Abstrak  — Penelitian  Tugas  akhir  ini  bertujuan  untuk mengetahui  letak  kedalaman  serta  potensi  adanya  air  bawah tanah,  untuk  mengetahui  letak  sebaran  air  bawah  tanah,  dan untuk  mengetahui  karakteristik  lapisan  batuan  bawah  tanah  di wilayah  Cepu,  Kabupaten  Blora,  Jawa  Tengah.  Untuk mendapatkan  informasi  ini  dilakukan  pengukuran  geolistrik tahanan  jenis  Vertical  Electrical  Sounding  (VES)  konfigurasi Schlumberger.  Penelitian  ini    dilakukan  menyebar  di  seluruh wilayah Kecamatan Cepu, Kabupaten Blora dengan delapan titik pengukuran.  Data  yang  dihasilkan  saat  pengukuran  diolah menggunakan  software  IPI2WIN dan PROGRESS V 3.0 dengan menghasilkan  kurva  matching  1D.  Dari  pengukuran  dan interpretasi  yang  telah  dilakukan  dapat  diperoleh  hasil    yaitu potensi  adanya  air  bawah  tanah  berada  pada  kedalaman  40  m sampai  60  m  dari  permukaan  tanah  dengan  nilai  resistivitas sebesar 0,79-4 Ωm. Sebaran air bawah tanah menyebar dari arah barat menuju ke timur dan titik yang paling banyak mengandung potensi  air  tanah  yaitu  pada  titik  P4  terletak  di  Desa Karangboyo.  Karakteristik  penyusun  lapisan  batuan  terdiri  atas batu  pasir  sebagai  akuifer,  batu  lempung  sebagai  akuifuge, lempung lanau sebagai akuitar dan air tanah.
Kata  Kunci—  Akuifer,  Geolistrik,  Resistivitas,  Vertical Electrical Sounding

## I. PENDAHULUAN
ABUPATEN  Blora  termasuk  dataran  rendah  dan perbukitan  dengan  ketinggian  terendah  30-280  mdpl  dan tertinggi  500  mdpl.  Selain  itu  daerah  ini  merupakan  kawasan rangkaian  pegunungan  kapur.  Dan  sebagian  besar  wilayah Kabupaten  Blora  merupakan  daerah  krisis  air  baik  untuk  air minum  maupun  untuk  air  irigasi.  Sedangkan  pada  musim penghujan, rawan terjadi banjir longsor. Pada kenyataannya air merupakan  sumber  daya  alam  yang  memliki  peranan  penting bagi  kehidupan.  Permasalahan  krisis  air  ini  dari  waktu  ke waktu  semakin  meningkat  dengan  beberapa  faktor  yaitu bertambahnya jumlah penduduk, perluasan kawasan pemukiman,  pembukaan  lahan  baru,  pengembangan  kawasan industri  dll.  Pertambahan  penduduk  yang  pesat  menyebabkan eksploitasi  air  bawah  tanah  meningkat  dengan  pesat.  Oleh
karena  itu  untuk  daerah  yang  mempunyai  sumber  air  yang kurang  perlu  mencari  dan  meneliti  daerah  permukaan  bawah tanahnya.Salah satunya dengan menggunakan metode geofisika yaitu metode geolistrik resistivitas [1].
Batuan  merupakan  suatu  jenis  materi  yang  tersusun  dari berbagai  mineral,  sehingga  batuan  mempunyai  sifat-sifat kelistrikan. Beberapa macam penyusun batuan terdiri dari satu jenis  mineral,  sebagian  kecil  dibentuk  oleh  gabungan  mineral dan  bahan  organik  serta  bahan-bahan  vulkanik.  Sifat  listrik batuan  adalah  karakteristik  dari  batuan  jika  dialiri  arus  listrik kedalamnya. Arus listrik ini dapat berasal dari alam itu sendiri akibat adanya ketidakseimbangan atau arus listrik yang sengaja diinjeksikan ke dalam lapisan. Aliran (konduksi) arus listrik di dalam  batuan  dan  mineral  digolongkan  menjadi  3  macam, yaitu  konduksi  secara  elektronik,  konduksi  secara  elektrolitik dan konduksi secara dielektrik [2].
