METODE PENELITIAN

JUDUL PENELITIAN :PENYELEDIKAN STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN UNTUK ANALISIS RESAPAN AIR TANAH DI AREA PERSAWAHAN JANTHO KABUPATEN ACEH BESAR MENGGUNAKAN METODE RESISTIVITAS

Diusulkan oleh :

HERU HARDIAN1204107010022

UNIVERSITAS SYIAH KUALABANDA ACEH2015

PENGESAHAN PKM-AI (ARTIKEL ILMIAH)

1. Judul :Penyelidikan Struktur Bawah Permukaan Untuk Analisis Resapan Air Tanah Di area Persawahan Jantho, Aceh Besar Dengan menggunakan Metode Resistivitas

2. Bidang Kegiatan:PKM-AI

3. Ketua Pelaksana Kegiatana. Nama Lengkap b. NIM c. Jurusan d. Universitas/Institusi/Politeknik e. Alamat Rumah dan No.Telp/HP

f. Alamat Email:::::

:Heru Hardian1204107010022Teknik GeofisikaUniversitas Syiah KualaJl Tgk. Syarif, Kampong Jeulingke, Banda Aceh, Aceh / 082361003065heru.geofisika@gmail.com

4. Anggota Pelaksana Kegiatan 3 (tiga) orang

5. Dosen Pembimbing a. Nama dan Gelarb. NIDN c. Alamat Rumah dan No.Telp/HP :::Dr. Muhammad Syukri, MT00 1805 7003Jalan Meurebo No. 1 , Darussalam 23111 / 08116777000

6. Jangka Waktu Pelaksanaan:3 (Tiga) bulan

Pembantu Rektor Bidang Kemahasiswaan

( Dr. Ir. Alfiansyah Yulianur, B.C )NIP.

(Heru Hardian)NIM. 1204107010022

Menyetujui,Pembantu Dekan III Fakultas TeknikBidang Kemahasiswaan

(Dr. Nasrullah RCL, ST, MT )NIP. 19680507 199702 1 001

(Heru Hardian)NIM. 1204107010022

Banda Aceh, 12 Maret 2015Ketua Pelaksana Kegiatan

( Heru Hardian )NIM. 1204107010022

Dosen Pendamping

( Dr. Muhammad Syukri, MT )NIDN. 00 1805 7003

Penyelidikan Struktur Bawah Permukaan Untuk Analisis Resapan Air TanahDi Area Persawahan Jantho Kabupaten Aceh BesarMenggunakan Metode ResistivitasHeru Hardian, Helma Linda, Riski Andrian, Cut AiniProgram Studi S1 Teknik Geofisika, Fakultas TeknikUniversitas Syiah KualaJl. T. Nyak Arief Darussalam Banda Aceh 23111Email : Heru.geofisika@gmail.comABSTRAK

Telah dilakukan studi pencitraan bawah permukaan dengan menggunakan metode resistivitas di sekitar perkampungan Kota Jantho, Aceh Besar. Tujuan studi ini adalah untuk melihat gambaran profil bawah permukaan area studi lapisan jenuh air terhadap resapan air disekitar area persawahan Jantho Aceh Besar. Dengan dilakukan 3 bentangan pengukuran secara in line dan parallel dengan spasi 3 meter dan data koordinat area survey diambil menggunakan Global Positioning System (GPS). Hasil penelitian menunjukkan penampang tahanan jenis bawah permukaan dengan range nilai tahanan jenis berkisar antara 20-75000 ohm meter. Nilai resistivitas terendah diperoleh pada lintasan pertama (4000m diinterpretasikan sebagai lapisan lempung. Nilai resistivitas line lainnya (75000m) diinterpretasikan sebagai lapisan lempung dan terdapat Bedrock. Kata kunci : Penampang, metode geolistrik , sedimen gambut, lapisan lempung, Bedrock

ABSTRACT

Subsurfaces imaging study performed by using geoelectrical methods around villages in Jantho, Aceh Besar. This study aimed to image subsurface profile of the area in geoelectrical subsurface profile. 3 measurement lines 3 metres apart paralelly set in this survey with coordinates taken by using Global Positioning System (GPS). Result indicate subsurface resistivity profiles with value of resistivity ranged between 20-30000 ohm metre schaled in red to blue color. Lower resistivity value (4000m) interpreted as clay. The other line of survey (11000m) interpreted as clay and Bedrock.

