## IDENTIFIKASI INTRUSI AIR LAUT PADA AIR TANAH MENGGUNAKAN METODE RESISTIVITAS 2D STUDI KASUS SURABAYA TIMUR
Rizky Rahmadi Wardhana 1) , Dwa Desa Warnana 1) , dan Amien Widodo 1)
1 Teknik Geofisika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Email : rizkykopral@gmail.com
Abstrak. Kawasan  Surabaya  Timur  telah  mengalami  intrusi  air  laut  dan  berdampak  pada  akuifer  air tanah sehingga memiliki kualitas air dengan adanya kadar garam yang terdapat pada sumur penduduk sekitar.  Masalah  adanya  dugaan  intrusi  air  laut  ini  telah  diidentifikasi  dengan  menggunakan  metode geolistrik  dengan  menggunakan  konfigurasi wenner-schlumberger yang  terletak  di  kawasan  Surabaya Timur yang bertujuan untuk mengidentifikasi adanya intrusi air laut. Pengambilan data telah dilakukan pada  kawasan  Surabaya  Timur  saja.  Data  sumur  juga  dilakukan  pengambilan  sampel  untuk mendapatkan hasil parameter air berupa elevasi muka air tanah,  Salinitas, TDS, pH, dan Konduktivitas. Akuisisi  data  geolistrik  dilakukan  pada  3  titik  lokasi  yaitu  Sutorejo,  Klampis,  dan  ITS  dengan menggunakan  metode  Resistivitas  2D  dan Induced  Polarization .  Tahapan  dari  pengolahan  data menggunakan perangkat lunak Res2Dinv . Berdasarkan hasil interpretasi pada daerah peneltian Sutorejo, pada  kedalaman  0.6-3,5  meter  atau  pada  perlapisan  paling  atas  diduga  terjadi  intrusi  air  laut  dengan nilai resistivitas 0.734-6.31 ohm.m yang terdapat pada bagian tengah hingga Timur Laut. Dugaan ini juga didukung dari hasil penelitian dari metode Induced Polarization yang menujukkan nilai 0.202 msec pada kedalaman 0.6 - 3.5 meter.
Kata Kunci :  Intrusi Air Laut, Resistivitas, IP, Akuifer
Abstract. East  part  of  Surabaya  City  had  seawater  intrution  and  had  impact  for  ground  water  aquifer, then  for  those  reason,  Surabaya  has  bad  quality  of  groundwater  that  contains  unusual  salinity.  To investigate  this  cases,  researcher  use  Electrical  Resisitivity  Method  with  Wenner-Schlumberger configuration  to  indicate  salinity  trouble  in  East  Surabaya.  Observation  data  have  been  collected  with some parameters, such as ground water level,  salinity, pH, TDS (Total Dissolve  Solid), and conductivity. Acquisition  in  this  research  took  in  3  places,  those  places  located  in  Sutorejo,  Klampis  and  ITS  Campus with 2D Resistivity Method and Inducted Polarization. Step for processing data in it are using RES2DINV software.  From  interpretation  section  in  Sutorejo  case,  at  depth  of  0.6-3.5m  or  the  upper  layer  is expected  for  seawater  intrusion  with  resisitivity  range  from  0.734  –  6.32  Ohm.m  at  middle  part  to northeast part of resisitivity section. This interpretation are also supported by the results of research from the Induced Polarization method that showed the value of 0.202 msec at a depth of 0.6-3.5 meters.
Keywords : Sea Water Intrusion, Resistivity, IP, Aquifer, East Surabaya

## PENDAHULUAN
Air tanah merupakan suatu sumber alam yang dapat  diperbarui  yang  bersifat  terbatas  dan  perlu peran  sangat  penting  dalam  penyediaan  air  bersih untuk  berbagai  keperluan.  Penggunaan  dari  air tanah  sebagai  sarana  kehidupan  lambat  laun semakin  meningkat  baik  guna  kebutuhan  industry maupun  untuk  kebutuhan  rumah  tangga.  Adanya penyedotan  air  tanah  yang  terus  menerus  tanpa memperhitungkan daya dukung dari lingkungannya yang  menyebabkan  permukaan  air  tanah  melebihi daya  produksi  dari  suatu  akuifer,  yang  juga merupakan  formasi  dari  pengikat  air  yang  juga memungkinkan  air  cukup  besar  untuk  bergerak.
Dimana  hal  ini  dapat  menimbulkan  terjadinya intrusi  air  laut  terhadap  sumber  air  bawah  tanah (Kodoatie, J.R, 1996).
Metoda  eksplorasi  yang  paling  sedikit  dalam membutuhkan  pembiayaan  yaitu  Metoda  Tahanan Jenis  Ini,  dibandingkan  dengan  metoda  eksplorasi yang  lain.  Dilain  sisi  dalam  hal  biaya  yang terjangkau, hasil yang diperoleh juga cukup akurat, karena itulah metoda ini sangat banyak digunakan. Terdapat  beberapa  contoh  penerapan  pada metoda  ini  antara  lain  Eksplorasi  Panas  Bumi, Hidrologi, Eksplorasi Mineral, Geofisika Lingkungan, Geofisika Teknik, dll.