Metode  pengamatan  geofisika  pada  dasarnya  adalah mengamati  gejala-gejala  gangguan  yang  terjadi  pada  keadaan normal.  Gangguan  ini  dapat  bersifat  statik  dapat  juga  bersifat dinamik,  yaitu  gangguan  yang  dipancarkan  ke  bawah permukaan  bumi.  Metode  geolistrik  resistivitas  merupakan salah  satu  metode  yang  paling  umum  digunakan  dalam eksplorasi geolistrik. Metode ini digunakan untuk menggambarkan keadaan bawah permukaan dengan mempelajari  resistivitas  listrik  dari  lapisan  batuan  di  dalam bumi,  dimana  bumi  tersusun  atas  batuan  yang  memiliki  daya hantar  listrik  yang  berbeda-beda.  Pada  metode  ini  arus  listrik dialirkan  ke  dalam  lapisan  bumi  melalui  dua  buah  elektroda potensial.  Dengan  diketahuinya  harga  arus  potensialnya  maka bisa ditentukan nilai resistivitasnya [3].
Metode  ini  didasarkan  pada  anggapan  bahwa  bumi mempunyai  sifat  homogen  isotropis.  Dengan  asumsi  ini, tahanan  jenis  yang  terukur  merupakan  tahanan  jenis  yang terukur  merupakan  tahanan  jenis  yang  sebenarnya  dan  tidak tergantung  pada  spasi  elektroda.  Namun  pada  kenyataannya, bumi  terdiri  atas  lapisan-lapisan  dengan  tahanan  jenis  yang berbeda-beda,  sehingga  potensial  yang  terukur  merupakan pengaruh  dari  lapisan-lapisan  tersebut.  Dengan  demikian

## Identifikasi Sebaran Aliran Air Bawah Tanah
(Groundwater) dengan Metode Vertical Electrical Sounding (VES) Konfigurasi Schlumberger di Wilayah Cepu, Blora Jawa Tengah
Romandah Kusuma Nur Febriana 1 , Eko Minarto 1 , dan FX Yudi Tryono 2
1 Departemen Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
2 Pengembangan Potensi Sumber Daya Alam Migas Cepu, Jl. Sorogo No.1 Cepu, Karangboyo, Blora, Kabupaten Blora, Jawa Tengah 58315 e-mail : e.minarto@googlemail.com
K
tahanan  jenis  yang  terukur  bukan  merupakan  harga  tahanan jenis  untuk  satu  lapisan  saja,  terutama  untuk  spasi  elektroda yang  lebar.  Dalam  hal  ini  yang  terukur  adalah  tahanan  jenis semu (apparent resistivity ρ a ) [4].
(1)
Data  yang  diperoleh  di  lapangan  merupakan  data  nilai resistivitas  bawah  permukaan.  Berdasarkan  data  tersebut kemudian  dilakukan  perhitungan  inversi  sehingga  diperoleh variasi  resistivitas  dari  suatu  sistem  pelapisan  tanah  yang berasosiasi  dengan  struktur  geologi  di  bawah  permukaan. Berdasarkan nilai  resistivitas  struktur  lapisan  bawah permukaan  bumi,  dapat  diketahui  jenis  material  pada  lapisan tersebut.  Metode  geolistrik  resistivitas  diterapkan  dengan menggunakan sumber arus buatan yang diinjeksikan ke dalam tanah  melalui  ujung-ujung  elektroda.  Metode  geolistrik resistivitas  menghasilkan  variasi  perubahan  nilai  resistivitas (distribusi  resistivitas)  baik  ke  arah  horisontal  maupun vertikal.  Metode  geolistrik  resistivitas  efektif  bila  digunakan untuk ekplorasi yang sifatnya dangkal [5].