Keywords : Profile, geoelectrical method, turf sediment, clay layer, BedrockPENDAHULUANJantho adalah sebuah kota yang terletak pada provinsi Aceh, Indonesia. Secara geografis sebagian besar wilayah Kabupaten Aceh Besar terletak di hulu aliran sungai Krueng Aceh. Daerah Jantho sendiri terdiri dari 3 formasi batuan yakni bagian formasi Padangtiji (batu pasir karbonat, batu lanau, konglomerat, batu kapur minor), Aluvium Undifferentiated (kerikil, pasir, lumpur, dll) dan Formasi Meulaboh (Semi-konsolidasi pasir & kerikil). Jantho adalah kota yang termasuk dalam kelompok zaman tersier.Metode Geolistrik resistivity adalah metode geofisika yang memanfaatkan sifat resistivitas untuk mempelajari keadaan bawah permukaan bumi. Metode ini dilakukan dengan menginjeksikan arus listrik langsung melalui dua elektroda ke dalam Bumi, dan kemudian mengamati potensial yang terbentuk melalui dua elektroda potensial antara satu tempat dengan tempat lainnya. (Telford, 1998). Karena efek dari gangguan, maka arus akan menyebar melalui medium Bumi dan merambat ke arah radial. Besarnya aliran radial dapat diukur berdasarkan perbedaan potensial di tempat tertentu di permukaan tanah, sehingga informasi yang akan diperoleh merupakan resistivitas permukaan batuan . (Hartantya, 2000). Nilai tersebut akan menjadi target utama dalam survei geolistrik. Resistivitas merupakan parameter penting untuk mengetahui karakteristik fisik bawah permukaan, yang berhubungan dengan jenis material dan kondisi bawah permukaan (Sutarno, 1993). Berdasarkan analisis tersebut distribusi resistivitas dapat menginterpretasikan keadaan di bawah permukaan bumi.Sebuah pendekatan sederhana untuk mendapatkan resistivitas batuan bawah permukaan dengan mengasumsikan bahwa bumi adalah media isotropik homogen yang dapat disebut sebagai tahanan jenis semu. Jadi tahanan jenis semu diukur berdasarkan nilai tahanan yang melalui media berlapis yang memiliki resistivitas yang berbeda dan ketebalan lapisan dianggap isotropik homogen. Untuk mendapatkan nilai yang sebenarnya dimana resistivitas Bumi memiliki resistivitas yang heterogen diperoleh dengan cara membuat model dan menghubungkan antara resisitivitas semu dan resistivitas sebenarnya (metode inversi) (Loke, 2000). Melalui pendekatan umum untuk inversi numerik digambarkan dengan model atau struktur perlapisanan bumi dengan sebuah titik. Struktur yang lebih umum dapat dimodelkan dalam struktur 2-D, konduktivitas daerah berbeda-beda dalam satu arah (arah strike) dan data ini diharapkan dapat memotong nilai strike.(Jupp, 1976)Prinsip kerja metode resistivitas adalah mengaliran arus listrik langsung atau bolak-balik frekuensi rendah ke bumi melalui dua elektroda untuk kemudian dapat mengukur arus, perbedaan potensial yang muncul melalui dua potensial elektroda, sehingga nilai resistivitas dapat dihitung (Arif 2009).

Setiap konfigurasi elektroda memiliki metode perhitungan tersendiri untuk mengetahui nilai ketebalan dan resistivitas batuan bawah permukaan. Nilai resistivitas semuanya tergantung pada geometri dari konfigurasi elektroda yang sering digunakan, atau didefinisikan sebagai faktor geometris (K). Konfigurasi susunan arus dan tegangan tegangan Wenner dan Schlumberger seperti yang muncul pada Gambar 1 dan Gambar 2.

Gambar 1. susunan konfigurasi schlumberger

Gambar 2. Susunan konfigurasi wenner

Potensial di Sekitar Titik Arus di Dalam Bumi

Gambar 1. Aliran arus yang berasal dari satu sumber arus dalam Bumi yang homogen isotropis (Telford, dkk, 1976)

TUJUANAdapun tujuan dari dilakukannya penelitian ini untuk mengukur nilai resistivitas batuan sekitar guna mengetahui struktur bawah permukaan bumi terhadap resapan air disekitar area persawahan Jantho Aceh Besar, Sehingga dapat dipetakan lapisan batuan mana yang mengandung lapisan lempung dan lapisan batuan yang lapuk menurut nilai anomali resistivitas yang didapatkan serta akan menjadi data dasar dalam upaya pengembangan lahan pertanian , khususnya menanam padi, selanjutnya baik dilakukan oleh pemerintah maupun oleh masyarakat sekitarnya.

