Aplikasi Metode Geolistrik Resistivitas Konfigurasi Wenner dan Wenner-Schlumberger Pada Daerah Mata Air Panas Kali Sengon di Desa Blawan-Ijen

## (Application of the Geoelectric Resistivity Method Using the Wenner and Wenner-Schlumberger
Configuration in the Kali Sengon Hot Spring Area in Blawan Village-Ijen)
Faishal Saputra, Satrio Agung Baskoro, Supriyadi, Nurul Priyantari Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember Jln. Kalimantan 37 Jember 68121
E-mail : supriyadii@unej.ac.id

## Abstrak
Salah satu manifestasi panas bumi yang terdapat di Desa Blawan-Ijen adalah mata air panas Kali Sengon. Struktur bawah permukaan di daerah mata air panas dapat diketahui dengan menggunakan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Wenner dan Wenner-Schlumberger. Lintasan   penelitian   untuk   konfigurasi Wenner (lintasan   1)   memiliki   panjang   76   m,   spasi elektroda 2 m dan variasi n 1-6, sedangkan untuk konfigurasi Wenner-Schlumberger (lintasan 2) panjang lintasan 120 m, spasi elektoda 6 m dan variasi n 1-6. Data yang didapatkan diolah dengan software Res2Dinv menghasilkan citra resistivitas 2D. Berdasarkan citra resistivitas 2D pada lintasan 1 dengan kedalaman 6,37 m dan terdiri dari lapisan lempung, air tanah, pasir, batuan tufa, batuan breksi dan batuan basalt dengannilai resistivitas (0,708- 685) Ωm. Citra resistivitas 2D pada lintasan 2 dengan kedalaman 23,7 m yang memiliki nilai resistivitas (0,130- 767) Ωm berupa lapisan air panas, air tanah, lempung, pasir, lapisan batuantufa, basalt, kerikil, batu pasir dan slate.
Kata Kunci: Mata air panas, Konfigurasi Wenner, Konfigurasi Wenner-Schlumberger, Resistivitas .

## Abstract
One of the manifestations of geothermal in Blawan Village-Ijen is the Kali Sengon Hot Springs. Subsurface structures in hot springs area can be identified using the Wenner and Wenner-Schlumberger configuration of geoelectric resistivity methods. The line aqcuisition for the Wenner configuration (line 1) has a length of 76 m, electrode spacing of 2 m and variations of n 1-6, while for the Wenner-Schlumberger configuration (line 2) the line length is 120 m, electrode spacing is 6 m and variation n 1-6. The data acquired are processed using Res2Dinv software producing 2D resistivity images. Based on 2D resistivity imagery of line 1 has a depth of 6.37 m and consists layers of clay, ground water, sand, vulcanic tuff, breccia and basalt with resistivity values (0.708 - 685) Ωm. 2D resistivity image on line 2 has a depth of 23.7 m which has a resistivity value (0.130 - 767) Ωm i.e a layer of hot water, ground water, clay, sand, tuff rock, basalt, gravel, sandstone and slate.
Keywords: Hot Springs, WennerConfiguration, Wenner-Schlumberger configuration, Resistivity.