Berdasarkan  teknik  pengukuran  geolistrik,  dikenal  dua teknik pengukuran yaitu metode geolistrik resistivitas mapping dan sounding (drilling) . Metode geolistrik resistivitas mapping merupakan  metode  resistivitas  yang  bertujuan  untuk mempelajari  variasi  resistivitas  lapisan  bawah  permukaan secara horisontal. Oleh karena itu, pada metode ini digunakan jarak  spasi  elektroda  yang  tetap  untuk  semua  titik sounding (titik  amat)  di  permukaan  bumi.  Metode  geolistrik  resistivitas sounding bertujuan  untuk  mempelajari  variasi  resistivitas batuan  di  bawah  permukaan  secara  vertikal.  Pada  metode  ini, pengukuran  pada  suatu  titik sounding dilakukan  dengan  jalan mengubah-ubah  jarak  elektroda.  Perubahan  jarak  elektroda dilakukan  dari  jarak  elektroda  kecil  kemudian  membesar secara gradual [6].
Gambar  1.  Dua  pasang  elektroda  arus  dan  elektroda  potensial  pada permukaan medium homogen isotropis dengan resistivitas ρ [6].
Jarak  elektroda  ini  sebanding  dengan  kedalaman  lapisan batuan  yang  terdeteksi.  Semakin  besar  jarak  elektroda, semakin  dalam  lapisan  batuan  yang  terdeteksi.  Pada pengukuran  di  lapangan,  pembesaran  jarak  elektroda  dapat dilakukan  jika  menggunakan  alat  geolistrik  yang  memadai. Dalam hal ini alat tersebut harus dapat menghasilkan arus yang besar  atau  arus  yang  cukup  sensitif  dalam  mendeteksi  beda potensial yang kecil di dalam bumi [7].
Air  bawah  permukaan  adalah  sejumlah  air  di  ba  wah permukaan  bumi  yang  dapat  dikumpulkan  dengan  sumur- sumur,  terowongan  atau  sistem drainase ,  atau  aliran  yang secara  alami  mengalir  ke  permukaan  tanah  melalui  pancaran atau  rembesan.  Kebanyakan  air  tanah  berasal  dari  hujan.  Air hujan  yang  meresap  ke  dalam  tanah  menjadi  bagian  dari  air tanah, perlahan-lahan mengalir ke laut, atau mengalir langsung dalam  tanah  atau  dipermukaan  dan  bergabung  dengan  aliran sungai. Banyaknya air yang meresap ke tanah bergantung pada ruang  dan  waktu,  selain  itu  juga  dipengaruhi  kecuraman lereng,  kondisi  material  permukaan  tanah  dan  jenis  serta banyaknya vegetasi dan curah hujan [8].
Sebagian  air  yang  meresap  tidak  bergerak  jauh  karena tertahan  oleh  daya  tarik  molekuler  sebagai  lapisan  pada butiran-butiran  tanah.  Sebagian  menguap  ke  atmosfer  dan sisanya merupakan cadangan bagi tumbuhan selama belum ada hujan. Air yang tidak tertahan dekat permukaan menerobos ke bawah  sampai  zona  dimana  seluruh  ruang  terbuka  pada sedimen  atau  batuan  terisi  air  (jenuh  air).  Air  dalam  zona saturasi (zone  of  saturation) ini  dinamakan  air  tanah (ground water) .  Batas  atas  zona  ini  disebut  muka  air  tanah (water table) .  Lapisan  tanah,  sedimen  atau  batuan  diatasnya  yang tidak jenuh air disebut zona aerasi (zone of aeration) [9] .
Gambar 2. Posisi relatif bagian dari air tanah[9].