## TINJAUAN PUSTAKA Geologi Regional
Wilayah  Surabaya  secara  fisiografi  regional Jawa Timur merupakan bagian dari Dataran  Pantai Utara  dan  Zona  Rembang.  Dataran  Pantai  Utara dicirikan  dengan  memiliki  kemiringan  hampir  nol, yang  tersusun  oleh  endapan  pantai  dan  sungai berukuran  lanau  hingga  lempung.  Dataran  Pantai Utara  ini  terletak  pada  bagian  utara  dan  timur wilayah  Surabaya.  Sebagian  besar  tanah  di Surabaya  merupakan tanah alluvial. Berikut adalah Geologi di Surabaya:
Gambar 1 Peta Geologi Kota Surabaya (Bapekko Surabaya)

## Intrusi Air Laut
Gambar 2 Penampang Intrusi Air Laut Ghyben-Herzberg Intrusi  atau  penyusupan  air  asin  ke  dalam akuifer  di  daratan  pada  dasarnya  adalah  proses masuknya  air  laut  di  bawah  permukaan  tanah melalui akuifer di daratan atau daerah pantai.
Apabila  keseimbangan  hidrostatik  antara  air bawah  tanah  tawar  dan  air  bawah  tanah  asin  di daerah  pantai  terganggu,  maka  akan  terjadi
pergerakan  air  bawah  tanah  asin/air  laut  kearah darat dan terjadilah intrusi air laut.
Gambar  2  menunjukkan  hubungan  Ghyben- Herzberg, dalam persamaan:
(1)
Dimana:
ρ f = densitas air tawar ρ s = densitas air asin
Lalu persamaan diatas bisa ditulis sebagai berikut:
z = 40 h (2)
Salam  (2011)  memberikan  anggapan  bahwa kedalaman  batas  ( interface )  air  tawar  dan  air  asin adalah  sekitar  40  kali  ketinggian  muka  air  tanah dari  muka  air  laut.  Kedalaman  bidang  temu  ini bergantung  pada  kedudukan  paras  air  tanah  yang tawar yang telah dihitung dari air laut.