## PENDAHULUAN
Panas   bumi   merupakan   sebuah   sumber   energi   panas yang terdapat dan terbentuk pada kerak bumi. Panas bumi berkaitan   dengan   adanya   manifestasi   panas   bumi   di permukaan   yang   diperkirakan   terjadi   karena   adanya perambatan   panas   dari   bawah   permukaan   atau   adanya rekahan-rekahan   yang   memungkinkan   fluida   panas   (uap dan   air   panas)   mengalir   ke   permukaan   [1].   Manifestasi panas   bumi   berupa   mata   air   panas   merupakan   penanda keberadaan sistem panas bumi. Selain itu, mata air panas juga dapat dimanfaatkan secara langsung untuk kepentingan wisata. Salah satunya berada di mata air panas Kali Sengon Desa Blawan-Ijen yang terletak di Kompleks Gunung Ijen, Jawa   Timur.   Mata   air   panas   merupakan   mata   air   yang dihasilkan akibat keluarnya air tanah dari sumber air panas seperti   kerak   bumi   setelah   dipanaskan   secara   geothermal [2]. Struktur batuan memberikan gambaran bahwa air panas mengalir   melalui   rekahan-rekahan   batuan   atau   batuan permeabel. Keragaman sifat batuan dalam mengalirkan air panas   dan   merambatkan   panas   menentukan   karakteristik mata   air   panas   [3].   Penyelidikan   karakteristik   mata   air panas   dapat   dilakukan   dengan   menggunakan   metode
geolistrik resistivitas. Dengan metode ini, struktur bawah permukaan   bumi   diprediksi   dengan   baik   melalui   nilai resistivitasnya. Metode geolistrik resistivitas menggunakan 2 buah elektroda arus dan 2 buah elektroda potensial yang disusun   dengan   aturan   tertentu,   sehingga   dapat menggambarkan   lapisan   batuan   di   bawah   permukaan bumi[4]. Setiap jenis batuan memiliki nilai resistivitas yang berbeda-beda, dengan mengacu  pada Tabel  1 maka jenis batuan dapat ditentukan berdasarkan nilai resistivitasnya.
Beberapa penelitian tentang panas bumi menggunakan metode   geolistrik   resistivitas   yaitu   Hadi   dkk.[6], Sulistyarini dan Irjan [7], Darmawangsa [8], dan Anjarwati dkk.[9].
Aturan penyusunan elektroda dalam  metode geolistrik resistivitas dikenal dengan konfigurasi elektroda. Terdapat beberapa   konfigurasi   elektroda,   diantaranya   adalah konfigurasi Wenner , konfigurasi Schlumberger , konfigurasi Wenner-Schlumberger ,   konfigurasi dipole-dipole , konfigurasi pole-pole dan azimuth   dipole [10].   Dalam penelitian   ini,   digunakan   2   konfigurasi   yaitu   konfigurasi Wenner dan   konfigurasi Wenner-Schlumberger. Konfigurasi Wenner sering   digunakan   dalam   eksplorasi
geolistrik karena pembacaan tegangan lebih teliti dari pada konfigurasi   lainnya   [11].   Susunan   jarak   elektroda   pada konfigurasi Wenner yaitu sama panjang seperti yang terlihat pada Gambar 1.
Tabel 1. Nilai resistivitas batuan [5]
Material Resistivitas (Ωm) Air Tanah 0,5 – 150 Lempung 1 – 100 Pasir 1 – 1000 Andesit 100 – 200 Aluvium 10 – 800 Breksi 75 – 200 Kerikil 100 – 600 Batu Pasir 200 – 8000 Gamping 50 – (1 x 10 7 ) Granite 5 x 10 3 – 10 6 Basalt 10 3 –10 6 Slate 6 x 10 2 – 4 x 10 7 Sandstone 8– 4 x 10 3 Shale 20– 2 x 10 3 Limestone 5– 4 x 10 2 Tufa vulkanik 20 – 100 Lava 100 – 5x10 4 Konglomerat 2 x 10 3 – 2 x 10 4
Gambar 1. Susunan elektroda konfigurasi Wenner [12]
Faktor geometri pada konfigurasi Wenner dapat dituliskan dengan persamaan:
K = 2π [ ( 1 a − 1 2a ) − ( 1 2a − 1 a ) ] (1) K = 2πa (2)
Resistivitas   semu   dalam   konfigurasi Wenner dapat dituliskan :
ρ = 2πaR (3)
Konfigurasi
Wenner-Schlumberger merupakan gabungan  dari   konfigurasi  dasar  yang   diterapkan   dengan tujuan   mendapatkan   gambaran   bawah   permukaan   pada objek penetrasinya  lebih baik pada arah vertikal, dengan penetrasi   maksimum   kedalaman   15%   lebik   baik   dari konfigurasi Wenner [13].   Konfigurasi Wenner Schlumberger dilakukan dengan jarak spasi antar elektroda C 1 − P 1 , C 2 − P 2 , P 1 − P 2 bernilai   sama   yaitu “ n ” seperti  Gambar  2. Jika spasi antar elektroda potensial ( P 1 dan P 2 )   adalah a maka   jarak   spasi   antar
elektroda arus adalah 2n a + a . Keempat elektroda tersebut diletakkan dalam satu garis lurus [14].

