© 2013 Program Studi Ilmu Lingkungan PPS Universitas Riau
Juandi., Ahmad, A., Edisar., Syamsulduha 2013:7 (2)

## ANALISIS PARAMETER AKUIFER BEBAS KOTA PEKANBARU UNTUK KEBERLANJUTAN AIR BAWAH TANAH
Juandi
Dosen Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau, Kampus Bina Widya Km 12,5 Simpang Panam Pekanbaru.
Adrianto Ahmad Dosen Fakultas Teknik Universitas Riau, Pekanbaru, Kampus Bina Widya Km 12,5 Simpang Panam Pekanbaru.
Edisar
Dosen Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau, Kampus Bina Widya Km 12,5 Simpang Panam Pekanbaru.

## Syamsulduha
Dosen Jurusan Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau, Kampus Bina Widya Km 12,5 Simpang Panam Pekanbaru.

## Parameter Analysis Unconfined Aquifer Pekanbaru City For  Sustainability Underground
Water

## ABSTRACT
Studies have been conducted to analyze the unconfined  aquifer parameters  City Pekanbaru. Based  on  the  results  obtained  that  the  unconfined  aquifer  transmissivity  Pekanbaru  City  is 13,58 ,  value  -  average  yield  sfesifik  unconfined  aquifer  by  geoelectric  measurement point  in the  city  of  Pekanbaru is 17.67%,   average hydraulic  conductivity  value unconfined aquifer    by  geoelectric  measurement  point  in  the  city  of  Pekanbaru  is  1,87  m  /  day  and unconfined  aquifer  thickness  value  based  geoelectric  measurement  point  in  the  city  of Pekanbaru is 7,264 m.
Keywords : Unconfined aquifer, geoelectric

## PENDAHULUAN
Agar  terjadi  keberlanjutan  perekonomian  meski  didukung  oleh  ketersediaan  sumberdaya  air di  suatu  wilayah,  maka  sangat  perlu  dilakukan  penelitian  analisis  karakteristik  parameter akuifer bebas yang menentukan keberlanjutan air tanah.
Karakteristik akuifer bebas meliputi : Karakteristik konduktivitas hidrolika (K), spesific yield (Sy),  dan  transmisivitas  (T).  Parameter  –  parameter  akuifer  tersebut  didapatkan  dari karakeristik litologi berdasarkan interpretasi data geolistrik (Todd, 1980).
Konduktivitas  hidrolika  atau  kelulusan  air  (K)  adalah  kemampuan  batuan  untuk  meluluskan air  di  dalam  rongga-rongga  batuan  tanpa  mengubah  sifat-sifat  airnya.    Kelulusan  air  ini sangat dipengaruhi oleh kesarangan dan sifat cairan yang melaluinya (Todd, 1980).
Spesific yield (Sy)  adalah  perbandingan  dalam  persen  jumlah  air  yang  dapat  diambil  dari tanah  atau  batuan  yang  jenuh  air  dibandingkan  dengan  volume  total  batuan  atau  tanah. Berdasarkan  jenis  litologi  yang  menyusun  lapisan  akuifer  dapat  ditentukan  besarnya  nilai specific yild -nya (Todd, 1980).
Transmisivitas (T) adalah banyaknya air  yanag dapat mengalir melalui suatu bidang  vertical setebal  akuifer,  selebar    satu  satuan  panjang  dengan  landaian  hidrolika  100  %.  Nilai transmisivitas  dipengaruhi  oleh  besarnya  debit  pemompaan  dari  sumur  bor,  disamping  itu specific yield dari batuan, konduktivitas hidrolika, dan ketebalan akuifer juga mempengaruhi besarnya nilai transmisivitas yang ada.
Tabel 1. Nilai kelulusan air dari berbagai macam litologi (Todd, 1980)
Litologi K (m/hari) Keterangan Litologi K (m/hari) Keterangan Kerikil kasar 150 Besar Pasir halus 2,5 Menengah Kerakal 270 Besar Lanau 0,08 Kecil Kerikil 450 Besar Lempung 0,0002 Sangat kecil Pasir kasar 45 Besar Batupasir halus 0,2 Menengah Pasir sedang 12 Besar Batupasir sedang 3,1 Menengah
Nilai transmisivitas akuifer dapat dinyatakan dalam persamaan (Todd,1980):
= × ..........................................................................................(1)
Tabel 2. Nilai Spesific Yield dari berbagai macam litologi (Todd, 1980)
No Litologi Spesific Yield (%) No Litologi Spesific Yield (%) 1 Kerakal kasar 23 8 Lempung 3 2 Kerakal 24 9 Batu pasir halus 21 3 Kerikil 25 10 Batu pasir sedang 27 4 Pasir kasar 27 11 Batu gamping 14 5 Pasir sedang 28 12 Sand dune 38 6 Pasir halus 23 13 Batu lanau 12 7 Lanau 8 14 Tuf 21
Penelitian ini menggunakan  konsep tahanan  jenis  susunan elektroda Wenner   yang memiliki keunggulan  yaitu ketelitian pembacaan tegangan  pada elektroda potensial  lebih baik dengan angka  yang relatif besar karena elektroda potensial  yang relatif dekat dengan elektroda arus. Menurut  Burger  (2006)  kelebihan  susunan  elektroda  Wenner  adalah  dengan  lebar  spasi elektroda potensial yang besar maka tidak memerlukan peralatan yang sensitif.
Dua  buah  elektroda  potensial  (P1  dan  P2)  dihubungkan  dengan  peralatan  Resistivitymeter yang berfungsi mengukur beda potensial yang terjadi di permukaan bumi.
Gambar 1. Susunan Elektroda Konfigurasi Wenner  (Astier, 1971).
Beda  potensial  yang  terukur  ( Δ V)  akibat  adanya  perbedaan  nilai  resistivitas  medium batuan bawah  permukaan  dapat  digunakan  untuk  menghitung  nilai  resistivitas  semu  dari  medium batuan ( ρ a ) dengan persamaan berikut :
                               4 3 2 1 1 1 1 1 1 2 r r r r I V a   I V k a   
Sehingga  persamaan  untuk  menentukan  nilai  K  (faktor  geometri  dari  konfigurasi  elektroda) dapat diketahui yaitu:
             