## Metode Resistivitas 2D
Teori  dasar  yang  digunakan  pada  metoda resistivitas ini adalah hokum ohm yang menyatakan,  arus  yang  mengalir  (I)  pada  suatu medium adalah sebanding dengan voltage (V) yang terukur  dan  berbanding  terbalik  dengan  resistansi (R) medium dan dapat dirumuskan:
V = I.R (1)
Prinsip  dasar  yang  digunakan  pada  alat  ini yaitu  adalah  dengan  menginjeksikan  arus  listrik  ke dalam bumi. Setelah out mengamati beda potensial (∆ V )  dan  arus  (I)  yang terbentuk melalui  dua  buah elektroda  yang  telah  ditempatkan  di  tempat  lain. Perbedaan  antar  potensial  dan  arus  ini  akan menghasilkan  suatu  nilai  ahanan  jenis.  Perbedaan nilai  tahanan  jenis  dapat  merfleksikan  keadaan  di bawah permukaan bumi.
Pada  teknik  pengolahan  data,  data  pada beda  potensial  (∆ V )  dan  arus  (I)  yang  didapat  dari pengukuran  akan  dihitung  sehingga  diperoleh  nilai tahanan  jenis  semu  ( ρ a ).  Menurut  Telford  (1990) dan  Reynolds  (1997)  tahanan  jenis  semu  dapat dihitung berdasarkan rumus :
(2)
dimana :
K = factor geometri ∆ V = beda potensial antara kedua elektroda I
= kuat arus yang diinjeksikan
Besar  pada  nilai  tahanan  jenis  semu  (ρ a )  akan dikelompokkan  sesuai  dengan  kedalaman  lapisan (n).  lalu  data-data  yang  telah  tersusun  diolah dengan menggunakan software Res2dinv Ver 3.48a. Sehingga  diperoleh  gambaran  atau  citra  mengenai keadaan bawah permukaan berdasarkan perbedaan nilai tahanan jenis.
Konfigurasi Wenner - Schlumberger Konfigurasi yang akan digunakan yaitu Wenner -  Schlumberger ,  konfigurasi  dengan  sistem  aturan spasi yang konstan dengan catatan factor “n” untuk konfigurasi  ini  adalah  perbandingan  jarak  antara elektroda  C1-P1  (atau  C2-P2)  dengan  spasi  antara P1-P2  seperti  pada  Gambar  2.6.  Lalu,  jika  jarak antar  potensial  (P1  dan  P2)  adalah a maka  jarak antar  elektroda  arus  (C1  dan  C2)  adalah  2na  + a . Proses penentuan resistivitas menggunakan 4 buah elektroda yang diletakkan dalam sebuah garis lurus (Sakka, 2001).
Arus listrik  yang dapat  menembus permukaan bola  yang  mempunyai  luas  A,  tebal dr ,  dan  beda potensial dV antara dua titik dalam bola bagian luar dan dalam:
(3) Luas  permukaan  dari  setengah  bola ,  maka
persamaan (1) menjadi :
(4)
Tanda  dari  negatif  (-)  menjelaskan  bahwa  arus mengalir  dari  tempat  yang  mempunyai  potensial tinggi ke rendah.
Dua  elektroda  arus  yang  dipasang  dengan jarak  yang  sudah  ditentukan  seperti  pada  Gambar 2, akan menyebabkan potensial pada titik-titik yang dekat  dengan  permukaan  yang  dipengaruhi  dari kedua  elektroda  arus  tersebut  (Reynolds,  1997 dalam Bahri, 2005).
Gambar 2. Dua elektroda arus dan dua elekroda potensial pada permukaan homogen isotropis degan tahanan jenis ρ (Bahri, 2005).

## METODOLOGI PENELITIAN

## Gambar 2. Diagram AlirPenelitianResistivitas 2D
Penjelasan diagram alir diatas.
1. Mulai
2. Melakukan  pengukuran  sumur,  dengan output 4 parameter. Dalam pengukuran ini dilakukan  pengambilan  sample  dari  12 sumur.
3. Lalu  pembuatan  peta  kontur  dari  masing- masing  parameter  air  di  Surfer.  Dalam halini,  kontur  yang  digunakan  hanya Salinitas, pH dan kedalaman.
4. Menentukan lokasi pengukuran Resistivitas dan IP  berdasarkan  kontur  Salinitas karena padapenelitian  ini  difokuskan  untuk  Intrusi air  laut.  Berdasarkan  kontur  salinitas,  akan ditentukan  dengan  mennyesuaikan  3 kategori  yaitu  asin,  payau,  dantawar  yang diketahui dari nilai salinitas.
Interpretasi Kualitatif dan Kuantitatif Metode Resistivitas 2D Resistivitas Semu Inversi Model 2D Resistivitas Pengukuran Sumur (tiap 1 bulan) Mulai -pH -Salinitas -ORP -TDS -Elevasi MAT -Konduktivitas Penentuan lokasi pengukuran Geolistrik berdasarkan peta salinitas Peta kontur parameter air tanah -Tawar -Payau -Asin Selesai -Kontur pH -Kontur Salinitas -Kontur Elevasi Muka Air Tanah
Dugaan Zona Lempungan Dugaan Akuifer Pasiran 5. Lalu masuk kebagian akuisisi data Resistivitas 2D.
6. Dalampengukuran  resistivitas  ini  akan didapatkan data resistivitas semu
7. Setelah itu setelah data diolah
menggunakan excel, akan dilakukan pengolahan menggunakan Res2dinv.
8. Selanjutnya  dilakukan  proses  inversi  data, yang  kemudian  akan  didapatkan  hasil penampang resistivitas.
9. Setelah  dirasa  cukup,  akan  dilakukan interpretasi  data  berupa  kualitatif  dan kuantitatif  dari  penggabungan  hasil  2 metode ini.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Kontur Sebaran Lokasi Pertama Sutorejo
Daerah  ini  telah  dilakukan  penelitian  hanya dengan 1 bentangan, pada  tanggal 9 Oktober 2016 pukul  13.00  hingga  23.30.  Ini  dikarenakan  kondisi lapangan yang kurang mendukung serta cuaca yang pada  saat  itu  mengganggu  proses  pengambilan data.  Serta  hanya  mendapatkan  total  lintasan sepanjang 80 m.
Gambar4.Hasilpenampangresistivitas 2D padalintasanpertama.
Berdasarkan  hasil  penampang  pada  gambar  4, diperoleh hasil seperti berikut:
1. Lapisanpertamamempunyainilai  resistivitas yang  tinggi  yaitu  (6.81-63.1  ohm.m)  pada kedalaman  0.6-3  meter  yang  ditunjukkan oleh  warna  kuning  hingga  ungu,  bahwa pada  lapisan  ini  dapat  diduga  sebagai akuifer  yang  bercampur  dengan  pasiran. Pada  bagian  tengah  sampai  timur  laut  (L1) ini  didominasi  oleh  nilai  resistivitas  yang cukup  rendah. Dapat  dilakukan  pendugaan bahwa adanya kemungkinan intrusi air laut berasal dari arah utara.
2. Dibawah  lapisan  yang  pertama  terdapat lapisan  yang  diduga  sebagai  lempung  yang berasosiasi dengan pasiran pada kedalaman  3-8  meter  dengan  memiliki ketebalan 5 meter.
3. Untuk  lapisan  paling  bawah  yaitu  diduga sebagai  lapisan  lempung  dengan  nilai resistivitas (0.734-6.81 ohm.m).

