 32,01 33,46 34,12 57,27

6 8,54 40,55 37,28 36,62 81,43

7 5,87 46,42 39,14 38,41 18,98

8 5,72 52,15 40,15 39,60 8,45

9 6,16 58,31 41,70 40,33 467,86

10 5,97 64,27 39,74 40,72 617,80

11 6,58 70,85 40,43 40,89 315,17

12 6,59 77,44 44,11 40,96 460,46

13 5,91 83,35 37,17 41,06 48,15

14 5,90 89,25 41,23 41,31 363,73

15 6,92 96,18 43,35 41,84 1022,11

16 5,89 102,07 40,59 42,76 1349,60

17 - Inf 45,66 44,20 578,04

Tabel 4.3 merupakan hasil inversi titik geolistrik 3 yang telah

dikomputasikan oleh program Matlab. Air resapan permukaan tanah

hingga pada kedalaman 5,93 meter. Lapisan kedap air bagian atas pada

kedalaman 5,93 – 46,42 meter. Lapisan akuifer berada pada

kedalaman 46,42 – 52,15 meter dengan ketebalan lapisan 5,72 meter

dan resistivitas inversi 8,45 ohm.m. Lapisan kedap air bagian bawah

pada kedalaman 52,15 – 102,07 meter. Lapisan basement formasi

akuifer mulai pada kedalaman 102,07 meter dengan nilai resistivitas

inversi 578,04 ohm.m.

43


Titik geolistrik 3 memiliki tanda-tanda adanya air bawah tanah,

seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 4.6. Air resapan permukaan

tanah sampai kedalaman 9,02 meter. Terdapat lapisan kedap air bagian

atas pada kedalaman 9,02 – 27,20 meter. Lapisan akuifer berada pada

kedalaman 27,2 – 32,80 meter dengan resistivitas sebesar 9,58 ohm.m,

dan kedalaman 32,80 – 39,40 meter dengan resistivitas 7,10 ohm.m,

serta kedalaman 39,40 – 47,40 meter dengan resistivitas 9,78 ohm.m.

Lapisan kedap air bagian bawah pada kedalaman 47,40 – 119 meter,

sedangkan lapisan basement berada pada kedalaman lebih dari 119

meter dengan resistivitas 3973 ohm.m.

Model lapisan vertikal titik geolistrik 3 memiliki formasi

akuifer setengah tertekan. Hal ini ditunjukkan oleh tidak adanya jenis

batuan lempung pada peta geologi daerah penelitian seperti pada

Gambar 3.2. Lapisan resapan air tanah memiliki jenis batuan tuf

batuapung. Batuan lapisan kedap air bagian atas yaitu tuf abu dan

aglomerat. Batuan lapisan akuifer yaitu tuf pasiran. Batuan kedap air

bagian bawah yaitu tuf abu dan aglomerat. Kantong air memiliki jenis

batuan tuf pasiran.

44


Titik geolistrik 4 terletak pada koordinat 7° 44' 24,59" LS dan

112° 51' 5,67" BT, seperti pada Gambar 3.1, sedangkan formasi

batuan titik geolistrik 4 berada pada formasi batuan Gunungapi

Tengger, yang telah ditunjukkan oleh Gambar 3.2. Formasi

Gunungapi Tengger terdiri dari tuf pasiran, tuf batuapung, tuf abu, dan

aglomerat. Titik geolistrik 4 berada di tepi sawah. Kondisi tanah

sedikit kering. Pengambilan data lapangan dilakukan dengan

memindahkan elektroda arus sesuai dengan pola dari konfigurasi

wenner-schlumberger. Sepasi elektroda yang digunakan adalah 10

meter hingga n ke-17.


Gambar 4.7 merupakan hasil dari perhitungan inversi secara

numerik. Garis berwarna hitam adalah resistivitas kalkulasi dari hasil

pengolahan data lapangan. Garis berwarna hijau adalah nilai

45

transformasi filter linier yang bernilai 32,58 ohm.m. Galat rms

didapatkan sebesar 1,09%, sedangkan sensitivitas titik geolistrik 4

adalah 0,000320.


