Prosiding Seminar Pranata Nuklir daD Teknisi Litka)'asaP2BGN - BATAN, Jakarta, 8 Maret 2000 ISBN, 979-8769-10-4

PENGUKURAN GEOLISTRIK TAHANAN JENISUNTUK PENCARIAN SUMBER AIR TANAH

DI CIP ANAS JAWA BARAT

Subardjo, M. Nordin, Siamet Sudarto, Setya Darmono *)

ABSTRAKPENGUKURAN GEOLISTRIK TAHANAN JENIS UNTUK PENCARIANSUMBER AIR TANAH DI CIPANAS JAWA BARAT. Pengukuran ini dilakukanuntuk mencari sumber air tanah di WismaBATAN guna memenuhikebutuhan air bersih.Selama ini pemakaian air sangat tergantung dari air sumur yang berwama kulingkecoklatan. Luas daerah penelitian ::t 2 ha dengan kondisi geologi berupa batuanvolkanik hasil kegiatan Gunung Gede. Pengukurangeolistrik tahananjenis menggunakankonfigurasi Wenner dengan CI-C2/2 = 300 m guna memperolehpenetrasi kedalaman::t100 m. Hasil pengukuran tahanan jenis pada 12 lokasi titik duga, diperoleh hargatahananjenis 100 n m pada kedalaman60 - 100 m. Dari hasil pemboran pada titikantara GF-8 clan GF-lO, lapisan aquifer dijumpai pada kedalaman 60 - 80 m dengantebal ::t20 m.

ABSTRACTRESISTIVITY GEOELECTRICAL INVESTIGATION FOR GROUNDWATERRESOURCES EXISTENCE AT CIPANAS, WEST JAVA. The ground waterresources investigation at Wisma BATAN has been carried out for water supplynecessity. At the time being the water used has been supplied from shallow openedwell which is dark yellow in colour. The investigationcovered is about 2 ha. Litology ofthe area consist of a volcanic product of Gunung Gede activity.Resistivitymeasurementusing Wenner configuration by spread 300 metre to gain 100 metre penetration depth.The measurementresult at 12 sounding location discovered resistivity value 100 n mwhich is interpretated as an aquifer at 60 - 100 m depth. The drillingtest shows thatthe aquifer was found at 60 -80 m depth and the thickness is about 20 metres.

*) Bidang Eksplorasi dan Geologi, P2BGN - BATAN

29

PENDAHULUAN

Pengukuran geolistrik tahanan jenis dengan menggunakan alat Transmitter IPC-9

clan Receiver IPR-8 [1,2Jdimanfaatkan untuk mencari sumber air tanah di desa

Padarincang, Cipanas, Cianjur, Jawa Barat (Gambar 1). Luas daerah penelitian i: 2 ha

yang merupakan kawasan WismaBATAN membentang arab timur -barat yang dibatasi

tanah penduduk clanPerumahan Beverly Hills yang relatif cukup datar (Gambar 2 ).

Kebutuhan air di Wisma BATAN selama ini diambil daTisumur gali yang kualitas clan

kuantitas aimya kurang baik clankurang memadai, sehingga untuk memenuhikebutuhan

air bersih diperlukansumber air daTibawah tanah dengan cara pemboran. Secara geologi

daerah ini merupakan batuan vulkanik basil kegiatan Gunung Gede, yang banyak

dijumpai bongkah - bongkah batu beku andesit clan batuan breksi. Air yang berada di

bawah permukaan tanah akan melalui pori-pori pada batupasir, breksi, akan lebih

konduktif dibandingkan yang tidak mengandung air. Sehingga ke dalaman clan tebal

lapisan yang mengandung air (aquifer) akan dapat ditemukan dengan menggunakan

metode geolistrik konfigurasiWenne~lJ.

BAHAN, PERALA TAN DAN TATA KERJA

TATAKERJA

Untuk mendapatkan data kedalamanclankeberadaan lapisan yang mengandung air

dilakukan langkah-Iangkahsebagaiberikut :

1. Mempelajari geologi sekitar daerah penelitian

2. Menentukan titik-titikpengukuran dengan spasi (a) 200 m menggunakankonfigurasi

Wenner. Sebagai contoh untuk mendapatkan kedalaman i: 100 m maka bentangan

kabel mencapai C1-C2/2 = 300 m seperti terlihat pada Gambar 3.

