bab iii. metodologi penelitian - repository.ipb.ac.id filepeta topografi, peta geologi, peta...
TRANSCRIPT
39
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi dan Waktu
Penelitian dilakukan di DAS Ciliwung mulai dari Hulu sampai hilir. Lokasi
Penelitian meliputi wilayah Kabupaten Bogor, Kotamadya Bogor dan Kota
Administratif Depok dan DKI Jakarta. Penelitian dilakukan dari bulan Februari
sampai Juli 2012.
3.2. Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitian berupa data sekunder dan alat
bantu hitung serta software progress 3, Mapinfo dan ArcView 3.0 dan IP2WIN.
Alat ukur Geolistrik yang terdiri dari :
Geolistrik Earth Restivity Metre type SAZ 3000 G100, model
BD 1000, Serial Number M422002 dengan impedansi sebesar 10
Mohm
Separangkat komputer beserta perlengkapannya dan software
Progress Version 3.0, IP2WIN, Surfer 9.0
Kabel sepanjang 500 m sebanyak 200 unit untuk elektroda arus
Kabel sepanjang 300 m untuk elektoda potensial
AVO m 1 unit
Kompas geologi 1 unit
Rol m sepanjang 50 m sebanyak 4 unti
Palu sebanyak 4 unit
Handy Talky sebanyak 3 unit
GPS
Peta topografi, peta geologi, peta hidrogeologi, peta tanah, peta
RBI, dan Peta DAS Ciliwung
Alat yang digunakan adalah alat bantu hitung dan seperangkat computer yang
mendukung untuk mengoperasikan software progress 3.0 dengan spesifikasi yang
sesuai.
40
3.3. Metodologi
3.3.1. Pengumpulan Data
3.3.1.1. Metode Pengukuran Primer
Pengumpulan data primer yang dibutuhkan adalah pengukuran jenis akuifer,
tebal akuifer di DAS Ciliwung dengan menggunakan peralatan Geolistrik.
Pengukuran resistivitas secara umum adalah dengan cara menginjeksikan arus ke
dalam tanah melalui 2 elektroda arus (A dan B), dan mengukur hasil beda
potensial yang ditimbulkannya pada 2 elektroda potensial (M dan N). Dari data
harga arus (I) dan potensial (V) dapat dihitung nilai resistivitas semu
menggunakan rumus konfigurasi Schlumberger.
3.3.1.2. Pengumpulan Data Sekunder
Pengumpulan data sekunder yang dibutuhkan antara lain adalah : data tinggi
muka air, data iklim, data tata guna lahan, peta topografi, peta tanah, peta geologi,
peta hidrogeologi
Tabel 8. Metode Pengumpulan dan Analisis Data
No Param Data Sumber Metode
1 Luas DAS Bakosurtanal Digitasi 2 Kemiringan
Lahan (slope) Peta Topografi Geologi Tata
Lingkungan Digitasi
3 Daya tampung airtanah
Peta Geologi, Hidrogeologi
Geologi Tata Lingkungan
Digitasi
3.3.2. Analisis Data
3.3.2.1.Metode Analisis Data Geolistrik
Analsis data meliputi analisis penentuan faktor geometri dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut:
Dimana. AM, AN, BM dan BN adalah jarak elektroda dalam konfigurasi
Wenner-Schlumberger dengan satuan panjang (m). Dari param yang telah
didapatkan tersebut dapat dihitung nilai resistivitas semu (ρa) yang memiliki
satuan m. Nilai resistivitas yang dihitung bukanlah nilai resistivitas bawah
permukaan yang sebenarnya, namun merupakan nilai semu (apparent) yang
휌 = 휋 ×퐴퐵2 − 푀푁
2푀푁
×∆푉퐼
41
merupakan resistivitas dari bumi yang dianggap homogen yang memberikan nilai
resistensi yang sama untuk susunan elektroda yang sama. Untuk menentukan nilai
resistivitas bawah permukaan yang sebenarnya diperlukan proses perhitungan
secara inversi maupun forward dengan menggunakan bantuan komputer (software
progress version 3.0).
Sumber : Todd, 1995
Gambar 6. Nilai Tahanan Jenis Batuan Setelah nilai resistivitas dihitung, maka dapat diketahui lapisan batuan tersebut.
Penentuan tersebut didasarkan pada Gambar 6. Akuisisi data geolistrik pada
penelitian ini digunakan konfigurasi Wenner-Schlumberger dengan fixed-
electrode potensial dan electrode arus berjalan untuk mendapatkan variasi ke arah
kedalaman (sounding). Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan
matching curve/ fitting curve model inversi dari software (progress version 3.0)
untuk pendekatan harga resistivitas antara kurva lapangan dan kurva teori yang
paling cocok.
Airtanah terdapat pada lapisan akuifer yang memiliki ciri-ciri tersusun atas
batuan pasir. Dengan mengetahui litologi lapisan tanah maka dapat diduga
sebaran dan ketebalan lapisan akuifer di lokasi penelitian. Pengolahan data
menggunakan bantuan perangkat lunak komputer (progress version 3.0).
