## Pemetaan Penyebaran Pola Akuifer dengan Metode Resistivitas Sounding Konfigurasi Schlumberger di Daerah Dayu Gondangrejo Karanganyar

## Bugar Ashari, Darsono, Darmanto
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Sebelas Maret bugar_ashari@yahoo.com
Received 17-04-2013, Revised 15-10-2013, Accepted 12-11-2013, Published 30-04-2014

## ABSTRACT
The research on ground water survey by using geo-electric method Schlumberger was conducted at  Dayu  Village,  Gondangrejo,  Karanganyar.  Geo-electric  is  one  of  the  geo-physics  method which learned about electrical  current in or on the  earth surface.  The  equipment used includes resistivitymeter, GPS (Global Position System), roll meter, hammer, electrodes, and cables. The purpose of this research is to determine the spread pattern of the aquifer, groundwater potential, the thickness and depth of the aquifer at Dayu Village. The thickness of the shallow aquifer in the area of Dayu is between 3 m to 12 m with a depth of less than 30 m, while the deep aquifer is having a depth of more than 30 m with thickness between 68.5 m up to more than 165.7m.There is  a  degradation  of  aquifer  pattern  from  Jambu  Village  (West)  to  Mulyorejo  Village  (East). Inversely,  we  found  an  increase  from  Tanjung  Lor  Village  (North)  to  Watudakon  Village (south). Shallow aquifer that potentially contain much groundwater sources located in the village of  Tanjung  Kidul,  Mulyorejo,  Jambu,  Kedung  Ulo  and  Tanjung  Lor.  For  deep  aquifer ispotentially found at Pucung village and Kedung Ulo village.
Keyword : aquifer, Schlumberger configuration, ground water, resistivity, Dayu village

## ABSTRAK
Penelitian tentang pencarian air tanah menggunakan metode geolistrik konfigurasi Schlumberger telah  dilakukan  di  Desa  Dayu,  Gondangrejo,  Karanganyar.  Geolistrik  merupakan  salah  satu metode  geofisika  yang  mempelajari  sifat  aliran  listrik  di  dalam  bumi  maupun  di  permukaan bumi. Peralatan yang digunakan antara lain resistivitymeter, GPS ( Global Position System ), roll meter, palu, elektroda dan kabel. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui penyebaran pola akuifer, potensi air tanah, ketebalan dan kedalaman akuifer di Desa Dayu. Ketebalan akuifer dangkal  pada  Daerah  Dayu  antara  3  m  hingga  12  m  dengan  kedalaman  kurang  dari  30  m  dan akuifer dalam berada pada kedalaman lebih dari 30 m dengan ketebalan dari 68,5 m hingga lebih dari 165,7 m. Pola  akuifer  yang terbentuk dari Dusun Jambu (Barat) hingga  Dusun Mulyorejo (Timur)  terjadi  penurunan  dan  dari  Dusun  Tanjung  Lor  (Utara)  hingga  Dusun  Watudakon (Selatan)  terjadi  kenaikan.  Akuifer  dangkal  yang  berpotensi  mengandung  banyak  sumber  air tanah terletak di Dusun Tanjung Kidul, Mulyorejo, Jambu, Kedung Ulo dan Tanjung Lor. Untuk akuifer dalam daerah yang berpotensi pada Dusun Pucung dan  Dusun Kedung Ulo.
Kata kunci : akuifer, konfigurasi schlumberger, air tanah, resistivitas, desa Dayu

## PENDAHULUAN
Penelitian  survei  air  tanah  telah  banyak  dilakukan  dengan  menggunakan  metode  geolistrik. Salah  satu  penggunaan  survei  geolistrik  dalam  pencarian  air  tanah  telah  dilakukan  untuk pembuatan  sumur  dalam  untuk  pemenuhan  kebutuhan  air  bersih  di  daerah  Plesungan Kecamatan  Gondangrejo  oleh  Isnarno  pada  tahun  2008 [1] .  Salah  satu  cara  pada  metode geolistrik  untuk  mengetahui  adanya  akuifer  didalam  tanah  adalah  dengan  metode  tahanan jenis ( resistivity method ). Survei geolistrik vertikal ( sounding ) dimaksudkan untuk menduga ketebalan lapisan yang mengandung air [2] dengan pengukuran secara fisik pada atau didalam permukaan tanah [3] . Prinsip dari metode geolistrik adalah dengan mengalirkan arus listrik DC ( Direct  Current )  yang  mempunyai  tegangan  tinggi  ke  dalam  tanah.  Semakin  besar  jarak elektroda arus maka arus listrik dapat menembus lapisan tanah lebih dalam.
