## Investigasi Kondisi Airtanah Dengan Geolistrik: Studi Kasus Endapan Aluvial
di Bengalon, Kutai Timur, Provinsi Kalimantan Timur

## (An Investigation Of Groundwater Condition By Geoelectrical Resistivity Method:
A case study in Bengalon, East Kutai, East Kalimantan Province)
Shalaho Dina Devy 1* , Ibnu Hasyim 2 1 Program Studi Teknik Pertambangan, Universitas Mulawarman, Kalimantan Timur
2 Program Studi Teknik Pertambangan, Universitas Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur
*Korespondensi E-mail: shalaho.d2@gmail.com

## Abstrak
Bengalon  berlokasi  di  Kabupaten  Kutai  Timur,  Provinsi  Kalimantan  Timur.  Bengalon  masuk  dalam cekungan airtanah Samarinda-Bontang. Berkembangnya daerah pertanian dan industri yang dibarengi makin  banyaknya  daerah  pemukiman  menyebabkan  peningkatan  kebutuhan  air  baku  pada  daerah tersebut.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  potensi  airtanah  daerah  aluvial  dengan  metode geolistrik  resistivitas.  Survei  resistivitas  menghasilkan  litologi  bawah  permukaan,  kondisi  airtanah dangkal yang berupa kedalaman, ketebalan, dan jenis akuifer serta tipe kualitas airtanahnya. Terdapat 10  lokasi  pengambilan  data  geolistrik  dengan  metode  geolistrik  2D.  Hasil  penelitian  diketahui  bahwa mayoritas  akuifer  berupa  endapan  aluvial  yang  terdiri  pasir  dan  lempung  pasiran.  Resistivitas  yang mengindikasikan  airtanah,  yaitu  1 –  4  Ω  m,  berada  pada  kedalaman  0  –  50  m  dengan  ketebalan bervariasi dari 10 – 20 m. Adanya intrusi air laut pada akuifer menyebabkan kualitas airtanah cenderung payau yang disebabkan berada di daerah rawa yang berbatasan dengan pantai.
Kata kunci: Airtanah, geolistrik, aluvial, Bengalon

## Abstract
Bengalon  is  located  in  East  Kutai  Regency,  East  Kalimantan  Province.  Bengalon  is  included  in  the Samarinda-Bontang groundwater basin. The development of agricultural and industrial areas, followed by  an  increase  in  residential  areas,  will  cause  an  increase  in  the  water  demand.  This  study  aims  to determine  the  groundwater  potential  of  alluvial  areas  using  the  resistivity  geoelectric  method.  The resistivity survey resulted in subsurface lithology, shallow groundwater conditions in the form of depth, thickness, and location of the aquifer as well as the type of groundwater quality. There are 10 locations for geoelectric data collection using the 2D geoelectric method. The results showed that the majority of the  aquifers  were  alluvial  deposits  consisting  of  sand  and  sandy  clay.  The  resistance  indicating groundwater is 1 - 4 Ω m , at a depth of 10 – 50 m with a thickness varying from 10 – 20 m which has been  dominated  by  sand.  The  presence  of  sea  water  intrusion  in  aquifers  causes  the  quality  of groundwater  to tend  to  be  brackish  because  the  research  location  is  in  a  swamp  area  bordering  the coast.
Keywords: Groundwater, geoelectric, alluvial, Bengalon

## 1.  Pendahuluan
Daerah penelitian didominasi endapan aluvium.  Aluvium  merupakan  deposit  material mayoritas  terdiri  dari  lempung/tanah  liat,  pasir, dan  kerikil.  Kondisi  ini  menjadikan  wilayah  ini memiliki  tanah  yang  tidak  padat  dan  rentan terpengaruh  apabila  terjadi  getaran  bumi.  Selain itu, wilayah ini merupakan daerah rawa-rawa dan dekat dengan pantai, yang dimungkinkan air laut akan mengintrusi masuk ke darat melalui lapisan akuifer (Fetter, 2001).