42
Tabel 9. Nilai Tahanan Jenis Batuan Jenis Batuan Nilai Resistivitas
Batuan Beku 100 - 1,000,000 Batuan Ubahan 15 - 1,000.,000 Lempung 1 - 11 Serpih Lunak 0.8 - 12 Serpih Keras 2 - 500 Pasir 13 - 1,000 Batupasir 50 - 2,000 Gamping Poros 50 - 2,000 Gamping Padat 5,500 - 1,000,000
Sumber: Anonim, 2008
Pendugaan lapisan akuifer didapatkan dengan metode tahanan jenis, maka
untuk menganalisa kebenaran hasil pendugaan tersebut dibandingkan dengan data
hasil pengeboran. Dengan membandingkan data-data tersebut akan diketahui
sebaran akuifer dangkal dan dalamnya. Secara umum, diagram alir penelitian
menggunakan peralatan geolistrik pada penelitian ini dapat ilihat pada Gambar 7.
Pengumpulan data sekunder umumnya berupa peta-peta yang dibutuhkan. Peta
topografi, geologi, hidrogeologi, dan peta DAS Ciliwung di overlay dengan
menggunakan software Mapinfo untuk digitasi. Digitasi dan overlay peta tersebut
dapat diketahui batas DAS Cilwung secara geologi, hidrogeologi. Input data hasil
pengukuran geolistrik berupa karakteristik akuifer pada DAS Ciliwung, maka
didapatkan nilai konduktivitas hidrolik, gradien hidrolik, tebal dan sebaran
akuifer. Perhitungan potensi airtanah menggunakan persamaan Darcy.
Pengukuran geolistirik menggunakan konfigurasi Schlumberger. Penentuan
titik pengukuran berdasarkan kondisi geologi dan hidrogeologi DAS. Pengukuran
geolistrik mengorientasikan kondisi topografi di lapangan. Pemilihan konfigurasi
didasarkan kebutuhan data. Untuk mendapatkan tahanan jenis secara vertikal,
biasanya dilakukan dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger. Keuntungan
lain dari konfigurasi ini adalah tenaga kerja yang dibutuhkan lebih sedikit dan
lebih efisien waktu. Pengukuran geolistrik adalah pengukuran besarnya arus listrik
antara dua elektroda arus yang terpisah sejauh AB dan tegangan listrik antara dua
elektroda potensial yang terpisah sejauh MN. Nalai tahanan semu dapat dihitung
dengan menggunakan hasil pembagian antara tegangan dan arus listrik dikalikan
dengan faktor geometri yang dibentuk antara jarak elektroda arus dan elektroda
potensial. Diagram alir pengukuran geolistrik disajikan pada Gambar 8.
43
Mulai
Digitasi
Batas, Luas DAS
Karakteristik Akuifer dan Sebaran Akuifer :
- Jenis Akuifer- Tebal Akuifer- Sebaran Akuifer- Batuan Penyusun Akuifer- Konduktivitas Hidrolik- Gradient Hidrolik
Pers Darcy
Potensi CadanganAirtanah
Selesai
Peta Geologi
Peta Hidrgeologi
Peta Jenis Tanah
Peta RBI
Peta DAS Ciliwung
Data Geolistrik
Gambar 7. Diagram Alir Penelitian
Analsis data geolistrik dilakukan dengan mengunakan software Progress
Version 3.0 dengan memperhatikan nilai tahanan jenis, jarak antara elektroda
kemudian di inverse modelling untuk mendapat nilai erorr atau RMSmin yang
bernilai kecil. Secara umum diagram alir analisis dapat dilihat pada Gambar 9.
44
Gambar 8. Diagram alir Pengukuran Geolistrik
Gambar 9. Diagram Alir Pengolahan Data
45
3.3.3.2. Metode Penentuan Ketebalan Akuifer
Ketebalan akuifer didapatkan dari kajian geolistrik. Setelah mendapatkan data
titik pengukuran, tebal dan jenis akuifer, kemudian akan dibuatkan potongan
melintang dan memanjang dari akuifer di DAS Ciliwung, sehingga didapatkan
ketebalan akuifer.
3.3.3.3. Metode Perhitungan airtanah
Metode Dinamis
Airtanah dalam akuifer berasal dari air infiltrasi dan aliran airtanah dari akuifer
di bagian hulu. Airtanah besifat dinamis, aliran airtanah dipengaruhi oleh
konduktivitas hidrolik dan gradien hidrolik. Konsep pehitungan airtanah
ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 10. Konsep Perhitungan Airtanah
dengan Q adalah aliran airtanah yang keluar dari akuifer, K adalah
konduktivitas batuan penyusun akuifer, A adalah luasan akuifer, ∂h adalah
perubahan elevasi akuifer, ∂l adalah panjang akuifer, b adalah tebal akuifer dan w
adalah lebar akuifer. Selanjutnya debit airtanah dapat dihitung dengan rumus
Darcy (Fetter, 1994) :
푄 = 퐾 × 퐴 ×
46
dengan Q adalah debit atau jumlah aliran airtanah, K adalah permeabilitas
akuifer, A adalah luas penampang akuifer dan dh/dl adalah gradien hidrolik atau
kemiringan permukaan airtanah.
3.4. Batasan Penelitian
Batasan fisik dalam Penelitian Potensi Cadangan Airtanah di DAS Ciliwung
antara lain :
1. Perhitungan cadangan airtanah hanya memperhitungankan faktor
konduktivitas hidrolik (K), lebar akuifer (w), tebal akuifer (b) dan
gradien hidrolik (∂h/∂l)
2. Perhitungan cadangan airtanah bebas di asumsikan resapan aiertanah
berasal dari daerah atas DAS Ciliwung.