PENENTUAN POTENSI AIR TANAH DENGAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS DI KECAMATAN TELUK MENGKUDU KABUPATEN SERDANG BEDAGAI SUMATERA UTARA.
iii
PENENTUAN POTENSI AIR TANAH DENGAN METODE GEOLISTRIK
RESISTIVITAS DI KECAMATAN TELUK MENGKUDU
KABUPATEN SERDANG BEDAGAI
SUMATERA UTARA
Sutia Ningsih (409240033)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola aliran air tanah, kedalaman
akuifer dan berapa besar potensi air tanah yang terdapat di bawah permukaan
daerah kecamatan Teluk Mengkudu Kabupaten Serdang Bedagai berdasarkan
analisa nilai resistivitasnya dengan menggunakan metode geolistrik
Schlumberger.
Metode yang digunakan adalah metode geolistrik Schlumberger, didasari
dengan hukum Ohm untuk mengetahui nilai resistivitas jenis perlapisan pada tiap
lapisan permukaan bumi. Penelitian ini dilakukan dengan mengambil 3 lintasan.
Lintasan 1 dan 2 sebanyak 32 elektroda dengan panjang lintasan 155 m dan
lintasan 3 sebanyak 16 elektroda dengan panjang lintasan 75m. Jarak tiap-tiap
elektroda adalah 5 meter. Data pengukuran di lapangan berupa beda potensial dan
arus dapat digunakan untuk menghitung harga resistivitas semu (Apparent
Resistivity) yang diperoleh dengan alat geolistrik (Resistivity meter). Kemudian
data yang diperoleh dibuat gambar model penampang dua dimensi dengan
menggunakan software Res2Dinv untuk menampilkan penampang kontur nilai
resistivitas perlapisan batuan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa daerah potensi air tanah memiliki
nilai resistivitas yang bervariasi yaitu sekitar 0,660 Ωm sampai dengan 850 Ωm
pada lintasan 1 potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman 3,19 m dan
ketebalan 5.91 m. Lintasan ke 2 resistivitasnya 0,446 Ωm sampai dengan 14,3 Ωm
potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman 1,25 m dan ketebalan 5,13 m.
Lintasan 3 resistivitasnya 1,11 Ωm sampai dengan 25,9 Ωm potensi air tanah
berada pada kedalaman1,25 m dan ketebalan 3,8 m. Potensi air Tanah di daerah
yang diteliti pada lintasan 1 dan 2 lebih besar daripada potensi air tanah pada
lintasan 3.
Kata kunci : Geolistrik, Konfigurasi Schlumberger, Air tanah.
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas
segala berkat dan karunia-Nya yang memberikan kesehatan dan hikmat kepada
penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Penelitian ini berjudul
“Penentuan Potensi air Tanah Dengan Menggunakan Geolistrik Resistivitas
di Kecamatan Teluk Mengkudu Kabupaten Serdang Bedagai Sumatera
Utara”.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak
Drs. Juniar Hutahaean M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang telah
banyak memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal sampai
selesainya penyusunan skripsi ini dan kepada Bapak Dr. Ridwan A. Sani, M.Si
selaku dosen pembimbing akademik yang selama ini telah memberikan
bimbingan dan saran-saran dalam perkuliahan. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada Bapak Drs. Rappel Situmorang ,M.Si, Bapak Muhammad
Kadri, M.Sc, dan Ibu Rita Juliani, M.Si sebagai penguji 1, 2, dan 3 yang telah
memberikan masukan dan saran-saran mulai perencanaan penelitian sampai
selesainya penyusunan skripsi ini, serta kepada kepada Bapak Drs. Rahmadsyah,
M.Si selaku Kepala Laboratorium Fisika dan seluruh dosen Jurusan Fisika yang
telah memberikan Ilmu dan wawasan serta bantuan kepada penulis selama
menyelesaikan studi di perkuliahan. ,
Ucapan terima kasih saya sampaikan juga kepada orang tua saya,
Ayahanda tercinta Suyadi dan Ibunda tercinta Lasmini yang memberi motivasi
berupa moral dan materi serta doa kepada penulis sehingga skripsi ini dapat
diselesaikan pada waktunya. Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada
Kedua Adinda saya Imam Rustandi Dan Uswatun Hasanah yang selalu menjadi
penyemangat buat saya.
Terimakasih juga kepada Eti selawati yang selalu memotivasi dan
memberikan dorongan untuk segera menyelesaikan skripsi saya, Terikasih kepada
Bang Arman,Asrul, Dewi dan bang boni yang telah membantu dalam pelaksanaan
v
penelitian. Terimakasih juga buat Seluruh teman-teman seperjuangan di kelas
Fisika Nondik ’09 (Yulisa, Novita,
Deni, dan yang lainnya yang tidak bisa
disebut satu persatu) dan terimakasih kepada keluarga besar Brimob Detasemen B
kota tebing tinggi yang selalu memberikan nasehat, motivasi dan semangat.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak sempurna, oleh karena itu demi
penulis menerima kritik dan saran yang membangun demi kesempatan skripsi ini.
semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca baik sebagai bahan bacaan atau
acuan untuk penelitian lanjutan dan pengembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi, terima kasih.