Geolistrik  2D  merupakan  metode  geofisika yang  menggunakan  parameter  kelistrikan,  yaitu nilai  resistivitas  tanah,  yang  bertujuan  untuk mendapatkan gambaran perlapisan batuan bawah permukaan dengan menempatkan
elektroda  di  atas  permukaan  tanah  (Devy  & Sarungallo,  2018;  Azhar  &  Handayani,  2004). Selain  itu,  metode  ini  juga  dapat  mengetahui penyebaran  perlapisan  batuan/material  secara kualitatif dan dua dimensi, serta memprediksikan sebaran airtanahnya (Santoso, 2016; Muhammad dkk., 2016).
Parameter terukur dari pengukuran  ini adalah beda potensial (V) dan arus listrik (I) (Telford et al., 1990).  Adapun  variabel  dalam  pengukuran  ini adalah jarak elektroda terhadap titik ukur. Dengan informasi  nilai  beda  potensial,  arus  listrik  dan posisi elektroda, serta melalui pengolahan forward dan inversi akan didapatkan perlapisan resistivitas.  Selanjutnya  perlapisan  resistivitas  ini diinterpretasikan sebagai perlapisan batuan.
2. Metode
Penelitian berlokasi di Desa Sekurau, Kecamatan  Bengalon,  Kabupaten  Kutai  Timur, Provinsi Kalimantan Timur. Kecamatan Bengalon mempunyai jarak ± 250 km dari ibu kota provinsi Kalimantan  Timur,  yaitu  Samarinda,  yang
ditempuh ± 10 jam perjalanan melewati darat ke arah  utara.  Sedangkan  jarak  lokasi  penelitian dengan Kecamatan Bengalon ± 20 Km. Selain itu, daerah penelitian termasuk dalam Cekungan Air Tanah Samarinda-Bontang. Deskripsi lokasi dan Cekungan  Air  Tanah  (CAT)  daerah  penelitian dapat ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Lokasi penelitian
Tahapan penelitian awal diawali dengan studi literatur  yang  diperoleh  dari  jurnal,  buku  teks, laporan-laporan penelitian terdahulu yang relevan.  Selanjutnya,  observasi  lapangan  yang diharapkan dapat mengetahui secara detail lokasi penelitian,  seperti  topografi,  geomorfologi  dan pemanfaatan lahan.
Data-data yang menjadi penentu penelitian ini, yaitu data primer dan data sekunder. Kedua data ini saling terkait satu dengan yang lain, sehingga dapat  menghasilkan  analisis  data  yang  sesuai dengan  kondisi  lapangan  dengan  pendekatan kuantitatif.
1. Data Sekunder.
- Data  peta  topografi.  Data  ini  bersumber dari  situs Online yang  berupa  peta DEMNAS. DEMNAS atau
Digital Elevation Model yang dikhususkan untuk wilayah Indonesia.
Situs yang
menyediakan data ini adalah http://tides.big.go.id/DEMNAS/
- Peta  tata  guna  lahan.  Sumber  data berasal  dari  digitasi  citra  satelit  Google map yang terbaru.
- Peta  Geologi  regional.  Peta  geologi  ini yang digunakan berasal dari peta lembar Sangatta  nomor  1916  yang  dikeluarkan oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi  Bandung  yang  dibuat  oleh Sukardi dkk., (1995).
- Peta Rupa Bumi Indonesia (RBI),  nomor peta 1916 lembar Bontang dari Bakosurtanal,  yang  sekarang  berganti nama dengan Badan Informasi Geospasial (BIG) Bogor.
2. Data Primer
- Data pengukuran lapangan litologi bawah permukaan dengan metode geolistrik 2D. penelitian  ini  menggunakan  10  lintasan
dengan  Panjang  lintasan  475 –  500 meter,  spasi  elektroda  10  meter,  dan penetrasi  kedalaman  90  meter.  Adapun peralatan yang digunakan dalam penerapan metode geolistrik 2D.