## Gambar 2. Spasi   antar   elektroda   pada   konfigurasi
Wenner-Schlumberger [14]
Berdasarkan   jarak   spasi   antar   elektroda,   faktor   geometri konfigurasi Wenner-Schlumberger menjadi:
K = π ( n + 1 ) a (4)
sehingga   resistivitas   semu   untuk   konfigurasi   Wenner- Schlumberger adalah
ρ = π ( n + 1 ) a ∆V I (5)
dimana : ρ = resistivitas semu ( Ωm )
a = jarak spasi elektroda (m)
I = arus ( A ) ∆V = bedapotensial (V)

## METODE PENELITIAN

## Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian berada di sekitar sumber air panas di daerah   wisata   air   panas   kebun   PTPN   XII   Desa  Blawan Kecamatan   Sempol  Kabupaten   Bondowoso.   Lokasi penelitian adalah mata air panas Kali Sengon berada pada ketinggian   939   mdpl   dan   koordinat   07  59’234”   LS 114  10 ’ 808” BT.

## Peralatan Penelitian
Alat   yang   digunakan   pada   penelitian   terdiri   dari Resistivity meter (NANIURA-NRD 300 High Frequency ), accu (12V), elektroda ( stainless steel ), kabel, meteran, palu, HT ( Handy Talky ), GPS ( Global Positioning System ) dan tenda.

## Rancangan Penelitian
Tahapan penelitian meliputi studi literatur, survei lokasi penelitian,   penentuan   lokasi   dan   penentuan   lintasan penelitian.   Dalam   penentuan   lintasan   penelitian,   dipilih kondisi lingkungan di sekitar mata air panas Kali Sengon yang   sesuai   untuk   aplikasi   metode   geolistrik   resistivitas dengan   2   konfigurasi,   yaitu   konfigurasi Wenner dan Wenner-Schlumberger. Untuk   memperoleh   gambaran struktur   bawah   permukaan   sekitar   mata   air   panas   Kali Sengon  secara   vertikal  ( sounding )  dan   lateral  ( mapping ), sehingga   dipilih   konfigurasi Wenner dan Wenner- Schlumberger . Lintasan 1 dan 2 terletak saling berdekatan tetapi dengan panjang lintasan dan spasi yang berbeda.