Medan,
September 2013
Sutia Ningsih
NIM 409240033
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar pengesahan ................................................................................. i
Riwayat Hidup
Abstrak
................................................................................. ii
............................................................................................. iii
Kata Pengantar
Daftar isi
............................................................................................ vi
Daftar gambar
Daftar tabel
................................................................................. iv
.................................................................................... viii
............................................................................................. x
Daftar Lampiran
................................................................................. xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ....................................................................
1
1.2 Batasan Masalah
....................................................................
3
1.3 Rumusan Masalah
....................................................................
3
1.4 Tujuan Penelitian
....................................................................
4
1.5 Manfaat Penelitian
....................................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian
............................................. 5
2.1.1. Peta Geologi Daerah Penelitian
............................................. 7
2.1.2. Kondisi Geologi
………………............................................. 8
2.2. Air Tanah
………………………............................................... 8
2.2.1. Akuifer
………………………............................................. 11
2.2.2. Porositas dan Permeabilitas
……….............................................. 14
2.2.3. Resistivitas Batuan
………………............................................. 16
2.3. Metode Geolistrik
………………............................................. 17
2.3.1. Konfigurasi Wenner
………………............................................. 21
vii
2.3.2. Konfigurasi Schlumberger
………............................................. 21
………………............................................. 24
2.4 Dasar Kelistrikan
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
......................................................... 25
3.1.1 Tempat Penelitian
………......................................................... 25
3.1.2 Waktu Penelitian
………......................................................... 25
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
3.3. Prosedur Penelitian
......................................................... 25
……….......................................................... 26
3.4. Teknik Pengambilan Data
......................................................... 27
3.5. Diagram Alir Penelitian
......................................................... 29
BAB IV. PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengambilan Data
......................................................... 30
4.2. Pembahasan Hasil Analisis dan Interpretasi Data
..................... 32
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
………………......................................................... 37
………………………......................................................... 37
DAFTAR PUSTAKA
..................................................................... 38
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.
Porositas Pada Batuan
................................................
14
Tabel 2.2.
Variasi Resistivitas Batuan dan Mineral ........................
17
Table 3.1.
Spesifikasi Geolistrik
25
Table 3.2.
Alat Pemancar dan Spesifikasinya
.............................
25
Tabel 3.3.
Alat Penerima dan Spesifikasinya
.............................
26
Table 4.1.
Data Hasil Pengamatan
................................................
31
.................................................
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Peta Kecamatan Teluk Mengkudu
.............................
6
Gambar 2.2.
Peta Geologi Daerah Teluk Mengkudu …………………. 7
Gambar 2.3.
Diagram Posisi Air Bawah Permukaan ............................. 13
Gambar 2.4.
Porositas dan Permeabilitas
Gambar 2.5.
.........................................
14
Cara Kerja Geolistrik
……. .........................................
18
Gambar 2.6.
Konfigurasi Wenner
...................................................
21
Gambar 2.7.
Schlumberger
.............................................................
21
Gambar 2.8.
Arus Dalam Lintasan Tertutup
Gambar 3.1.
Diagram Alir Penelitian
Gambar 4.1.
Lintasan Penelitian
Gambar 4.2.
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Pertama … 33
Gambar 4.3.
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Kedua … 34
Gambar 4.4.
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Ketiga … 35
.......................................
24
................................................
29
.......................................................
31
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Data Hasil Penelitian Lintasan I ...................................... 40
Lampiran 2.
Data Hasil Penelitian Lintasan II ...................................... 47
Lampiran 3.
Data Hasil Penelitian Lintasan III .....................................
Lampiran 4.
Peta Geologi Hasil Penelitian ............................................. 58
Lampiran 5.
Dokumentasi Pada Saat Melakukan Penelitian .................. 59
54
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk
kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain dalam
Sistem Tata Surya dan menutupihampir 71 % permukaan bumi . Wujudnya dapat
berupa cairan, es (padat) dan uap/gas. Dengan kata lain karena air, maka Bumi
menjadi satu-satunya planet dalam Tata surya yang memiliki kehidupan
(Arland.2012).
Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah
permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang
keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas
serta pemulihannya sulit dilakukan. Air sangat dibutuhkan manusia untuk
keperluan hidupnya. Pertumbuhan penduduk dan pembangunan diberbagai bidang
akan mendorong kebutuhan akan air, sedangkan ketersediaanya secara relatif
alami relatif tetap. Sumberdaya air bawah tanah sebagai salah satu sumberdaya air
semakin lama semakin penting dan strategis, karena selain jumlahnya relatif
banyak juga kualitasnya baik. Selain air sungai dan air hujan, air tanah juga
mempunyai peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga keseimbangan
dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga (domestik)
maupun untuk kepentingan industri. Dibeberapa daerah, ketergantungan pasokan
air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%.
Air merupakan kebutuhan pokok manusia untuk melangsungkan kehidupan
dan meningkatkan kesejahteraannya. Pembangunan di bidang sumber daya air
pada dasarnya adalah upaya untuk memberikan akses secara adil kepada seluruh
masyarakat untuk mendapatkan air agar hidup dengan cara yang sehat, bersih, dan
produktif.(Wikipedia.2013).
Indonesia yang terletak di daerah tropis merupakan negara yang mempunyai
ketersediaan air yang cukup. Namun secara ilmiah Indonesia menghadapi kendala
1
dalam memenuhi kebutuhan air karena distribusi yang tidak merata, sehingga air
yang dapat disediakan akan selalu sesuai dengan kebutuhan, baik dalam jumlah
maupun mutu. Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan
air minum juga semakin meningkat. Peningkatan kebutuhan air minum tersebut
tidak diiringi dengan ketersediaan air baku baik air permukaan, air hujan, maupun
airtanah diakibatkan antara lain oleh pembangunan dan perubahan tata guna lahan
yang sering kurang mempertimbangkan kelestarian ekosistem di sekitarnya.
