Upload
djayusyus
View
26
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni sampai dengan Desember 2007,
dan berlokasi di Kelurahan Sempaja Selatan Samarinda Utara Kalimantan Timur.
1. Luas wilayah : 35.34 km2.
2. Batas wilayah :
a. Sebelah Utara : Jl. Padat Karya, Jl Wanyi, Jl. Ring Road (Kelurahan
Sempaja Utara)
b. Sebelah Timur : Sungai Karang Mumus (Kelurahan Temindung Permai)
c. Sebelah Selatan : Jl. Pramuka, Jl. Krayan, Jl. Ma. Pahu (Kelurahan Gunung
Kelua)
d. Sebelah Barat : Villa Tamarra (Kelurahan Gunung Kelua).
3.2 Deskripsi Umum Penelitian
Penelitian ini mengaplikasikan sistem informasi geografi untuk memetakan
sebaran air tanah berdasarkan data-data pendukung berupa data mengenai kondisi
permukaan dan kondisi bawah permukaan di daerah penelitian. Kondisi
permukaan berupa kondisi vegetasi, hidrologi, topografi, zona resapan dan jenis
tanah. Data ini merupakan data sekunder berupa peta-peta.
Sedangkan untuk kondisi bawah permukaan akan diketahui jenis batuan
penyusun akuifer air tanah, jenis lingkungan pengendapan akuifer air tanah yang
ditentukan berdasarkan jenis batuan penyusun akuifer. Data ini berupa data primer
yang diperoleh dari penelitian lapangan, dalam hal ini survey geolistrik resistivitas
2-D konfigurasi Schlumberger.
Data Primer lain yang juga diambil adalah koordinat batas-batas wilayah
penelitian, koordinat sumur yang ada pada lokasi penelitian, informasi tentang
pemanfaatan air tanah, kualitas fisik air tanah dan koordinat lokasi penyelidikan
33
geolistrik resisitivitas. Output yang akan diberikan dari hasil penelitian ini berupa
peta 2-D dan 3-D.
Secara umum sistematika penelitian dimuat dalam flowchart berikut.
34
Gambar 3.1 Flowchart Penelitian
StudiPendahuluan
Mulai
PengumpulanData Sekunder
Survey LapanganAwal
Peta Geologi
Peta Hidrogeologi
Peta Radar
Peta LokasiPenelitian
Peta PenutupanLahan
Peta Citra Satelit
KondisiGeologi
Setempat
JumlahSumur diLokasi
Penelitian
KondisiKoordinat
SumurStudi Data Sekunder
dan Data SurveyLapangan
Kondisi UmumLokasi Penelitian
Penentuan LokasiPengambilan Data
Resistivitas
Sesuai ?
Pengambilan DataLapangan
Yes
No
DataResistivitas
DataKoordinat Lokasi
Pengambilan data
DataKualitas Fisik Air
Tanah
Kondisi Geologi
Kondisi Vegetasi
Lokasi RechargeArea
Kondisi AirPermukaan
Pengolahan DataLapangan
Inversi DataResistivitas
Input DataKoordinat
Uji Fisik AirTanah
Interpretasi Data Pengolahan DataSekunder
Base Map
Tipologi SistemAkuifer
Kondisi FisikAir Tanah
PemetaanSebaran Air
Tanah
Sistem Informasiair Tanah
Selesai
3.3 Teknik Sampling
Sampling yang yang dilakukan pada penelitian ini adalah :
3.3.1 Sampling Sebaran Sumur dan Pemanfaatan air tanah.
Sampling sebaran sumur dilakukan dengan melakukan pencatatan koordinat
posisi sumur di lokasi penelitian dengan menggunakan GPS dan pendataan
pemanfaatan air tanah di lokasi penelitian.
3.3.2 Sampling Data Geologi setempat
Sampling ini dilakukan dengan melakukan studi singkapan (out crop) yang
tersingkap dan ditemukan di lokasi penelitian dan dilakukan deskripsi litologinya
3.3.3 Sampling Air Sumur
Sampling ini dilakukan di beberapa titik yang bersifat representatif untuk
selanjutnya di uji kualitasnya secara fisik (bau, rasa dan warna) serta kadar pH
dan kandungan Besi.