## II. METODE PENELITIAN
Peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian  tugas  akhir  ini antara  lain  :  dua  buah  elektroda  arus  dan  elektroda  potensial, dua gulung kabel, dua buah accu, alat instrumentasi Resistivity McOhm  EL ,  patok,  penjepit  buaya,  palu  geologi,  meteran, laptop,  GPS (Global  Positoning  System) , handyTalky dan payung.  Untuk  mendapatkan  gambaran  struktur  perlapisan bawah permukaan bumi dilakukan eksplorasi geofisika dengan metode geolistrik tahanan jenis VES konfigurasi Schlumberger dilakukan  pengukuran  dengan  cara  memasang  empat  buah elektroda  (dua  buah  elektroda  arus  dan  dua  buah  elektroda potensial) yang diletakkan sejajar dengan lebar jarak atau spasi tertentu.  Akuisisi  data  geolistrik  ini  dilakukan  dengan menginjeksikan  arus  listrik ke dalam bawah permukaan untuk mendapatkan  respon  dari  bawah  permukaan  berupa  tegangan listrik.  Panjang  lintasan  setiap  titik  pengukuran  antara  200 meter hingga 300 meter dengan menggunakan spasi arus AB/2
minimal  1  meter  hingga  maksimal  150  meter  dengan  8  titik pengukuran yang letaknya menyebar diwilayah Cepu.
Data  yang  diperoleh  dilakukan  koreksi  geometri  lapangan sesuai  dengan  jarak  atau  spasi  lintasan.  Dalam  pengolahan menggunakan  2 software yaitu IPI2WIN dan PROGRESS  V 3.0 .  Secara  umum  prosedur  penelitian  dapat  dilihat  pada flowchart di bawah
Gambar 3. Flowchart penelitian

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Yang  dihasilkan  dari  pengolahan  data  ini  adalah  nilai tahanan  jenis  lapisan  pada  kedalaman  tertentu.  Pada  Tabel  1 merupakan  hasil  pengolahan  data  pada  satu  titik  pengukuran yaitu pada pengukuran di titik P1.
Tabel 1.

## Hasil pengolahan data pada titik P1
Lapisan Kedalaman (m) Ketebalan (m) Resistivitas (Ωm) 1 0.84 0.84 12.8 2 1.47 0.63 2.16 3 3.04 1.57 36.8 4 7.8 4.76 2.87 5 9.47 1.67 19.4 6 12.5 3.02 54.7
7 30.8 18.3 56 8 52.5 21.7 62 9 76.4 23.9 17.2 10 128 51.3 46.9 11 - - 5.28
Setelah  diperoleh  nilai-nilai  dalam  setiap  titik  maka  dapat ditentukan  litologi  dalam  setiap  lapisan.  Penentuan  litologi dalam suatu daerah dapat dikorelasikan dengan data bor, peta hidrogeologi, tabel resistivitas dan data lain yang mendukung. Hasil  dari  interpretasi  data  pada  wilayah  Cepu  adalah  batuan penyusun  terdiri  atas  air  tanah  dengan  nilai  resistivitas  1-5 Ωm,  lempung  lanau  dengan  nilai  resistivitas  11-20  Ωm,  batu lempung  dengan  nilai  resistivitas  21-25  Ωm  dan  batu  pasir dengan  nilai    resistivtas  30-500  Ωm.  Dan  pada  setiap  titik terdapat  10-11  lapisan.  Pada  Tabel  2  merupakan  hasil interpretasi pada titik P1.