Dalam usaha untuk mendapatkan susunan mengenai lapisan bumi, kegiatan
penyelidikan melalui permukaan tanah atau bawah tanah haruslah dilakukan, agar
bisa diketahui ada atau tidaknya lapisan pembawa air (akuifer), ketebalan dan
kedalamannya serta untuk mengambil contoh air untuk dianalisis kualitas airnya.
Meskipun air tanah tidak dapat secara langsung diamati melalui permukaan bumi,
penyelidikan permukaan tanah merupakan awal penyelidikan yang cukup penting,
paling tidak dapat memberikan suatu gambaran mengenai lokasi keberadaan air
tanah tersebut.
Beberapa metode penyelidikan permukaan tanah yang dapat dilakukan,
diantaranya : metode geologi, metode gravitasi, metode magnit, metode seismik,
dan metode geolistrik. Dari metode-metode tersebut, metode geolistrik merupakan
metode yang banyak sekali digunakan dan hasilnya cukup baik (Bisri,1991).
Pendugaan geolistrik ini dimaksudkan untuk memperoleh gambaran
mengenai lapisan tanah di bawah permukaan dan kemungkinan terdapatnya air
tanah dan mineral pada kedalaman tertentu. Pendugaan geolistrik ini didasarkan
pada kenyataan bahwa material yang berbeda akan mempunyai tahanan jenis yang
berbeda apabila dialiri arus listrik. Air tanah mempunyai tahanan jenis yang lebih
rendah daripada batuan mineral yaitu berkisar antara 0,5 sampai 300 ohm meter
(Telford, 1990 dalam Zubaidah, 2008). Beberapa penelitian yang terkait dengan
pendugaan geolistrik ini diantaranya penyelidikan untuk mengetahui sebaran
mineral batu bara dan penyelidikan eksplorasi bawah tanah (Azhar, dkk., 2003).
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui susunan lapisan bawah
permukaan tanah, sehingga dapat diketahui adanya lapisan pembawa air tanah
2
atau akuifer dan kedalaman akuifer yang ada di Kecamatan Teluk Mengkudu,
Kota Sei Rampah, Sumatera Utara.
Di daerah Sei Rampah, khususnya kecamatan Teluk Mengkudu adalah
daerah yang sangat sulit memperoleh air bersih. Sumber air baku yang diperoleh
penduduk setempat berasal dari air permukaan yaitu laut dan sungai yang pada
umumnya memiliki karakteristik tingginya kandungan zat-zat anorganik yang
berasal dari sisa-sisa kehidupan dan memiliki kadar suspensi yang tinggi seperti
lumpur dan pasir (laut) yang menyebabkan air menjadi keruh dan berbau dan
berasa.
Untuk mengatasi hal tersebut maka diperlukan penetapan sumber-sumber
air baku (air tanah) guna memenuhi kebutuhan air bersih dan layak minum bagi
penduduk setempat untuk saat ini dan masa yang akan datang.
Dari permasalahan tersebut maka penulis akan melakukan penelitian yang
berjudul : Penentuan Potensi Air Tanah Dengan Metode Geolistrik
Resistivitas Di Kecamatan Teluk Mengkudu Kabupaten Serdang Bedagai
Sumatera Utara.
1.2. Batasan Masalah
Adapun Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Parameter yang dicari adalah resistivitas lapisan tanah berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik.
2. Menggunakan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger.
3. Pengolahan data menggunakan software Res2Dinv.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalahnya yaitu :
1. Bagaimana pola aliran air tanah di daerah Teluk Mengkudu berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik?
2. Bagaimana penyebaran dan kedalaman akuifer berdasarkan resistivitas
yang di ukur menggunakan metode Geolistrik?
3
3. Bagaimana potensi air tanah pada daerah Teluk Mengkudu berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik?
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui pola aliran air tanah di Teluk Mengkudu berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik.
2. Untuk mengetahui penyebaran dan kedalaman akuifer berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik.
3. Untuk mengetahui seberapa besar potensi air tanah di daerah Teluk
Mengudu berdasarkan resistivitas yang di ukur menggunakan metode
Geolistrik.
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diperoleh setelah melakukan penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Mampu memberikan sumbangan pemikiran bidang ilmu pengetahuan
terutama geofisika dalam memecahkan berbagai permasalahan tentang
air tanah sebagai sumber air.
2. Sebagai bahan masukan bagi peneliti lain dalam mengembangkan
penelitian lain tentang akuifer air tanah.
3. Memberikan informasi tentang seberapa besar potensi air tanah di daerah
Teluk Mengkudu.
4
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengolahan, analisis dan interpretasi data pada penelitian dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil interpretasi pada penampang lintasan pertama (gambar
4.2) dan kedua (gambar 4.3) dan terdeteksi sebaran air tanah lebih besar
dari pada potensi air tanah lintasan ketiga (gambar 4.4).