## Lokasi Kedua Klampis
Daerah ini telah dilakukan penelitian hanya dengan  1  bentangan,  pada  tanggal  11  Oktober 2016  pukul  13.00  hingga  23.30.  Ini  dikarenakan kondisi  lapangan  yang  kurang  mendukung  serta cuaca  yang  pada  saat  itu  mengganggu  proses pengambilan data. Serta hanya mendapatkan total lintasan sepanjang 100 m.

## Gambar 5 Penampang resistivitas 2D pada lintasan kedua.
Berdasarkan  hasil  penampang  pada  gambar  5, diperoleh hasil seperti berikut:
1. Lintasan  ini  memiliki  penutup  secara menyebar dari utara keselatan dengan nilai resistivitas  20.7-63.1  ohm.m  di  kedalaman 0.1.9 m. Dan diduga sebagai lapisan akuifer pasiran.
2. Nilai  resistivitas  sedang  didapati  pada kedalaman 3-3.5 m dengan nilai resistivitas 0.734-6.81  ohm.m  dan  diduga  sebagai akuifer berupa lempungan..
3. Untuk  nilai  resistivitas  rendah  terdapat  di kedalaman  3-9  m  dengan  rentan  nilai 0.0260-0.241  ohm.m  dan  diduga  sebagai lempung pasir.

## Lokasi Ketiga Hidrodinamika ITS
Daerah ini telah dilakukan penelitian hanya dengan  1  bentangan,  pada  tanggal  25  Desember 2016  pukul  10.00  hingga  18.30.  Ini  dikarenakan
Intrusi Air Laut
kondisi  lapangan  yang  kurang  mendukung  serta cuaca  yang  pada  saat  itu  mengganggu  proses pengambilan data. Serta hanya  mendapatkan total lintasan sepanjang 100 m.

## Gambar 6. PenampangResistivitasLokasiTiga
Berdasarkan  hasil  penampang  pada  Gambar  6, didapati hasil seperti berikut:
1. Nilai  resistivitas  tertinggi  berada  di  topsoil dengan20.7-63.1  ohm.m  pada  kedalaman 0-4 m dengan dugaan sebagai zona alluvial pasiran.
2. Untuk  nilai  resistivitas  sedang  pada kedalaman  1-6  meter  dengan  nilai resistivitas  0.734-6.81  ohm.m  dan  diduga sebagai akuifer berupa lempungan.
3. Dan  lapisan  dengan  resistivitas  terendah terdap  atpada  kedalaman  0.0260-0.241 ohm.m dengan kedalaman 3-8 m
dandiduga sebagai lapisan endapan alluvial dan pasiran beserta lempungan.