METODELOGIWaktu dan Tempat

Gambar 3. Lokasi Penelitian

Penelitian di lakukan pada hari Minggu tanggal 28 November 2014 pukul 10.00-17.00 WIB di sekitar persawahan dan perkebunan kota Jantho, Aceh Besar dengan tiga line yang berbeda. Pengukuran pertama (line 1) terletak di area persawahan dengan koordinat N 0517'38.4 " E 095 37'20.9" dan pengukuran kedua (line 2) terletak di daerah perkebunan dengan koordinat N 0517'48.4 "E 095 37'23.1", sedangkan pada (line 3) sejajar dengan line 2 dengan koordinat N 0517'50.0 "E 095 37'20.8" . Kondisi cuaca pada hari penelitian: paruh waktu cerah, sebagian waktunya sampai sore mendung.

Alat dan bahanAdapun alat dan bahan yang digunkan dalam penelitian ini adalah :

Tabel 1. Alat dan BahanNoAlat dan BahanJumlah

1Kabel Elektroda6 gulung

2ARES1 unit

3Elektroda Potensial + Arus48 buah

4Meteran1 buah

5Palu2 buah

6Baterai Aki1 set

7GPS1 buah

Dengan metode ini akan di peroleh nilai resistivitas bawah permukaan yang kemudian akan di olah dengan software Res2DInv dan hasil olah data akan di interpretasikan untuk mengetahui lapisan ketebaalan lempung terhadap resapan air tanah guna mendapatkan informasi terkait lahan pertanian dan kecocokan tanam warga terhadap tanaman padi.

TAHAP PENELITIAN1. Akuisisi data

Sebelum pengumpulan data lapangan terlebih dahulu dilakukan survey awal. Di area pengukuran sehingga kita dapat membuat perencanaan pengambilan data.i. Membuat lintasan pengukuran. Dalam pengumpulan data lapangan terlebih dahulu dilakukan penentuan lintasan pengukuran di mana setiap lintasan dalam pengukuran dipastikan lurus, dengan panjang setiap lintasan 141 meter. sebanyak 3 lintasan.ii. Pengukuran Geolistrik resistivitas Pengambilan data resistivitas geolistrik dilakukan dengan menggunakan alat Resistivitimeter ARES konfigurasi Wenner-Sclumberger.iii. Posisi Pengumpulan Data.Untuk posisi pengambilan data ditentukan dengan metode survei statis pendek Diferensial menggunakan GPS portabel jenis Navigasi.

2. Pengolahan Data dan Interpretasi

Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan dua perangkat lunak ARES dan RES2DINV. Dimana data diunduh menggunakan software ARES kemudian dikonversi ke dalam format Res2DInv untuk dilakukan pengolahan data sehingga diperoleh penampang nilai resistivitas menggunakan software Res2DInv. Penampang nilai resistivitas yang diperoleh kemudian di interpretasikan sesuai dengan nilai resistivitas batuan secara teori yang dikaitkan dengan geologi daerah penelitian

Tabel 2. Nilai Resistivitas BatuanJenis Batuan/Tanah/AirTingkat Resistivitas (m)

Clay/Lempung1-100

Silt/lanau10-200

Batu lumpur3-70

Kuarsa10-2x108

Batu Pasir50-500

Batu Kapur100-500

Lava100-5x104

Ait tanah0,5-300

Air Laut0,2

Breksi75-200

Andesit100-200

Konglomerat20-100

(Telford, 1990; Astier; 1971, Mori, 1993)

Pengenalan lapanganPersiapanMulaiAkuisusi Data

Pengolahan Data

Gagal

Interpretasi Data

Laporan Penelitian

Selesai

Gambar 4. Digram Alir

3. Analisis dan Interpretasi

Pengukuran resistivitas pada daerah Jantho di blok 4 dengan jalur 1, 2 , 3 telah dilakukan dengan masing-masing titik di N 0517'38.4 " E 095 37'20.9", N 0517'48.4 "E 09537'23.1", dan N 0517'50.0 "E 095 37'20.8" dengan 48 buah elektroda,. Hasil tersebut berdasarkan dari perangkat pengolahan data software RES2DINV dengan 5 iterasi dan kontur yang diperoleh dari 2D nilai resitivitas bervariasi 50 .m hingga 25000 .m. Hasil lanjut investigasi dengan teknik sounding profiling berdasarkan konfigurasi Wenner Schlumberger menunjukkan struktur tanah dan batuan dengan empat jenis perbedaan batuan yang didominasi oleh batuan lempung , Krikil, Aluvial, Lempung pasir, serta adanya Bedrock.

