PENYELIDIKAN KANDUNGAN AIR PERMUKAAN DAN AIR TANAH UNTUK PEMBANGUNAN POMPA AIR TENAGA SURYA DI DESA CIBUGEL

Umumnya proses air tanah terbentuk karena meresapnya air dari permukaan ke dalam lapisan batuan. Air permukaan yang mengalami proses peresapan akan bergerak bebas mengikuti dan mengisi pori-pori, celah-celah dan rongga atas batuan tersebut.

Kapasitas air tanah yang terkandung pada suatu perlapisan batuan tergantung kepada kepadatan, umur batuan, susunan butiran dan ukuran butiran batuan. Pemerataan dan penyebaran air tanah dapat dideskripsikan secara vertikal dan horisontal sesuai dengan penyebaran formasi batuan yang sanggup menyimpan dan pembawa air (permeable) atau yang disebut akuifer. Akuifer sangat dipengaruhi oleh tingkat porositas dan permeabilitas batuan itu sendiri. Lapisan batuan yang tidak mampu mengalirkan air disebut lapisan kedap (impermeable). Sedangkan lapisan batuan yang tidak mampu menyimpan dan meloloskan air tanah disebut akuifug.

Kebutuhan air merupakan kebutuhan pokok semua kehidupan, baik untuk kebutuhan sehari–hari, pertanian, perindustrian dan lain–lain. Karena pertumbuhan penduduk meningkat, kebutuhan air juga ikut meningkat. Untuk memenuhi kebutuhan air tersebut diharapkan dengan cara melakukan pengeboran dalam. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, perencanaanpengeboran perlu ditunjang dengan kajian studi geofisika, yaitu pendugaan geolistrik. Pendugaan untuk mempelajari sifat fisika batuan terhadap arus listrik. Karena pada dasarnya semua batuan berbeda sifatnya dalam menghantarkan arus listrik, tergantung beberapa faktor antara lain :

•   Kerapatan batuan

•   Porositas dan permeabilitas

•   Bentuk dan ukuran pori

•   Umur batuan

•   Kandungan elektrolit

Pendugaan geolistrik pada dasarnya memanfaakan sifat kelistrikan pada suatu formasi batuan terhadap arus listrik yang diinjeksikan searah ke dalam bumi melalui dua elaktroda arus pada dua titik permukaan bumi kemudian mengu kur beda potensial yang terjadi pada dua titik lain di permukaan bumi. Kedua elektroda potensial ditempatkan berdasarkan susunan konfigurasi elektroda tertentu. Untuk kajian yang tepat studi ini adalah konfigurasi Schlumberger. Konfigurasi elektroda Schlumberger menempatkan susunan elektroda dimana dua elektroda (MN) ditempatkan diantara dua elektroda arus (AB). Pada saat pengukuran, elektroda arus (AB) dan elektroda potensial (MN) akan dipindah sesuai dengan jarak yang telah ditentukan, yaitu jarak elektroda (MN/2)< 1/5 jarak elektroda arus (AB/2).

Tujuan Penyelidikan

Secara pronsip pendugaan geolistrik ini bertujuan untuk mendapatkan gambaran mengenai penyebaran lapisan batuan yang sanggup menyimpan dan membawa air (akuifer). Selain itu pendugaan geolistrik akan memberikan gambaran susunan lapisan batuan di bawah permukaan tanah seperti ketebal an, kedalaman, jenis batuan, dan penyebaran batuan sehingga nantinya akan membantu perencanaan pengeboran.

Waktu dan Lokasi Penyelidikan

Pendugaan geolistrik ini telah dilaksanakan oleh TEAM GEOPHYSICS Bandung pada tanggal 14 Januari 2015 menghasilkan 2 (dua) titik duga geolistrik di lokasi Kampung Cibugel, Desa Cibugel, Kecamatan Cibugel, Kabupaten Sumedang, Provinsi Jawa Barat.

Metoda Penyelidikan

Dalam melakukan interpretasi dan menganalisa potensi air bawah tanah daerah penyelidikan dengan cara beberapa tahap, yaitu:

Tahap pertama: Mengevaluasi peta geologi, peta hidrogeologi, peta rupabumi serta mengidentifikasi kondisi air tanah baik dari sumber mata air maupun dari sumur penduduk.

Tahap kedua: Dengan melakukan pendugaan geolistrik metode Resistivity untuk mengetahui susunan satuan batuan yang mampu menyimpan dan sebagai media pembawa air (akuifer).

Pendugaan geolistrik merupakan survei untuk mengetahui penyebaran batuan di bawah permukaan tanah secara tegak maupun mendatar yang dapat bertindak sebagai akuifer (lapisan pembawa air) dan menentukan letak titik sumur bor di lokasi penyelidikan.