## PENUTUP

## Kesimpulan
Kesimpulan  yang  dapat  diambil  dari  penelitian ini antara lain:
1. Dari pengukuran metode Resisitivitas 2D ini menghasilkan data penampang yang cukup baik dalam  penelitian  ini.  Zona  intrusi  air  laut  dapat terlihat  pada  lokasi  Sutorejo  dengan  nilai resistivitas  6.31  ohm.m.  Hasil  ini  juga  didukung dari  data  IP  dan  data  sumur  sekitar  lokasi pengukuran.
2. Untuk daerah ITS seharusnya menunjukkan adanya  zona  akuifer  air  asin,  namun  nilai resistivitas  pada  zona  yang  diduga  terlampau besar. Dugaan ini disebabkan karena
terdapatnya  asosiasi  anatra  akuifer  dengan lempung.  Namun  nilai  chagreabilitas  telah menunjukkan  hasil  yang  lumayan  baik  sebesar
0.202  msec  yang  berarti  bahwa  adanya  zona akuifer air asin pada daerah tersebut.
3. Pada  penelitian  ini,  metode  resistivitas  2D sangat baik dalam identifikasi intrusi air laut. Hal ini  juga  didukung  dari  penampang  IP  yang menjadi.

## Saran
Saran dari hasil dan kesimpulan untuk membangun hipotesa-hipotesa selanjutnya antara lain:
1. Hasil  dari  metode  Resistivitas  2D  dan  IP menunjukkan  kemampuan  yang  sangat  bagus dalam identifikasi intrusi air laut. Namun hal ini perlu dilakukan penelitian lanjut guna mengetahui  sebaran  intrusi  air  laut  di  Kota Surabaya. 2. Perlu dilakukan penelitian metode Resistivitas  3D  guna  mengetahui  secara  3D zonaintrusi air laut.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada dosen-dosen  pembimbing  Bapak  Dwa  Desa Warnana  dan  Bapak  Amien  Widodo  atas  ide penulisan  dan  pengarahannya  selama  proses penelitian hingga penulisan

## DAFTAR PUSTAKA
Bahri.  2005. Hand  Out  Mata  Kuliah Geofisika  Lingkungan  dengan  Topik  Metode Geolistrik Resistivitas. FMIPA ITS, Surabaya.
Griffiths, D.H. and R.D. Barker. 1993. “Two- Dimensional  Resistivity  Imaging  and  Modeling in  areas  of  Complex  Geology”. Journal  of Applied Geophysics . 29:211-226.
Harto,  Sri  Br.  1993. Analisis  Hidrologi . Jakarta. PT Gramedia Pustaka Utama.
Haryanto,  A.  2011. Aplikasi  Metode Resistivitas Menggunakan Geolistrik
untukMonitoring  Intrusi  Air  Laut  Skala  Model . Skripsi. Semarang: Universitas Negeri semarang.
Kodoatie,  J.R.  1996. Pengantar  Hidrologi . PenerbitAndi. Yogyakarta.
Loke,  M.H.,  1999. Res2Dinv  ver  3.3  for windows 3.1, 95 and NT: Rapid 2D resistivity and
IP  inversion  using  the  least-squares  method , Penang Malaysia.
Permenkes RI.
No.416/Menkes/Per/IX/1990tentang syarat- syaratdan  Pengawasan  Kualitas  Air  yaitu Mikrobiologi, fisik, kimia, dan radio aktif
PUSLIT-KLH  ITS  dengan  Bapedda,  1999. Studi  Sistem  Jaringan  Resapan  Air  Buatan  di Kecamatan  Kenjeran  Kotamadya  DATI  II Surabaya. Laporan Penelitan, Surabaya.
Raynold,  J.M,  1997. Introdution  to  Applied and  Eviromental  Geophysics .  JohnWilley  and Soon Ltd.
Sangkoro, Djoko. 1979. Teknik Sumber Daya Air . Jakarta. Erlangga.
Sosrodarsono,  S  dan  Takeda,  S.  2003. HidrologiUntuk  Perairan .  PT.  Pradnya  Paramita.
Jakarta.
Sutrisno, Totok. 2002. Teknologi
Penyediaan  Air Bersih. Jakarta: Rineka Cipta.
Salam,  R.  2011.  Kajian  Akifer  Pantai  Pulau Ternate.
Jurnal Aplikasi Fisika , 7(2): 51-55.
Telford,  W.M.  1990. Applied  Geophysics  : Second  Edition .    Cambridge:  Cambridge University Press.
Hendrayana, H. 2002.
Dampak
Pemanfaatan Air Tanah .
-------------------