3. Memilih lintasanyang mempunyaikemiringan< 20°[3J

4. Pengamatan air sumur penduduk di sekitar daerah penelitian(WismaBATAN)

Pengolahan clan evaluasi data yang diperoleh dilaksanakan dengan cara sebagai

berikut :

30

1. Kurva lengkung clan kurva bantu secara "matching" basil pengukuran geolistrik

dengan konfigurasi Wenner berupa harga tahanan jenis semu (pa) ini dituangkan

diatas kertas log - log sebagai ordinal, sedangkan kedalaman sebagai absis. Dari

pertemuan titik-titik ini dihubungkanclanmenghasilkankurva, kemudiandicocokkan

dengan kurva standar clankurva bantu akan didapatkan harga ketebalan clantahanan

jenis sebenamya masing-masinglapisan.

2. Grafik Barnes

Harga tahanan jenis semu (pa) dicari harga 1/R, kemudian harga 1/RL =

1/R (NH)-1/R (RN),

2 1t. i1A

hasilnya pL = , merupakan tahanan jenis sebenamya.1/RL

Hasil pL ini dibuat hubungan antara tahanan jenis semu clan kedalaman akan

menghasilkan kurva secara vertikal, dari perubahan-perubahan puncak ini ( peak )

dapat diinterpretasikansebagaibatas lapisan.

3. KumulatifMoore

Hasil harga tahanan jenis semu dalam ohm - m dijumlahkan disesuaikan dengan

keloID kedalaman pacta label, kemudian menghubungkan titik menjadi garis yang

diperoleh dari harga tahananjenis (absis) clankedalaman (ordinat). Dari garis ini akan

didapatkan perpotongan-perpotongan yang merupakan batas lapisan.

G

r-0lC1 a Pi a Pz a Cz

200m 200m 200mH ..

300m 300m. .

Gambar 1. SkemaKonfigurasiWenner

31

Keterangan :

PI -P2 : Elektroda potensial

C1-C2 : Elektrodaarus

I

V

: kuat arus (miliampere)

: heclapotensial (milivolt)

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1. Transmitter IPC-9 900/200 w

2. Receiver IPR-8

1 buah

1 buah

3. Kabel baja @ 400 m

4. DC Regulator 24 V

5. Stabilizer 500 N

6. Sumber arus dari PLN

4 gulling

1 buah

1 buah

7. Handy Talky

8. Elektrode besi stainless steel

6 buah

6 buah

9. Formulirgeolistrik, alat tulis dB.

..,.. -r- 't'-., '"

"

i., G. LINGKUNG i

.JI

.Y.Y

>-

loG.GE~; '"->-" .\,

D Lokasi Pengukuran ...:.G:o~MURIJH

~<,.

~~ ~-. ~

,. ....

Gambar 2. Peta Lokasi Pengukuran Geolistrikdi Desa Padarincang

Cipanas Jawa Barat

32

.!II ~'" '....., I .

/ ),/' I

/ -""" LB:bhang bor

.~ \. 7: TitiklokasigeoJistrik. \ / '! \ I' : BatastanahWismaBArAN

J \I "'

( \\

Keterangan

/""'-"" ..:.,/ i ......-...-.---.-\, I

\ l\ \) \

/ ,

~. c /1 \ I

/ \, ,},/'I \ .~13> '..~

\

~

J'. \" \ .\5'"'-""-"'-\. ~...J"\ "

11

)~---~\

~

aA/

1 ~...~.,. 9

/./ (-' "'-'~'"",

i "-..

J/ J.-' ,-(

/.-'.'-, ..~,

Gambar 3. Peta Lokasi Titik Pengukuran Geolistrik di Wisma BATAN

33

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Pengukuran geolistrik tahananjenis dilakukan pada daerah seluas ::t2 Ha, dengan

penempatan titik-titik pada lokasi dengan bentangan 300 m dengan jumlah titik

pengukuran 12 titik. Titik-titik tersebut adalah titik GF-O,GF-l, GF-3, GF-5, GF-6, GF-

7, GF-8, GF-9, GF-IO, GF-ll, GF-12 clanGF-13 (Gambar 3).

Dari hasil pengukuran geolistrik dengan konfigurasi Wenner didapatkan tahanan

jenis semu, untuk mendapatkan tahanan jenis sebenarnya clankedalaman lapisan yang

mengandung air ( aquifer) dilakukan dengan tiga cara pengolahan data antara lain

Wenner, Barnes clanMoore.

