Analisis Pengaruh Intrusi Air Laut terhadap Keberadaan Air Tanah di Desa Nusapati, Kabupaten Mempawah Menggunakan Metode

## Geolistrik Resistivitas
Muhardi 1,* , Faurizal 2 , dan Widodo 3
1 Program Studi Geofisika, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura, Pontianak
2 Laboratorium Fisika Dasar, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura, Pontianak
3 Laboratorium Fisika Lanjut dan Komputasi, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura, Pontianak
* Email: muhardi@physics.untan.ac.id

## ABSTRACT
Nusapati  Village  is  a  coastal  area  in  Sungai  Pinyuh  District,  Mempawah  Regency,  West Kalimantan  Province.  This  study  aim  to  analyze  the  effect  of  seawater  intrusion  on  the existence  of  groundwater  in  Nusapati  Village.  The  method  that  had  been  used  is  the geoelectrical resistivity method by the Wenner-Schlumberger configuration. This study applies two lines, the first line directed to the Southwest-Northeast and the second line to the Southeast- Northwest, having a length of 260 meters each. The results showed that the confined aquifer layer in the first line had a resistivity value of 0.15 Ωm to 1.30 Ωm at a depth of 4 meters to 30 meters. While the second line had a resistivity value of 0.19 Ωm to 1.88 Ωm at a depth of 2 meters to 26.4  meters. The results also showed that  the  lithology of  the aquifer layer in  the study  area  was  interpreted  as  sand,  clayey  sand,  and  gravelly  sand.  This  layer  contains groundwater that has been impacted by seawater intrusion. The effect of this intrusion causes the  existence  of  groundwater  have  a  relatively  low  percentage  of  salinity  so  that  the groundwater in the study area feels brackish.
Keywords : groundwater, nusapati village, geoelectrical resistivity, intrusion of seawater

## ABSTRAK
Desa Nusapati merupakan daerah pesisir di Kecamatan Sungai Pinyuh, Kabupaten Mempawah, Provinsi Kalimantan Barat. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh intrusi air laut terhadap keberadaan air tanah di Desa Nusapati. Metode yang digunakan adalah  metode geolistrik resistivitas dengan konfigurasi Wenner-Schlumberger. Penelitian ini mengaplikasikan dua lintasan, yaitu pertama berarah Barat Daya-Timur Laut dan kedua berarah Tenggara-Barat Laut, dengan panjang lintasan masing-masing 260 meter. Hasil penelitian menunjukkan bahwa lapisan akuifer dangkal pada lintasan pertama mempunyai nilai resistivitas 0,15 Ωm hingga 1,30 Ωm  berada  pada  kedalaman  4  meter  hingga  30  meter.  Sedangkan  pada  lintasan  kedua mempunyai nilai resistivitas 0,19 Ωm hingga 1,88 Ωm berada pada kedalaman 2 meter hingga 26,4  meter.  Hasil  penelitian  juga  menunjukkan  bahwa  litologi  lapisan  akuifer  di  daerah penelitian  diinterpretasi  berupa  pasir,  pasir  lempungan,  dan  pasir  kerikil.  Lapisan  ini mengandung  air  tanah  yang  telah  terdampak  oleh  intrusi  air  laut.  Pengaruh  intrusi  ini menyebabkan keberadaan air tanah mempunyai salinitas dengan porsentase yang relatif rendah sehingga air tanah pada lokasi penelitian terasa payau.
Kata kunci : air tanah, desa nusapati, geolistrik resistivitas, intrusi air laut

## PENDAHULUAN
Desa Nusapati merupakan salah satu desa di Kabupaten Mempawah, Propinsi Kalimantan Barat yang berada di daerah pesisir. Di sebelah Barat sepanjang Desa Nusapati terdapat Laut Cina Selatan. Salah satu persoalan daerah pesisir adalah dalam hal ketersediaan air tanah yang  akan  dimanfaatkan  oleh  penduduk  setempat.  Masyarakat  di  Desa  Nusapati  sangat bergantung pada keberadaan air tanah sebagai air bersih untuk dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Adanya sumur bor milik penduduk dengan kedalaman yang masih relatif dangkal juga masih dirasakan belum maksimal dalam memperoleh air bersih karena air tanah yang didapat masih terasa payau hingga asin.