Tabel 1. Peralatan penelitian No Peralatan No Peralatan 1 Resistivity meter Syscal Jr. 6 Multi Channel Switch Box 2 Rol kabel 12 buah (@ 100 meter) 7 Palu 4 buah 3 Elektroda (49 buah) 8 HT ( Handy Talky ) 4 buah 4 Meteran 2 buah 9 GPS (Global Positioning System) 5 Aki 12 volt 10 Toolkit
Geolistrik  2D  merupakan  metode  geofisika yang  menggunakan  parameter  kelistrikan  untuk mendapatkan  gambaran  per  lapisan  batuan bawah permukaan. Metode penelitian ini didasarkan  pada  penempatan  elektroda  pada permukaan kemudian di aliri arus listrik sehingga akan  mendapatkan  beda  potensial  (V)  dan  arus listrik  (I)  pada  setiap  per  lapisan  batuan  yang pada dasarnya memiliki resistivitas yang berbeda-beda  (Grant  &  West,  1965;  Koefoed, 1979).
Secara umum faktor yang mempengaruhi sifat kelistrikan  batuan  adalah  konduksi  elektrolitik, konduksi elektrolitik, dan konduksi dielektrik. Sifat kelistrikan  adalah  karakteristik  batuan  ketika dialirkan  pada  batuan  tersebut. Konduksi
elektronik  terjadi  pada  material  yang  memiliki banyak  elektron  bebas  di  dalamnya  sehingga arus listrik dialirkan dalam material oleh elektron bebas.  Selain  itu,  kimia  airtanah,  khususnya kation-anion  utama,  juga  mempengaruhi  dari kelistrikan material/batuan yang menjadi penentu kualitas airtanah (Wilopo dkk., 2020).
Konduksi  elektrolitik  banyak  terjadi  pada batuan atau mineral yang bersifat poros dan pada pori-pori  tersebut  terisi  oleh  larutan  elektrolit sehingga  memungkinkan  arus  listrik  mengalir akibat  dibawa  oleh  ion-ion  larutan  elektrolit. Konduktivitas dan  resistivitas batuan pori bergantung  pada  volume  dan  susunan  pori- porinya (Todd & Mays, 2005).
Tabel 2. Nilai resistivitas batuan dan mineral bumi (Lowrie, 2007)
Konduktivitas  akan  semakin  besar  jika kandungan air dalam batuan bertambah banyak, begitu pula sebaliknya. Konduksi dielektrik terjadi pada  batuan  yang  bersifat  dielektrik  artinya
batuan  tersebut  mempunyai  elektron  sedikit bahkan  tidak  ada  sama  sekali  (Timotius  dkk., 2014).  Namun,  akibat  adanya  pengaruh  medan listrik  dari  luar,  maka  elektron-elektron  dalam atom  batuan  akan  berpindah  dan  berkumpul terpisah dengan intinya, sehingga terjadi polarisasi. Berdasarkan nilai resistivitas listriknya, batuan dan mineral dapat dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu; konduktor baik (10 -5 <ρ< 10 0 Ω m),  konduktor  pertengahan  (10 0 <ρ<  10 5 Ω  m), isolator (ρ> 10 5 Ω m) (Lowrie, 2007). Secara rinci, Tabel  harga  resistivitas  material  bumi  dapat dilihat pada Tabel 2.
Tahap  analisis  merupakan  tahapan  setelah pengambilan  data  pengukuran  di  lapangan beserta  data  sekunder.  Data yang  diperoleh  dari pengukuran kemudian diproses untuk mendapatkan  nilai  resistivitas  semu  dengan mengalikan nilai resistansi dengan faktor geometri. Proses ini dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak tabulasi. Selanjutnya, dengan perangkat lunak editing teks, data  disusun  sesuai  perangkat  lunak  yang  akan digunakan untuk mengolah, yaitu Res2dinv.