                4 3 2 1 1 1 1 1 2 r r r r k  Dimana: r 1 = Jarak C1 ke P1 = a r 4 = Jarak P2 ke C2 = a r 2 = Jarak P1 ke C2 = 2a r 3 = Jarak C1 ke P2 = 2a a    = Jarak spasi elektroda (m)
Δ V = Beda potensial yang terukur (volt)
I     = Kuat arus listrik yang diinjeksikan (amper)
Bumi  diasumsikan  memiliki  sifat  homogen  isotropis,  dengan  asumsi  ini  harga  resistivitas yang diperoleh dari pengukuran merupakan harga resistivitas  yang  sebenarnya. Namun pada kenyataannya  bumi  merupakan  lapisan-lapisan  dengan  harga  resistivitas  yang  berbeda-beda, sehingga  harga  potensial  yang  diperoleh  adalah  pengaruh  dari  lapisan-lapisan  tersebut.
…………..(2)
……………..(3)
………………(4)
Resistivitas yang diperoleh dari pengukuran dipermukaan bumi bukan harga resistivitas yang sebenarnya,  tetapi  harga  rata-rata  resistivitas  lapisan  dibawah  permukaan.  Resistivitas  ini disebut resistivitas semu (Loke, 2004).
Gambar  2. Asumsi Lapisan Resistivitas Semu di Bumi.

## METODE PENELITIAN
Gambar 2. Lokasi Penelitian

## METODE PENELITIAN
Metode  yang  dilakukan  dalam  penelitian  ini  adalah  eksperimen  lapangan.  Data  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  data  geolistrik  menggunakan  konfigurasi  elektroda Wenner.

## Gambar 3. Lokasi Penelitian
Peralatan untuk Pengolahan Data  terdiri dari :
- Satu unit computer - Perangkat lunak (software) Microsoft Excel Versi 2007 - Perangkat lunak (software) Notepad Versi 2007 - Perangkat lunak (software) Res2Dinv
ρ 1 ρ 1 ρ 1 ρ b ρ a
Tabel 3. Peralatan untuk Pengukuran di Lapangan.
NO NAMA ALAT GAMBAR 1. Instruments Geolistrik  merk NANIURA
model NRD 300 HF.
2. 2 buah elektroda arus dan 2 buah elektroda potensial.
3. Accu 12 V.
4. 4 roll kabel.
5. 1 buah meteran. - 6. Kamera digital. - 7. Lembar kerja. -
Prosedur Penelitian.
1. Pengukuran di Lapangan, menggunakan konfigurasi elektroda Wenner.
a) Persiapan pelaksanaan pengukuran, meliputi persiapan daerah yang akan diukur yaitu menentukan lintasan pengukuran.
b) Menyusun rangkaian alat resistivity meter untuk konfigurasi Wenner serta mengatur jarak spasi elektroda yang digunakan yaitu 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21…dst.
c) Mengaktifkan resistivity meter, lalu mengalirkan arus listrik ke medium tanah.
d) Mencatat arus listrik yang mengalir (I) dan beda potensial (V) antar dua titik elektroda.
e) Melakukan pengukuran seperti pada langkah b-c dan seterusnya.
f) Dari data hasil pengukuran selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menentukan nilai resistivitas semu menggunakan persamaan (2).