3.3.4 Sampling Geolistrik Resistivitas
Sampling dilakukan di 5 titik suonding dengan panjang bentangan sesuai
dengan kedalam sumur yang akan diketahui jenis lapisan batuannya. Masing-
masing titik sounding dilakukan pengukuran sebanyak 2 kali secara saling silang
(saling berpotongan), dimana pada setiap titik dicatat nilai kuat arus yang
mengalir (I) dalam miliampere (mA) dan beda tegangan yang timbul (V) dalam
milivolt (mV), yang terbaca oleh resistivity meter.
3.4 Teknik Pengambilan Data
3.4.1 Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
a. Mengukur Resistivitas Batuan
1. Resistiviti meter
2. Elektroda potensial (2 unit)
3. Elektroda arus (2 unit)
4. Kabel masing-masing elektroda
5. Tali plastik 300 m
6. Palu
35
7. Accu (30 Ampere/12 volt)
8. Form-form isian data
b. Mengukur Topografi Permukaan Daerah Penelitian
1. Seperangkat Theodolite
2. Kompas
3. Meteran
4. Patok kayu
5. Form-form isian data
c. Mengukur Koordinat Lokasi Sumur dan Pendataan Pemanfaatan Air Tanah
1. GPS
2. Kamera Digital
3. Buku catatan
4. Alat tulis
d. Mengukur Kualitas Fisik Air
Peralatan untuk mengukur kualitas fisik air yaitu Test Kit hardness, iron & pH
model HA-62 yang terdiri dari :
1. Buffer solution, Hardness 1
2. Ferro Ver Iron Reagent Powder
3. Man Ver Hardness Indicator, Hardness 2
4. Phenol Red Indicator Solution
5. Titrant Reagent, Hardness 3
6. Color Comparator (Iron, Phenol Red, Chlorin)
7. Bottle
8. Gunting
e. Analisis Data
Seperangkat komputer dan software SIG (Arc View, Surfer 8, Notepad,
Global Mapper 8 dan Microsoft Excel) dan Res2Dinv.
36
3.4.2 Data yang diambil adalah data sekunder dan primer :
a. Data Sekunder yaitu :
1. Peta Lokasi Penelitian
2. Peta Geologi
3. Peta Penutupan Lahan (vegetasi)
4. Peta Hidrologi,
5. Peta Topografi (kontur)
6. Jenis Tanah
7. Peta Citra Satelit Dan Peta Radar
b. Data Primer yaitu :
1. Data Geologi setempat
a) Data arah strike dan dip
b) Data litologi batuan pada singkapan
2. Data Koordinat (GPS)
a) Koordinat batas wilayah penelitian.
b) Koordinat sumur yang ada di wilayah penelitian.
c) Koordinat titik pengambilan data resistivitas di wilayah penelitian.
3. Data Sebaran Sumur dan pemanfaatan air tanah
4. Data Kualitas Fisik Air tanah
5. Data Topografi untuk koreksi topografi pada pengambilan data geolistrik.
a) Azimuth
b) Kemiringan
c) Jarak datar
d) Jarak lapangan
6. Data Geolistrik, meliputi :
a) Jarak antar elektroda untuk mendapatkan kedalaman titik duga yang
diinginkan sesuai dengan konfigurasi Schlumberger.
b) Bacaan beda potensial pada masing-masing posisi elektroda (V)
c) Bacaan arus pada masing-masing posisi elektroda (I)
37
3.4.3 Prosedur Kerja
Pada penelitian ini, peneliti akan menggunakan 2 jenis data, yaitu data
primer dan data sekunder. Data tersebut akan dikolaborasi hingga menghasilkan
output berupa peta sebaran air tanah.
Berikut adalah langkah-langkah kerja yang dilakukan dalam penelitian ini.
a. Pengumpulan dan Analisis Data Sekunder
Data-data sekunder yang dikumpulkan dan dilakukan studi adalah data berupa
peta. Berikut adalah langkah-langkahnya.
1. Peta Geologi
Pada peta geologi diidentifikasi jenis formasi batuan berdasarkan letak lokasi
penelitian.