Data  masukan  resistivitas  ini  masih  semu, sehingga  perlu  dilakukan  inversi  agar  menjadi reisitivitas  sebenarnya  ( true  resistivity ) dengan cara membuat model penampang 2D
berdasarkan parameter lapangan dan perhitungan.  Selanjutnya,  hasil  parameter  data lapangan dilakukan proses inversi untuk mendapatkan model penampang 2D hasil inversi. Hasil inversi kemudian dilakukan proses pemodelan  ke  depan  ( forward modeling )  untuk mendapatkan  model  penampang  2D  hasil perhitungan. Penampang  ini kemudian dilakukan pencocokan dengan hasil model penampang dari parameter  lapangan  untuk  didapatkan  akar kesalahan  kuadrat  rata-rata  atau  RMSE  ( Root Mean Square Error ) . Apabila RMSE masih tinggi maka  dilakukan  perhitungan  kembali  sampai mendapatkan nilai < 10%. Sehingga, model yang didapatkan akan sesuai/mendekati dengan kondisi  geologi  dan  keadaan  sebenarnya  di lapangan.

## 3.  Hasil dan Pembahasan
Lokasi penelitian dan seluruh  lintasan geolistrik  secara  geologi  berada  di  Formasi Aluvium  Deposit  (Qa)  yang  mengandung  litologi lempung,  silt,  pasir,  gravel  dan material unconsolidated lainnya hasil erosi yang terendapkan.  Secara  detail,  posisi  daerah penelitian pada geologi regional ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Peta geologi regional daerah penelitian
Daerah penelitian (kotak merah) masuk dalam dua formasi, yaitu Formasi Tendehantu (Tmt)  dan Endapan  Aluvium  (Qa).  Formasi  Tendehantu terdiri  atas  batugamping  terumbu  koral  dan batugamping  terumbu.  Sementara  itu,  endapan Aluvium, yang menjadi mayoritas lokasi penelitian,  meliputi  endapan  lempung,  lanau, pasir, dan kerikil yang terbentuk akibat pengendapan  sungai.  Berdasarkan  Gambar  3, menunjukkan  lintasan  daerah  penelitian  berada dekat  dengan  pantai  sehingga  endapan  pantai juga  ikut  andil  dalam  pembentukan  formasi  di daerah ini.
Daerah  pengukuran  geolistrik  2D  didominasi oleh  rawa-rawa  yang  banyak  tergenang  air. Lempung  dan  lanau  mendominasi  permukaan daerah  pengukuran  karena  berkaitan  dengan adanya  daerah  rawa.  Beberapa  daerah  yang kering  merupakan  campuran  dari  pasir  dan lempung. Adanya  pasir  menjadi  jalan  masuk  air untuk  meresap  ke  bawah  permukaan  tanah.  Air akan  berhenti  di  lapisan  yang  kedap  air  yaitu lapisan  batuan  yang lebih  padat  maupun lapisan lempung.
Gambar 3. Lokasi pengukuran geolistrik 2D
Gambar 4. Contoh profil lintasan resistivitas rendah (GL-04) daerah penelitian
Gambar 5. Contoh profil lintasan resistivitas tinggi (GL-01) daerah penelitian
Lapisan dengan resistivitas rendah 1 – 4 Ω m dengan  indikasi  warna  biru  (Gambar  4), diinterpretasikan  sebagai  pasir  dan  lempung pasiran  tersaturasi  air.  Kedalaman  lapisan  ini bervariasi dari 0 hingga 50 meter dari permukaan. Selain itu, pengaruh lapisan pasir sebagai lapisan yang  mempunyai  porositas  tinggi  yang  mampu menyerap  dan  menyimpan  air  dalam  jumlah besar.    Terdapatnya  lapisan  lempung  sebagai lapisan kedap dengan kedalaman 0 meter hingga
70 meter dengan indikasi nilai resistivitas 4 – 10 Ω m  (warna  hijau –  hijau  kekuningan,  Gambar  5). Lapisan  lempung  ini  memiliki  tekstur  mineral kompak tidak tersaturasi air. Lapisan dengan nilai resisitivitas >15 Ω m, kedalaman 25 hingga 70 dari permukaan dengan warna resistivitas kuning yang dominasi batulempung. Secara geologi, lapisan ini mempunyai  porositas  rendah  hingga  sangat rendah dan bersifat kedap ( impermeable ).