Kondisi  ini  disebabkan  karena  posisi  pemukiman  yang  berdekatan  dengan  laut  sehingga pengaruh  intrusi  air  laut  terhadap  keberadaan  air  tanah  menjadi  persoalan [1] .  Selain  itu, kondisi geologi setempat juga sangat berpengaruh terhadap proses intrusi air laut terhadap air  tanah [2] .  Berdasarkan  kondisi  geologi,  formasi  di  Desa  Nusapati  merupakan  endapan permukaan ( surficial deposits ) yang terdiri dari lumpur, lanau, pasir kerikil, endapan sungai, pantai, danau, rawa, dan alluvium [3] . Kondisi geologi seperti ini diduga dapat mendorong terjadinya intrusi air laut karena formasinya tersusun atas batuan yang mempunyai porositas tinggi dan bersifat permeabilitas.
Air tanah adalah air tawar yang mencakup kurang lebih 24 persen dari jumlah keseluruhan air  tawar  di  bumi  (10,5  juta  km 3 ) [4] .  Air  tanah  berada  dalam  lapisan  tanah/batuan  yang terdapat  di  bawah  permukaan  yang  dikenal  sebagai  akuifer.  Lapisan  akuifer  ini  dapat berfungsi untuk menyimpan dan mengalirkan air tanah [2] . Lapisan akuifer terdiri dari akuifer bebas (unconfined  aquifer) yang  relatif  dangkal,  dan  akuifer  tertekan (confined  aquifer) yang relatif dalam [5] . Gambar 1 memperlihatkan ilustrasi intrusi air laut pada akuifer yang umumnya terjadi pada daerah pesisir. Intrusi air laut pada daerah pesisir dapat terjadi karena adanya  penurunan  level  air  tanah (water  table) akibat  adanya  pengambilan  air  tanah. Pengaruh  intrusi  air  laut  akan  menyebabkan  percampuran  antara  air  laut  yang  memiliki salinitas cukup tinggi (saltwater) dengan air tanah yang terjadi pada zona dispersi ( zone of dispersion ) [6] . Akibatnya zona ini akan mempengaruhi keberadaan air tanah yang terdapat pada akuifer (freshwater) .
Gambar 1. Ilustrasi intrusi air laut di daerah pesisir [6]
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengidentifikasi  pengaruh  intrusi  air  laut  terhadap keberadaan air tanah dengan menggunakan metode geolistrik resistivitas. Lokasi penelitian berada  tidak  jauh  dari  laut  sehingga  diduga  menjadi  penyebab  kondisi  air  tanah  menjadi terasa  payau  hingga  asin.  Informasi  ini  penting  untuk  diketahui  agar  masyarakat  umum
dapat memanfaatkan air tanah secara maksimal. Metode geolistrik resistivitas telah terbukti berhasil  dalam  kegiatan  eksplorasi  dangkal,  seperti  eksplorasi  air  tanah [7] .  Penelitian terhadap  air  tanah  telah  dilakukan  menggunakan  metode  geolistrik  resistivitas  dengan berbagai  konfigurasi,  seperti  Wenner [7] ,  Schlumberger [8,9] ,  Wenner-Schlumberger [10] ,  dan dipol-dipol [11] .  Konfigurasi  yang  diaplikasikan  pada  penelitian  ini  adalah  Wenner- Schlumberger, yang merupakan penggabungan antara konfigurasi Wenner yang mengukur sebaran  resistivitas  secara  horizontal  ( mapping )    dan    konfigurasi  Schlumberger  yang mengukur sebaran resistivitas secara vertikal ( sounding ).