## Gambar 4. Cara Pengukuran dengan Konfigurasi Elektroda Wenner
2. Pengolahan Data.
Perhitungan  nilai  resistivitas  semu  dilakukan  dengan  menggunakan  program Microsoft  Excel  2007.  Data  hasil  pengolahan  tersebut berupa  nilai  resistivitas  semu, mid x dan spasi elektoda dibuka menggunakan program Notepad 2007 dan disimpan dalam  bentuk  DAT.  Selanjutnya  data  DAT  diolah  dengan  menggunakan  program VES.  Dari  inversi  akan  diperoleh  penampang  2  dimensi  dari  distribusi  nilai resistivitas bawah permukaan bumi.
3. Interpretasi Data / Analisa Litologi. Data  hasil  pengolahan  dari  program  VES  yaitu  berupa  distribusi  nilai  resistivitas bawah  permukaan  bumi,    berdasarkan  resistitivitas  bawah  permukaan  bumi  tersebut maka  dapat dilakukan  interpretasi  dan  klasifikasi  dari  perbedaan  nilai  resistivitasnya untuk  menentukan  struktur  litologi  bawah  permukaan  bumi.  Karena  setiap  lapisan atau material bumi memiliki nilai resistivitas dan ketebalan tertentu.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Parameter Akuifer Bebas Kota Pekanbaru
Parameter  akuifer  bebas  adalah  suatu  besaran  fisis  yang  berhubungan  dengan  karakteristik akuifer  memegang  peranan  penting  untuk  menentukan  keberlanjutan  air  akuifer  bebas  di suatu wilayah.
Parameter  akuifer  bebas  harus  dianalisa  terlebih  dahulu  sebelum  menentukan  prediksi keberlanjutan  air  akuifer  bebas  di  Kota  Pekanbaru.    Penentuan  parameter  akuifer  bebas  ini dapat dilakukan dengan penyelidikan geolistrik.
© 2013 Program Studi Ilmu Lingkungan PPS Universitas Riau
Adapun  parameter  akuifer  bebas  yang  diperlukan  untuk  memprediksi  keberlanjutan  air akuifer bebas di Kota Pekanbaru adalah :
1) Litologi akuifer bebas
2) Tebal akuifer bebas (m)
3) Konduktivitas hydrolik (m/hari)
4) Sfesifik yield atau storatovitas (%)
5) Transmisivitas ( / ℎ )
Kondisi  alamiah  akuifer  bebas  Kota  Pekanbaru  adalah  kondisi  yang  perlu  diketahui  untuk awal  perhitungan head  hidrolik alamiah  artinya  suatu  kondisi  dimana  lahan  belum  ada gangguan dari luar.
Data  yang  dapat  mengambarkan  kondisi  alamiah  akuifer  bebas  Kota  Pekanbaru  dalam penelitian  ini  digunakan  data  tahun  1998  yaitu  data  pengukuran  geolistrik  daerah  Kota Pekanbaru  yang  telah  dilakukan  oleh  Dinas  Pertambangan  Pemerintah  Daerah  Tingkat  I Provinsi Riau.
Data  geolistrik  tersebut  kemudian  diolah  dengan  program  VES  sehingga  diperoleh  model Litologi daerah Kota Pekanbaru seperti ditunjukkan dalam Tabel 4.
Tabel  4.  Menunjukkan  nilai  Tahanan  jenis  dapat  dilihat  ada  lima  lapisan  dengan  ketebalan berbeda  – beda.   Setiap  lapisan  ditandai  dengan  jenis  Litologi  tertentu,  dimana  untuk  setiap Litologi mempunyai nilai resistivitas tertentu.
Berdasarkan  sebaran  resistivitas  telah  dapat  diinterpretasikan  bahwa  pada  lapisan  pertama merupakan  Litologi  tanah  penutup  dengan  harga  resistivitas  30,55  Ohm.m,  lapisan  kedua dengan  Litologi  pasir  memiliki  nilai  resistivitas  sebesar  10,18  Ohm.m  dan  diinterpretasikan sebagai lapisan akuifer bebas dengan ketebalan 7,79 m, sedangkan lapisan ketiga merupakan Litologi  lempung  pasiran  dengan  harga  resistivitas  sebesar  3,46  Ohm.m  merupakan  lapisan impermeable.
Pada titik pengukuran  K2 juga terdapat tiga lapisan dengan lapisan pertama diinterpretasikan sebagai tanah penutup dengan  harga resistivitas 7,15 Ohm.m, lapisan  kedua dengan  Litologi pasir  merupakan lapisan akuifer bebas dengan nilai resistivitas 22,43 Ohm.m serta memiliki ketebalan 4,27 m.  Demikian pula untuk titik pengukuran lainnya dapat dilihat pada Tabel 4.