Tabel 2. Interpretasi data geolistrik ID Panjang Lintasan (m) Kedalaman (m) Resistivitas ( Ω m) Warna resistivitas Material GL-01 481,53 0 – 40 4 – 10 Hijau – hijau kekuningan Lempung 40 – 50 1 – 4 Biru pasir GL-02 484,92 0 – 10 1 – 4 Biru Pasir 10 – 40 4 – 10 Hijau – hijau kekuningan Lempung 50 – 65 > 15 Kuning Batulempung GL-03 482,56 2 – 30 1 – 4 Biru Pasir 30 – 50 4 – 10 Hijau – hijau kekuningan Lempung GL-04 486,73 2 – 40 1 – 4 Biru Lempung pasiran 40 – 70 4 – 10 Kuning Lempung GL-05 480,9 0 – 10 4 – 10 Hijau – hijau kekuningan Lempung 10 – 30 1 – 4 Biru Lempung pasiran GL-06 477,59 2 – 35 1 – 4 Biru Lempung pasiran 35 – 50 4 – 10 Hijau – hijau kekuningan Lempung GL-07 482,77 5 – 25 1 – 4 Biru Pasir 25 – 40 >15 Kuning Batulempung GL-08 479,57 0 – 10 4 – 10 Hijau – hijau kekuningan Lempung 10 – 30 1 – 4 Biru Lempung pasiran
ID Panjang Lintasan (m) Kedalaman (m) Resistivitas ( Ω m) Warna resistivitas Material GL-09 478,6 0 – 10 4 – 10 Hijau – hijau kekuningan Lempung 10 – 30 1 – 4 Biru Lempung pasiran GL-10 481,59 0 – 10 4 – 10 Hijau – hijau kekuningan Lempung 10 – 30 1 – 4 Biru Lempung pasiran
Hasil  interpretasi  dan  analisis  geolistrik  2D, bahwa  lapisan  akuifer  (pasir-lempung  pasiran), yang  berfungsi  sebagai  lapisan  pembawa  air (akuifer),  dibatasi  dan  tertutup  oleh  lapisan penyekat  pada  bagian  atas  dan  bawah  oleh batuan  yang  relatif  bersifat  kedap,  yakni  lapisan batulempung. Selain itu, terdapat batupasir, yang mayoritas berupa sisipan dan sangat kompak dan berumur  tua,  terbentuk  akibat  dari  proses sedimentasi daerah aluvial menyebabkan lapisan batupasir ini kemungkinan kecil berfungsi sebagai akuifer potensial, sehingga jenis akuifer di daerah penelitian  masuk  dalam  kategori  akuifer  semi tertekan ( semi confined aquifer ). Daerah penelitian  yang  berawa-rawa  serta  berdekatan dengan pantai dimungkinkan terjadinya intrusi air laut  dalam  tanah  yang  mengakibatkan  airtanah mempunyai kualitas payau.