## Gambar 3. Desain lintasan penelitian di daerah mata air panas Kali Sengon Desa Blawan
Kedua   lintasan   ini   terletak   diantara   kolam   mata   air panas   dan   sungai.   Lintasan   1   menggunakan   konfigurasi Wenner dengan jarak elektroda 2 m, panjang lintasan 76 m dan n yang digunakan dari 1 s.d 6, sedangkan lintasan 2 menggunakan   konfigurasi Wenner-Schlumberger dengan panjang lintasan 120 m, spasi elektroda 6 m dan n yang digunakan dari 1 s.d 6 seperti Gambar 3. Data yang diambil berupa nilai arus dan tegangan yang terbaca pada resistivity meter serta koordinat dan elevasi titik pengambilan data.
Pengolahan data dilakukan dengan memasukkan nilai arus, tegangan dan faktor geometri, sehingga diperoleh nilai resistivitas semu. Data ini kemudian dimasukkan ke dalam software Res2Dinv yang diinterpretasi dengan inversi least square, iterasi   proses   inversi   berguna   untuk   menurunkan nilai   error   dengan   cara   menghapus   beberapa bad   datum point . Hasil yang didapatkan dari software Res2Dinv berupa citra   resistivitas   bawah   permukaan   2D,   dengan   mengacu pada   Tabel   1   tentang   resistivitas   jenis   batuan   dan   hasil penelitian   sebelumnya   tentang   panas   bumi   dengan menggunakan metode geolistrik resistivitas, sehingga dapat menunjukkan jenis batuan, sifat sifat-sifat batuan dan letak batuan yang berkaitan dengan lapisan batuan dan air panas di sekitar mata air panas Kali Sengon Desa Blawan-Ijen.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil pengamatan visual, di sebelah utara kolam mata air panas Kali Sengon terdapat  aliran sungai yaitu Sungai Kali Sengon. Terdapat banyak rembesan yang diperkirakan merupakan bagian dari sistem mata air panas yang   membentuk   kolam.   Kedua   lintasan   pengukuran geolistrik   resistivitas   diambil   sepanjang   tepi   sungai   dari arah Barat menuju ke Timur dan juga melewati tepi kolam mata air panas Kali Sengon. Pengambilan data pada lintasan 1 menggunakan konfigurasi Wenner dengan panjang 78 m, pada koordinat 07°59’14.19” LS, 114°10’49.9” BT sampai 07°59’14.6” LS, 114°10’48.2”B T. Citra resistivitas pada lintasan 1 (konfigurasi Wenner) ditunjukkan pada Gambar 4, dengan jangkauan kedalaman mencapai 6,37 m dan nilai
resistivitas  (0,708-685) Ωm.  Dengan   mengacu   pada   nilai resistivitas batuan (Tabel 1), struktur bawah permukaannya terdiri dari lapisan batuan dengan rentang nilai resistivitas (0,708   -   5,05)   Ωm   berupa   lempung,   air   tanah   dan   pasir sedangkan  nilai resistivitas (13,5 - 36,0) Ωm berupa batuan tufa, nilai resistivitas (36,0 - 257) Ωm berupa batuan breksi dan nilai resistivitas (257 - 685) Ωm berupa batuan basalt.
Analisis sistem panas bumi yang disesuaikan dengan resistivitas   suatu   batuan   dimana   semakin   kecil resistivitasnya maka batuan  tersebut  berhubungan dengan sistem panas bumi. Hal tersebut didukung oleh penelitian Suciningtyas   [15]   dan  Hadi dkk. [6].   Penelitian Suciningtyas   [15]   yang   menyatakan   bahwa   lapisan pembawa air panas adalah lapisan permeabel dengan nilai resistivitas   kurang   dari   40   Ωm.  Hadi   dkk.[6]   yang menjelaskan nilai resistivitas yang sangat kecil (< 10 Ωm) berkaitan dengan sumber air panas bumi. Hasil penelitian pada   lintasan   1   lapisan   yang   berkaitan   dengan   air   panas pada lapisan air tanah, lempung, pasir dan lapisan pembawa air   panas   pada   lapisan   batuan   tufa   yang   memiliki   sifat permeabel.