2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa daerah potensi air tanah memiliki
nilai resistivitas yang bervariasi yaitu sekitar 0,660 Ωm sampai dengan
850 Ωm pada lintasan 1 potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman
3,19 m dan ketebalan 5.91 m. Lintasan ke 2 resistivitasnya 0,446 Ωm
sampai dengan 14,3 Ωm potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman
1,25 m dan ketebalan 5,13 m. Lintasan 3 resistivitasnya 1,11 Ωm sampai
dengan 25,9 Ωm.
5.2. Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, maka saran untuk penelitian
selanjutnya yaitu:
1.
Dilihat dari pola penyebaran air tanah, maka perlu dilakukan penelitian
lebih lanjut dengan memperluas daerah pengambilan data sehingga
potensinya akan lebih terlihat.
2.
Pemodelan penampang bawah permukaan untuk air tanah atau struktur
bawah permukaan dapat dikembangkan dalam pemodelan secara tiga
dimensi menggunakan software Res3dinv sehingga diperoleh gambaran
akuifer yang lebih baik.
37
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, N.( 2009). Cara Mengolah Data Res2dinv.http://masterdagan. Blogspot
.com /2009 /02/ caramengolahdatares2dinv.html. Diakses tanggal 22 april
2013
Asra, A., (2012), Penentuan Sebaran Akuifer Dengan Metode Tahanan Jenis Di
Kota Tangerang Selatan Provinsi Banten., Skripsi, Fakultas Teknologi
Pertanian, IPB, Bogor.
Azhar dan Handayani, G., (2004), Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi
Sclumberger Untuk Penentuan Tahanan Jenis Batuan, Jurnal Natur
Indonesia Vol. 6. No. 2, ITB, Bandung.
Bisri,Mohammad.(1981). Aliran Air Tanah .Fakultas Teknik Universitas
Brawijaya. Malang.
Geounhas06’S Blog, (2011). Porositas dan Permeabilitas.http://geounhas06
.wordpress.com/minyakdangas bumi/ porositas dan permeabilitas/.Diakses
tanggal 29 april 2013
Halik,G.,Jojok,W.S.,(2008). Pendugaan Potensi Air Tanah Dengan Metode
Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Kampus Tegal Boto Universitas
Jember 109:114
KatalogBPS., (2012), Kecamatan Teluk Mengkudu Dalam Angka 2012.
http://www.serangbedagaikab.go.id/bappeda/document/ 20130110112819
mengkudu2012.pdf.Diakses tanggal 5 maret 2013
Martha,A Dkk,.(2002),Mengenal Dasar-Dasar Hidrologi. Nova, Bandung.
Rohim, M dkk., (2010), Applikasi Metode Geolistrik Sounding Dengan
Konfigurasi Pole-Pole Untuk Mengukur Resistivitas Bawah Permukaan
Tanah Dan Mengetahui Struktur Tanah, Program Kreativitas Mahasiswa,
universitas Negeri Malang,Malang
Santoso, Djoko, (2002), Pengantar Teknik Geofisika, Departemen Teknik
Geofisika ITB, Bandung
Sugito dan A.N, Aziz., (2010), Investigasi Bidang Gelincir Longsor
MenggunakanMetode Geolistrik Tahanan Jenis di Desa Kebarongan Kec.
Kemranjen Kab. Banyumas, Vol. 13, No.2. FMIPA. UNSOED.
Suharyadi., (2004), Pengantar Geologi Teknik Edisi 4, Biro UGM, Yogyakarta.
Wikipedia.,(2013), http://id.wikipedia.org/wiki/Air_tanah . Diakses tanggal 5
maret 2013.
Wuryantoro, (2007). Aplikasi Metode Goelistrik Tahanan Jenis Untuk Menentukan
Letak dan Kedalaman Aquifer Air Tanah Di Desa Temperak Kecamatan
Serang Kabupaten Rembang Jawa Tengah, Skripsi, FMIPA, UNNES,
Semarang.
38
Zubaidah, Teti dan Bulkis Kanata, (2008), Pemodelan Fisika Aplikasi Metode
Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Untuk Investigasi Keberadaan air
Tanah, Universitas Mataram,Mataram
39
ii
RIWAYAT HIDUP
Sutia Ningsih dilahirkan di Tebing tinggi pada tanggal 01 April 1991.
Anak dari pasangan orang tua Suyadi dan Lasmini merupakan anak Pertama dari
tiga bersaudara. Alamat di Desa Kp.Mudik kecamatan Tebing syahbandar
Kabupaten Serdang Bedagai. Pada tahun 1997 diterima di SD Negeri 165717
Tebingtinggi dan lulus pada tahun 2003. Pada tahun 2003 penulis melanjutkan
sekolah SLTP Negeri 1 Tebing tinggi dan lulus pada tahun 2006. Pada tahun 2006
penulis melanjutkan sekolah SMA Negeri 4 Tebing tinggi dan lulus pada tahun
2009. Pada tahun 2009, penulis diterima di Program Studi Fisika, Jurusan Fisika,
Universitas Negeri Medan. Kegiatan intrakurikuler yang pernah diikuti di
UNIMED yaitu IKAMMUFIS (Ikatan Mahasiswa Muslim Fisika). Penulis
menulis skripsi yang berjudul “Penentuan Potensi Air Tanah Dengan
menggunakan metode geolistrik resisitivitas di kecamatan teluk mengkudu
kabupaten serdang bedagai sumatera utara” atas bimbingan bapak Drs. Juniar
Hutahaean, M.Si
PENENTUAN POTENSI AIR TANAH DENGAN METODE GEOLISTRIK
RESISTIVITAS DI KECAMATAN TELUK MENGKUDU
KABUPATEN SERDANG BEDAGAI
SUMATERA UTARA
Sutia Ningsih (409240033)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola aliran air tanah, kedalaman
akuifer dan berapa besar potensi air tanah yang terdapat di bawah permukaan
daerah kecamatan Teluk Mengkudu Kabupaten Serdang Bedagai berdasarkan
analisa nilai resistivitasnya dengan menggunakan metode geolistrik
Schlumberger.