## 4.  Kesimpulan
Nilai  resistivitas  rendah  ( 1-4 Ωm) berwarna biru  sebagai  pasir  dan  lempung  pasiran tersaturasi  air, kedalamannya  bervariasi  dari 0 – 50 meter. Lapisan ini mempunyai porositas tinggi yang  berfungsi  sebagai  akuifer.  Lapisan  batuan yang  lebih  padat  terindikasi  berada  pada kedalaman  25 –  70  meter  di  bawah  permukaan dengan  nilai  resistivitas  lebih  dari  15 Ω  m berwarna  kuning  yang diindikasi sebagai lapisan batulempung  bertekstur  mineral  kompak  tidak tersaturasi  air.  Lapisan  ini  secara  geologi memiliki  porositas  rendah –  sangat  rendah  dan bersifat impermeable atau kedap air. Jenis akuifer daerah  penelitian  dikategorikan  sebagai  akuifer semi  tertekan  ( semi confined  aquifer ).  Dominasi rawa-  rawa  dan  lokasi  yang  dekat  pantai menyebabkan terjadinya intrusi  air  laut  ke dalam akuifer yang menyebabkan airtanah payau.

## Ucapan Terima kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada CV.  Ivan  Sakti  yang  sudah  memberikan dukungan  data  beserta  ide-ide  yang  konstruktif dari  para  teknisi  lapangannya  demi  kelancaran penelitian ini.

## Daftar Pustaka
Azhar,  and  Handayani,  G.,  2004, Application  of Schumberger configuration geoelectric method
for  determination  of  coal  type  resistance . Jurnal Natur Indonesia 6 (2): 122-126 Devy, S.D., and Sarungallo, C., 2018, Groundwater  aquifer  study  on  coal  mining area:  a  case  of  North  Samarinda,  Indonesia . Journal  of  Degraded  and  Mining  Lands Management 6(1): 1483-1493.
Fetter,  C.W.,  2001, Applied  Hydrogeology 4 th edition. Prantice-Hall, Inc. New Jersey, 621p.
Grant, F. S., and West, G. F., 1965, Interpretation theory  in  applied  geophysics .  McGraw-Hill Book.
Koefoed,  O.,  1979, Resistivity  sounding  on  an earth  model  containing  transition  layers  with linear  change  of  resistivity  with  depth . Geophysical Prospecting 27(4): 862-868.
Lowrie,  W.,  2007, Fundamentals  of  geophysics . Cambridge University Press
Mohammad,  F.,  Mardiana,  U.,  Yuniardi,  Y., Firmansyah, Y. and Alfadli, M.K., 2016, Ground water potential based on rock resistivity value in  Cangkorah  Village,  Kecamata  Batujajar, West  Bandung  Regency .  Bulletin  of  Scientific Contribution 14(2): 141-152.
Santoso,  B.,  2016,  Penerapan  Metode  Geolistrik 2D  untuk  Identifikasi  Amblasan  Tanah  dan Longsoran  di  Jalan  Tol  Semarang – Solo KM 5+400 – KM 5+800. Jurnal Spektra 1(2): 179- 186
Sukardi, N. Sikumbang, I. Umar, dan R. Sunaryo,
1995,  Peta  Geologi  Bersistem  Indonesia, Lembar Sangatta, Nomor 1916 Skala 1:250.000,  1995.  Pusat  Penelitian  dan Pengembangan Geologi, Bandung
Telford,  W.M.,  Gerald,  L.P.,  and  Sheriff,  R.E., 1990, Applied  Geophysics.  Second  Edition . Cambridge University Press
Timotius,  Putra,  Y.S.,  Lapanporo  B.P.,  2014, Identifikasi  Keretakan  Beton  Menggunakan Metode  Geolistrik  Resistivitas.  Jurnal  Prisma Fisika 2(2): 92-99
Todd, D. K., and Mays, L. W., 2005, Groundwater hydrology edition . Welly Inte, 891 Wilopo, W., Putra, D.P.E., and Susatio. R., 2020,
Aquifer distribution and groundwater geochemistry  in  Bojonegoro  Sub-district, Bojonegoro  District,  East  Java  Province, Indonesia .  Journal  of  Degraded  and  Mining Lands Management 7(4): 2327-2335.