## METODE
Penelitian dilakukan untuk mengidentifikasi sebaran nilai resistivitas di bawah permukaan dengan  menggunakan  peralatan  geolistrik  yaitu Automatic  Resistivity  System (ARES)  12 Volt.  Lokasi  penelitian  di  Desa  Nusapati,  Kabupaten  Mempawah,  Propinsi  Kalimantan Barat tepatnya pada koordinat 0 0 14’44’’ - 0 0 14’58’’ LU dan 109 0 06’04” - 109 0 06’04” BT. Akuisisi  data  di  lapangan  dilakukan  pada  Tanggal  24  –  25  Februari  2018.  Lintasan pengukuran  pada  penelitian  ini  diaplikasikan  sebanyak  2  buah  dengan  panjang  masing- masing  260  meter.  Kedua  lintasan  saling  berpotongan,  dengan  lintasan  pertama  berarah Timur Laut - Barat Daya dan lintasan kedua berarah Tenggara - Barat  Laut, seperti pada Gambar 2.
Gambar 2. Desain penelitian
Prinsip  kerja  metode  geolistrik  resistivitas  yaitu  memanfaatkan  sifat  kelistrikan  lapisan bawah permukaan. Sifat kelistrikan dapat diidentifikasi dengan mengukur nilai resistivitas bahan (tahanan jenis) [12] . Metode geolistrik resistivitas umumnya menggunakan elektroda arus  yang  berfungsi  untuk  menginjeksikan  arus  listrik  di  permukaan  bumi.  Arus  listrik tersebut akan menyebar di bawah permukaan bumi ke segala arah, kemudian mencatat beda potensial (tegangan) lapisan batuan dengan menggunakan elektroda potensial yang dipasang di permukaan bumi.
Gambar 3. Ilustrasi aliran arus listrik pada medium berbentuk silinder [12,13]
Gambar  3  memperlihatkan  arus  listrik I mengalir  melewati  sebuah  medium  berbentuk silinder  yang  memiliki  resistivitas 𝜌, luas  penampang A, dan  panjang L .  Hukum  Ohm menyatakan  bahwa  besar  beda  potensial V yang  terukur  pada  kedua  ujung  medium sebanding dengan arus listrik yang mengalir pada medium, resistivitas bahan, dan panjang medium,  namun  berbanding terbalik dengan luas  penampang medium  tersebut [13] , seperti Persamaan (1) berikut.
𝑉 = 𝐼𝜌 𝐿 𝐴 (1)
Lapisan tanah/batuan bawah permukaan termasuk air tanah yang terdampak intrusi air laut dapat  diinterpretasi  dengan  cara  mengidentifikasi  nilai  resistivitas  (tahanan  jenis). Resistivitas  merupakan  kemampuan  medium  dalam  menghambat  arus  listrik,  sedangkan kemampuan  medium  dalam  menghantarkan  arus  listrik  disebut  konduktivitas.  Setiap medium  mempunyai  karakteristik  resistivitas  tersendiri  sehingga  keberadaannya  dapat diidentifikasi.  Air  tanah (freshwater) umumnya  mempunyai  nilai  resistivitas  yang  lebih besar, baik dibandingkan dengan air asin maupun air tanah yang terdampak intrusi air laut. Nilai resisitivas material bawah permukaan bisa di lihat pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Resistivitas material [11, 13, 15]
Material Resistivitas (Ωm) Tanah penutup ( topsoil ) Lempung Lempung berpasir Batupasir Pasir Alluvium Kerikil Air meteorik Air permukaan (batuan beku) Air permukaan (batuan sedimen) Air tanah Air laut Air (salinitas 3%) Air (salinitas 20%) 50 - 100
1 - 100 80 - 1050 1 – 6.4x10 8 1 - 1000 10 - 800 100 - 600 30 - 1000 0.1 – 3000 10 - 100 0.5 - 300 0.2 0.15 0.05
Penelitian ini menggunakan 4 buah elektroda, yang terdiri dari 2 buah elektroda arus yaitu C 1 dan C 2 dan 2 buah elektroda potensial yaitu P 1 dan P 2 dengan jarak antar elektroda yaitu a sejauh 5 meter. Pada saat pengukuran, posisi elektroda potensial tetap, sedangkan posisi elektroda  arus  berubah,  sesuai  dengan  faktor  rasio  (n).  Susunan  elektroda  dengan konfigurasi Wenner-Schlumberger dapat dilihat seperti pada Gambar 4.