1) Lintasan 1

Pada penampang 2D yang dihasilkan (Gambar 5) terdapat adanya lapisan Aluvial dan Lempung berpasir yang memotong pada lapisan bawah Bedrock yaitu dari jarak 72 meter sampai 100 meter yang diduga adanya potensi aquifer dengan range resistivitas 20 50 .

Gambar 5. Profiling 2D dari Lintasan 1

Pada penampang tersebut resistivitasnya dapat di jelaskan bahwa distribusi nilai resistivitas bawah permukaan ditandai dengan variasi warna, yaitu pada lapisan lempung berada pada kedalaman antara 1 - 5 meter, dengan ketebalan rata-rata sekitar 2,5 meter yang tidak kontinu tetapi diperkirakan hanya tersebar secara lokal. Lapisan Aluvial berada pada kedalaman 6 24 meter, dan Bedrock 6 29 meter.

Tabel 3. Nilai Resistivitas Lintasan 1h(m)Tipe Batuan

1 -520 60Lempung

6 2420 - 50Aluvial, Lempung Pasir

6 -135000 - 75000Bedrock

2) Lintasan 2

Gambar 6. Profiling 2D dari Lintasan 2

Pada penampang 2D yang dihasilkan (Gambar 6) terdapat adanya tiga lapisan berbeda, yaitu Lempung, Krikil, dan Bedrock. Di jelaskan bahwa distribusi nilai resistivitas bawah permukaan ditandai dengan adanya lapisan Lempung pada kedalaman antara 1 - 4 meter, dengan ketebalan rata-rata sekitar 2,5 meter tidak keseluruhan kontinu tetapi didominasi oleh lapisan lempung pada bagian atas. Lintasan ini berada pada lahan perkebunan, sehingga pada kedalaman 6 29 meter sudah terdapat bedrock dan lapisan krikil pada kedalaman 3 5 Meter.

Tabel 4. Nilai Resistivitas Lintasan 2h(m)Tipe Batuan

0 360 - 200Lempung Jenuh Air

3 5400 - 5000Kerikil

6 - 295000 - 75000Bedrock

3) Lintasan 3

Gambar 7. Profiling 2D dari Lintasan 3

Pada penampang 2D yang dihasilkan (Gambar 7) terdapat adanya tiga lapisan berbeda sama seperti pada lintasan 2 yang lintasanya berimpit, namun terdapat perbedaan struktur lapisan dimana pada kedalaman 1 8 meter di isi oleh lempung dan pada kedalaman 9 24 terdapatnya lapisan krikil yang terdistribusi secara lokal, serta adanya lapisan bedrock pada kedalaman 9 29 meter dengan ketebalan rata-rata sekitar 2,5 meter tidak kontinu tetapi diperkirakan hanya tersebar secara lokal.

Tabel 5. Nilai Resistivitas Lintasan 3h(m)Tipe Batuan

1 - 860 - 200Lempung Jenuh Air

8 - 24400 - 5000Kerikil

9 - 294000 - 75000Bedrock

KESIMPULAN

Dari pengolahan pencitraan data resistivitas, dapat disimpulkan bahwa:

1. Di area studi menunjukkan / diduga didominasi oleh sedimen dan lempung, kerikil, Aluvium dan terdapat Betrock.2. Terdapatnya suatu lapisan yang nilai resistivitasnya rendah dengan kedalaman 6 24 meter yang diduga lapisan lempung pasir dan aluvium yang merupakan potensi adanya aquifer.3. Adanya dugaan persamaan hasil pengukuran antara lintasan 1 dan 3, dimana adanya lapisan bedrock yang terpotong yang kemudian di isi dengan lapisan aluvial dan kerikil, namun hanya terdistribusi secara lokal.

DAFTAR PUSTAKA

Jupp, D.B.L. dan Vozoff, K. 1976. Two-Dimensional Magnetotelluric Inversion. J. Geophysics, 50: Loke, M.H. 2000. Electrical Imaging Surveys for Environmental and Engineering Studies: A Practical Guide Sutarno, D. 1993. Metoda Magnetotellurik, Teori, dan Aplikasinya. J. Kontribusi Fisika. 4: 333- 352. Telford, W.M., Geldart, L.P. dan Sheriff, R.E. 1998. Applied Geophysics. Second Edition.