2. Peta Penutupan Lahan dan Peta Jenis Tanah.
Pada peta penutupan Lahan Diidentifikasi luas penutupan lahan yang terdekat
dengan lokasi penelitian yang berfungsi untuk menentukan zona resapan air.
3. Peta kontur dan Peta Hidrologi
Peta ini digunakan untuk menentukan pola aliran air permukaan.
4. Peta Citra Satelit dan Peta Radar
Digunakan untuk membuat peta 3-D yang akan diintegrasikan dengan hasil
survey geolistrik resistivitas.
Peta-peta tersebut diolah hingga menghasilkan base map atau peta dasar yang
akan digunakan dalam proses pemetaan sebaran air tanah.
b. Pengambilan Data Primer
Setelah dilakukan studi data sekunder dan diperoleh gambaran mengenai
batas-batas lokasi pengambilan data primer di lokasi penelitian, maka dilakukan
pengambilan data primer. Data Primer yang diambil adalah data mengenai
kondisi geologi di lapangan, data sebaran sumur dan pemanfaatan air tanah,
data kualitas fisik air tanah dan data kondisi bawah permukaan yaitu data dari
hasil survey geolistrik
38
1. Data kondisi geologi di lapangan
Data kondisi geologi di lapangan diperoleh dengan melakukan studi
singkapan (out crop) dengan tujuan untuk mengetahui arah strike dan dip,
jenis sedimen atau batuan penyusun yang ada di lokasi penelitian.
Pengukuran strike dan dip dilakukan dengan menggunakan kompas
geologi. Kemudian untuk mengetahui jenis sedimen, dilakukan dengan
membuat deskripsi litologi singkapan yang ada mulai dari atas sampai bawah
dan panjang singkapan juga diukur.
2. Data Sebaran Sumur dan Pemanfaatan air tanah
Data koordinat sebaran sumur diambil dengan menggunakan GPS den
dicatat koordinat posisi sumur untuk diplotkan kedalam base map.
Selanjutnya dilakukan pendataan mengenai pemanfaatan air tanah dengan
melakukan wawancara.
3. Pengujian Kualitas Air Tanah secara Fisik
Sampel air diambil di beberapa sumur yang bersifat representataif dan
selanjutnya diuji kualiasnya secara fisik. Parameter pengujiannya adalah bau,
rasa, warna, pH dan kandungan Besi.
3. Survey Geolistrik
Survey geolistrik dilakukan untuk mengetahui kondisi lapisan bawah
permukaan dalam hal ini lapisan pembawa air tanah (akuifer).
Pada prinsipnya, penelitian ini melakukan pendugaan tahanan jenis
semu masing-masing lapisan batuan dengan peralatan geolistrik yaitu dengan
metoda resistivity konfigurasi schlumberger.
Pengukuran dilakukan di 5 titik duga dengan panjang cross line
masing-masing titik duga maksimum 280 meter atau menyesuaikan dengan
kondisi lapangan. Masing-masing titik duga dilakukan pengukuran sebanyak
dua kali secara saling silang (tegak lurus arah strike dan sejajar arah strike).
Panjang bentangan tersebut dipengaruhi oleh spesifikasi geometrik dari
konfigurasi elektroda. Spasi antar elektroda masing-masing 5 meter.
39
Berikut langkah-langkahnya pengambilan data dengan menggunakan
resistivity meter :
1. Membuat patok-patok di sepanjang cross line dengan spasi 3 meter.
2. Kemudian 2 elektroda arus dan 2 elektroda potensial diletakkan pada tiap
titik pengukuran. Berdasarkan spasi elektroda yang disusun sesuai dengan
aturan Sclumberger dengan jarak awal 3 meter.
3. Kedua elektroda arus dan kedua elektroda potensial dihubungkan dengan
resistivity meter menggunakan kabel penghubung.
4. Selanjutnya alat dihidupkan untuk menginjeksikan arus kedalam bumi.
5. Mengkaliberasikan alat Resistivity Meter, untuk meminimalkan faktor
kesalahan alat
6. Arus diinjeksikan dan dicatat hasil pembacaan kuat arus listrik (I) dan
beda potensial listrik (V).