Penelitian survei air tanah untuk pemetaan pola akuifer dilakukan di Daerah Dayu Kecamatan Gondangrejo Kabupaten Karanganyar. Berdasarkan peta geologi daerah penelitian terdiri dari duaformasi batuan penyusun. Batuan penyusun di daerah tersebut berupa Formasi Notopuro (Qpn)  dan  Formasi  Kabuh  (Qpk).  Formasi  Notopuro  pada  bagian  atas  memiliki  susunan batuan  berupa  perselingan  tuf  dengan  batupasir  tufan  sedangkan  bagian  bawah  memiliki susunan  berupa  batuan  breksi  lahar.  Sedangkan  untuk  Formasi  Kabuh  memiliki  susunan batuan pada bagian atas berupa perselingan konglomerat, batupasir tufan dan tuf untuk bagian bawah memiliki susunan berupa batuan lensa kalsidurit. Suatu daerah menggunakan air hanya untuk  kepentingan  pemenuhan  kebutuhan  rumah  tangga [4] .  Ada  atau  tidak  adanya  air  tanah pada suatu daerah tergantung pada lapisan batuan yang mengandung air tanah [5] .
Indonesia yang terletak di daerah tropis merupakan negara yang mempunyai ketersediaan air yang  cukup.  Namun  secara  ilmiah  Indonesia  menghadapi  kendala  dalam  memenuhi kebutuhan air karena distribusi  yang tidak merata, sehingga air  yang dapat  disediakan akan selalu  sesuai  dengan  kebutuhan,  baik  dalam  jumlah  maupun  mutu.  Penyediaan  air  bersih disuatu  daerah  mutlak  dilakukan  baik  saat  ini  maupun  saat  mendatang [6] .  Air  merupakan sumber kehidupan yang sangat penting bagi mahkluk hidup. Penggunaan sumber air tak lepas dalam  penggunaan  kebutuhan  setiap  hari.  Penggunaan  sumber  air  salah  satunya  sebagai  air minum, sebagai pembangkit listrik, sebagai pengairan lahan pertanian dan masih banyak lagi penggunaan  air.  Masyarakat  di  negara-negara  berkembang  mengalami  penurunan  kualitas kesehatan akibat kesulitan air bersih. Selain dikarenakan oleh faktor-faktor alam (curah hujan, kemiringan lereng serta derajat porositas dan permeabilitas batuan penyusun) besar kecilnya ketersediaan  air  tanah  juga  sangat  tergantung  dari  laju  pengambilannya,  terutama  untuk berbagai keperluan kehidupan [5] . Sistem air jenuh adalah air bawah tanah yang terdapat pada suatu lapisan batuan dan berada pada suatu cekungan air tanah. Sistem ini dipengaruhi oleh kondisi  geologi,  hidrogeologi  dan  gaya  tektonik  serta  struktur  bumi  yang  membentuk cekungan air tanah tersebut. Air ini dapat tersimpan dan mengalir pada lapisan batuan yang dikenal dengan akuifer [7] .
Metode  tahanan  jenis  dapat  mengetahui  nilai  resistivitas  batuan  yang  nantinya  digunakan sebagai penentuan kedalaman akuifer dangkal dan akuifer dalam. Dengan data yang diperoleh pada tiap titik sounding dan mengkorelasikan dengan titik sounding yang lain sehingga akan terbentuk pola akuifer pada daerah tersebut. Dengan mengetahui pola kedalaman akuifer pada tiap titik datum sehingga  didapatkan penyebaran serta pemetaan pola  akuifer. Penelitian ini dimaksudkan  untuk  memudahkan  memperoleh  sumber  air  dan  dapat  memudahkan  dalam memperoleh sumber air yang melimpah.

