Jurnal Geocelebes Vol. 3 No. 2, Oktober 2019, 111 – 115

## INTERPRETASI STRUKTUR PERLAPISAN TANAH MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS
Erfan*, Syamsuddin, Arum Wahyuni, Jumatriani, St. Syakirah, Illa
Departemen Geofisika FMIPA Universitas Hasanuddin, Makassar *Penulis koresponden. Alamat email: erfan.syamsudin@unhas.ac.id

## Abstrak
Metode geolistrik resistivitas merupakan salah satu metode geofisika dengan uji tidak merusak ( non - destructive  test )  sifat  fisik  asli  tanah  atau  batuan.  Penginjeksian  arus  listrik  pada  permukaan  tanah merupakan  ciri  dari  metode  ini,  yang  kemudian  diikuti  dengan  pembacaan  beda  potensial  melalui sepasang  elektroda  lainnya.  Konfigurasi  elektroda  arus  dan  potensial  dikondisikan  berdasarkan konfigurasi  Werner-Schlumberger.  Akuisisi  data  diperoleh  dari  3  lokasi  yang  berbeda  untuk memperoleh  pemahaman  tentang  struktur  bawah  permukaan  yang  lebih  baik.  Interpretasi  terhadap material  lapisan  tanah  dilakukan  dengan  memanfaatkan  penampang  resistivitas  setelah  dilakukan pengolahan data menggunakan software Res2dinv . Hasil yang diperoleh adalah variasi nilai resistivitas dan interpretasi lapisan tanah untuk masing masing lokasi pengambilan data..
Kata Kunci : Lapisan tanah; Resistivitas; Res2dinv.

## Abstract
The  resistivity  method  is  a  geophysical  method  with  a  non-destructive  test  of  the  original  physical properties of soil or rock. The injection of an electric current at the ground surface is a feature of this method, which is then followed by the reading of the potential difference by means of another pair of electrodes.  The  current  and  potential  electrode  configurations  are  conditioned  on  the  Werner- Schlumberger configuration. Data acquisition was obtained from 3 different locations  to get a better understanding  of  subsurface  structures.  Interpretation  of  soil  material  is  carried  out  by  utilizing  a resistivity  cross  section  after  processing  data  using  Res2dinv  software.  The  results  obtained  are variations in resistivity values and soil layer interpretation for each data collection.
Keywords : Soil layers; Resistivity; Res2dinv.