No Ketebalan

(m)

Kedalaman

(m)



1 6,95 6,95 13,79 13,48 15,21

2 7,21 14,16 16,73 17,89 14,32

3 5,78 19,94 21,21 21,72 5,73

4 6,15 26,09 27,17 25,05 49,86

5 6,33 32,42 27,80 27,94 52,68

6 6,73 39,15 30,68 30,48 42,81

7 5,08 44,24 32,99 32,73 49,49

8 7,83 52,06 35,06 34,76 162,30

9 8,21 60,27 34,64 36,66 8,51

10 5,57 65,85 38,88 38,48 11,51

11 7,50 73,34 38,36 40,31 444,57

12 8,65 81,99 42,88 42,22 136,82

13 5,97 87,96 47,17 44,28 19,00

14 5,34 93,30 44,53 46,57 678,20

15 4,45 97,75 50,89 49,15 1119,44

16 4,79 102,54 51,27 52,10 2670,00

17 - Inf 55,28 55,50 4748,89

Tabel 4.4 merupakan hasil inversi damped least square dari

Matlab yang menunjukkan adanya air bawah tanah. Air resapan

permukaan tanah berada pada kedalaman hingga 19,94 meter.

Terdapat lapisan kedap air bagian atas pada kedalaman 19,94 – 52,06

meter. Lapisan akuifer berada pada kedalaman 52,06 – 60,27 meter

dengan resistivitas inversi 8,51 ohm.m dan ketebalan lapisan 8,21

meter. Terdapat lapisan kedap air bagian bawah pada kedalaman 60,27

– 102,54 meter. Lapisan basement mulai pada kedalaman 102,54

meter dengan nilai resistivitas inversi 4748,89 ohm.m.

46


Gambar 4.8 dapat dilihat bahwa air resapan permukaan sampai

pada kedalaman 9,02 meter. Lapisan kedap air bagian atas dapat

diinterpretasikan pada kedalaman 9,02 – 18,80 meter. Lapisan akuifer

berada pada kedalaman 18,80 – 22,70 meter dengan resistivitas

sebesar 11,30 ohm.m, dan kedalaman 22,70 – 27,20 meter dengan

resistivitas 12,20 ohm.m. Terdapat lapisan kedap air bagian bawah

pada kedalaman 27,20 – 119 meter. Lapisan basement berada pada

kedalaman lebih dari 119 meter dengan resistivitas 2928 ohm.m.

Model lapisan vertikal titik geolistrik 4 memiliki formasi

akuifer setengah tertekan, hal ini disebabkan titik geolistrik 4 dalam

Gambar 3.2 tidak menunjukkan adanya batu lempung sebagai lapisan

kedap air yang impermeabel. Lapisan resapan air tanah memiliki jenis

batuan tuf batuapung. Batuan lapisan kedap air bagian atas yaitu tuf

abu dan aglomerat. Batuan lapisan akuifer yaitu tuf pasiran. Batuan

kedap air bagian bawah yaitu tuf abu dan aglomerat, sedangkan

kantong air tanah memiliki jenis batuan tuf pasiran.

Titik geolistrik 4 dapat ditemukan tuf batuapung di permukaan

tanah, seperti pada Gambar 3.2. Tuf batuapung dapat ditemukan di

sebelah barat titik geolistrik 4. Titik geolistrik 4 berada di sebelah

47

barat dari titik geolistrik 3, seperti pada Gambar 3.1. Hal ini dilakukan

agar didapatkan hasil inversi yang mendapatkan target lapisan akuifer.

Titik geolistrik 4 memiliki ketebalan lapisan akuifer 8,21 meter

sebagai lapisan yang terisi oleh air bawah tanah. Air bawah tanah

dapat berasal dari resapan air sawah, resapan air hujan, dan aliran air

bawah tanah dari tempat yang lain.

