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

50