Hasil penelitian yang terlihat pada Gambar 4 diduga terdapat patahan pada panjang lintasan ke (40 - 46) m. Pada lokasi   tersebut,   lapisan   batuan   dengan   citra   warna   hijau memiliki   pola   vertikal   yang   memanjang   ke   bawah   dan diapit   lapisan   batuan   breksi   sehingga   diduga   merupakan bagian dari struktur patahan. Struktur patahan pada lintasan 1 diduga terisi oleh lapisan semi permeabel yang berfungsi sebagai   pembawa   air   panas   dan   menghubungkan   dengan sistem hidrothermal berupa lapisan batuan tufa.
Lintasan   2   merupakan   lintasan   pengambilan   data geolistrik resistivitas di lokasi yang sama dengan lintasan 1 tetapi   menggunakan   konfigurasi Wenner-Schlumberger . Lintasan   ini   memiliki   panjang   120   m   dengan   koordinat 07°59’13.6” LS, 114°10’47.3” BT sampai 07°59’15.8” LS, 114°10’50.7” BT. Dengan panjang lintasan 120 m, lintasan 2   ini   menghasilkan   citra   resistivitas   bawah   permukaan dengan   kedalaman   mencapai   23,7   m   dengan   nilai resistivitas (0,130 – 767) Ωm (Gambar 5).
Gambar 4. Citra resistivitas bawah permukaan 2D pada lintasan 1 (konfigurasi Wenner )
Gambar 5. Citra resistivitas bawah permukaan 2D pada lintasan 2 (konfigurasi Wenner-Schlumberger )
Rentang   nilai   resistivitas   tersebut   cukup   dekat   dengan rentang   nilai   resitivitas   pada   lintasan   1   sehingga   kedua konfigurasi   mempunyai   kesesuaian   cukup   baik.   Struktur lapisan   bawah   permukaan   pada   lintasan   2   terdiri   dari lapisan batuan dengan rentang resistivitas (0,130-5,73) Ωm berupa lapisan air panas, lapisan air tanah, batuan lempung, dan batuan pasir, batuan dengan rentang resistivitas (5,73- 64,2)   Ωm   berupa   tufa   vulkanik   dan   limestone,   batuan dengan  rentang resistivitas (64,2-767) Ωm berupa  batuan breksi,   basalt,   kerikil,   dan   salte.   Berdasarkan   komparasi antara Gambar 4 dan Gambar 5, kedua lintasan didominasi oleh   citra   warna   biru   sampai   hijau,   yang   diasumsikan berkaitan   dengan   keberadaan   fluida   air   panas   di   bawah permukaan.
Berdasarkan   struktur   bawah   permukaan   hasil interpretasi   Gambar   5,   lapisan   batuan   yang   diduga berhubungan   air   panas   Kali   Sengon   Desa   Blawan-Ijen terletak   pada   panjang   lintasan   ke   (39   -   57)   m   dengan kedalaman (1,5 – 11,1) m, pada panjang lintasan ke (60 - 69) m dengan kedalaman (1,5-14,9) m, dan pada panjang lintasan ke (80 - 87) m dengan kedalaman (1,5-11,1) m. Lapisan batuan tersebut memiliki nilai  resistivitas (0,13 – 5,37) Ωm berupa air panas dikarenakan resitivitasnya yang cenderung   kecil   dan   tepat   berada   pada   sumber   mata   air panas pada titik 63-69 m. Selain itu terdapat juga lapisan yang diduga pembawa air panas yang terlihat dengan warna hijau-kuning   dengan   rentang   resistivitas   (5,37-64,2)   Ωm berupa batuan tufa. Jenis lapisan batuan tersebut memiliki sifat permeabel  yang menandakan adanya air panas pada struktur bawah permukaan lintasan 2.
Citra  resistivitas pada lintasan  2 juga diduga terdapat patahan (Gambar 5) yang ditandai kotak hitam yang terletak pada sepanjang lintasan di titik (81-87) m. Patahan tersebut terisi lapisan batuan dengan sifat permeabel sehingga terjadi manifestasi   air   panas.   Lokasi   patahan   ini   terjadi
dikarenakan adanya zona lemah yang ditunjukkan oleh nilai resitivitas (0,13-5,37) Ωm, dengan adanya zona lemah ini maka porositas akan semakin tinggi sehingga air panas dari bawah permukaan tanah akan muncul menjadi manifestasi panas bumi.