Cara Wenner harga tahanan jenis semu ini dituangkan pada kertas log-log,

tahanan jenis semu pada ordinat clan kedalaman (a) pada absis, hasil pertemuan akan

didapatkan titik-titik dalam bentuk kurva. Dengan menggunakan kurva standar clan

kurva bantu maka akan didapatkan harga tahanan' jenis sebenarnya clanketebalannya,

dari harga ini dibuat titik penampang titik duga tegak lurus ke bawah permukaan tanah

sesuai dengan besaran ketebalan clantahananjenis (Gambar 4).

Cara Barnes dengan rumus llR,

llRL = 1/R (NIl)-I/R (RN),

21t..1A

pL=llRL

akan didapatkan harga tahanan jenis sebenarnya dengan cara membuat hubungan

tahanan jenis clan kedalaman akan didapatkan kurva (Gambar 4). Dengan mengamati

perubahan-perubahankurva clanmembandingkanhasil Wenner, ketebalan lapiasandapat

ditentukan mulaidari pI = 70.0 m, p2 = 50 n m, p3 = 100n m,p4 = 50 n m, p5 =

100 n m, p6 = 500 n m (Gambar4)

Cara Moore harga tahanan jenis semu dihitung secara kumulatif sesuai dengan

kedalaman pada tabel, dengan cara membuat hubungan kedalaman clantahanan jenis

akan didapatkan titik, titik ini dihubungkan akan menghasilkangaris perpotongan, garis

perpotongan ini akan batas lapisan pI = 100 n m, p2 = 150n m, p3 = 350 - 450 .0 m,

p4 = 400 - 500 n m, p5 = 600 .0 m, p6 = 700 n m (Gambar 5). Dari titik pengukuran

geolistrik dibuat penampang tiga dimensilapisan yang mengandungair mulai dan GF-1,

GF-8, GF-I0, GF-12, GF-7, GF-13, GF-6, GF-5, clanGF-3 ke bawah permukaan tanah

34

(Gambar 6).

Pengukuran ketinggian air dati pennukaan sumur penduduk 3 - 5 m dengan kedalaman

sumur 7 -10 m, dilakukan pada musim hujan (Gambar 7). Infonnasi yang tidak kalah

penting adalah adanya sumur bor di bagian timur lokasi pengukuran iI,S km, bahwa

kedapatan air bersih pada kedalaman 40 - 80 m. Dari data ini dapat direkomendasikan

titik lubang serta perkiraan kedalaman bor) sehingga jenis alat bor yang akan dipakai

clandalamnyapemboran dapat ditentukan.

Pembahasan

Dari basil pengukuran titik-titik geolistrik ini terlihat pada penampang antar titik

duga secara Barnes, Wenner clanMoore, berdasarkan basil perpotongan batas lapisan,

juga dati pola grafik, maka dapat ditarik garis ketebalan clanvariasi tahanan jenis

batuan. Pada Gambar 4 clan6 terlihat mulai dati pennukaan harga tahanan jenis

pada pI = 70 0 m, p2 = 50 0 m, p3 = 100 Q m, p4 = 50 Q m, p5 = 100 0 m, p6 = 50

Q m. Harga tahanan jenis yang kecil ini diinterpretasikan sebagai lapisan penahan air

("impenneable") umumnya pada batuan lempung (clay) dengan harga 1 - 50 Q m;

sedang harga tahanan jenis 100 Q m merupakan lapisan pembawa air segar (aquifer),

pada batupasir yang mempunyaiharga antara 50 -5000 Q m [6,7].

Dari interpretasi secara Wenner, Barnes clan Moore clan dengan

memperhitungkan masing-masing ketebalan, harga tahanan jenis, perubahan bentuk

kurva maupun batas lapisan dapat ditarik batas harga tahanan jenis yang sebenarnya.

Secara rinci harga ini tertuang pada blok diagram korelasi titik duga tahanan jenis

(Gambar 6) mulai dati pI = 70 Q m, p2 = 50 Om, p3 = 100Q m, p4 = 50 Q m, p5 =

100 Q m, p6 = 50 f! m.

Setelah mempertimbangkan letak bangunan gedung, tanaman, kedalaman clan

ketebalan lapisan pembawa air dati masing-masing titik pengukuran yang paling baik,

maka titik antara GF-8 - GF-I0 dianggap sebagai titik rencana pemboran air tanah. Dari

basil pemboran, membuktikan bahwa pada kedalaman 60 - 80 m ditemukan lapisan air

tanah dengan ketebalan i 20 m.