## METODE
Pada penelitian ini digunakan beberapa peralatan sebagai berikut resistivitymeter OYO model 2119C  digital  McOHM-EL, power  supply ( accu 12 V ),  GPS  ( Global  Positioning  System ), elektroda sebanyak 4 buah, tools kit dan kabel penghubung dengan panjang 400 m sebanyak 2 buah, martil atau palu sebanyak 4 buah untuk membantu menancapkan elektroda, HT ( Handy Talky ) yang digunakan sebagai alat bantu komunikasi antara operator resistivitymeter dengan operator elektroda-elektroda digunakan sebanyak 4 buah, multimeter sebanyak 1 buah untuk memeriksa  hubungan  antara  instrumen  resistivitymeter  dengan  elektroda-elektroda  dan  alat hitung serta pengarsipan data (kalkulator, lembar tabel data, kertas bilog dan alat tulis).
Gambar 1. Konfigurasi Schlumberger
Pada Gambar 1, elektroda A dan B akan dialirikan arus sedangkan nilai  beda potensial  ∆V diukur  dari  elektroda  M  dan  N.  Pada  konfigurasi  Schlumberger  idealnya  jarak  MN  dibuat sekecil-kecilnya, sehingga jarak MN secara teoritis tidak berubah. Tetapi karena keterbatasan kepekaan  alat  ukur,  maka  ketika  jarak  AB  sudah  relatif  besar  maka  jarak  MN  hendaknya dirubah.  Perubahan  jarak  MN  hendaknya  tidak  lebih  besar  dari  1/5  jarak  AB.Prinsip konfigurasi Schlumberger, jarak antara elektroda potensial MN dibuat tetap sedangkan jarak AB  yang  berubah-ubah.  Ketika  jarak  AB  berubah  pada  jarak  relatif  lebih  besar  maka  jarak MN  juga  berubah.  Perubahan  jarak  MN  tidak  lebih  besar  dari  1/5  jarak  AB.Besar  nilai resistivitas dapat dihitung dari persamaan sebagai berikut [8] :
(1)
Dimana
ρ = resistivitas (Ωm)
K = faktor geometri (meter)
∆V = beda potensial (volt) I = arus listrik (ampere)
Besarnya  nilai K ditentukan  berdasarkan  metode  konfigurasi  yang  dipakai.  Metode Schlumberger memilki nilai K sebagai berikut [8] :
(2)
Dengan ρ = Nilai resistivitas (Ωm) K = Faktor Geometri V = Tegangan (mV) I = Arus (mA) AB  = Jarak elektroda arus  (m) MN = Jarak elektroda potensial (m)
Gambar 2. ( color online ) Lokasi pengambilan titik sounding
Lokasi  pengambilan  data  terletak  pada  koordinat  S  07 0 28’30,8”  –  07 0 29’13,1”  dan  B 110 0 49’49,3”  –  110 0 51,75,1”.  Titik  sounding  dalam  penelitian  ini  sebanyak  11  lokasi pengambilan  data  meliputi  9  dusun.  Dusun lokasi  pengambilan  data  meliputi  Dsn.  Tanjung Kidul, Dsn. Suruhan, Dsn. Pucung, Dsn. Mulyorejo, Dsn. Jambu, Dsn. Kedung Ulo, Tanjung Lor,  Dsn.  Dayu  dan  Dsn  Watudakon.  Dari  hasil  pengolahan  data  dengan  pengoperasian software  IP2Win, maka  akan  didapatkan  jumlah  lapisan,  nilai  resistivitas  dan  kedalaman setiap  perlapisan.  Hasil  analisis  pada  suatu  titik  pendugaan  apabila  dikaitkan  dengan  titik pendugaan  yang  lain,  maka  akan  dapat  dipakai  untuk  memprediksi  kedalaman  akuifer  di suatu wilayah dengan cara merekonstruksi atau interpolasi antara titik pendugaan. Selain itu juga  digunakan Software  Surfer 10  untuk  pengolahan contour ketinggian  dan  persebaran berdasarkan nilai  resistivitasnya. Dengan memasukkan nilai  koordinat sebagai  nilai x dan  y sedangkan  nilai  z  berdasarkan  hal  yang  akan  dipetakan  maka  akan  mendapatkan  pemetaan berupa kondisi surface , ketinggian, contour dan lain lain.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 3 merupakan penampang 2 dimensi antara titik sounding 1, 3 dan 4. Titik sounding 1 merupakan  Dusun  Tanjung  Kidul,  titik sounding 3  adalah  daerah  Dusun  Pucung  dan  titik sounding 4 merupakan daerah Mulyorejo. Penampang 2 dimensi membentang dari arah Utara hingga Selatan pada titik pengambilan data.