## Tabel 4. Nilai ketebalan  akuifer bebas berdasarkan titik pengukuran geolistrik di daerah Kota Pekanbaru
Titik Geolistrik Tahanan jenis (Ohm.m) Perkiraan Litologi Ketebalan (m) K1 30,55 Tanah penutup 7.79 10,18 Pasir 3,46 Lempung Pasiran K2 7,15 Tanah penutup 4.27 22,43 Pasir 3,58 Lempung Pasiran K3 100,75 Tanah penutup 8.34 15,11 Pasir 3,02 Lempung Pasiran K4 35,55 Tanah penutup 8.79 10,16 Pasir 3,15 Lempung Pasiran K5 10,16 Tanah penutup 7.13 32,55 Pasir 4,06 Lempung Pasiran Jumlah 36.32 Ketebalan rata-rata 7.264
Berdasarkan  nilai  Litologi  yang  ditemukan  pada sistim  akuifer  bebas  Kota  Pekanbaru  maka dapat  ditentukan  konduktivitas  hydrolik  akuifer  bebas  Kota  Pekanbaru  seperti  ditunjukkan pada Tabel 5.
Berdasarkan Tabel 5  dapat dilihat bahwa kemampuan batuan untuk meluluskan air di dalam rongga-rongga  batuan  tanpa  mengubah  sifat-sifat  airnya  memiliki  angka  rata  –  rata  1,87 m/hari.  Tabel  5  memperlihatkan  bahwa  kelulusan  air  ini  sangat  dipengaruhi  oleh  Litologi penyusun akuifer bebas.
Tabel  5 menunjukkan bahwa struktur Litologi geologi berpengaruh terhadap besar – kecilnya gerakan  air  tanah,  sekaligus  menentukan  tipe  dan  potensi  akuifer.  Struktur  Litologi  ini  akan membentuk  stratigrafi  tersusun  atas  beberapa  lapisan  batuan  akan  berpengaruh  terhadap ketebalan akuifer  (Tabel 5), serta kedudukan air tanah.  Jenis Litologi  ini akan berpengaruh juga terhadap daya hantar listrik.
Litologi ini juga menentukan formasi geologi, misalnya permeabel (tembus air) yang dikenal sebagai  akuifer  (juga  disebut  reservoir  air  tanah,  fomasi  pengikat  air,  dasar-dasar  yang tembus air) yang merupakan formasi pengikat air yang memungkinkan jumlah air yang cukup besar untuk bergerak melaluinya pada kondisi lapangan yang biasa.
© 2013 Program Studi Ilmu Lingkungan PPS Universitas Riau
Tabel 5. Nilai konduktivitas hydrolik akuifer bebas    berdasarkan   titik  pengukuran geolistrik di daerah Kota Pekanbaru
Titik Geolistrik Tahanan jenis (Ohm.m) Perkiraan Litologi K (m/hari) K1 30,55 Tanah penutup 0.0002 10,18 Pasir 3.1 3,46 Lempung Pasiran 2.5 K2 7,15 Tanah penutup 0.0002 22,43 Pasir 3.1 3,58 Lempung Pasiran 2.5 K3 100,75 Tanah penutup 0.0002 15,11 Pasir 3.1 3,02 Lempung Pasiran 2.5 K4 35,55 Tanah penutup 0.0002 10,16 Pasir 3.1 3,15 Lempung Pasiran 2.5 K5 10,16 Tanah penutup 0.0002 32,55 Pasir 3.1 4,06 Lempung Pasiran 2.5 Jumlah 28.001 Rata-rata 1.87
Nilai sfesifik  yield atau  storatovitas  juga  dapat  ditentukan  berdasarkan  hasil  interpretasi Litologi akuifer bebas Kota Pekanbaru seperti ditunjukkan pada Tabel 5. Nilai spesific yield menunjukkan  perbandingan  dalam  persen  jumlah  air  yang  dapat  diambil  dari  tanah  atau batuan yang jenuh air dibandingkan dengan volume total batuan atau tanah.