## Pendahuluan
Geofisika merupakan ilmu yang mempelajari  tentang  tanah  dan  batuan melalui sifat sifat fisiknya. Telaah tentang struktur bawah permukaan dengan memanfaatkan hukum hukum ilmu fisika, serta pemodelan fisik dan matematis untuk mengetahui  kandungan  mineral  dan struktur lapisan di bawah permukaan bumi merupakan  ciri  dasar  dari  ilmu  ini. Pengukuran  –  pengukuran  lapangan dilakukan  dengan  menggunakan  metode geofisika  tertentu,  yang  kemudian  dapat dilanjutkan  melalui  analisa  laboratorium. Kegiatan eksplorasi geofisika dapat memanfaatkan  hukum  –  hukum  fisika,
Pengukuran –  pengukuran  lapangan dilakukan  dengan  menggunakan  metode geofisika  tertentu,  yang  kemudian  dapat dilanjutkan  melalui  analisa  laboratorium. Kegiatan eksplorasi geofisika dapat memanfaatkan hukum – hukum fisika, serta pemodelan  matematika  bergantung  pada jenis metode geofisika yang akan diterapkan dan sumber energinya baik pasif ataupun  aktif.  Tujuan  akhir  dari  kegiatan eksplorasi adalah
peningkatan perekonomian dan kelangsungan kehidupan  manusia  yang  lebih  baik.serta pemodelan  matematika  bergantung  pada jenis metode geofisika yang akan diterapkan dan sumber energinya baik pasif ataupun  aktif.  Tujuan  akhir  dari  kegiatan
perekonomian dan kelangsungan kehidupan manusia yang lebih baik.
Penggunaan  metode  –  metode  geofisika dapat saja diintegrasikan untuk suatu kasus atau  obyek  penelitian  tertentu,  dalam rangka memperoleh hasil interpretasi yang lebih  baik.  Akan  tetapi,  target  penelitian yang akan dituju memungkinkan penggunaan metode geofisika diefisienkan, sebagai  contoh,  untuk  tujuan  pencarian sumber  –  sumber  mineral  tertentu  dapat digunakan  metode  geomagnet  dan  GPR ( Ground  Penetrating  Radar )  dengan sumber  gelombang  elektromagnet.  Pada target  penelitian  lain,  misalnya  untuk mengetahui  struktur  dan  jenis  tanah  dan batuan dan daya dukung, dapat memanfaatkan  metode  geolistrik  dan seismik.
Penelitian ini difokuskan pada pemanfaatan metode  geofisika  yang  sifatnya  tidak merusak ( non-destructive ) sifat fisik tanah atau  batuan.  Metode  geofisika  yang  akan dimanfaatkan  pada  penelitian  ini  adalah metode geolistrik resistivitas,
Penginjeksian  arus  listrik  di  permukaan tanah melalui sepasang elektroda arus, yang kemudian  dilanjutkan  dengan  pembacaan beda  potensial  listrik  melalui  sepasang elektroda  potensial  merupakan  ciri  dasar dari  metode  ini.  Sifat  kelistrikan  material bumi,  kemudian  dapat  diungkap  melalui metode  ini.  Kelebihan  dari  metode  ini adalah efisiensi pada akuisisi data dan tanpa pengeboran yang cenderung akan merusak sifat  asli  tanah  dan  batuan.  Akusisi  data dilakukan  pada  tiga  tempat  yang  berbeda untuk dianalisis jenis tanah dan batuan dari penampang resistivitas yang diperoleh.

## Metode Penelitian
Reynold (1997) menjelaskan bahwa variasi resistivitas lapisan  tanah di bawah permukaan dapat diungkap dengan mengetahui  beda  potensial  listriknya, setelah  melalui  injeksi  arus  listrik. Pengukuran dilakukan dengan
menggunakan sepasang elektroda arus dan potensial  yang  kemudian  memungkinkan pembacaan parameter kelistrikan tanah dan batuan dapat diperoleh.
Dasar  perhitungan  dilakukan  melalui hukum  hukum  Ohm  (1),  menghubungkan antara  arus  listrik  yang  mengalir  pada sebuah material konduktif dengan tegangan listrik  yang  dihasilkan.  Hubungan  secara matematis  dari  hukum  tersebut  dapat ditulis:
∆𝑉 = 𝐼𝑅 (1)
dengan: ΔV = Beda potensial (Volt),
I = Arus listrik (Ampere) R = Resistansi (Ohm).
Selanjutnya,  Kearey  (2002)  membedakan pengertian sifat hambatan ( resistansi ) yang dimiliki  oleh  arus  listrik  ketika  mengalir melewati suatu material dengan resistivitas. Dalam  ungkapannya,  resistivitas  listrik tidak hanya dipengaruhi oleh jenis material, akan  tetapi  juga  dipengaruhi  oleh  bentuk geometri  bahan  yang  dilewati  arus  listrik. Dengan  demikian,  bentuk  geometri  dan tahanan  listrik  suatu  bahan  merupakan parameter  penting  di  dalam  menentukan nilai  resistivitas  suatu  material,  dengan hubungan matematis seperti berikut:
𝑅 =  𝜌 𝐿 𝐴 (2)
dengan: R = Resistansi (Ohm) ρ = Resistivitas (Ohm.m)
L = Perubahan panjang penampang (m) A = Luas permukaan penampang (m 2 )
Subtitusi  persamaan  (1)  ke  persamaan  (2) menghasilkan hubungan matematis seperti:
𝜌 = 𝐴 𝐿 ∆𝑉 𝐼 (3)
Resistivitas  ( 𝜌 )  yang  sesungguhnya  dari suatu  material  dapat  diperoleh  dengan memanfaatkan persamaan (3). Akan tetapi, istilah resistivitas semu ( apparent