Gambar  3,merupakan  hubungan  antara  titik  sounding  1,  3  dan  4  untuk  mengetahui  pola persebaran  akuifer.  Penampang  diatas  mengarah  dari  titik  Sounding  1  (arah  utara)  ke  titik sounding 4 (arah selatan). Titik sounding 1 diperkirakan akuifer dangkal pada kedalaman 6 - 14 m dengan nilai resistivitas sebesar 114 Ωm dimana elevasi pada titik sounding 1 sebesar 148 m. Akuifer dangkal terjadi penurunan menuju kelokasi titik sounding 3. Titik sounding 3 diperkirakan kedalaman akuifer dangkal sekitar 43,6 - 118 m dengan nilai resistivitas sebesar 74,4  Ωm  dimana  elevasi  pada  titik sounding 3  sebesar  140  m.  Akuifer  dangkal  tersebut kembali terjadi kenaikan menuju titik sounding 4. Titik sounding 4 diperkirakan kedalaman akuifer  dangkal  berkisar  17,8  –  21,9  m  dengan  nilai  resistivitas  sebesar  114  Ωm  dimana elevasi titik sounding 4 sebesar 156 m.
Gambar 3. ( color online ) Penampang 2 dimensi titik sounding 1, 3 dan 4
Akuifer dalam pada titik sounding 3 pada kedalaman 197 m dengan nilai resistivitas sebesar 253  Ωm.  Ketebalan  akuifer  pada  titik  sounding  3  sebesar  lebih  dari  3  m.  Pola  akuifer mengalami kenaikan mengarah pada titik sounding 4. Dengan ketebalan lapisan akuifer pada titik sounding 4  sebesar  68,5  m  pada  kedalaman  21,9  m  hingga  90,4  m  dengan  nilai resistivitas  sebesar  12,9  Ωm.  Akuifer  dalam  terjadi  kenaikkan  dari  titik sounding 3  ke  titik sounding 4 sedangkan pada titik sounding 1 tidak teridentifikasi akuifer dalam.
Pemeteaan contour berdasarkan  nilai  resistivitas  ini  memiliki  kedalaman  dari  permukaan hingga kedalaman 90 m. Contour persebaran berdasarkan nilai resistivitas memiliki rentang 15 meter. Pemetaan ini menggunakan softwareSurfer 10 dengan memasukkan nilai koordinat dan resistivitas daerah tersebut. Pemetaan ini dilakukan menyeliputi seluruh titik sounding di daerah  penelitian.  Pada softwareSurfer  10 dengan  memasukkan  nilai  koordinat  Lintang Selatan sebagai  nilai  sumbu  y, nilai  koordinat Bujur Timur sebagai  nilai  sumbu x dan nilai resistivitas  batuan  sebagai  nilai  sumbu  z  maka  akan  didapatkan  pemetaan contour nilai resistivitas  daerah  tersebut.  Pemetaan contour resistivitas  diambil  dari  titik  dengan  nilai elevasi  terendah  sebagai  nilai  0  meter  secara  vertikal.  Kedalaman  pemetaan contour resistivitas dari 0 m, 15 m, 30 m, 45 m, 60 m, 75 m dan 90 m.