7. Prosedur 1 s/d 5 diulangi untuk setiap pembesaran spasi elektroda.
8. Langkah 1 sampai 6 diulangi untuk titik duga berikutnya.
9. Hasil pengukuran yang didapat ialah kuat arus yang mengalir (I) dalam
mili Ampere (mA) dan beda tegangan yang timbul (V) dalam mili Volt
(mV). Dari dua data tersebut kemudian dicari nilai tahanan jenis dalam
ohm. kemudian dimasukkan kedalam tabel berikut.
Tabel 3.1. Form isian pengambilan data resistivity meter
NoTitik
soundingLokasi
X
Spasi Elektroda Potensial
Spasi Elektroda
Arus
Pembacaan Tegangan
(mV)
Pembacaan arus(mA)
1234
n
40
Pada pengukuran geolistrik perlu diambil data topografi yang digunakan
sebagai koreksi topografi pada proses analisis data resistivitas dengan
metode inversi.
Data topografi yang diambil akan digunakan untuk melakukan koreksi
topografi pada survey geolistrik dan gambaran topografi lokasi pengambilan
data. Pada pengukuran topografi ini, data tentang posisi koordinat lokasi
penelitian juga diambil dengan menggunakan GPS.
Adapun langkah-langkah pengambilan datanya sebagai berikut :
1. Sebelum mengukur dengan theodolite, dibuat lintasan tracking seperti
pada sketsa pengambilan data di atas dengan memasang patok-patok
kayu pada titik duga.
2. Selanjutnya menentukan titik atau stasiun awal (atau stasiun nol) untuk
memulai pengukuran.
3. Sebelum memulai pengukuran, theodolit dikaliberasi terlebih dahulu.
Kaliberasi meliputi koreksi koordinat dengan menggunakan kompas,
koreksi posisi peletakan dengan mengatur posisi theodolite sedemikian
rupa hingga waterpas berada pada posisi yang benar.
4. Selanjutnya pengukuran dilakukan dengan cara tracking melewati
seluruh permukaan lokasi penelitian dengan sistem jalur. Semakin rapat
jarak antar stasiun makin detail kontur yang didapat.
5. Data yang diambil adalah azimuth, kemiringan, jarak datar, jarak
lapangan. Selanjutnya data tersebut dimasukkan kedalam tabel berikut.
41
Tabel 3.2. Form Isian Data pengukuran dengan Theodolite
No. Titik
Azimuth (o)
Slope (%)
Jarak Datar (m)
Jarak Lapangan
(m)Keterangan
1 Line 12
9 10 1 Line 22
9 10 1 Line n2
910
42
3.4.4 Jadwal Penelitian
Tabel 3.3. Jadwal Rencana Kegiatan
No Kegiatan
Bulan
Juni Juli Agustus September Oktober Desember Januari
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Persiapan Pengajuan Judul
2 Pengajuan Judul
3 Konsultasi Pra Seminar I
4 Revisi Pra Seminar I
5 Pengumpulan data Sekunder
6 Persiapan Seminar I
7 Seminar I
8 Revisi Hasil Seminar I
9 Pembuatan Ijin Penelitian
10 Pengolahan Data Sekunder
11 Survey lokasi
12 Pengambilan Data Lapangan
13 Pengolahan Data Lapangan
14 Analisis Data Lapangan
43
No Kegiatan
Bulan
Juni Juli Agustus September Oktober Desember Januari
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
15 Interpretasi Data
16 Penyajian Hasil Berupa Peta
17 Konsultasi Pra Seminar II
18 Revisi Pra Seminar II
19 Persiapan Seminar II
20 Seminar II
21 Revisi Hasil Seminar II
22 Persiapan Pendadaran
23 Pendadaran
24 Revisi hasil pendadaran
25 Penjilidan Skripsi
26 Persiapan Wisuda
27 Wisuda
28 Lain-lain
44
3.5 Teknik Analisis Data
Setelah data pengukuran lapangan diperoleh, maka dilakukan analisis data
sebagai berikut.