Peralatan yang dipergunakan

Adapun peralatan yang digunakan dalam penyelidikan ini adalah sebagai berikut:

•  Resistivitimeter NANIURA NRD 22 S : 1 buah

• Elektroda arus yang terbuat dari stainless steel : 2 buah

• Elektroda potensial terbuat dari tembaga : 2 buah

• Palu atau martil : 3 buah

•  Kabel arus masing – masing : 250 meter

• Kabel Potensial : 100 meter

• Kamera digital : 1 buah

• Alat komunikasi / Handy Tallky : 3 buah

• Kompas dan GPS (koordinat dan elevasi) : 1 buah

• Untuk pengolahan data dipakai satu unit computer

  Gambar sketsa lokasi pendugaan geolistrik (tanpa skala) proses terjadinya air tanah

Secara umum terjadinya airtanah tergantung kepada kondisi iklim, kondisi geologi dan kondisi morfologi. Kondisi iklim besar pengaruhnya karena merupakan sumber pemasok airtanah terhadap kondisi geologi dan morfologi itu sendiri, karena kondisi geologi dan kondisi morfologi merupakan wadah air bawah tanah.

Siklus hidrologi merupakan proses pokok dalam terjadinya air tanah yang meliputi air larian (run off), curah hujan (evaporasi) dan penguapan keringat (evapotransporasi). Kondisi geologi dan morfologi (bentang alam) merupakan proses alamiah. Proses alamiah ini memerlukan waktu cukup lama berkisar antara ratusan sampai ribuan tahun.

Pertumbuhan jumlah penduduk yang sangat cepat dan perkembangan pembangunan diberbagai bidang yang sangat pesat merupakan salah satu faktor yang sangat berpengaruh terhadap kualitas dan kuantitas airtanah. Ini terlihat adanya ketidakseimbangannya neraca air bawah tanah oleh karena pembangunan perumahan, industri dan pembangunan jalan sehingga berakibat semakin menyempitnya daerah resapan airtanah. Curah hujan yang seharusnya berfungsi sebagai pemasok air tanah resapan beralih fungsi menjadi air larian (run off) yang mengakibatkan potensi air bawah tanah tersebut menjadi berkurang (berdebit kecil).

Siklus Hidroligi

Siklus hidrologi merupakan salah satu factor penting dalam proses terjadinya air tanah, siklus hidrologi ini meliputi proses evaporasi/ evapotransporasi dan kondensasi.

Gambar siklus hidrologi

Pada gambar tersebut di atas (Gambar 2. Siklus Hidrologi) adalah gambaran proses terjadinya airtanah yang meliputi proses Evaporasi, Evapotransporasi dan proses Kondensasi. Proses Evaporasi dan Evapotransporasi adalah proses penguapan air menjadikan partikel-partikel uap yang mengisi udara. Sedangkan proses Kondensasi adalah proses terjadinya perubahan uap yang mengisi udara (awan) menjadi air hujan. Evaporasi adalah penguapan yang berasal dari laut, sungai, danau dan lahan atau areal basah. Evapotranporasi adalah proses penguapan yang berasal dari tumbuhan. Kedua proses tersebut pada ketinggian tertentu partikel-partikel ini akan mengalami perubahan menjadi awan (Kondensasi) dan terjadi hujan. Tidak semua air hujan ke bumi akan mengalami Evaporasi (penguapan), tetapi sebagian akan turun ke bumi sebagai air larian (run off) yang akhirnya akan mengisi laut, sungai dan danau kemudian terjadilah siklus hidrologi kembali.

Sebagian air hujan juga dihisap oleh tumbuh-tumhan (evapo­transporasi) dan sebagian lagi meresap (infiltrasi) dan mengalir ke dalam tanah yang disebut airtanah. Besarnya nilai infiltrasi tergantung pada intensitas lamanya hujan, jenis tanah, jenis tanaman dan iklim. Kelanjutan proses infiltasi menuju zona jenuh yang akan menghasilkan kenaikan muka air bawah tanah (menambah cadangan air bawah tanah).

Geologi dan Hidrologi

Secara vertikal maupun lateral, satuan batuan yang menyusun daerah ini adalah Endapan Volkanik Muda  terdiri dari tufa, lahar, breksi lava andesit sampai basal. Kelulusan tinggi hingga sedang; berkelulusan tinggi terutama pada endapan lahar dan lava vesikuler. Bila dikaitkan dengan geologi regional maka hidrogeologi lembar Bandung skala 1:250.000 oleh SOETRISNO. S. 1985 atau muka air tanah daerah penyelidikan berkaitan dengan kondisi batuan yang terbentuk di sekitar daerah ini. Kondisi hidrogeologi, umumnya berkaitan erat dengan sistem akuifer tertentu.Hasil pengamatan hidrogeologi setempat, tampak jenis batuan yang dapat bertindak sebagai akuifer yang produktif terutama dari tufa pasiran dan pasir tufaan yang termasuk ke dalam sistem akuifer melalui aliran ruang antar butir. Dengan keterdapatannya termasuk daerah akuifer – akuitard  dengan produktivitas sedang dan penyebaran luas. (Akuifer dengan keterusan sangat beragam; kedalaman muka airtanah umumnya dalam; debit sumur umumnya kurang dari 5 l/d).