35

KESIMPULAN

Berdasarkan data hasil geolistrik clan pemboran air tanah, maka dapat

disimpulkansebagaiberikut :

1. Lapisan air tanah (aquifer) ditemukan pada kedalaman 60 - 80 m dengan harga

tahananjenis(p) = 100 .Qm.

2. Teballapisan yang mengandungair tanah::!:20 m.

DAFTAR PUSTAKA

1. SCINTREX INSTRUCTION MANUAL' "Induced Polarization Time Domain

Receiver",Canada (1983).

2. SCINTREX INSTRUCTION MANUAL' "Induced Polarization and Resistivity

Transmitter", Canada (1984).

3. MILTON & DOBRIN; "GeophysicalProspecting", Mc. Grow Hill, (1984)

4. LILIK HENDRAJAYA, IDAM AVIF; "Geolistrik Tahanan lenis, Laboratorium

Fisika Bumi", Jurusan Fisika, Fakultas Matematika clanllmu Pengetahuan Alam (F-

MIPA) Institut Teknologi Bandung, (1988).

5. RICHARD VAN BLARICOM, "Practical Geophysics for the Exploration

Geology", North West Mining Assosiation, W, 1020 Riverside Av, Spocane, WA

99201.

6. Mannual of Applied Geology for Engineers, Institution of CivilEngineers, London

(1976).

7. SUKENDARASIKIN, SAROSO BS: "Diktat Petunjuk Penyelidikan

Resistivitas Cara Wenner", PPTM Bandung (1984).

36

c;.p 5 BAI11"T

l

OlL ~":.->;-..::'.: , GF3 .

.. ,

A

'-=-\-'-_.:=::.:.:~._WI"/-,- """ GF

1

\ .~:! -...., - - .~,;: - ,_.. G,S'. t . 1M -- "'~ . ""'" GF1

0flMUI1

" I " - ' ...-' U

~-I (-.;:.~'" ~ w ..

. . " ~, ' .~~. - . .'" . ' . , ~'- _. h -- -

.,[ r~I'. ).,,~~ r l--J=:~'~ ~-l..! I In "~ / '

1

';/

~I I

I

'" \ ' \.

I ~ -_.1 r~, ~~.~~I /

\ 1\ I

II J~ \

I

I I ]

Ij

~'I - I '

11~Q'

11

,ii i'" I

H

" \

," . 'I

' \r

. II

. I . '

I Ir II 1

1 -I

I Ii'--1

'

r

I I ;'I

,I

~ ,I

" " " I

fJL ! ~.~. H I II~':'Q

I

I - lL ~, I

I

" ,I

.r

11'---"":'

III", :!

. " --.: !: ', ..'I(ET 1/

r

-~--: ---', I~ANG.<." . ' ~

. I

..t~ .._~ -, I

"

, "'"fI irl!(dO~<I\ "! ,I

"), v 'I~nncr '.\ 1("1"" 9 ~rn~. j

. ::

7; 9qt"$ r~$I;fllvh_l Barlt~.;

1° 'w ~ Ii;CcldlHr,gn em)

0 l~M'"--'SKAlA I;SOO

Gambar 4, HasiIKorelasi Dengan Cara GrafikBarnes

37

. , '..

.AAAT."

IT

GF~~""-..: ~- GF12 'G" ' -" ' , - ~. . Fit UN""

"\ ' ,~~---"':'- . <

. ", ~_I\ ,'" , . r-'\~ ~ .OO!I~---~J .

1

t< ~ -~ _l ~\ . ~ }--- \,b < , , ~V

\"'I I \ \\..

--- -J,. , , ~~ \~ .

~ r j -, f - ,.', r-. \\ "I / .

-" - --\ L / '\ \\.

I

', \ " \' \

\

! \, \. \MG'

'KAL~ ~~OO.

~.N

." :"{...." "~,, ,,-,

.§ - "...I.~.......

J;."".k...,.,

Gambar 5. HasiI Korelasi Dengan Cara KomulatifMoore

38

IGF12

. - .