Metode yang digunakan adalah metode geolistrik Schlumberger, didasari
dengan hukum Ohm untuk mengetahui nilai resistivitas jenis perlapisan pada tiap
lapisan permukaan bumi. Penelitian ini dilakukan dengan mengambil 3 lintasan.
Lintasan 1 dan 2 sebanyak 32 elektroda dengan panjang lintasan 155 m dan
lintasan 3 sebanyak 16 elektroda dengan panjang lintasan 75m. Jarak tiap-tiap
elektroda adalah 5 meter. Data pengukuran di lapangan berupa beda potensial dan
arus dapat digunakan untuk menghitung harga resistivitas semu (Apparent
Resistivity) yang diperoleh dengan alat geolistrik (Resistivity meter). Kemudian
data yang diperoleh dibuat gambar model penampang dua dimensi dengan
menggunakan software Res2Dinv untuk menampilkan penampang kontur nilai
resistivitas perlapisan batuan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa daerah potensi air tanah memiliki
nilai resistivitas yang bervariasi yaitu sekitar 0,660 Ωm sampai dengan 850 Ωm
pada lintasan 1 potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman 3,19 m dan
ketebalan 5.91 m. Lintasan ke 2 resistivitasnya 0,446 Ωm sampai dengan 14,3 Ωm
potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman 1,25 m dan ketebalan 5,13 m.
Lintasan 3 resistivitasnya 1,11 Ωm sampai dengan 25,9 Ωm potensi air tanah
berada pada kedalaman1,25 m dan ketebalan 3,8 m. Potensi air Tanah di daerah
yang diteliti pada lintasan 1 dan 2 lebih besar daripada potensi air tanah pada
lintasan 3.
Kata kunci : Geolistrik, Konfigurasi Schlumberger, Air tanah.
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas
segala berkat dan karunia-Nya yang memberikan kesehatan dan hikmat kepada
penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Penelitian ini berjudul
“Penentuan Potensi air Tanah Dengan Menggunakan Geolistrik Resistivitas
di Kecamatan Teluk Mengkudu Kabupaten Serdang Bedagai Sumatera
Utara”.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak
Drs. Juniar Hutahaean M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang telah
banyak memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal sampai
selesainya penyusunan skripsi ini dan kepada Bapak Dr. Ridwan A. Sani, M.Si
selaku dosen pembimbing akademik yang selama ini telah memberikan
bimbingan dan saran-saran dalam perkuliahan. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada Bapak Drs. Rappel Situmorang ,M.Si, Bapak Muhammad
Kadri, M.Sc, dan Ibu Rita Juliani, M.Si sebagai penguji 1, 2, dan 3 yang telah
memberikan masukan dan saran-saran mulai perencanaan penelitian sampai
selesainya penyusunan skripsi ini, serta kepada kepada Bapak Drs. Rahmadsyah,
M.Si selaku Kepala Laboratorium Fisika dan seluruh dosen Jurusan Fisika yang
telah memberikan Ilmu dan wawasan serta bantuan kepada penulis selama
menyelesaikan studi di perkuliahan. ,
Ucapan terima kasih saya sampaikan juga kepada orang tua saya,
Ayahanda tercinta Suyadi dan Ibunda tercinta Lasmini yang memberi motivasi
berupa moral dan materi serta doa kepada penulis sehingga skripsi ini dapat
diselesaikan pada waktunya. Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada
Kedua Adinda saya Imam Rustandi Dan Uswatun Hasanah yang selalu menjadi
penyemangat buat saya.
Terimakasih juga kepada Eti selawati yang selalu memotivasi dan
memberikan dorongan untuk segera menyelesaikan skripsi saya, Terikasih kepada
Bang Arman,Asrul, Dewi dan bang boni yang telah membantu dalam pelaksanaan
v
penelitian. Terimakasih juga buat Seluruh teman-teman seperjuangan di kelas
Fisika Nondik ’09 (Yulisa, Novita,
Deni, dan yang lainnya yang tidak bisa
disebut satu persatu) dan terimakasih kepada keluarga besar Brimob Detasemen B
kota tebing tinggi yang selalu memberikan nasehat, motivasi dan semangat.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak sempurna, oleh karena itu demi
penulis menerima kritik dan saran yang membangun demi kesempatan skripsi ini.
semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca baik sebagai bahan bacaan atau
acuan untuk penelitian lanjutan dan pengembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi, terima kasih.
Medan,
September 2013
Sutia Ningsih
NIM 409240033
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar pengesahan ................................................................................. i
Riwayat Hidup
Abstrak
................................................................................. ii
............................................................................................. iii
Kata Pengantar
Daftar isi
............................................................................................ vi
Daftar gambar
Daftar tabel
................................................................................. iv
.................................................................................... viii
............................................................................................. x
Daftar Lampiran
................................................................................. xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ....................................................................
1
1.2 Batasan Masalah
....................................................................