Tabel 5  menunjukkan  bahwa untuk akuifer bebas Kota Pekanbaru perbandingan jumlah  air yang  dapat  diambil  dari  tanah  atau  batuan  yang  jenuh  air  terhadap  volume  total  batuan bernilai  rata  –  rata  17,67  %.  Hal  ini  sangat  tergantung  pada  jenis  Litologi  yang  menyusun lapisan  akuifer  bebas.  Besaran  fisis  yang  berhubungan  dengan  besar  –  kecilnya dibolehkannya  pengambilan  air  akuifer  bebas  oleh  penduduk  dan  industri  adalah  faktor sfesific yield  atau storatovitas .
Faktor sfesific yield atau storatovitas dapat mengambarkan bahwa agar tidak terganggu sistim keseimbangan  air  akuifer  bebas  sebaiknya  perbandingan  jumlah  air  yang  dapat diambil  dari tanah atau batuan yang jenuh air terhadap volume total batuan berkisar 17,67 %.  Jika hal ini dapat dijaga maka  keberlanjutan air akuifer bebas Kota Pekanbaru akan terus dalam kondisi aman.
Tabel  6.  Nilai  sfesifik  yield  akuifer  bebas  berdasarkan  titik  pengukuran  geolistrik  di  Kota Pekanbaru.
Titik Geolistrik Tahanan jenis (Ohm.m) Perkiraan Litologi Spesifik yield % K1 30,55 Tanah penutup 3 10,18 Pasir 27 3,46 Lempung Pasiran 23 K2 7,15 Tanah penutup 3 22,43 Pasir 27 3,58 Lempung Pasiran 23 K3 100,75 Tanah penutup 3 15,11 Pasir 27 3,02 Lempung Pasiran 23 K4 35,55 Tanah penutup 3 10,16 Pasir 27 3,15 Lempung Pasiran 23 K5 10,16 Tanah penutup 3 32,55 Pasir 27 4,06 Lempung Pasiran 23 Jumlah 265 Rata-rata 17.67
Transmisivitas  akuifer  bebas  Kota  Pekanbaru  selanjutnya  dapat  ditentukan  dengan menggunakan persamaan (1), yang hasilnya dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Nilai transmisivitas akuifer bebas Pekanbaru Kota
No Jenis akuifer Transmisivitas ( / ℎ ) 1. Akuifer bebas 13,58

## KESIMPULAN
Nilai  transmisivitas  akuifer  bebas  Kota  Pekanbaru  adalah 13,58 .  Nilai  rata  –  rata spesifik yield akuifer bebas berdasarkan titik pengukuran geolistrik di Kota Pekanbaru 17,67 %.  Nilai  konduktivitas  hydrolik  rata  –  rata  akuifer  bebas  berdasarkan  titik  pengukuran geolistrik  di  daerah  Kota  Pekanbaru 1,87  m/hari.  Nilai  ketebalan  akuifer  bebas  berdasarkan titik pengukuran geolistrik di daerah Kota Pekanbaru 7,264 m.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada  semua  pihak  yang  telah  membantu  dalam penyelesaian penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Astier, J.L. 1971. Geophysique Appliquee al Hydrogeologi. Masson & Cie. Editeur Paris.
Burger. 2006.
Keunggulan Konfigurasi Wenner. http://digilib.its.ac.id/public/ITS- underground.
Loke, M.H. 2004. Tutorial : 2D and 3D Electrical Survey. http//www.geoelectrical.com.
Todd, D.K. 1980. Groundwater hydrology, nd 2  ed. John Wiley and sons Inc. New York.