Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

26
A. Pendahuluan Lebih dari 98% air yang ada di daratan tersembunyi di bawah permukaan tanah yang lazim disebut air tanah, dan 2% sisanya berupa air permukaan seperti sungai, danau dan reservoir. Setengah dari 2% air permukaan tersimpan dalam reservoir buatan. Air bawah tanah adalah semua air yang terdapat pada lapisan pengandung air (akuifer) di bawah permukaan tanah, termasuk mata air yang muncul di permukaan tanah. Air tanah tersimpan dalam suatu wadah (akuifer), yaitu formasi geologi yang jenuh air yang mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan meloloskan air dalam jumlah cukup dan ekonomis. Ditinjau dari sistemnya, akuifer terdiri atas akuifer tidak tertekan atau populer di masyarakat sebagai air tanah dangkal (soil water) dan akuifer tertekan atau dikenal sebagai air tanah dalam (ground water). Air tanah dangkal umumnya berada pada kedalaman kurang dari 40 m dari permukaan tanah. Air tanah dangkal sangat mudah dipengaruhi oleh kondisi lingkungan setempat, karena antara air tanah dangkal dan air yang ada di permukaan tanah tidak dipisahkan oleh lapisan batuan yang kedap. Jika terjadi hujan, air yang meresap ke dalam tanah akan langsung menambah air tanah ini. 1

description

metode geofisika

Transcript of Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

Page 1: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

A. Pendahuluan

Lebih dari 98% air yang ada di daratan tersembunyi di bawah

permukaan tanah yang lazim disebut air tanah, dan 2% sisanya berupa air

permukaan seperti sungai, danau dan reservoir. Setengah dari 2% air

permukaan tersimpan dalam reservoir buatan.

Air bawah tanah adalah semua air yang terdapat pada lapisan

pengandung air (akuifer) di bawah permukaan tanah, termasuk mata air yang

muncul di permukaan tanah. Air tanah tersimpan dalam suatu wadah (akuifer),

yaitu formasi geologi yang jenuh air yang mempunyai kemampuan untuk

menyimpan dan meloloskan air dalam jumlah cukup dan ekonomis.

Ditinjau dari sistemnya, akuifer terdiri atas akuifer tidak tertekan atau

populer di masyarakat sebagai air tanah dangkal (soil water) dan akuifer

tertekan atau dikenal sebagai air tanah dalam (ground water). Air tanah

dangkal umumnya berada pada kedalaman kurang dari 40 m dari permukaan

tanah. Air tanah dangkal sangat mudah dipengaruhi oleh kondisi lingkungan

setempat, karena antara air tanah dangkal dan air yang ada di permukaan tanah

tidak dipisahkan oleh lapisan batuan yang kedap. Jika terjadi hujan, air yang

meresap ke dalam tanah akan langsung menambah air tanah ini.

Disebut air tanah dalam karena keberadaannya cukup dalam di bawah

permukaan tanah, sehingga untuk memanfaatkannya harus menggunakan bor.

Air tanah dalam berada pada kedalaman 40-150 m atau lebih. Akuifer ini tidak

dipengaruhi oleh kondisi air permukaan setempat, karena antara air tanah

dalam dan air yang ada di permukaan tanah dipisahkan oleh lapisan batuan

yang kedap. Air tanah dalam berasal dari daerah resapan yang bertopografi

tinggi. Intensitas pengambilan air tanah yang cukup tinggi dan melampaui

jumlah rata-rata imbuhannya akan menurunkan muka air tanah dan mengurangi

potensi air tanah di dalam akuifer. Bila ini terjadi maka berbagai dampak

negatif akan muncul, seperti intrusi air laut, penurunan kualitas air tanah, dan

terjadinya tanah ambles.