Gambar 4. Konfigurasi Wenner-Schlumberger [16]
Lapisan  tanah/batuan  bawah  permukaan  bumi  umumnya  bersifat  tidak  homogen  dan berlapis,  sehingga  nilai  resistivias  yang  diperoleh  dikenal  sebagai  resistivitas  semu ( apparent resistivity ). Adapun nilai resistivitas semu  dirumuskan seperti pada Persamaan (2)
𝜌 𝑎 =  𝜋𝑛 (𝑛 + 1)𝑎  ( 𝑉 𝐼 ) (2)
Sebaran  nilai  resistivitas  yang  diperoleh  akan  digunakan  untuk  melakukan  interpretasi lapisan bawah permukaan dan keberadaan air tanah berdasarkan pendekatan pada Tabel 1 dan  kondisi  geologi  setempat [17] .  Informasi  ini  digunakan  untuk  menganalisis  pengaruh intrusi air laut terhadap keberadaan air tanah pada kedalaman tertentu.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran  pada  lintasan  pertama  berarah  Timur  Laut  -  Barat  Daya,  sedangkan  pada lintasan  kedua  berarah  Tenggara  -  Barat  Laut.  Penelitian  ini  mengaplikasikan  lintasan dengan panjang 240 meter, spasi antar elektroda sejauh 5 meter. Hasil yang diperoleh pada lintasan  pertama  mengidentifikasi  sebaran  resistivitas  dengan  nilai  0,15  –  28,10  Ωm, sedangkan  pada  lintasan  kedua  mengidentifikasi  sebaran  resistivitas  dengan  nilai  0,19  – 108,10  Ωm  hingga  pada  kedalaman  43,1  meter.  Garis  putus-putus  berwarna  hitam  pada Gambar  5  menunjukkan  lapisan  tersebut  diduga  akuifer  dangkal  yang  mengandung  air tanah. Pada lintasan pertama lapisan ini mempunyai nilai resistivitas relatif kecil yaitu 0,15 Ωm hingga 1,30 Ωm, dan berada pada kedalaman 4 meter hingga 30 meter, sedangkan pada lintasan kedua mempunyai nilai resistivitas relatif kecil yaitu 0,19 Ωm hingga 1,88 Ωm, dan berada pada kedalaman 2 meter hingga 26,4 meter.
Akuifer  dangkal  yang  mengandung  air  tanah  diduga  berada  pada  lapisan  dengan  litologi pasir, pasir lempungan, dan pasir kerikil. Nilai resistivitas yang relatif rendah pada lintasan pertama disebabkan akuifer dangkal mengandung air tanah yang mempunyai kadar garam (salinitas), akibat adanya intrusi air laut sehingga air tanah tersebut menjadi terasa payau. Pada lintasan pertama terutama ke arah Barat  Daya  terdapat sebaran intrusi air laut lebih dalam dibandingkan dengan arah Tenggara, hal ini disebabkan karena lintasan pertama ke arah Barat Daya mengarah pada posisi laut yang berada di sebelah Barat lokasi penelitian. Sedangkan  pada  lintasan  kedua  hanya  ditemukan  lapisan  akuifer  pada  arah  Barat  Laut, tepatnya pada lintasan dengan jarak 130 meter. Sebaran intrusi air laut ini juga disebabkan karena  lintasan  kedua  dengan  arah  Barat  Laut  mengarah  pada  posisi  laut  yang  berada  di sebelah Barat lokasi penelitian.