## KESIMPULAN
Metode   geolistrik   resistivitas   dengan   konfigurasi Wenner dan Wenner-Schlumberger efektif digunakan untuk memetakan   struktur   bawah   permukaan   daerah   mata   air panas   Kali   Sengon   Desa   Blawan-Ijen.   Berdasarkan   citra resistivitas   bawah   permukaan   2D   lintasan   1   (konfigurasi Wenner , panjang lintasan 76 m) dan lintasan 2 (konfigurasi Wenner-Schlumberger , panjang lintasan 120 m) diperoleh bahwa   struktur   bawah   permukaan   terdiri   dari   lapisan   air tanah, lepung, pasir, tufa vulkanik, limestone, breksi, basalt, kerikil   dan   slate   dengan   posisi   dan   kedalaman   yang bervariasi. Lapisan air panas dan pembawa air panas yang dicirikan dengan resistivitas rendah yaitu < 36  Ωm  dapat ditemukan pada beberapa lokasi mulai pada kedalaman (1,5 -14.9) m. Pada kedua lintasan juga berhasil diidentifikasi keberadaan patahan yang mengontrol keberadaan mata air panas Kali Sengon Desa Blawan-Ijen.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] N. M. Saptadji, Teknik Panas Bumi . Bandung: ITB, 2002.
[2] K.   Nicholson, Geothermal   Fluids   Chemistry   and Exploration   Techniques .   Berlin:   Springer   Verlag, 1993.
[3] A.   N.   Basid,   N.   Andini,   and   S.   Arfiyaningsih, “Pendugaan   Reservoir   Sistem   Panas   Bumi   dengan Menggunakan Servei Geolistrik Resistivitas dan Self potensial,” J. Neutrino , vol. 7, no. 1, pp. 57–68, 2014.
[4] J.   M.   Reynolds, An   Introduction   to   Applied   and Environmental   Geophysics ,   2nd   ed.   Chichester:   A John Wiley & Sons, 2011.
[5] W.   M.   Telford,   L.   P.   Geldart,   and   R.   E.   Sheriff, Applied Geophysics , 2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press, 1990.
[6] A.   I.   Hadi,   Refrizon,   and   Suhendra,   “Pemodelan Sistem Panas Bumi Bawah Permukaan dengan Metode Geolistrik Tahanan Jenis Daerah Prospek Panas Bumi Gunung Api Hulu Lais Bagian Utara,” in Seminar dan Rapat   Tahunan   Bidang   MIPA,   Badan   Kerjasama Perguruan   Tinggi   Negeri   (BKS-PTN)   Indonesia Wilayah Barat , 2013, pp. 47–57.
[7] I.   Y.   Sulistyarini   and   Irjan,   “Aplikasi   Metode Geolisrik Dalam Survei Potensi Hidrothermal (Studi Kasus:   Sekitar   Sumber   Air   Panas   Kasinan Pesanggaran Batu),” J. Neutrino , vol. 4, no. 1, pp. 24– 34, 2011.
[8] Darmawangsa,   “Identifikasi   Struktur   Bawah Permukaan   Daerah   Panas   Bumi   di   Desa   Watu   Toa Kecamatan Marioriwawo dengan Metode Geolistrik,” “Skripsi’’   Universitas   Islam   Negeri   Alauddin Makasar,” 2015.
[9] L.   Anjarwati,   S.   Samsidar,   L.   Handayani,   and   N. Susanti,   “Metode   Geolistrik   Konfigurasi   Wenner- Schlumberger Untuk Identifikasi Panas Bumi Daerah Outflow di Sungai Medang Kerinci,” JOP  J. Online
Phys. ,   vol.   2,   no.   2,   2018,   doi: https://doi.org/10.22437/jop.v2i2.4788.
[10] D.   Santoso, Pengantar   Teknik   Geofisika .   Bandung: ITB, 2002.
[11] M.   H.   Loke,   “Tutorial:   2-D   and   3-D   Electrical Imaging   Surveys,   2004   Revised   Edition,”   no.   July, England: Birmingham University, 2004, p. 136.
[12] R.   H.   Manrulu,   A.   Nurfalaq,   and   I.   D.   Hamid, “Pendugaan Sebaran Air Tanah Menggunakan Metode Geolistrik   Resistivitas   Konfigurasi   Wenner   dan Schlumberger di Kampus 2 Universitas Cokroaminoto Palopo,” J. Fis. FLUX , vol. 15, no. 1, p. 6, 2018, doi:
10.20527/flux.v15i1.4507.
[13] F. Nabeel, D. D. Warnana, and A. S. Bahri, “Analisa Sebaran   Fosfat   dengan   Menggunakan   Metode Geolistrik   Konfigurasi   Wenner-Schlumberger :   Studi Kasus Saronggi, Madura,” J. Sains dan Seni , vol. 2, no. 1, 2013, doi: 10.12962/j23373520.v2i1.2307.
[14] Sakka, Metoda   Geolistrik   Tahanan   Jenis .   Makasar: UNHAS, 2002.
[15] I.   K.   L.   N.   Suciningtyas,   S.   Maryanto,   and   A. Rachmansyah, “Sebaran Mata Air Panas Blawan-Ijen berdasarkan Data Geolistrik Resistivitas,” J. Nat. , vol.
2, no. 2, pp. 165–171, 2013.