Eksploitasi air tanah harus dilakukan dengan hati-hati serta mem

pertimbangkan keseimbangan antara discharge area (daerah lepasan) dan

recharge area (daerah imbuhan/ pengisian) agar tidak menimbulkan dampak

1

Page 2: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

negatif bagi lingkungan. Sebelum melakukan eksplorasi dan eksploitasi air

tanah perlu dilakukan deteksi untuk mengetahui tempat keberadaan air tanah,

potensi airnya, dan debitnya. Lalu bagaimana mendeteksi potensi dan

keberadaan air tanah secara cepat dan tepat tanpa mengebornya? Caranya

adalah dengan menggunakan metode geofisika. Metode Geofisika adalah

metode yang dapat digunakan sebagai alat untuk mengetahui keadaan bawah

permukaan bumi, seperti penyelidikan air tanah dan keberadaan suhu reservoar

batuan-batuan dalam tanah.

B. Metode Geofisika

Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi dengan

menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika. Di dalamnya termasuk juga

meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika ionosfer. Penelitian geofisika

umum bermanfaat untuk mendapatkan gambaran geologi, bisa dalam arti yang

luas ataupun dalam arti yang khusus. Untuk mengetahui kondisi di bawah

permukaan bumi penelitian geofisika melibatkan pengukuran di atas

permukaan bumi dari parameter-parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di

dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan

kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara vertikal maupun horisontal.

Metoda geofisika yang dipakai luas dalam eksplorasi yaitu seismik,

gravitasi, kemagnitan dan metode elektrik. Beberapa metoda yang masih jarang

digunakan di Indonesia yaitu radioaktivitas dan pengukuran aliran panas.

Metode yang umum dipakai dalam pencarian cebakan hidrokarbon serta

mineral padat antara lain metoda seismik dan gravitasi yang banyak digunakan

dalam eksplorasi minyak, metoda elektrik yang sering dipakai untuk pencarian

cebakan bijih dan pelacakan air tanah sedangkan metoda magnetik dapat

digunakan untuk kepentingan kedua hal itu. Berikut ini di bahas secara singkat

metoda-metoda tersebut :

a. Metoda Gaya Berat (Gravitasi)

Metoda ini untuk mengukur adanya perbedaan kecil medan gaya

berat batuan. Perbedaan ini disebabkan karena adanya distribusi massa

yang tidak merata di kerak bumi sehingga menimbulkan tidak meratanya

2

Page 3: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

distribusi massa jenis batuan. Batu beku atau malihan yang umumnya

mempunyai massa jenis lebih besar dari batu sedimen dapat dibedakan

dengan metoda ini. Demikian juga batuan dasar (basement) dengan batuan

sedimen diatasnya. Oleh karenanya metoda ini sering dipergunakan untuk

penelitian bentuk permukaan batuan dasar.

b. Metode Pengukuran Kemagnitan

Peta yang dihasilkan dari pengukuran kemagnitan akan

menunjukkan variasi medan magnit bumi. Variasi tersebut disebabkan

oleh adanya perubahan struktur ataupun litologi yang berbeda dengan

harga kerentanan magnetik (magnetic susceptibility) yang berbeda.

Batuan sedimen pada umumnya mempunyai harga kerentanan

magnetik yang lebih kecil bila dibandingkan dengan batuan beku ataupun

batuan metamorf (relatif lebih banyak mengandung mineral magnetit)

sehingga pengukuran kemagnitan lebih  ditujukkan pada pelacakan

struktur dasar cekungan sedimen ataupun pencarian zona cebakan mineral

magnetit secara langsung. Metode magnetik pada awal mulanya digunakan

dalam eksplorasi minyak dimana daerah-daerah yang menunjukkan

struktur geologi dari formasi lapisan minyak banyak terkontrol oleh

keadaan topografi, patahan ataupun punggungan  pada batuan dasarnya.

c. Metode Elektrik

Pemakaian metoda elektrik dalam geofisika eksplorasi sering pula

disebut sebagai metoda geolistrik atau resistivity sounding dan mempunyai

berbagai metoda yang satu sama lain agak berbeda dalam teknik

operasionalnya. Metoda elektrik ini dimaksudkan untuk mendapatkan

informasi tentang lapisan batuan berdasarkan perbedaan harga tahanan

jenis (resitivity) lapisan batuan. Metoda ini telah cukup lama digunakan

untuk pemetaan batas lapisan. Pada cara  ini kita alirkan suatu arus listrik

ke dalam lapisan batuan kemudian mencatat perbedaan potensial yang

timbul dari dua elektrode yang berbeda letaknya.