3.5.1. Analisis Data kondisi geologi di lapangan
Data kondisi geologi lapangan berupa deskripsi litologi diolah menjadi
bentuk simbol-simbil litologi dan sketsa perlapisan batuan sedimen dari atas ke
bawah. Jika singkapan yang dijadikan objek studi lebih dari satu, maka deskripsi
litologi tersebut dikorelasikan dengan deskripsi litologi singkapan lainnya sesuai
dengan arah strike dan dip.
Deskripsi lithologi singkapan dilakukan berdasarkan parameter, ukuran
butir, warna, jenis sedimen dan bentuk perlapisan. Hasil deskripsi ini kemudian
digambarkan berdasarkan simbol-simbol standar geologi.
3.5.2. Analisis Data Sebaran Sumur dan Pemanfaatan air tanah
Setelah data-data koordinat sebaran sumur dari pengukuran dengan GPS
diperoleh data tersebut disalin ke program Microsoft Excel lalu di save dengan
format DBF IV untuk selanjutnya diolah dengan software Arc View dan
diintegrasikan dengan base map yang ada untuk pembuatan peta sebaran air tanah
beseta pemanfaatannya.
3.5.3. Analisis Pengujian Kualitas Air Tanah secara Fisik
Setelah sampel diuji, lalu hasil pengujian tersebut diplotkan ke dalam base
map untuk membuat peta sebaran air tanah berdasarkan kualitas air tanah secara
fisik.
3.5.4. Analisis Data Survey Geolistrik
Setelah pendugaan geolistrik selesai dilakukan, data-data yang telah diperoleh
yaitu :
1. Dilakukan perhitungan tahanan jenis semu.
Nilai tahanan jenis semu yang dihasilkan dari pengukuran merupakan
hasil pembagian antara beda tegangan (V) dengan besarnya arus (I) yang
45
terjadi. untuk mendapatkan nilai hambatan jenis semu maka nilai hambatan
jenis hasil perhitungan harus dikalikan dengan faktor geometris.
Nilai tahanan jenis semu dihitung dengan mengalikan hasil
pengukuran tahanan jenis (V/I) dengan faktor geometris K, yakni Kx. Nilai
faktor geometris (K) masing-masing konfigurasi elektroda dan kedalaman
berbeda satu sama lain.
Untuk Konfigurasi Schlumberger, faktor koreksi geometrisnya adalah :
K = n.(n + 1) π a;............................................................5)
n = 1, 2, 3,4,5,…
Tabel 3.4. Form isian untuk hasil perhitungan resisitivitas semu
No Lokasi
x
Spasi elektroda Potensial
(m)
Spasi elektroda
Arus (m)
I (mA)
V (mV)
K (m)
(Ω-m)
1
2
3
4
5
6
n
2. Setelah diperoleh nilai resistivitas semu maka nilai tersebut diolah dengan
software RES2DINV dengan langkah-langkah sebagai berikut :
a. Data resistivitas semu (ρa) di input ke dalam komputer pada program
Microsoft excel atau sheet pada Surfer.
b. Selanjutnya harga-harga resistivitas semu (ρa) dicopi ke program notepad
ataupun word pad dan diformat sebagai berikut :
Nama lokasi survei
46
Spasi elektroda terkecil
7 ; tipe konfigurasi (Schlumberger =7)
Jumlah data resistivitas semu (ρa)
1 ; Tipe lokasi-x untuk titik-titik datum (1 untuk titik
tengah)
0 ; untuk data resistivitas tanpa data IP
Lokasi-x, spasi elektroda, faktor pembesran, nilai resitivitas
semu (ρa)
1; untuk data topografi
Jumlah data topografi
Jarak horizontal, nilai topografi (beda tinggi)
1; mengakhiri data topografi
0
0
0
0 ; ( 4 nol terakhir untuk mengakhiri format data)
(Loke, 1999a)
kemudian disimpan sebagai file dengan ekstensi dot dat (*.dat)
c. Selanjutnya program Res2dinv dijalankan dan file yang telah
disimpan sebelumnya dipanggil untuk dilakukan pemodelan inversi.
d. Pemodelan inversi dijalankan untuk mendapatkan gambaran (peta)
formasi lapisan batuan dua dimensi dan nilai-nilai resistivitas (ρ) tiap
lapisan.
e. Setelah inversi selesai akan diperoleh gambaran lapisan batuan dan
nilai resistivitas tiap lapisan batuan, selanjutnya nilai resistivitas tersebut
dicocokkan dengan nilai resistivitas yang ada pada tabel nilai resisitivitas
batuan.