4.2.5 Interpolasi Antar Titik Geolistrik

Interpolasi antar titik geolistrik digunakan untuk mendapatkan

model penampang bawah permukaan tanah. Interpolasi antar titik

geolistrik dapat digunakan sebagai cara untuk melihat hubungan antar

titik geolistrik. Dari Gambar 3.1 dapat dilihat bahwa jarak antar titik

geolistrik memiliki jarak 150 meter dan jarak antar titik geolistrik

terjauh memiliki jarak 450 meter. Interpolasi antar titik geolistrik

menggunakan xyz sebagai (jarak antar titik geolistrik, kedalaman

inversi, resistivitas inversi), seperti pada Gambar 4.7 dan Gambar 4.8

serta Gambar 4.9. Interpolasi data inversi menggunakan toolbox dari

Matlab dan hasil software IPI2win.

Gambar 4.9 Hasil Interpolasi Nearest Neighbor Matlab Antar Titik

Geolistrik

48

Interpolasi yang digunakan pada Gambar 4.9 adalah interpolasi

nearest neighbor dengan skala resistivitas inversi berkisar dari 0,01 –

50 ohm.m. Kedalaman maksimal interpolasi data yaitu 110,87 meter

dengan jumlah datum sebanyak 68 datum. Lapisan resapan air

permukaan tanah didapatkan hingga kedalaman 20 meter. Lapisan

kedap air terletak pada kedalaman 20 – 38 meter. Lapisan air bawah

tanah terdapat pada kedalaman 38 - 50 meter untuk titik geolistrik 1,

2, dan 3, sedangkan titik geolistrik 4 berada pada kedalaman 50 – 60

meter. Titik geolistrik 1 dan 2 menunjukkan adanya tanda-tanda air

tanah pada kedalaman 55 – 65 meter. Lapisan akuifer antar titik

geolistrik sedikit menyempit antara titik geolistrik 3 dan titik geolistrik

4. Lapisan kedap air berada pada kedalaman lebih dari 65 meter.

Kantong air tanah tersebar mulai dari kedalaman 80 meter pada titik

geolistrik 1, dan kedalaman 90 meter pada titik geolistrik 2, serta

kedalaman 80 meter pada titik geolistrik 4. Bagian yang memiliki

warna putih pada Gambar 4.11 dapat dilengkapi pada model nearest

neighbor dengan mengisi bagian yang kosong dengan informasi

datum pada titik datum yang paling dekat, sesuai dengan Gambar 4.9.

Gambar 4.10 Hasil Interpolasi Nearest Neighbor IPI2win.

49

Dari Gambar 4.10 dapat disimpulkan bahwa resapan air

permukaan tanah terjadi hingga kedalaman 10 meter. Lapisan kedap

air bagian atas berada pada kedalaman 10 – 25 meter. Lapisan akuifer

terlihat pada kedalaman 25 – 55 meter. Lapisan kedap air bagian

bawah terdapat pada kedalaman 55 – 120 meter. Lapisan basement

terletak pada kedalaman lebih dari 120 meter. Model nearest neighbor

IPI2win memiliki nilai resistivitas inversi yang bervariasi dari 5,13 –

58 ohm.m dan tidak menunjukkan tanda-tanda adanya kantong air

bawah tanah di titik geolistrik 1, 2, 3, dan 4 seperti yang ditunjukkan

oleh Gambar 4.9.

Gambar 4.11 Hasil Interpolasi Linear Matlab Antar Titik Geolistrik.

Hasil interpolasi linear Matlab untuk titik geolistrik 1, 2, 3, dan

4 menunjukkan hasil yang lebih mendekati bentuk sebenarnya, seperti

pada Gambar 4.11. Model yang digambarkan oleh Gambar 4.11 dapat

menunjukkan lapisan resapan air permukaan tanah terjadi hingga pada

kedalaman 20 meter. Lapisan kedap air bagian atas berada pada

50

kedalaman 20 – 40 meter. Lapisan akuifer terletak pada kedalaman 40

– 45 meter dari permukaan tanah pada titik geolistrik 1, 2, dan 3,

sedangkan pada titik geolistrik 4 berada pada kedalaman 50 – 60

meter. Dari Gambar 4.11 dan Gambar 4.9 dapat disimpulkan bahwa

titik geolistrik 1 dan 2 memiliki hubungan dengan lapisan akuifer pada

kedalaman 55 – 65 meter. Lapisan kedap air bagian bawah dimulai

dari kedalaman 65 – 110,87 meter, sedangkan kantong air tanah

tersebar pada lapisan kedap air bagian bawah di titik geolistrik 2.