Dalam bidang teknik sipil, metoda ini dipakai untuk menentukan

kedalaman batuan dasar yang dipandang kuat untuk peletakan fondasi

bangunan yang diinginkan. Untuk keperluan penelitian airtanah, metoda

3

Page 4: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

geolistrik digunakan untuk mendeteksi posisi penyebaran akuifer serta

dapat digunakan untuk mencari lapisan-lapisan berair asin. Dalam bidang

penelitian panasbumi, metoda ini digunakan untuk melokalisir daerah

pengumpulan panas yang berada di dekat permukaan.

d. Metoda Seismik

Metode seismik ini dibagi lagi menjadi 2 metode, antara lain:

a. Metoda Seismik Bias

Dalam penggunaan seismik bias maka alat perekam sinyal

seismik diletakkan relatif jauh dari titik peledakan dinamit sehingga

jarak itu lebih besar dibandingkan kedalaman horison lapisan batuan

yang akan dideteksi. Gelombang getaran hasil ledakan sebagian besar

akan menjalar secara horisontal di dalam lapisan tanah, dan waktu

yang diperlukan untuk perjalanan itu, untuk berbagai jarak dari sumber

ke penerima, akan memberi informasi tentang kecepatan dan

kedalaman horison bawah permukaan. Meskipun metoda seismik bias

tidak akan memberikan banyak informasi atau gambaran struktural

yang tepat sebagaimana pada seismik pantul, tetapi akan memberikan

informasi kecepatan gelombang pada lapisan pembias dan akan

berguna bagi ahli geofisika untuk mengetahui jenis litologinya. Cara

ini umumnya lebih cepat untuk meliput suatu wilayah yang sama luas

dibandingkan seismik pantul sehingga menguntungkan secara

ekonomis.

Seismik pantul cukup baik untuk daerah berstruktur dengan

permukaan berkecepatan tinggi semisal dasar atau bagian atas dari

lapisan batugamping. Jika hal itu merupakan target geologinya. Bila

untuk mengetahui bentuk dan kedalaman cekungan sedimen dengan

pemetaan permukaan dasar cekungan sedimen dengan pemetaan

permukaan dasar cekungan, metoda seismik bias cukup efektif dan

ekonomis untuk kebutuhan tersebut. Karena kecepatan gelombang

pada batuan di sekitarnya, maka metoda ini cukup baik pula untuk

mendeteksi struktur diapirif semacam kubah garam. Dalam keadaan

yang favorabel, metoda ini dapat dipakai untuk mendeteksi dan

4

Page 5: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

menentukan sesar tegak zona patahan pada formasi-formasi

berkecepatan tinggi, seperti batu gamping masip atau batuan dasar

cekungan. Seismik bias jarang digunakan dalam eksplorasi minyak,

umumnya dipakai untuk kepentingan pekerjaan teknik sipil.

b. Metoda Seismik Pantul

Dengan metoda seismik pantul, keadaan struktur lapisan

batuan di bawah permukaan dapat diketahui dengan baik. Cara ini

berdasarkan atas perekaman pulsa seismik di permukaan yang

disebabkan oleh sumber getar buatan, yaitu peletusan dinamit di dekat

permukaan tanah (ditanam pada kedalaman dangkal) ataupun dengan

cara mekanis semisal pemukulan palu. Gelombang getaran yang terjadi

akan merambat melalui media lapisan batuan, dan sebagian gelombang

tersebut akan dipantulkan oleh bidang batas antar lapisan sehingga

bergerak kembali ke permukaan tanah. Gelombang pantul direkam

oleh peralatan tertentu (disebut geofon) yang cukup peka terhadap

getaran di permukaan tanah. Alat-alat perekam diletakkan pada jarak-

jarak tertentu terhadap titik sumbernya.