## Interpretasi Struktur Perlapisan Tanah Menggunakan Metode Geolistrik Resistivitas
resistivity )  ( 𝜌 𝑎 ) muncul  kemudian  setelah didapatkan bahwa pada kenyataannya bumi atau lapisan di bawah permukaan merupakan  material  yang  tidak  homogen. Wijaya (2009) mengungkapkan bahwa nilai resistivitas yang terbaca dalam pengukuran geolistrik  tahanan  jenis  adalah  fiktif homogen  yang  setara  dengan  tinjauan bahwa  struktu  di  bawah  permukaan  bumi bumi adalah berlapis.
Formulasi  kemudian  berubah  dengan memperhatikan faktor resistivitas dari nilai sesungguhnya, melalui hubungan berikut:
𝜌 𝑎 = 𝑘 ∆𝑉 𝐼 (4)
Faktor k pada persamaan (4) berhubungan dengan  bentuk  geometri  material  dan konfigurasi  elektroda  arus  dan  potensial yang digunakan dalam penelitian menggunakan  metode  geolistrik  tahanan jenis.  Salah  satu  konfigurasi  yang  sering digunakan dalam metode geolistrik adalah gabungan  antara  metode  Wenner  dan Schlumberger.  Konfigurasi  ini  sensitif terhadap  perubahan  lateral  material  bumi. Faktor geometri (k) mengalami reformulasi dengan  konfigurasi  ini  menjadi  (Loke, 2004):
𝑘 = 𝜋𝑛(𝑛 + 1)𝑎 (5)
Simbol “a” pada persamaan (5) adalah jarak antara  elektroda  potensial,  sedangkan  n adalah  jumlah  pasangan  elektroda  arus listrik.  Dengan  demikian  persamaan  (4) dikembangkan  menjadi  persamaan  (6) setelah  disubtitusi  nilai  k  pada  persamaan (5) (Loke, 2004):
𝜌 𝑎 = 𝜋𝑛 (𝑛 + 1)𝑎 ∆𝑉 𝐼 (6)
Nilai  resistivitas  fiktif  kemudian  dapat dihitung untuk setiap kedalaman.
Berikut  adalah  tampilan  tabel  (Tabel  1) jenis  material  dengan  rentang  nilai resistivitasnya.  Tabel  ini  digunakan  untuk memperoleh  citra  nilai  resistivitas  setelah dilakukan  pengukuran  resistivitas  yang
diimplementasikan  ke  dalam software Res2dinv .
Tabel 1. Nilai resistivitas batuan (Telford dkk., 1990) Material Resistivitas (Ωm) Udara ( Air ) ~ Pirit ( Pyrite ) 0.01-100 Kwarsa ( Quartz ) 500-800000 Kalsit ( Calcite ) 1×10 12 -1×10 13 Garam Batu ( Rock salt ) 30-1×10 13 Granit ( Granite ) 200-10000 Andesit ( Andesite ) 1.7×10 2 -45×10 4 Basal ( Basalt ) 200-100000 Gamping ( Limestone ) 500-10000 Batu pasir ( Sandstone ) 200-8000 Batu tulis ( Shales ) 20-2000 Pasir ( Sand ) 1-1000 Lempung ( Clay ) 1-100 Air tanah ( Ground w ater ) 0.5-300 Air asin ( Sea water ) 0.2 Magnetit ( Magnetite ) 0.01-1000 Kerikil kering ( Dry gravel ) 600-10000 Aluvium ( Alluvium ) 10-800 Kerikil ( Gravel ) 100-600