Kemenerusan lapisan akuifer terjadi pada kedalaman 45 meter.

Dari uraian Gambar 4.9 dan Gambar 4.11 dapat disimpulkan

sebagai rekomendasi pengeboran air bawah tanah. Rekomendasi

pengeboran air bawah tanah dapat dilakukan pada kedalaman 45 meter

untuk titik geolistrik 1, 2, dan 3, sedangkan titik geolistrik 4 berada

pada kedalaman 60 meter. Potensi air bawah tanah juga ditunjukkan

oleh adanya kantong air tanah pada kedalaman 80 meter pada titik

geolistrik 1, kedalaman 96 meter pada titik geolistrik 2, dan kedalaman

86 meter pada titik geolistrik 4, sehingga kantong air tanah dapat

direkomendasikan untuk diproduksi.

Gambar 4.12 Hasil Interpolasi Linear IPI2win Antar Titik

Geolistrik.

51

Dari Gambar 4.12, dapat dilihat bahwa hasil interpolasi linear

IPI2win dengan memiliki bentangan maksimal pada 450 meter dan

kedalaman 164 meter. Skala warna resistivitas berkisar dari 19,70 –

53,40 ohm.m, tetapi interval kedalaman yang digunakan IPI2win

memiliki interval nilai yang tidak sesuai. Skala kedalaman yang

ditunjukkan kurang sesuai dengan model resistivity cross-section

IPI2win. Skala warna sebagai parameter resistivitas tidak sesuai

dengan model resistivity cross-section IPI2win. Resistivitas yang

digambarkan oleh Gambar 4.12 hanya menunjukkan lapisan akuifer

terbuka hingga pada kedalaman 26,80 meter.

Interpolasi data dengan IPI2win terdapat kekurangan dalam

konsistensi cross-section, seperti yang telah tergambar pada Gambar

4.12. Model yang digambarkan oleh Gambar 4.12 menunjukkan

adanya formasi akuifer dengan urutan lapisan dari permukaan tanah,

yaitu lapisan akuifer, lapisan kedap air, dan lapisan basement. Hasil

interpolasi IPI2win pada Gambar 4.12 dan Matlab pada Gambar 4.11

memiliki perbedaan. Interpolasi dengan toolbox Matlab menggunakan

skala warna dari 0.01 – 50 ohm.m. Formasi akuifer dari Gambar 4.11

digambarkan dengan akuifer setengah tertekan pada kedalaman 40 –

45 meter dengan kantong air tanah yang tersebar pada kedalaman lebih

dari 65 meter. Gambar 4.11 dan Gambar 4.9 menunjukkan hasil

interpolasi dari resistivity cross-section Matlab sesuai dengan pseudo

cross-section Matlab.

52


53

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil dan pembahasan, terdapat kesimpulan yang dapat

disampaikan, yaitu:

1. Desa Kepuh berada pada formasi Gunungapi Tengger waktu

geologi pleistosen akhir yang terdiri dari tuf pasiran, tuf

batuapung, tuf abu dan aglomerat. Batuan lapisan resapan air

permukaan yaitu tuf batuapung. Batuan kedap air bagian atas

yaitu tuf abu dan aglomerat. Batuan lapisan akuifer yaitu tuf

pasiran. Batuan kedap air bagian bawah yaitu tuf abu dan

aglomerat. Sebaran kantong air bawah tanah memiliki litologi

batuan tuf pasiran. Formasi akuifer lokasi penelitian adalah

akuifer setengah tertekan dengan kualitas air tanah yang baik.