Variasi waktu datang gelombang pantul tersebut akan

mencerminkan adanya kondisi struktural tertentu dari lapisan di bawah

permukaan. Kedalaman bidang antar lapisan dapat dihitung jika kita

ketahui waktu datang  gelombang pantul serta data kecepatan

gelombang di dalam lapisan batuan. Untuk mengetahui kecepatan

gelombang maka dilakukan uji coba pada lobang pemboran. Pada

perkembangan terakhir ini, data seisimik pantul telah dapat digunakan

untuk mengidentifikasi jenis liltologi terutama berdasar kecepatan dan

karakteristik getaran. Sedangkan untuk mengetahui adanya

hidrokarbon didasarkan atas data amplitudo pantulan dan indikator

seismik lainnya.

Metoda seismik merupakan teknik prospeksi yang baik untuk

mengetahui keadaan struktur bawah permukaan. Hasil rekaman dari

penampang seismik sangat mirip dengan hasil rekonstruksi struktur

yang dilakukan oleh ahli geologi, tetapi ahli geologi perlu bersikap

5

Page 6: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

hati-hati untuk menginterpretasi data seismik tersebut agar mendapat

hasil interpretasi yang tepat, kecuali bila data rekaman seismik betul-

betul berkualitas tinggi. Pada kondisi yang ideal, relief struktural dapat

ditentukan dengan ketelitian sekitar 3 - 6 meter.

C. Metode Geofisika Untuk Menentukan Air Tanah

Hal yang pertama kali dilakukan dalam mendeteksi potensi dan

keberadaan air tanah adalah menyelidiki semua petunjuk-petunjuk di

permukaan. Setelah memperkirakan kondisi geologi di bawah permukaan dari

petunjuk-petunjuk geologi yang ditemukan di permukaan maka selanjutnya

melakukan interpretasi. Hal ini tidaklah cukup, diperlukan suatu pengukuran

untuk lebih memastikan keadaan geologi dibawah permukaan tersebut. Tentu

saja cara yang paling baik untuk mengobservasi dan melihat kondisi di bawah

permukaan adalah dengan melihatnya secara langsung, namun hal ini sangat

sulit dilakukan dan hampir mustahil.

Metode geofisika memberikan cara untuk mendapatkan data kondisi di

bawah permukaan tanpa harus melihatnya ataupun menggalinya. Cara ini

merupakan cara tidak langsung dengan mengukur sifat-sifat geologi yang

berhubungan dengan menggunakan berbagai metode yang tersedia. Selanjutnya

dengan data geofisika yang didapatkan digabungkan dengan data geologi yang

tersedia sehingga akan menghasilkan model geologi yang lebih meyakinkan

sehingga kita dapat mendeteksi potensi dan keberadaan air tanah secara cepat

dan tepat tanpa mengebornya. Berikut metode-metode geofisika yang

digunakan dalam menentukan air tanah.

a. Metode Geofisika

Berbagai metode geofisika tersedia, mulai dari yang rumit dan mahal

hingga yang relatif sederhana dan murah. Dalam melakukan eksplorasi air

tanah, metode geolistrik tahanan jenis atau resistivitas masih menjadi

pilihan yang umum. Diantara kelebihannya adalah relatif sederhana, murah

dan mudah dilakukan dilapangan, serta mampu memberikan data yang bisa

diyakini. Metode resistivitas ini bisa digunakan dalam eksplorasi air tanah

karena sifat resistivitas batuan yang sangat dipengaruhi oleh kandungan

airnya, dan resistivitas kandungan air ini berhubungan dengan kandungan

6

Page 7: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

ion-ionnya (Alile, 2011). Metode resistivitas dalam eksplorasi geofisika di

daerah dengan batuan sedimen telah terbukti memberikan hasil yang dapat

dipercaya (Emenike, 2001 dalam Alile dkk., 2010).

Secara garis besar metode ini dibagi menjadi 2 jenis,

yaitu: mapping dan sounding. Mapping digunakan untuk

melihat variasi ke arah lateral sedangkan sounding

digunakan untuk melihat variasi reristivitas ke arah vertikal.

a. Vertical electric sounding adalah merupakan ide yang digunakan untuk

menentukan perubahan tahanan di dalam batuan yang berada di bawah

suatu titik acuan dipermukaan dan mengkorelasikan dengan data geologi

agar diketahui struktur bawah permukaan bumi. Prosedur ini didasarkan

pada kenyataan bahwa di bagian arus listrik yang dimasukkan ke bumi

menembus kedalaman tertentu bertambah besar dengan makin jauh

antara elektroda arus.