Kedalaman 0 m diambil dari titik sounding yang memiliki nilai elevasi paling rendah. Pada kedalaman  0  m  daerah  yang  lebih  berpotensi  terdapat  air  tanah  berada  pada  daerah  titik sounding 1, 4, 7, 10 dan 11 yaitu Tanjung Kidul, Mulyorejo, Kedung Ulo 2, Mulyorejo 2 dan Watudakon. Nilai resistivitas pada daerah tersebut berturut-turut 114 Ωm, 12,9 Ωm, 105 Ωm, 24,4  Ωm  dan  18,9  Ωm.  Batuan  tuf  tersebar  pada  daerah  Suruhan,  Pucung,  Jambu,  Kedung Ulo, Tanjung Lor dan Dayu. Daerah yang memilki distribusi batuan tuf nilai resistivitasnya antara 0,9 Ωm hingga 8,4 Ωm. Pada daerah Tanjung Kidul potensi air tanah pada kedalaman 15  m  hingga  90  m  mempunyai  potensi  air  yang  kecil.  Susunan  batuan  di  daerah  Tanjung Kidul pada kedalaman 15 m  hingga 90 m berupa batuan tuf dengan nilai resistivitas batuan sebesar 4,09 Ωm. Pada titik sounding 2 yang berada di Dusun Suruhan potensi air tanah yang yang terkandung pada lokasi tersebut tergolong kecil. Pada titik sounding 2 nilai resistivitas batuan  pada  kedalaman  15  m  hingga  75  m  sebesar  8,4  Ωm  dengan  batuan  penyusunnya berupa  batuan  tuf.  Potensi  air  tanah  pada  daerah  Suruhan  berpotensi  lebih  besar  pada
kedalaman  90  m  dengan  nilai  resistivitas  batuan  sebesar  12,85  Ωm  dengan  formasi  batuan berupa batupasir tufan.
Gambar 4. ( color online ) Pemetaan penampang countur nilai resistivitas batuan
Pada  titik sounding 3  yang  berada  di  Dusun  Pucung  dari  kedalaman  15  m  hingga  30  m memiliki  potensi  air  tanah  yang  kecil  dengan  nilai  resistivitas  sebesar  8,4  Ωm  batuan penyusunnya  berupa  batuan  tuf.  Pada  kedalaman  45  m  hingga  90  m  pada  daerah  Pucung memiliki potensi air tanah yang cukup besar dengan nilai resistivitas sebesar 34,6 Ωm batuan penyusunnya berupa batupasir tufan. Pada titik sounding 4 yang berada di daerah Mulyorejo pada  kedalaman  15  m  hingga  60  m  potensi  air  tanah  yang  terkandung  cukup  besar  dengan nilai  resistivitas  sebesar  12,9  Ωm  batuan  penyusunnya  berupa  batupasir  tufan.  Pada
kedalaman 75 m hingga 90 m pada daerah pucung memiliki potensi tanah yang kecil dengan nilai resistivitas yang dimiliki sebesar 0,2 Ωm batuan penyusunnya berupa batuan tuf.
Pada titik sounding 5 di daerah Jambu pada kedalaman 15 m hingga 30 m memiliki potensi air  tanah  yang  cukup  besar  dengan  nilai  resistivitas  batuan  sebesar  11  Ωm  batuan penyusunnya  berupa  batu  pasir  tufan.  Pada  kedalaman  45  hingga  90  m  pada  daerah  Jambu memiliki potensi air tanah yang cukup kecil dengan nilai resistivitas batuan sebesar 2,76 Ωm batuan  penyusunnya  berupa  batuan  tuf.  Pada  titik sounding 6  dan  7  di  daerah  Kedung  Ulo pada  kedalaman  15  m  hingga  90  m  memiliki  potensi  air  yang  cukup  besar  dengan  nilai resistivitas batuan sebesar 10,5 Ωm – 11,4 Ωm. Pada kedalaman 15 m hingga 90 m didaerah Kedung Ulo batuan penyusunnya didominasi dengan batupasir tufan. Pada titik sounding 8 di daerah Tanjung Lor dengan kedalaman 15 m batuan penyusunnya berupa batu konglomerat dengan nilai resistivitas batuan sebesar 120 Ωm. Pada kedalaman 30 m hingga 90 m di daerah Tanjung Lor memiliki batuan penyusunnya berupa batuan tuf dengan nilai resistivitas batuan sebesar 0,6 Ωm, potensi air tanah yang terkandung sangat kecil. Pada titik sounding 9, 10 dan 11 berturut turut pada daerah Dayu, Mulyorejo dan Watudakon.