2. Inversi titik geolistrik 1 menunjukkan lapisan akuifer yang

berada pada kedalaman 57,01 – 63,57 meter dengan ketebalan

lapisan 6,56 meter dan resistivitas inversi 5,95 ohm.m serta

kantong air pada kedalaman 77,85 – 84,54 meter dengan

ketebalan lapisan 6,69 meter dan resistivitas inversi 3,65

ohm.m. Pada titik geolistrik 2, lapisan akuifer terletak pada

kedalaman 61,24 – 69,32 meter dengan ketebalan lapisan 8.09

meter dengan resistivitas inversi 2,87 ohm.m serta kantong air

pada kedalaman 90,19 – 96,32 meter dengan ketebalan lapisan

6,13 meter dan resistivitas inversi 12,79 ohm.m. Pada titik

geolistrik 3, lapisan akuifer terletak pada kedalaman 46,42 –

52,15 meter dengan ketebalan lapisan 5,72 meter dengan

resistivitas 8,45 ohm.m serta kantong air pada kedalaman 77,44

– 83,35 meter dengan ketebalan lapisan 5,91 meter dan

resistivitas inversi 48,15 ohm.m. Pada titik geolistrik 4, lapisan

akuifer terletak pada kedalaman 52,06 – 60,27 meter dengan

ketebalan lapisan 8,21 meter dan resistivitas inversi 8,51 ohm.m

serta kantong air pada kedalaman 82,00 - 87,96 meter dengan

ketebalan lapisan 5,97 meter dan resistivitas inversi 19,00

ohm.m. Model titik geolistrik 1, 2, 3, dan 4 memiliki formasi

akuifer setengah tertekan dengan urutan lapisan tanah yaitu

54

lapisan resapan air tanah, lapisan kedap air, lapisan akuifer,

lapisan kedap air, dan basement.

3. Hasil interpolasi antar titik geolistrik 1, 2, 3, dan 4 dapat

ditunjukkan pada model resistivity cross-section Matlab dan

model pseudo cross-section Matlab yang bersesuaian dan

adanya lapisan akuifer setengah tertekan pada kedalaman 40 –

45 meter pada titik geolistrik 1, 2, dan 3 serta kedalaman 50 –

60 meter pada titik geolistrik 4.

4. Hasil inversi Matlab dengan damped least square memiliki

hasil secara kualitatif yang mirip dengan hasil inversi IPI2win.

Interpolasi data baik secara nearest neighbor dan linear dari

hasil inversi damped least square Matlab dapat menunjukkan

adanya kantong air tanah, sedangkan inversi ridge regression

IPI2win hanya terdapat lapisan akuifer setengah tertekan.

Modifikasi hasil inversi dengan damped least square Matlab

dapat menunjukkan posisi air tanah yang tersebar sebagai

kantong air tanah.

5.2 Saran

Dari penelitian yang telah dilakukan, terdapat saran yang dapat

disampaikan yaitu komputasi numerik diperlukan adanya formula

tetap untuk parameter test number, faktor damping dan perturbasi

model pada matriks jacobi yang belum terdapat formula tetap yang

dapat menentukan nilai parameter yang digunakan dalam proses

inversi data, sehingga komputasi numerik dapat menjadi lebih stabil.

55

DAFTAR PUSTAKA

Arnason, K. & Hersir, G. 1988. One Dimensional Inversion of

Schlumberger Resistivity Soundings: Computer Program,

Description and User's Guide, Reykjavik. Iceland: The United

Nations University. Aronoff, S. 1989. Geographic Information Systems: A Management

Perspective. Canadan. Ottawa: WDL Publication.

Bonita, R. & Mardyanto, M. 2015. Studi Water Balance Air Tanah di

Kecamatan Kejayan, Kabupaten Pasuruan, Provinsi Jawa

Timur. Jurnal Teknik Institut Teknologi Sepuluh Nopember,

IV(1), pp. 21-26.

Badan Penelitian Pengembangan dan Diklat (BPPD). 2016. Titik

Geolistrik di Kecamatan Purwodadi. Pasuruan: Badan

Penelitian Pengembangan dan Diklat Kabupaten Pasuruan.

Chumairoh, I., Susilo, A. & Juwono, A. 2014. Identifikasi Litologi dan

Indikasi Patahan pada Daerah Karangkates Malang Selatan

dengan Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Dipol-

Dipol. Physics Student Journal, 2(1).