GAMBAR 1

KEDUDUKAN ELEKTRODA PADA VES

Walaupun demikian arus listrik yang menembus di lapisan

homogen ini tidak dapat digunakan sebagai pegangan yang berlaku untuk

bumi yang tidak homogen atau berlapis-lapis. Untuk bumi atau media

heterogen dimana arus yang menembus sampai kedalaman tertentu

tergantung pada geometri susunan lapisan bumi.

b. Penerapan metode wenner merupakan kegiatan kombinasi antara

kegiatan lapangan dengan analisa laboratorium, hal yang terpenting

7

A On = 2

B

B

A BM N

NM

M NO

O

n = 3

n = 1

A

3a

2a

a

Page 8: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

adalah teknik pengambilan data yang benar dan kemampuan interpreter

yang menginterpretasi data dari lapangan. Dengan mendapatkan data

yang valid maka tingkat kesalahan yang terjadi dapat diminimalkan

sehingga akan didapatkan hasil pengukuran yang mendekati nilai

aslinya.

Kegunaan survey elektrik adalah untuk menentukan resistivitas di

bawah permukaan dengan melakukan pengukuran di permukaan. Dari

pengukuran ini, resistivitas sebenarnya pada bawah permukaan dapat

diperkirakan. Resistivitas bumi dipengaruhi oleh berbagai parameter

geologi, kandungan mineral dan fluida, porositas batuan, dan tingkat

kejenuhan air di dalam batuan. Pada banyak studi kasus, keadaan geologi

bawah permukaan sebenarnya sangat kompleks dan resistivitas dapat

berubah dengan signfikan bahkan dalam jarak yang dekat (Keller dan

Frischknecht 1966; Daniels and Alberty 1966; dalam Srinivasamoorthy

dkk., 2009) Arus listrik dapat dihantarkan di bumi melalui kandungan air

pada batuan maupun melalui pertukaran kation pada mineral, biasanya

mineral lempung. Resistivitas ini dinyatakan dalam satuan ohm-m.

Pengukuran resistivitas biasanya dilakukan dengan menginjeksikan

arus ke tanah melalui dua elektroda arus, dan mengukur perbedaan voltase

yang dihasilkan melalui dua elektroda potensial. Berdasarkan nilai arus (I)

dan voltase (V) maka nilai resistivitas semu dapat dihitung (ρa):

ρa = k.V/I

Karena bumi bersifat tidak homogen dan isotrop, maka resistivitas

yang terukur bukanlah resistivitas yang sebenarnya melainkan disebut

sebagai resistivitas semua yaitu rata-rata nilai resistivitas sebenarnya dari

suatu bagian penampang yang diukur.

Nilai k adalah faktor geometri yang bergantung kepada konfigurasi

penyusunan keempat elektroda. Untuk mendapatkan informasi perlapisan

bawah permukaan yang berupa harga resistivitas dan kedalamannya

dilakukan metode Geolistrik Sounding. Untuk keperluan

pengambilan data sounding digunakan konfigurasi

Schlumberger. Pertimbangannya adalah untuk menghindari

8

Page 9: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

efek lateral yang mungkin muncul saat pengambilan data

resistivitas sounding. Dengan konfigurasi ini, elektroda di susun secara

simetris pada satu garis dengan elektroda arus pada bagian tepi (disebut

elektroda A dan B), dan elektroda potensial pada bagian dalam (disebut

elektroda M dan N). Selanjutnya elektroda arus akan digeser jaraknya

semakin melebar secara logaritmik untuk menambah kedalaman pengukuran

resistivitas. Konfigurasi Schlumberger dipilih karena kemudahannya karena

sebenarnya hanya perlu melakukan perpindahan terhadap elektroda A dan B

saja. Namun pada prakteknya jika jarak antara elektoda arus dan elektroda

potensial terlalu besar, maka nilai pengukuran yang didapatkan menjadi

kurang dapat dipercaya. Untuk itu elektroda potensial perlu juga diperlebar

namun dengan frekuensi yang lebih rendah, umpamanya setelah tiga kali

perpindahan elektroda arus.