(a) (b)
Gambar 5. Penampang resistivitas 2D; (a) pada lintasan pertama, (b) pada lintasan kedua
Gambar 6 memperlihatkan sebaran intrusi air laut pada lapisan akuifer dangkal (unconfined aquifer) di daerah penelitian yang ditunjukkan oleh area berwarna abu-abu. Hasil penelitian dari kedua lintasan menunjukkan bahwa akuifer dangkal yang mengandung air tanah telah terdampak oleh intrusi air laut dengan nilai resistivitas 0,15 Ωm hingga 1,88 Ωm, dan berada pada kedalaman 2 meter hingga 30 meter. Pengaruh intrusi ini menyebabkan keberadaan air tanah mempunyai kadar garam, namun dengan persentase yang relatif rendah sehingga air tanah pada lokasi penelitian terasa payau.
Gambar 6. Sebaran intrusi air laut pada lokasi penelitian
Intrusi air laut disebabkan karena lokasi penelitian merupakan daerah pesisir yang berjarak kurang  lebih  1  km  dari  laut.  Litologi  lapisan  akuifer  diinterpretasi  berupa  pasir,  pasir lempungan, dan pasir kerikil yang berada di bawah tanah penutup (topsoil) . Pasir merupakan litologi  yang  mempunyai  porositas  dan  permeabilitas  yang  relatif  tinggi  sehingga  mudah meloloskan  fluida.  Air  laut  dapat  merembes  melalui  lapisan  pasir  sehingga mengkontaminasi air tanah pada akuifer dangkal. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa hingga  kedalaman  43,1  meter  belum  ditemukan  akuifer  dalam (confined  aquifer) yang umumnya mengandung air tanah yang tidak terdampak oleh intrusi air laut (freshwater) . Hal ini  dikarenakan  air  tanah  yang  berada  pada  akuifer  dalam  dibatasi  oleh  lapisan impermeabel [18] . Lapisan akuifer dalam di lokasi penelitian diduga berada pada kedalaman lebih dari 43,1 meter.
Akuifer dangkal Akuifer dangkal Akuifer dangkal

## KESIMPULAN
Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  lapisan  akuifer  dangkal (unconfined  aquifer) pada lapisan pertama (Timur Laut - Barat Daya) mempunyai nilai resistivitas  0,15 Ωm hingga 1,30 Ωm, dan berada pada kedalaman 4 meter hingga 30 meter. Sedangkan lapisan kedua (Tenggara – Barat Laut) mempunyai nilai resistivitas 0,19 Ωm hingga 1,88 Ωm, dan berada pada  kedalaman  2  meter  hingga  26,4  meter.  Hasil  penelitian  juga  menunjukkan  bahwa lapisan akuifer dangkal  di daerah penelitian berada di bawah tanah penutup (topsoil) dan diinterpretasi berupa pasir, pasir lempungan, dan pasir kerikil. Lapisan ini mengandung air tanah yang telah terdampak oleh intrusi air laut. Pengaruh intrusi ini menyebabkan air tanah mempunyai  kadar  garam  dengan  persentase  yang  relatif  rendah,  sehingga  air  tanah  pada lokasi penelitian terasa payau. Sedangkan lapisan akuifer dalam (confined aquifer) di lokasi penelitian belum ditemukan karena diduga berada pada kedalaman lebih dari 43,1 meter.

## DAFTAR PUSTAKA
1   Herdyansah A. dan Rahmawati D. 2017. Dampak Intrusi Air Laut pada Kawasan Pesisir Surabaya Timur. Jurnal Teknik ITS , Vol. 6, No. 2, Hal. 599–603.
2   Darsono.  2016.  Identifikasi  Akuifer  Dangkal  dan  Akuifer  Dalam  dengan  Metode Geolistrik  (Kasus :  di  Kecamatan  Masaran). Indonesian  Journal  of  Applied  Physics , Vol. 1, No. 1, Hal. 40–49.