Tabel 2. Hasil interpretasi data pada titik P1 Lapisan Kedalaman (m) Resistivitas (Ωm) Litologi 1 0 12.8 Batu Lempung 2 0.84 2.16 Batu Lempung 3 1.47 36.8 Batu Lempung 4 3.04 2.87 Batu Lempung 5 7.8 19.38 Batu Pasir 6 9.47 54.67 Batu Pasir 7 12.49 55.98 Batu Pasir 8 30.82 62 Batu Pasir 9 52.47 17.23 Batu Pasir 10 76.42 46.92 Batu Pasir 11 127.76 5.28 Air Tanah
Pada titik P1, titik ini merupakan titik pertama pada lintasan A  dengan  B.  Pengambilan  titik  ini  terletak  di  sekitar  Desa Ngroto.  Lapisan  penyusun  tanah  terdiri  atas  batu  lempung pada permukaan tanah hingga kedalaman 3,04 m yaitu dengan kisaran nilai resistivitas 2-13 Ωm. Sedangkan pada kedalaman 7-76  m  didominasi  oleh  batu  pasir  dengan  nilai  resistivitas antara  17-62  Ωm.  Pada  lapisan  tanah  ini  merupakan  lapisan cukup  dalam.  Dan  pada  kedalaman  127  m  terdapat  lapisan yaitu air tanah dengan nilai resistivitas sebesar 5,28 Ωm. Dengan  hasil  interpretasi data pada titik P1 sampai titik P8 dapat  dikatakan  lapisan  akuifer  tak  tertekan  adalah  lapisan batu  pasir  yang  berada  di  bawah  lapisan  kedap  air  yaitu  batu lempung. Akuifer air tanah tak tertekan ini merupakan daerah resapan air hujan yang paling banyak. Jadi dapat diasumsikan bahwa  air  tanah  tersebut  akan  menyimpan  air  pada  musim hujan,  namun  keberadaan  akuifer  tersebut  terdapat  pada kedalaman  yang  cukup  dalam  sehingga  ketika  ingin mendapatkan  air  harus  dilakukan  pengeboran  dengan kedalaman  yang  cukup  dalam.  Dikarenakan  pada  lapisan teratas  merupakan  lapisan  yang  kedap  air  atau impermeable. Untuk  mempermudah  pembacaan  lapisan  tanah,  penampang korelasi tahanan sebagai finishing digambarkan  persebaran akuifer dengan menggabungkan data yang telah
diinterpretasikan  pada  tiap  titik sounding yang  dapat  dilihat pada  lampiran. Selain  itu  juga  dari  korelasi  tersebut  dapat diperkirakan kedalaman akuifer serta dapat terlihat sebaran air bawah tanahnya.
Dari  interpretasi  yang  telah  dilakukan  didapatkan  bahwa batuan  penyusun  dari  daerah  Cepu  merupakan  batu  lempung, lempung  lanau,  batu  pasir  dan  air  tanah.  Hal  ini  juga  dapat dilihat  dari    tataan  stratigrafi  pada  daerah  Kabupaten  Blora yang  termasuk  dalam  stratigrafi  Mandala  Rembang  dengan susunan  batuannya  secara  umum  yaitu  berupa  lempung napalan.  Batu  gamping  kapuran,  batu  pasir  dan  batu  lanau. Untuk  hasil  interpretasi  akuifer,  lapisan  pembawa  akuifer berupa  batu  pasir  yang  berfungsi  sebagai  akuifer  dalam, sedangkan lapisan batu lempung dan lempung lanau berfungsi
sebagai  akuifer  dangkal.  Keterdapatan  sumber  air  tanah  yang potensial  dapat  diketahui  dari    pengetahuan  hidrogeologis lapisan  batuan.  Lapisan akuifer (batu pasir) dapat menyimpan dan mengalirkan air sedangkan akuifuge (batu lempung) tidak dapat menyimpan maupun meloloskan air. Secara intuisi tanah yang dikandung pada lapisan akuifer tidak akan berpindah jika lapisan dibawahnya adalah lapisan akifug, karena sifat lapisan akifug  tidak  akan  meloloskan  air  yang  berada  diatasnya, sementara  jika  yang  terdapat  di  bawah  lapisan  akuifer  adalah lapisan akuitar (lempung lanau) asal ketebalannya relatif besar juga  masih  memungkinkan  untuk  menahan  air  tanah  yang
berada  di  atasnya  (lapisan  akuifer)  untuk  melawan  gaya  tarik gravitasi ke bawah dari air. Akuitar merupakan lapisan batuan yang  dapat  sedikit  meloloskan  air  atau  jumlah  yang  terbatas, dengan  demikian  harus  dicari  lapisan  akuifer  yang  tepat  di bawahnya merupakan lapisan akuifuge atau akuitar yang relatif tebal  sebagai  lapisan  sumber  keterdapatan  air  tanah  yang potensial.