GAMBAR 2

KONFIGURASI SCHLUMBERGER

Salah satu cara untuk menginterpretasi data hasil pengukuran

geolistrik adalah dengan metode apa yang dikenal sebagai “curve matching”

atau pencocokan kurva. Grafik ini didapatkan dengan mengeplot nilai

resistivitas semu dalam sumbu y dengan jarak elektroda AB dibagi 2 (meter)

pada sumbu x memakai skala logaritmik.

9

Page 10: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

GAMBAR 3

CONTOH KURVA DATA GEOLISTRIK

Langkah pertama dalam menginterpretasinya adalah dengan

melakukan klasifikasi terhadap kurva resistivitas semu menjadi beberapa

tipe. Klasifikasi ini didasarkan kepada bentuk dari kurva tersebut, namun

sebenarnya bentuk kurva ini juga berkaitan dengan kondisi geologi dibawah

permukaan lokasi pengukuran. Dari data ini, dapat diperkirakan paramerter-

parameter interpretasi yang selanjutnya akan digunakan oleh komputer

untuk melakukan proses iterasi. Dalam proses iterasi ini, data lapangan akan

dibandingkan dengan data model yang didapatkan dari hasil pencocokan

kurva sebelumnya. Proses diulang terus hingga didapatkan kesesuaian

antara data dari model dengan data dari lapangan. Sehingga akhirnya

parameter-parameter, data lapangan, data hasil kalkulasi, dan juga kurva

teoritis menghasilkan penampang geolistrik yang dapat digunakan untuk

sebagai penunjuk penampang geologi.

Penampang geologi yang dihasilkan, berisi lapisan-lapisan dengan

ketebalan tertentu yang memiliki nilai resistivitas tertentu. Untuk

mengetahui litologinya, nilai resistivitas ini dapat dicocokkan dengan

rentang nilai resistivitas untuk batuan yang sudah diketahui dari berbagai

penelitian. Teknik mencocokkan seperti ini sangat rentan terhadap

kesalahan karena nilai resistivitas batuan sangat bervariasi tergantung

kondisinya. Hal lainnya adalah beberapa batuan memiliki rentang nilai

10

Page 11: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

resistivitas yang saling tumpang tindih sehinggga agak menyulitkan dalam

menentukan jenis batuannya ketika proses interpretasi.

GAMBAR 4

RENTANG RESISTIVITAS BERBAGAI BATUAN

Berdasarkan nilai tahanan jenis sebenarnya, dapat diinterpretasi

jenis batuan, kedalaman, ketebalan, dan kemungkinan kandungan air bawah

tanahnya. Dengan demikian dapat diperoleh gambaran daerah-daerah yang

berpotensi mengandung air tanah serta dapat ditentukan titik-titik pemboran.

Untuk membatasi zona yang berpotensi mengandung air tanah, dilakukan

analisis spasial dengan memadukan peta ketebalan akuifer dan overburden,

peta kemiringan lereng (slope), peta kelurusan (lineament), dan peta

drainase sehingga menghasilkan peta potensi air tanah.

Dari hasil pengukuran geolistrik yang dilakukan, didapatkan

pengetahuan kondisi geologi di bawah permukaan daerah penelitian.

Pengetahuan bawah permukaan ini digunakan bersama dengan pengetahuan

geologi permukaan dalam proses interpretasi. Akhirnya dihasilkan model

geologi dan sistem air tanah di daerah penelitian yang dapat digunakan

sebagai bahan pertimbangan

11

Page 12: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

b. Metode Seismik Bias

Metode seismik sering digunakan dalam eksplorasi hidrokarbon,

batubara, pencarian air tanah (ground water), kedalaman serta karakterisasi

permukaan batuan dasar (characterization bedrock surface), pemetaan

patahan dan stratigrafi lainnya dibawah permukaan dan aplikasi geoteknik.