Gambar Sebagian Peta Hidrogeologi Lembar Bandung Dan Sekitarnya

Pengukuran Air dengan Geolistrik

Penyelidikan pendugaan geolistrik dilakukan atas dasar sifat fisika batuan terhadap arus listrik, dimana setiap jenis batuan yang berbeda akan mempunyai harga tahanan jenis yang berbeda pula. Hal ini tergantung pada beberapa faktor, diantaranya  umur  batuan,  kandungan  elektrolit,  kepadatan  batuan,  jumlah mineral yang dikandungnya, porositas, permeabilitas dan lain sebagainya. Berdasarkan hal tersebut di atas apabila arus listrik searah (Direct Current) dialirkan ke dalam tanah melalui 2 (dua) elektroda arus A dan B, maka akan timbul beda potensial antara kedua elektroda arus tersebut. Beda potensial ini kemudian diukur oleh pesawat penerima (receiver) dalam satuan miliVolt. Dalam penyelidikan geolistrik ini telah digunakan susunan elektroda dengan menggunakan susunan aturan  Schlumberger dimana kedua elektroda potensial MN selalu ditempatkan diantara 2 buah elektroda arus Gambar 4.

Gambar Susunan elektroda menurut aturan Schlumberger

Pada setiap pengukuran, elektroda arus AB selalu dipindahkan sesuai dengan jarak yang telah ditentukan, sedangkan elektroda potensial MN hanya bisa dipindahkan pada jarak-jarak tertentu dengan syarat bahwa jarak MN/2 1/5 jarak AB/2.  Oleh karena jarak elektroda selalu berubah pada setiap pengukuran, maka Hukum Ohm yang digunakan sebagai dasar setiap penyelidikan geolistrik dalam memperoleh harga tahanan jenis semu harus dikalikan dengan faktor jaraknya (K-Factor). Sehingga rumus untuk memperoleh harga tahanan jenis semu dapat ditulis sebagai berikut

Dimana:

Penampang Tegak Tahanan Jenis

Dari hasil interpretasi pendugaan geolistrik dan telah dikorelasikan dengan data geologi dan hidrogeologi setempat, di daerah penyelidikan pendugaan geolistrik ini bertahanan jenis antara 5 – 175 Ohm-meter. Dan dari kisaran harga tahanan jenis tersebut secara umum dapat dikelompokkan dengan berdasarkan perbedaan kontras harga tahanan jenisnya, yaitu:

Akuitard adalah batuan yang dapat menyimpan air, tetapi tidak dapat mengalirkan air tanah dalam jumlah memadai, seperti batuan lanau pasiran (lanau), pasir lempungan dan tufa breksian.  Untuk mendapat gambaran yang jelas mengenai keadaan lapisan batuan di bawah tanah secara vertikal/tegak, maka dapat dibuat gambar penampang tegak tahanan jenis masing-masing titik duga geolistrik.

Gambar Penampang Tegak Tahanan Jenis

Tabel hasil penafsiran dan korelasi antara geologi, hidrogeologi dan pendugaan geolistrik di lokasi penyelidikan.

Tabel Korelasi Tahanan Jenis

 

Simpulan Pengukuran Air dengan Geolistrik

Dari hasil penafsiran dan pembahasan di atas, maka dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut:

• Pendugaan geolistrik dapat memberikan gambaran bawah permukaan tanah tentang penyebaran lapisan batuan baik tegak maupun mendatar. 
• Kondisi hidrogeologi di daerah penyelidikan, termasuk dalam sistem akuifer melalui aliran antar butir dan celahan atau rekahan. Dengan keterdapatannya daerah ini termasuk daerah akuifer produktif sedang dan penyebaran luas.
• Batuan yang diharapkan dapat bertindak sebagai pembawa airtanah adalah tufa pasiran dan pasir tufaan. Dari hasil penyelidikan pendugaan geolistrik, dapat diketahui lapisan akuifer, yaitu:
    
  
  
  Penyediaan air bersih di lokasi penyelidikan diharapkan dapat dipenuhi dari airtanah dalam dengan cara melakukan pengeboran dalam, dan dapat dilaksanakan di semua titik duga dan sekitarnya, terutama GL.1 (skala prioritas) dan GL.2 dengan kedalaman pengeboran ± 40 meter untuk sumur dangkal dan 130 meter untuk sumur bor dalam.