47
3.5.4. Interpretasi Data
Dari data sekunder yang telah diolah akan diinterpretasi :
1. Keadaan vegetasi di sekitar lokasi penelitian
Keadaan vegetasi diinterpretasi berdasarkan peta penutupan lahan.
2. Lokasi dan keadaan zona resapan air dilokasi penelitian
Lokasi dan keadaan zona resapan air diinterpretasi berdasarkan peta
penutupan lahan, peta topografi dan peta Hidrologi.
Dari data primer akan diinterpretasi :
1. Jenis batuan sedimen penyusun akuifer di lokasi penelitian.
Jenis batuan penyusun akuifer diinterpretasi berdasarkan hasil inversi software
res2dinv terhadap data geolistrik yang telah diperoleh. Tetapi interpretasi hasil
inversi ini harus di cross check dengan data deskripsi litologi yang diperoleh
dari studi singkapan yang ada. Interpretasi ini bertujuan untuk mengetahui
tipologi sistem akuifer berdasarkan jenis batuan penyusunnya.
2. Jenis lingkungan pengendapan akuifer di lokasi penelitian.
Dari hasil deskripsi litologi akan diinterpretasi jenis lingkungan pengndapan
akuifer sehingga dapat diketahui tipologi akuifer lokasi penelitian berdasarkan
lingkungan pengendapannya.
3.5.5. Pemetaan Sebaran Air Tanah
Setelah langkah-langkah di atas selesai, selanjutnya sebaran air tanah dapat
dipetakan berdasarkan data sekunder dan data primer yang telah diolah. Pemetaan
ini dilakukan dengan mengaplikasikan Sistem Informasi Geografi menggunakan
software Arc View dan menghasilkan output berupa Peta 2-D dan 3-D sebaran air
tanah berdasarkan kondisi geologi dan sistem akuifer, sebaran sumur dan
pemanfaatannya serta sebaran air tanah berdasarkan kualitas air tanah.
Secara umum proses pemetaan sebaran air tanah dengan mengaplikasikan
Sistem Informasi Geografi (SIG) terdiri atas tiga bagian (subsistem), yaitu
48
subsistem masukan data (input data), manipulasi dan analisis data, menyajikan
data (output data).
Langkah-langkahnya sebagai berikut:
1. Subsistem masukan data (input data)
Terdapat dua macam data yang akan diinput dalam proses ini, yaitu data
spasial dan data atribut.
a. Data Spasial
Data spasial yang diinput adalah data-data berupa peta. Peta-peta
(data sekunder) diubah menjadi data spasial digital dengan
melakukan proses digitasi on screen, sehingga data peta tersebut
dapat tersimpan dalam bentuk titik (dot), garis (vektor), poligon
(area) dan pixel (grid). Data spasial yang telah menjadi digital
tersebut yang disebut dengan base map. Base map inilah yang akan
dijadikan kerangka dari penyajian sistem informasi dalam pemetaan
sebaran air tanah dengan memasukkan data atribut.
b. Data Atribut
Data atribut pada penelitian ini adalah data-data primer yang
diperoleh di lapangan yang telah diolah dan diinterpretasi
sebelumnya. Data-data primer ini harus selalu memiliki referensi
geografis, artinya mempunyai nilai koordinat, agar dapat diinput ke
dalam base map.
2. Subsistem manipulasi dan analisis data
Setelah proses input data selesai, data-data tersebut dianalisis, sehingga
dapat terlihat hubungan antara tiap bagian dari data atribut yang telah
diteliti di lapangan.
3. Subsistem menyajikan data (output data)
Setelah proses manipulasi dan analisis data selesai, maka hasilnya akan
ditayangkan dalam bentuk peta, tabel, bagan, gambar, grafik dan hasil
perhitungan. Hasil penyajian ini diharapkan dapat memberi informasi
mengenai air tanah di lokasi penelitian
49