Metode seismik bias merupakan salah satu metode geofisika untuk

mengetahui penampang struktur bawah permukaan, merupakan salah satu

metode untuk memberikan tambahan informasi yang diharapkan dapat

menunjang penelitian lainnya. Metode ini mencoba menentukan kecepatan

gelombang seismik yang menjalar di bawah permukaan. Metode seismik

refraksi didasarkan pada sifat penjalaran gelombang yang mengalami

refraksi dengan sudut kritis tertentu yaitu bila dalam perambatannya,

gelombang tersebut melalui bidang batas yang memisahkan suatu lapisan

dengan lapisan yang di bawahnya yang mempunyai kecepatan gelombang

lebih besar. Parameter yang diamati adalah karakteristik waktu tiba

gelombang pada masing-masing geophone.

Keterbatasan metode ini adalah tidak dapat dipergunakan pada

daerah dengan kondisi geologi yang terlalu kompleks. Metode ini telah

dipergunakan untuk mendeteksi perlapisan dangkal dan hasilnya cukup

memuaskan. Menurut Sismanto (1999), asumsi dasar yang harus dipenuhi

untuk penelitian perlapisan dangkal adalah:

1. Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan setiap lapisan menjalarkan

gelombang seismik dengan kecepatan yang berbeda-beda.

2. Semakin bertambah kedalamannya, batuan lapisan akan semakin kompak.

3. Panjang gelombang seismik lebih kecil daripada ketebalan lapisan bumi.

4. Perambatan gelombang seismik dapat dipandang sebagai sinar, sehingga

mematuhi hukum – hukum dasar lintasan sinar.

5. Pada bidang batas antar lapisan, gelombang seismik merambat dengan

kecepatan pada lapisan dibawahnya.

6. Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman.

12

Page 13: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

Metode penelitian yang digunakan adalah metode seismik refraksi

untuk menghitung kecepatan rambat gelombang seismik dan kedalaman

masing–masing lapisan yang diturunkan dari kurva travel time sehingga

akan didapatkan model struktur bawah permukaan.

Secara umum metode interpretasi seismik refraksi dapat

dikelompokkan menjadi tiga kelompok utama, yaitu intercept time, delay

time method dan wave front

method (Taib, 1984). Metode interpretasi yang paling mendasar dalam

analisis data seismik refraksi adalah intercept time (Tjetjep, 1995).

GAMBAR 5

METODE PENGAMBILAN DATA DENGAN TEMBAKAN MAJU

Hasil dari perhitungan gelombang seismik menggunakan metode

Intercept Time akan didapatkan nilai kedalaman lapisan pertama pada dua

lintasan survei tersebut. Kecepatan gelombang seismik pada lapisan pertama

dan kecepatan gelombang seismik pada lapisan kedua serta didapatkan dari

kurva travel time. Pengolahan data dilakukan menggunakan metode

Intercept Time sehingga dapat dimodelkan penampang bawah permukaan

untuk setiap lintasan.

13

Page 14: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

GAMBAR 6

DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN DATA

Dengan permodelan penampang bawah permukaan maka akan

didapat perbedaan kecepatan gelombang pada lapisan pertama (V1),

kecepatan gelombang pada lapisan kedua (V2) serta kedalaman pada setiap

lintasan. Dan menunjukkan model penampang bawah permukaan beserta

perbedaan kecepatan gelombang pada setiap lapisan pada lintasan pertama.

Dari penampang seismik yang telah dibuat terlihat adanya struktur bawah

permukaan dengan berberapa lapisan. Lapisan-lapisan ini dapat terbentuk

karena adanya nilai variasi kecepatan yang berbeda dari tiap lapisan. Dari

nilai variasi kecepatan yang berbeda ini menunjukan adanya jenis batuan

penyusun dari tiap lapisan yang berbeda, sehingga dari analisis tiap

lapisannya memperlihatkan kedalaman serta ketebalan tiap lapisannya, yang

digunakan untuk menganalisis letak lapisan akuifer, geometri akuifer

dangkal.

Selain dengan metode geolistrik dan seismik untuk mendeteksi

jebakan air  dapat menggunakan metode penyelidikan permukaan tanah

lainnya yakni metode gravitasi dan metode magnit. Dari metode-metode

tersebut, metode geolistrik merupakan metode yang banyak sekali

digunakan dan hasilnya cukup baik.