3   Pieter  P.E.  dan  Supriatna  S.  1990.  Peta  Geologi  Kalimantan  Barat.  Jakarta:  Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.
4   Indriastoni  R.N.  dan  Kustini  I.  2014.  Intrusi  Air  Laut  terhadap  Kualitas  Air  Tanah Dangkal di Kota Surabaya. Rekayasa Teknik Sipil , Vol. 3, No. 3, Hal. 228–232.
5   Heath B.R.C. 1982. Basic Ground-Water Hydrology . Fourth Edition. North Carolina: USGS.
6   Cooper H.C., Kohout F.A., Henry H.R., dan Glover R.E. 1964. Sea Water in Coastal Aquifers . Geological Survey Water. Washington.
7   Santoso B. 2016. Penerapan Metode Geolistrik 2D untuk Identifikasi Amblasan Tanah dan  Longsoran  di  Jalan  Tol  Semarang-Solo  KM5 +400 -KM5 +800 . Jurnal  Fisika  dan Aplikasinya , Vol. 1, No. 2, Hal. 179–186.
8   Muhardi,  Perdhana  R.,  dan  Nasharuddin.  2019.  Identifikasi  Keberadaan  Air  Tanah Menggunakan Metode Geolistrik Resistivitas Konfigurasi Schlumberger (Studi Kasus: Desa Clapar Kabupaten Banjarnegara). Prisma Fisika , Vol. 7, No. 3, Hal. 331–336.
9   Febriani Y. dan Sohibun. 2019. Aplikasi Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger untuk  Mengidentifikasi  Lapisan  Air  Tanah  di  Desa  Ulak  Patian  Rokan  Hulu  Riau. Jurnal Fisika Flux . Vol. 16, No. 1, Hal. 54–60.
10   Manrulu  R.H.,  Nurfalaq  A.,  dan  Hamid  D.  2018.  Pendugaan  Sebaran  Air  Tanah Menggunakan Metode Geolistrik Resistivitas Konfigurasi Wenner dan Schlumberger Di Kampus 2 Universitas  Cokroaminoto  Palopo.  J urnal Fisika Flux ,  Vol. 15, No. 1, Hal. 6–12.
11   Rohmah  S.A.,  Maryanto  S.,  dan  Susilo  A.  2018.  Identifikasi  Air  Tanah  Daerah Agrotechno Park Cangar Batu Jawa Timur Berdasarkan Metode Geolistrik Resistivitas. Jurnal Fisika dan Aplikasinya , Vol. 14, No.1, Hal. 5–11.
12   Telford,  W.M.,  Geldart  L.P.,  dan  Sheriff  R.E.  1990. Applied  Geophysics .  Second Edition. New York: Cambridge University Press.
13   Lowrie W. 2007. Fundamental of Geophysics . Second Edition. New York: Cambridge University Press.
14   Reynolds  J.M.  1997. An  Introduction  to  Applied  and  Environmental  Geophysics . England: John Wiley & Sons Ltd.
15   Milsom J. 2003. Field Geophysics . Third Edition. England: John Wiley & Sons Ltd. 16   Loke  D.M.  2000. Electrical  Imaging  Surveys  for  Environmental  and  Engineering Studies . Geoelectrical.com.
17   Rustadi,  Pauzi  G.A.,  dan  Taufik  O.  2018.  Investigasi  Geologi  dan  Geolistrik  untuk Menafsirkan  Keberadaan  Air  Tanah  Dangkal  di  Ambarawa,  Lampung. Jurnal  Teori dan Aplikasi Fisika , Vol. 6, No. 1, Hal. 109–114.
18   Darsono  dan  Darmanto  D.  2019.  Identifikasi  Keberadaan  Lapisan  Akuifer  Tertekan (Confined  Aquifer)  Berdasarkan  Data  Geolistrik  (Studi  Kasus :  Desa  Sambirejo Kecamatan Plupuh Kabupaten Sragen). Indonesian Journal of Applied Physics, Vol. 9, No. 1, Hal. 46–53.