Akuifer    terdapat  hampir  diseluruh  wilayah  pengukuran. Dengan  ketebalan  yang  berfariasi,  namun  perlu  diingat  lagi bahwa  akuifer  yang  ada  ini  tidak  semuanya  terisi  oleh  air, hanya pori batuan saja yang terisi oleh air, itupun belum tentu terisi  penuh.  Dan  dapat  dikatakan  keterdapatan  sumber  air tanah  yang  potensial  di  Cepu  berada  pada  kedalaman  sekitar 40  m  sampai  60  m  dari  permukaan  tanah  dengan  nilai
resistivitas  sebesar  0,79-4  Ωm.  Untuk  titik  yang  berpotensi besar  adanya  air  tanah  yaitu  pada  titik  pengukuran  P4  yang terletak  di  Desa  Karangboyo.  Sedangkan  untuk  arah  sebaran air  bawah  tanah  cenderung  dari  arah  barat  menuju  ke  timur, dikarenakan  juga  dapat  dilihat  pada  desain  akuisisi  Gambar 3.9 di sekitar daerah pengukuran terdapat sungai dan juga parit yang  mengalir  dari  arah  barat  menuju  ke  timur,  Dan  pada umumnya  arah  aliran  air  berasal  dari  tempat  yang  tinggi menuju tempat yang rendah, jadi pada daerah pengukuran titik P7  merupakan  daerah  yang  lebih  tinggi  daripada  di  titik
pengukuran lainnya.

## IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  maka  dapat diambil kesimpulan sebagai berikut 1. Potensi  adanya  air  bawah  tanah  di  wilayah  Cepu,  Blora, Jawa  Tengah  yaitu  pada  kedalaman  40  m  sampai  60  m dari  permukaan  tanah  dengan  nilai  resitivitas  sebesar 0,79-4 Ωm.
2. Sebaran  air  bawah  tanah  yaitu  menyebar  dari  arah  barat menuju  ke  timur.  Titik  yang  paling  banyak  mengandung potensi  air  tanah  yaitu  pada  titik  P4    terletak  di  Desa Karangboyo.
3. Karakteristik  penyusun  lapisan  batuan  di  wilayah  Cepu terdiri  atas  batu  pasir  sebagai  akuifer,  batu  lempung sebagai  akuifuge,  lempung  lanau  sebagai  akuitar  dan  air tanah.
V. LAMPIRAN
DAFTAR PUSTAKA
[1] Pringgoprawiro, H., 1983, “ Biostratigrafi dan Paleogeografi Cekungan Jawa  Timur  Utara  :  Suatu  Pendekatan  Baru”. Disertasi  Doktor,  ITB, Bandung .
[2] Lilik  Hendrajaya,  Idam  Arif.  1990. “Geolistrik  Tahanan  Jenis” , Bandung : Laboratorium Fisika Bumi ITB.
[3] Loke, M.H. 1995. “ Least Squares Deconvolution of Apprent Resistivity Pseudosection” . Geophysics, Vol 60, No.6, pp 1682-1690. Malaysia.
[4] Hidayat, Adha Nur, Darsono, Darminto. 2014. “Interpretasi Salt Water- Fresh  Water  Zone  menggunakan  Metode  Geolistrik  Resistivitas Konfigurasi  Wenner-Schlumberger  di  Desa  Majasto  dan  Ponowaren, Kecamatan  Tawangsari,  Kabupaten  Sukoharjo” .  Jurnal  Fisika  dan Aplikasinya,Vol 10, No 3 Oktober 2014 : ITS Surabaya.
[5] Anggraeni,  F.  2004.  “ Aplikasi  Metode  Geolistrik  Resistivity  untuk Mendeteksi Air Tanah” . Jember: Universitas Jember.
[6] Menke,  W.,  1984, “Geophysical  Data  Analysis  :  Discrete  Inverse Theory” , Academic Press. Inc : Orlando-Florida.
[7] Santoso, D. 2002. “Pengantar Teknik Geofisika” : Penerbit ITB.
[8] Seyhan,  Ersin.  1977. ”Dasar-Dasar  Hidrologi”. Yogyakarta:  Gajah Mada University Press.
[9] Sosrodarsono  S,  Takeda  K.  1993.  “ Hidrologi  Untuk  Pengairan” . Jakarta (ID): Pradnya Paramita.