D. Batasan Metode Geofisika

Bagaimanapun, metode geofisika tetap mempunyai kelemahan dan

batasan-batasan. Kelemahan pertama adalah apabila tidak terdapat suatu

perbedaan yang cukup signifikan diantara sifat-sifat dari batuan-batuan yang

diukur. Akibatnya, perbedaan batuan ataupun perbedaan karakternya yang

ingin kita ketahui menjadi tidak terdeteksi.

Kelemahan lainnya adalah dari segi metodologi yang digunakan.

Faktanya, hampir semua penyelesaian geofisika ditentukan dari proses yang

dinamakan “inverse modeling”. Inverse modeling adalah proses dengan

melihat suatu “akibat” yang ditimbulkan terlebih dahulu dan dari sana baru

14

Page 15: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

menentukan “penyebabnya”. Contohnya dalam geofisika seperti mendapatkan

data resistivitas terlebih dahulu dan dari sana barulah menentukan jenis

batuannya. Hal ini sangat unik dikarenakan suatu “akibat” dapat muncul karena

berbagai macam “penyebab”. Oleh karena itu sangat penting untuk

mendapatkan berbagai informasi dan mengikutsertakannya dalam interpretasi

agar didapatkan “penyebab” yang paling mungkin.

Kelemahan selanjutnya adalah masalah resolusi. Resolusi dapat

diartikan sebagai kemampuan untuk memisahkan mendeteksi diantara sifat-

sifat yang berdekatan dan mirip. Resolusi yang diinginkan mungkin tidak dapat

dicapai dengan metode geofisika tertentu atau bisa akan terlalu mahal untuk

mendapatkan data dengan resolusi yang diinginkan.

Kelemahan terakhir adalah apa yang disebut dengan noise. Noise dapat

diartikan sebagai signal yang tidak diinginkan atau sebuah gangguan yang

sama sekali tidak merepresentasikan data. Noise ini apabila terlalu banyak

dapat menutupi data sebenarnya sehingga mengganggu dalam proses

interpretasi. Noise ini dapat muncul dari alat yang digunakan, atau dari kondisi

lingkungan ketika melakukan pengukuran.

15

Page 16: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Metode geofisika adalah metode yang dapat digunakan sebagai alat untuk

mengetahui keadaan bawah permukaan bumi tanpa harus melihatnya

ataupun menggalinya seperti penyelidikan air tanah dan keberadaan suhu

reservoar batuan-batuan dalam tanah.

2. Dalam melakukan eksplorasi air tanah, metode geolistrik tahanan jenis atau

resistivitas masih menjadi pilihan yang umum.

3. Secara garis besar metode ini dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:

mapping dan sounding. Mapping digunakan untuk melihat

variasi ke arah lateral sedangkan sounding digunakan untuk

melihat variasi reristivitas ke arah vertikal.

4. Metode seismik bias merupakan salah satu metode geofisika untuk

mengetahui penampang struktur bawah permukaan, merupakan salah satu

metode untuk memberikan tambahan informasi yang diharapkan dapat

menunjang penelitian lainnya.

5. Metode geofisika mempunyai kelemahan dan batasan-batasan antara lain

metodologi, resolusi, noise, dan apabila tidak terdapat suatu perbedaan yang

cukup signifikan diantara sifat-sifat dari batuan-batuan yang diukur

akibatnya perbedaan batuan ataupun perbedaan karakternya yang ingin kita

ketahui menjadi tidak terdeteksi.

B. Saran

1. Dalam pemilihan metode geofisika untuk menentukan air tanah sebaiknya

memilih metode geolistrik karena relatif sederhana, murah dan mudah

dilakukan dilapangan serta mampu memberikan data yang bisa diyakini.

16

Page 17: Metode Geofisika Air Tanah (FINAL)

2. Sebelum melakukan eksplorasi dan eksploitasi air tanah perlu dilakukan

deteksi untuk mengetahui tempat keberadaan air tanah, potensi airnya, dan

debitnya.

DAFTAR PUSTAKA

Eddy Ibrahim, (2009), Materi Kursus Geolistrik, indralaya.

Prof. Deny Juanda Puradimaja. (2007). Slide power point eksplorasi dan pemetaan geologi: Bandung. ITB.

17