Gambar 6. Diagram Pagar Lapisan Pembawa Air Dengan Geolistrik

39

Bani

Cl7ell ClIO Timur

S""COi

5", IS~ur5-~ubairww. I _-L ~---~-- _0,_-

~------._.-

50

~08j020.L-..J

Gambar 7. Kedudukan Muka Air Tanah Sumur Penduduk Dengan TitikGeolistrk

40

DISKUSI

Pertanyaan

1. DimyatiUntukpencarianair bersih menggunakanalattersebut, berapa meter kedalamantanahmaksimal.

Jawaban

Tergantung daTibentangan kabel arus untuk CI clanC2, alat di P2BGN mempunyaipanjang kabel + 500 m, dengan demikian dapat mendeteksi :t 150 m ke bawahpermukaan tanah.

Pertanyaan

2. Priyo SulartoApa kriteria dalarn menentukan lapisan (dalarn gambar terdapat basil yang sarnatetapi terdapat 2 lapisan)?Apakah ada kesamaan antara basil pengukuran Geofisika dengan basil pemboranmengenaikedapatan kedalarnanaquifer?

Jawaban

Metode Barnes kurva tahananjenis maksimumke minimum(titik belah kurva Barnes)metode Moore titik potong kurva tahanan jemis.Lapisan tahanan jenis sebelumnya (hasil matching perhitungan dengan softwareGeosoft).

Pertanyaan

3. Johan Baratha H.BagaimanaprinsipdasarkeIjaalat?"KeterbatasanmetodekeIja/peralatandalarnmencariair.

Jawaban

Prinsip keIja alat geolistrik adalah menginjeksikan arus listrik daTi alat transmiterIPC9/200 W ke dalarn bumi melalui elektroda arus (CIC2) daD diterima di receiverIPR8. Hasil pembacaan alat berupa kuat arus listrik (I=arnpere) clanpotensial dalarnmVott, harga tahanan jells f (rho) dapat dihitung fa = K.v/I ( ill). Dari hargatahanan jenis yang kontras dapat dibedakan jenis batuan secara tegak (vertikal) kebawah permukaan tanah. Permukaan tanah yang lebih besar (> 20° ) akanmendapatkan harga tahananjells yang semu, clanketerbatasan lain, adanya besi/pipayang terpendam dalam tanah, kabel tegangan listrik tinggi harns dihindari.

41

Pertanyaan

4. Yosep Tampubolon

Apakah dasar penentuan Wenner = 300 m, apakah tidak dapat menggunakan angka-angka lain 100, 50, atau 20 m ?Didalamtata keIja dapat dilihat yaitu : memilihlintasan< 20 0, apakah pentingmemilihkemiringanlintasan < 200 ?

Jawaban

Untuk mendapatkan penetrasi lebih dalam, semakin kecil spasi elektroda misal 20 m,berarti semakindangkal penetrasi.Pemilihanlokasi penting karena metode ini punya keterbatasan, semakinteIjallerengsemakin semu anomali yang didapat. Maka dari itu dalam pengukuran geolistriktahananjenis idealnyadilakukan pactadaerah yang relatif datar.

Pertanyaan

5. Budiningsih

Apakah keuntungan alat geolistrik untuk pencarian sumber air tanah ?Faktor apa yang dapat mengganggu alat tersebut pacta waktu dipakai untukpengukuran ?Apa kriteria batas lapisan dari penarikan garis grafik ?

Jawaban

Keuntungan akan mendapatkan sumber air yang mempunyaikwalitas baik , jauh daripengaruh air permukaan ataupun pencemaranlingkungan.Tegangan tinggi, pipihyang terpendam clankabellistrik di dalamtanah.Kurva tahanan maksimum clan minimum, kumulatif Moore 9 titik potong kurvatahananjenis), lapisantahananjenis sebenamya(hasil matching clanperhitungan hargasoftware geosoft).

Pertanyaan

6. Zainuddin H.

Apa difinisidari : sumber air tanah, lapisan pembawa air ?Yang dicari adalah sumber air tetapi yang di hasilkanadalah lapisan aquifer, harap

dijelaskan !

Jawaban

Sumber air tanah (ground water reservoir) merupakan air terletak di bawah tanahyang mempunyaikwalitas baik, dan' tidak dipengaruhi air permukaan, pencemaranlingkungan. Lapisan pembawa air (aquifer) merupakan lapisan dimana air akantersimpan clanhila diambilmelaluipemboran tidak akan habis walaupun pactamusimkering, lapisan ini selalu diapit oleh lapisanyang kedap air.

42