3
1.3 Rumusan Masalah
....................................................................
3
1.4 Tujuan Penelitian
....................................................................
4
1.5 Manfaat Penelitian
....................................................................
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Gambaran Umum Lokasi Penelitian
............................................. 5
2.1.1. Peta Geologi Daerah Penelitian
............................................. 7
2.1.2. Kondisi Geologi
………………............................................. 8
2.2. Air Tanah
………………………............................................... 8
2.2.1. Akuifer
………………………............................................. 11
2.2.2. Porositas dan Permeabilitas
……….............................................. 14
2.2.3. Resistivitas Batuan
………………............................................. 16
2.3. Metode Geolistrik
………………............................................. 17
2.3.1. Konfigurasi Wenner
………………............................................. 21
vii
2.3.2. Konfigurasi Schlumberger
………............................................. 21
………………............................................. 24
2.4 Dasar Kelistrikan
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
......................................................... 25
3.1.1 Tempat Penelitian
………......................................................... 25
3.1.2 Waktu Penelitian
………......................................................... 25
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
3.3. Prosedur Penelitian
......................................................... 25
……….......................................................... 26
3.4. Teknik Pengambilan Data
......................................................... 27
3.5. Diagram Alir Penelitian
......................................................... 29
BAB IV. PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengambilan Data
......................................................... 30
4.2. Pembahasan Hasil Analisis dan Interpretasi Data
..................... 32
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
………………......................................................... 37
………………………......................................................... 37
DAFTAR PUSTAKA
..................................................................... 38
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.
Porositas Pada Batuan
................................................
14
Tabel 2.2.
Variasi Resistivitas Batuan dan Mineral ........................
17
Table 3.1.
Spesifikasi Geolistrik
25
Table 3.2.
Alat Pemancar dan Spesifikasinya
.............................
25
Tabel 3.3.
Alat Penerima dan Spesifikasinya
.............................
26
Table 4.1.
Data Hasil Pengamatan
................................................
31
.................................................
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Peta Kecamatan Teluk Mengkudu
.............................
6
Gambar 2.2.
Peta Geologi Daerah Teluk Mengkudu …………………. 7
Gambar 2.3.
Diagram Posisi Air Bawah Permukaan ............................. 13
Gambar 2.4.
Porositas dan Permeabilitas
Gambar 2.5.
.........................................
14
Cara Kerja Geolistrik
……. .........................................
18
Gambar 2.6.
Konfigurasi Wenner
...................................................
21
Gambar 2.7.
Schlumberger
.............................................................
21
Gambar 2.8.
Arus Dalam Lintasan Tertutup
Gambar 3.1.
Diagram Alir Penelitian
Gambar 4.1.
Lintasan Penelitian
Gambar 4.2.
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Pertama … 33
Gambar 4.3.
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Kedua … 34
Gambar 4.4.
Penampang Kontur Resistivitas pada Lintasan Ketiga … 35
.......................................
24
................................................
29
.......................................................
31
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Data Hasil Penelitian Lintasan I ...................................... 40
Lampiran 2.
Data Hasil Penelitian Lintasan II ...................................... 47
Lampiran 3.
Data Hasil Penelitian Lintasan III .....................................
Lampiran 4.
Peta Geologi Hasil Penelitian ............................................. 58
Lampiran 5.
Dokumentasi Pada Saat Melakukan Penelitian .................. 59
54
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk
kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain dalam
Sistem Tata Surya dan menutupihampir 71 % permukaan bumi . Wujudnya dapat
berupa cairan, es (padat) dan uap/gas. Dengan kata lain karena air, maka Bumi
menjadi satu-satunya planet dalam Tata surya yang memiliki kehidupan
(Arland.2012).
Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di bawah
permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang
keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas
serta pemulihannya sulit dilakukan. Air sangat dibutuhkan manusia untuk
keperluan hidupnya. Pertumbuhan penduduk dan pembangunan diberbagai bidang
akan mendorong kebutuhan akan air, sedangkan ketersediaanya secara relatif
alami relatif tetap. Sumberdaya air bawah tanah sebagai salah satu sumberdaya air
semakin lama semakin penting dan strategis, karena selain jumlahnya relatif
banyak juga kualitasnya baik. Selain air sungai dan air hujan, air tanah juga
mempunyai peranan yang sangat penting terutama dalam menjaga keseimbangan
dan ketersediaan bahan baku air untuk kepentingan rumah tangga (domestik)
maupun untuk kepentingan industri. Dibeberapa daerah, ketergantungan pasokan
air bersih dan air tanah telah mencapai ± 70%.
Air merupakan kebutuhan pokok manusia untuk melangsungkan kehidupan
dan meningkatkan kesejahteraannya. Pembangunan di bidang sumber daya air
pada dasarnya adalah upaya untuk memberikan akses secara adil kepada seluruh
masyarakat untuk mendapatkan air agar hidup dengan cara yang sehat, bersih, dan
produktif.(Wikipedia.2013).
Indonesia yang terletak di daerah tropis merupakan negara yang mempunyai
ketersediaan air yang cukup. Namun secara ilmiah Indonesia menghadapi kendala
1
dalam memenuhi kebutuhan air karena distribusi yang tidak merata, sehingga air
yang dapat disediakan akan selalu sesuai dengan kebutuhan, baik dalam jumlah
maupun mutu. Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan
air minum juga semakin meningkat. Peningkatan kebutuhan air minum tersebut
tidak diiringi dengan ketersediaan air baku baik air permukaan, air hujan, maupun
airtanah diakibatkan antara lain oleh pembangunan dan perubahan tata guna lahan
yang sering kurang mempertimbangkan kelestarian ekosistem di sekitarnya.