Daerah  penelitian  yang  berpotensi  besar  terdapat  sumber  air  tanah  pada  kedalaman  kurang dari 30 m terdapat pada Dusun Tanjung Kidul, Mulyorejo, Jambu, Kedung Ulo, Tanjung Lor dan  Watudakon  dominasi  batuan  penyusunnya  berupa  breksi  lahar,  konglomerat  dan batupasir tufan. Pada kedalaman lebih dari 30 m daerah yang berpotensi terdapat kandungan air tanah terdapat pada daerah Pucung, Jambu dan Kedung Ulo dominasi batuan penyusunnya berupa batupasir tufan. Pada kedalaman 30 m hingga 90 m batuan yang mendominasi berupa batuan tuf.

## KESIMPULAN
Dari  penelitian  pemetaan  pola  akuifer  di  daerah  Dayu  Kecamatan  Gondangrejo  Kabupaten Karanganyar dapat disimpulkan bahwa ketebalan akuifer dangkal pada Daerah Dayu sebagian besar antara 3 m hingga 12 m dengan kedalaman kurang dari 30 m dan akuifer dalam berada pada kedalaman lebih dari 30 mdengan ketebalan dari 68,5 m hingga lebih dari 165,7 m. Pola akuifer  yang  terbentuk  dari  Dusun  Jambu  (Barat)  hingga  Dusun  Mulyorejo  (Timur)  terjadi penurunan  dan  dari  Dusun  Tanjung  Lor  (Utara)  hingga  Dusun  Watudakon  (Selatan)  terjadi kenaikan.  Untuk  lokasi  penelitian  yang  akuifer  dangkal  yang  berpotensi  lebih  besar mengandung banyak sumber air tanah terletak di Dusun Tanjung Kidul,  Mulyorejo, Jambu, Kedung Ulo dan Tanjung Lor. Untuk akuifer dalam daerah  yang berpotensi menyimpan air tanah dalam pada Dusun Pucung dan  Dusun Kedung Ulo.

## DAFTAR PUSTAKA
1    Isnarno. 2008. Pembuatan Sumur Dalam Guna Memenuhi Kebutuhan Air Bersih (Study Kasus  Ds  Plesungan  Kec.  Gondangrejo  Kab.  Karanganyar). Jurnal  Teknik  Sipil  dan Arsitektur, Vol. 5.
2   Irjan.  2012.  Pemetaan  Potensi  Air  Tanah  (Aquifer)  Berdasarkan  Intepretasi  Data Resistivitas Wenner Sounding. Journals Neutrino, Vol. 4, No. 2.
3  Broto,  S.  dan  Afifah,  R.S.  2008.  Pengolahan  Data  Geolistrik  Dengan  Metode Schlumberger. Teknik UNDIP , Vol. 29.
4      Mohd,  N.,  Isa  dan  Aris,  Z.A.  2012.  Assessment  on  the  Hydrogeochemistry  of  Kapas Island, Terengganu. Sains Malaysiana , Vol. 41, Hal. 23–32.
5    Purnama  S.,  Suyono  dan  Sulaswono,  B.  2006.  Sistem  Akuifer  dan  Potensi  Air  Tanah Daerah Aliran Sungai (DAS) Opak. Forum Geografi, Vol. 21, Hal. 111-122.
6      Waspodo,  R.S.B.  2002.  Investigasi  Air  Tanah  Melalui  Geolistrik  di  Dermaga,  Bogor. Buletin Keteknikan Pertanian , Vol.16. No. 1.
7    Undang, M. dan Hadiran, M.S.D. 2006. Sebaran Akuifer dan Pola Aliran Air Tanah di Kecamatan Batu Ceper dan Kecamatan Benda Kota Tangerang Propinsi Banten . Jurnal Geologi Indonesia , Vol. 1,  Hal. 115 – 128.
8    Telford  W.M.,  Geldart,  L.P.  dan  Sheriff,  R.E.  1990. Applied  Geophysics ,  Second Edition. England: Cambridge University Press.