Chun, C. 2005. Iterative methods improving newton's method by the

decomposition method. Computers & Mathematics with

Applications. 50(10-12), pp. 1559-1568.

Ekinci, Y. & Demirci, A. 2008. A Damped Least-Squares Inversion

Program for the Interpretation of Schlumberger Sounding

Curves. Applied Sciences, Volume 8, pp. 4070-4078.

Faizin, N. & Mustopa, E. 2015. Pemodelan dan Inversi 1-D Metode

Geolistrik Konfigurasi Schlumberger dengan Menggunakan

Matlab. Bandung, Prosiding Simposium Nasional Inovasi dan

Pembelajaran Sains 2015.

Grandis, H. 2009. Pengantar Pemodelan Inversi. Bandung: CV. Bumi

Printing.

Hadian, M., Mardiana, U., Abdurahman, O. & Iman, M. 2006.

Sebaran Akuifer dan Pola Aliran Air Tanah di Kecamatan

Batuceper dan Kecamatan Benda Kota Tangerang, Propinsi

Banten. Jurnal Geologi Indonesia, 1(3), pp. 115-128.

Hamimu, L., Safani, J. & Ngkoimani, L. 2015. Developed Forward

and Inverse Modelling of Vertical Electrical Sounding (VES)

56

Using MATLAB Implementation. International Journal of

Science and Research (IJSR), 4(11), pp. 2319-7064.

Hendrajaya, L. & Arif, I. 1990. Geolistrik Tahanan Jenis, Monografi:

Metode Eksplorasi. Bandung: Laboratorium Fisika Bumi

Institut Teknologi Bandung.

Koefoed, O. 1970. A Fast method for determining the layer

distribution from the raised kernel function in geoelectrical

soundings. Geophys. Prospect, 18(4), pp. 564-570.

Loke, M. 1999. Electrical Imaging Surveys for Environmental and

Engineering Studies. Kanada: Terraplus.

Loke, M. 2004. Tutorial: 2-D and 3-D Electrical Imaging Surveys.

Kanada: Terraplus.

Purnomo, S., Sunaryo & Hakim, L. 2011. Analisis Potensi Longsoran

pada Daerah Ranu Pani Menggunakan Metode Geolistrik

Resistivitas Kecamatan Senduro Kabupaten Lumajang. Jurnal

Neutrino, 4(1), pp. 79-84.

Reyes, A. 1999. Interpretation of Schlumberger and Magnetotelluric

Measurements: Examples from the Philippines and Iceland.

Reykjavik: The United Nations University.

Reynold, J. 1997. An Introduction to Applied and Environmental

Geophysics. London: John Wiley & Sons Ltd.

Sanjaya, D. 2008. Aplikasi Metode Geolistrik dalam Menganalisis.

Jakarta: D3 Teknik Elektro Universitas Negeri Jakarta.

Sempena, S. 2011. Interpolasi Spline Kubik pada Trajektori Manusia.

Bandung: Sekolah Tinggi Elektro dan Informatika.

Subekti, S. 2012. Studi Identifikasi Kebutuhan dan Potensi Air Baku

Air Minum Kabupaten Pasuruan. Momentum, VIII(2), pp. 43-

51.

Wenner, F. 1915. A Method for Measuring Earth Resistivity. Journal

of the Washington Academy of Sciences, 5(16), pp. 561-563.

Winarti, 2013. Metode Geolistrik untuk Mendeteksi Akuifer Air Tanah

di Daerah Sulit Air (Studi Kasus di Kecamatan Takeran, Poncol

dan Parang, Kabupaten Magetan). Angkasa, V(1), pp. 83-94.

IDENTIFIKASI AIR BAWAH TANAH MENGGUNAKAN ...repository.ub.ac.id/4554/1/SUHENDRA VEBRIANTO.pdfGambar...

Documents

Transcript of IDENTIFIKASI AIR BAWAH TANAH MENGGUNAKAN ...repository.ub.ac.id/4554/1/SUHENDRA VEBRIANTO.pdfGambar...