Dalam usaha untuk mendapatkan susunan mengenai lapisan bumi, kegiatan
penyelidikan melalui permukaan tanah atau bawah tanah haruslah dilakukan, agar
bisa diketahui ada atau tidaknya lapisan pembawa air (akuifer), ketebalan dan
kedalamannya serta untuk mengambil contoh air untuk dianalisis kualitas airnya.
Meskipun air tanah tidak dapat secara langsung diamati melalui permukaan bumi,
penyelidikan permukaan tanah merupakan awal penyelidikan yang cukup penting,
paling tidak dapat memberikan suatu gambaran mengenai lokasi keberadaan air
tanah tersebut.
Beberapa metode penyelidikan permukaan tanah yang dapat dilakukan,
diantaranya : metode geologi, metode gravitasi, metode magnit, metode seismik,
dan metode geolistrik. Dari metode-metode tersebut, metode geolistrik merupakan
metode yang banyak sekali digunakan dan hasilnya cukup baik (Bisri,1991).
Pendugaan geolistrik ini dimaksudkan untuk memperoleh gambaran
mengenai lapisan tanah di bawah permukaan dan kemungkinan terdapatnya air
tanah dan mineral pada kedalaman tertentu. Pendugaan geolistrik ini didasarkan
pada kenyataan bahwa material yang berbeda akan mempunyai tahanan jenis yang
berbeda apabila dialiri arus listrik. Air tanah mempunyai tahanan jenis yang lebih
rendah daripada batuan mineral yaitu berkisar antara 0,5 sampai 300 ohm meter
(Telford, 1990 dalam Zubaidah, 2008). Beberapa penelitian yang terkait dengan
pendugaan geolistrik ini diantaranya penyelidikan untuk mengetahui sebaran
mineral batu bara dan penyelidikan eksplorasi bawah tanah (Azhar, dkk., 2003).
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui susunan lapisan bawah
permukaan tanah, sehingga dapat diketahui adanya lapisan pembawa air tanah
2
atau akuifer dan kedalaman akuifer yang ada di Kecamatan Teluk Mengkudu,
Kota Sei Rampah, Sumatera Utara.
Di daerah Sei Rampah, khususnya kecamatan Teluk Mengkudu adalah
daerah yang sangat sulit memperoleh air bersih. Sumber air baku yang diperoleh
penduduk setempat berasal dari air permukaan yaitu laut dan sungai yang pada
umumnya memiliki karakteristik tingginya kandungan zat-zat anorganik yang
berasal dari sisa-sisa kehidupan dan memiliki kadar suspensi yang tinggi seperti
lumpur dan pasir (laut) yang menyebabkan air menjadi keruh dan berbau dan
berasa.
Untuk mengatasi hal tersebut maka diperlukan penetapan sumber-sumber
air baku (air tanah) guna memenuhi kebutuhan air bersih dan layak minum bagi
penduduk setempat untuk saat ini dan masa yang akan datang.
Dari permasalahan tersebut maka penulis akan melakukan penelitian yang
berjudul : Penentuan Potensi Air Tanah Dengan Metode Geolistrik
Resistivitas Di Kecamatan Teluk Mengkudu Kabupaten Serdang Bedagai
Sumatera Utara.
1.2. Batasan Masalah
Adapun Batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Parameter yang dicari adalah resistivitas lapisan tanah berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik.
2. Menggunakan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger.
3. Pengolahan data menggunakan software Res2Dinv.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalahnya yaitu :
1. Bagaimana pola aliran air tanah di daerah Teluk Mengkudu berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik?
2. Bagaimana penyebaran dan kedalaman akuifer berdasarkan resistivitas
yang di ukur menggunakan metode Geolistrik?
3
3. Bagaimana potensi air tanah pada daerah Teluk Mengkudu berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik?
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui pola aliran air tanah di Teluk Mengkudu berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik.
2. Untuk mengetahui penyebaran dan kedalaman akuifer berdasarkan
resistivitas yang di ukur menggunakan metode Geolistrik.
3. Untuk mengetahui seberapa besar potensi air tanah di daerah Teluk
Mengudu berdasarkan resistivitas yang di ukur menggunakan metode
Geolistrik.
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diperoleh setelah melakukan penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Mampu memberikan sumbangan pemikiran bidang ilmu pengetahuan
terutama geofisika dalam memecahkan berbagai permasalahan tentang
air tanah sebagai sumber air.
2. Sebagai bahan masukan bagi peneliti lain dalam mengembangkan
penelitian lain tentang akuifer air tanah.
3. Memberikan informasi tentang seberapa besar potensi air tanah di daerah
Teluk Mengkudu.
4
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengolahan, analisis dan interpretasi data pada penelitian dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil interpretasi pada penampang lintasan pertama (gambar
4.2) dan kedua (gambar 4.3) dan terdeteksi sebaran air tanah lebih besar
dari pada potensi air tanah lintasan ketiga (gambar 4.4).