## Hasil dan Pembahasan
Gambar 1. Penampang resistivitas pada lokasi I
Hasil penampang resistivitas pada lokasi I menunjukkan  geometri  bidang  gelincir, dengan  kemiringan  ( slope )  toporgafi bervariasi.  Pada  daerah  tersebut  dijumpai beberapa  titik  longsoran.  Dari  citra  pada Gambar  1  terdapat  nilai  tahanan  jenis  dan jenis  batuan  sebagai  berikut:  pada  bagian lapisan  atas  yang  ditandai  variasi  warna warna hijau pucuk pisang ke warna merah diperoleh resistivitas 17,2 Ωm sampai 337
Erfan dkk./ Jurnal Geocelebes Vol. 3 No. 2, Oktober 2019, 111 – 115
Ωm. Pada keadaan ini lapisan tanah diduga sebagai  lapisan  gamping  pasiran  yang biasanya  merupakan  lapisan  lolos  air ( permeable ) . Selanjutnya,  nilai  resistivitas lapisan  tanah  dengan  dari  warna  hijau  tua ke hijau mudah memiliki rentanh dari 6,36
Ωm
sampai
17,1 Ωm, yang diinterpretasikan sebagai lapisan  kedap air atau inpermeable berupa  lapisan  lempung (clay).
Gambar 2. Penampang resistivitas pada lokasi II
Selanjutnya  pada  lokasi  II  diperoleh penampang  resistivitas  yang  diperoleh dapat diperlihatkan pada Gambar 2. Dalam rangka  memudahkan  pembacaan  nilai resistivitas,  pembacaan  dibagi  ke  dalam  3 bagian yakni: bagian dengan nilai resistivitas  rendah  <  6,13  Ωm,  nilai resistivitas sedang dalam rentang (6,13 Ωm – 59,4 Ωm) dan nilai resistivitas tinggi ( > 59,4  Ωm).  Pada  lapisan  dengan  nilai resistivitas  rendah  diduga  terdiri  atas batulempung  yang  kedap  air.  Selanjutnya, pada  lapisan  dengan  nilai  resistivitas sedang diduga terdiri dari lapisan batupasir yang  bersifat  lolos  air.  Kemudian  pada lapisan  dengan  nilai  resistivitas  tinggi diduga  sebagai  batuan  keras  seperti batugamping dan basalt.
Pada  lokasi  III  penampang  resistivitas sebagaimana  terlihat  pada  Gambar  3 terlihat  adanya  formasi  berbentuk dyke yang biasanya merupakan tempat akumulasi air tanah, yang diduga merupakan material berupa batugamping.
Gambar 3. Penampang resistivitas pada lokasi III

## Kesimpulan
Dari akuisisi dan pengolahan data geolistrik tahanan  jenis  pada  3  lokasi  yang  berbeda, dapat disimpulkan bahwa:
1. Terdapat perbedaan material pada setiap lapisan  tanah  atau  batuan,  dengan  nilai resistivitas yang bervariasi.
2. Diprediksi  bahwa  struktur  perlapisan tanah  pada  umumnya  berupa  material lempung, pasir dan batugamping. Lapisan  pasir  dan  lempung  diprediksi terdapat  pada  lokasi  kedua,  tempat pengambilan data berupa lereng, ditemukan  beberapa  titik  longsoran. Selanjutnya, diperkirakan terdapat struktur tanah berupa batugamping yang membentuk dyke di lokasi ketiga.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terima  kasih  ditujukan  kepada LP2M  Universitas  Hasanuddin  yang  telah membantu  pembiayaan  penelitian  melalui skema  PDPA  dan  beberapa  pihak  yang telah  membantu  dalam  akuisisi  data  di lapangan.

## Daftar Pustaka
Kearey,  P.,  Michael,  B.,  Ian,  H.  2002. An
Introduction
to Geophysical
Exploration .  Blackwell  Science  Ltd. London.
Loke,  M.H.  2004. Electrical  Immaging
Surveys for Environmental and

## Interpretasi Struktur Perlapisan Tanah Menggunakan Metode Geolistrik Resistivitas
Engineering  Studies;  A  Practical Guide to 2-D and 3-D Surveys. Reynolds,  J.M.  1997. An  Introduction  to Applied and Enviromental Geophysics .
New York: John Wiley & Sons.
Telford,  W.M.,  Geldart,  L.P.  and  Sheriff,
R.E. 1990. Applied Geophysics,
Second Edition . Cambridge University Press, United State of America. Wijaya, Lean. 2009. Identifikasi Pencemaran Airtanah dengan Metode Geolistrik  Di  Wilayah  Ngringo  Jaten Karanganyar . Jurusan Fisika. Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Erfan dkk./ Jurnal Geocelebes Vol. 3 No. 2, Oktober 2019, 111 – 115