2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa daerah potensi air tanah memiliki
nilai resistivitas yang bervariasi yaitu sekitar 0,660 Ωm sampai dengan
850 Ωm pada lintasan 1 potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman
3,19 m dan ketebalan 5.91 m. Lintasan ke 2 resistivitasnya 0,446 Ωm
sampai dengan 14,3 Ωm potensi air tanah terlihat berada pada kedalaman
1,25 m dan ketebalan 5,13 m. Lintasan 3 resistivitasnya 1,11 Ωm sampai
dengan 25,9 Ωm.
5.2. Saran
Dari hasil penelitian yang telah diperoleh, maka saran untuk penelitian
selanjutnya yaitu:
1.
Dilihat dari pola penyebaran air tanah, maka perlu dilakukan penelitian
lebih lanjut dengan memperluas daerah pengambilan data sehingga
potensinya akan lebih terlihat.
2.
Pemodelan penampang bawah permukaan untuk air tanah atau struktur
bawah permukaan dapat dikembangkan dalam pemodelan secara tiga
dimensi menggunakan software Res3dinv sehingga diperoleh gambaran
akuifer yang lebih baik.
37
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, N.( 2009). Cara Mengolah Data Res2dinv.http://masterdagan. Blogspot
.com /2009 /02/ caramengolahdatares2dinv.html. Diakses tanggal 22 april
2013
Asra, A., (2012), Penentuan Sebaran Akuifer Dengan Metode Tahanan Jenis Di
Kota Tangerang Selatan Provinsi Banten., Skripsi, Fakultas Teknologi
Pertanian, IPB, Bogor.
Azhar dan Handayani, G., (2004), Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi
Sclumberger Untuk Penentuan Tahanan Jenis Batuan, Jurnal Natur
Indonesia Vol. 6. No. 2, ITB, Bandung.
Bisri,Mohammad.(1981). Aliran Air Tanah .Fakultas Teknik Universitas
Brawijaya. Malang.
Geounhas06’S Blog, (2011). Porositas dan Permeabilitas.http://geounhas06
.wordpress.com/minyakdangas bumi/ porositas dan permeabilitas/.Diakses
tanggal 29 april 2013
Halik,G.,Jojok,W.S.,(2008). Pendugaan Potensi Air Tanah Dengan Metode
Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Kampus Tegal Boto Universitas
Jember 109:114
KatalogBPS., (2012), Kecamatan Teluk Mengkudu Dalam Angka 2012.
http://www.serangbedagaikab.go.id/bappeda/document/ 20130110112819
mengkudu2012.pdf.Diakses tanggal 5 maret 2013
Martha,A Dkk,.(2002),Mengenal Dasar-Dasar Hidrologi. Nova, Bandung.
Rohim, M dkk., (2010), Applikasi Metode Geolistrik Sounding Dengan
Konfigurasi Pole-Pole Untuk Mengukur Resistivitas Bawah Permukaan
Tanah Dan Mengetahui Struktur Tanah, Program Kreativitas Mahasiswa,
universitas Negeri Malang,Malang
Santoso, Djoko, (2002), Pengantar Teknik Geofisika, Departemen Teknik
Geofisika ITB, Bandung
Sugito dan A.N, Aziz., (2010), Investigasi Bidang Gelincir Longsor
MenggunakanMetode Geolistrik Tahanan Jenis di Desa Kebarongan Kec.
Kemranjen Kab. Banyumas, Vol. 13, No.2. FMIPA. UNSOED.
Suharyadi., (2004), Pengantar Geologi Teknik Edisi 4, Biro UGM, Yogyakarta.
Wikipedia.,(2013), http://id.wikipedia.org/wiki/Air_tanah . Diakses tanggal 5
maret 2013.
Wuryantoro, (2007). Aplikasi Metode Goelistrik Tahanan Jenis Untuk Menentukan
Letak dan Kedalaman Aquifer Air Tanah Di Desa Temperak Kecamatan
Serang Kabupaten Rembang Jawa Tengah, Skripsi, FMIPA, UNNES,
Semarang.
38
Zubaidah, Teti dan Bulkis Kanata, (2008), Pemodelan Fisika Aplikasi Metode
Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Untuk Investigasi Keberadaan air
Tanah, Universitas Mataram,Mataram
39
ii
RIWAYAT HIDUP
Sutia Ningsih dilahirkan di Tebing tinggi pada tanggal 01 April 1991.
Anak dari pasangan orang tua Suyadi dan Lasmini merupakan anak Pertama dari
tiga bersaudara. Alamat di Desa Kp.Mudik kecamatan Tebing syahbandar
Kabupaten Serdang Bedagai. Pada tahun 1997 diterima di SD Negeri 165717
Tebingtinggi dan lulus pada tahun 2003. Pada tahun 2003 penulis melanjutkan
sekolah SLTP Negeri 1 Tebing tinggi dan lulus pada tahun 2006. Pada tahun 2006
penulis melanjutkan sekolah SMA Negeri 4 Tebing tinggi dan lulus pada tahun
2009. Pada tahun 2009, penulis diterima di Program Studi Fisika, Jurusan Fisika,
Universitas Negeri Medan. Kegiatan intrakurikuler yang pernah diikuti di
UNIMED yaitu IKAMMUFIS (Ikatan Mahasiswa Muslim Fisika). Penulis
menulis skripsi yang berjudul “Penentuan Potensi Air Tanah Dengan
menggunakan metode geolistrik resisitivitas di kecamatan teluk mengkudu
kabupaten serdang bedagai sumatera utara” atas bimbingan bapak Drs. Juniar
Hutahaean, M.Si