identifikasi petrofisik batuan sebagai pendukung

7
Identifikasi Petrofisik Batuan Sebagai Pendukung Karakteristik Hidrolik Akuifer Pada Sub Das Code, Yogyakarta : 103 - 109 Jurnal GEOSAPTA Vol. 6 No.2 Juli 2020 103 IDENTIFIKASI PETROFISIK BATUAN SEBAGAI PENDUKUNG KARAKTERISTIK HIDROLIK AKUIFER PADA SUB DAS CODE, YOGYAKARTA T. Listyani R.A. Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral, Institut Teknologi Nasional Yogyakarta e-mail: [email protected] ABSTRAK Salah satu parameter yang perlu dipertimbangkan dalam menentukan karakteristik hidrolik akuifer adalah petrofisik batuan. Potensi airtanah di suatu daerah sangat tergantung dari petrofisik batuan setempat. Karakterisik hidraulik yang penting diketahui antara lain adalah porositas dan permeabilitas batuan. Daerah Sub DAS Code disusun oleh batuan dari Formasi Yogyakarta dan Sleman yang merupakan batuan vulkanik Merapi Muda. Batuan akifer di daerah ini antara lain adalah batupasir tufan dan breksi andesit. Batupasir tufan memiliki tekstur klastik, ukuran butir pasir halus-kasar, kadang-kadang kerikilan, berstruktur gradasi, masif atau berlapis. Breksi andesit bertekstur piroklastik ataupun epiklastik, dengan ukuran butir fragmen kerikil hingga kerakal-berangkal, sortasi buruk – sedang, kemas terbuka, struktur masif atau berlapis tebal. Dari beberapa sampel yang dianalisis diketahui bahwa batuan akifer memiliki porositas 31,29 – 50,254% dan permeabilitas 1,48.10 -6 hingga 8,45.10 -4 cm/dtk. Hubungan antara porositas dan permeabilitas batuan tidak menunjukkan hubungan yang kuat, namun masing-masing parameter tersebut dipengaruhi oleh tekstur dan struktur batuan serta komposisinya, khususnya dalam hal kehadiran mineral lempung. Kata-kata kunci: airtanah, petrofisik, porositas, permeabilitas PENDAHULUAN Studi ini merupakan kajian terhadap batuan di wilayah Sub DAS Code untuk mengetahui petrofisik serta parameter hidrolik khususnya porositas/permeabilitas batuan yang menyusun akifer. Sifat-sifat fisik batuan, utamanya tekstur dan struktur batuan yang dijumpai di daerah penelitian dideskripsi untuk selanjutnya dikaji agar dapat melihat hubungannya dengan porositas /permeabilitas batuan. Pemahaman tentang petrofisik batuan maupun karakteristik hidrauliknya merupakan bagian penting dalam studi potensi airtanah di suatu daerah. Dengan penelitian ini diharapkan kajian petrofisik batuan dapat dipahami lebih baik sebagai pendukung parameter hidraulik akifer khususnya pada cekungan airtanah di Yogyakarta. Lokasi Penelitian Daerah penelitian termasuk dalam wilayah Sub DAS Code (Gambar 1). Sub DAS ini merupakan bagian dari DAS Opak. Sungai Code mengalir dari lereng atas G. Merapi di Kabupaten Sleman melewati Kota Yogyakarta hingga bermuara di sungai induknya (S. Opak) di wiayah Kabupaten Bantul. Gambar-1. Lokasi penelitian Secara hidrogeologis, daerah yang ada pada Sub DAS Code merupakan bagian dari Cekungan Airtanah Yogyakarta - Sleman [1]. Sub DAS Code menempati wilayah cekungan airtanah ini pada bagian tengah. Geologi Regional Daerah penelitian termasuk dalam peta geologi regional lembar Yogyakarta [2]. Batuan yang menyusun daerah ini di bagian atas adalah endapan vulkanik Merapi Muda berukur Kuarter, yang tersusun oleh tuf tak terurai, abu, breksi, aglomerat and aliran lava. Di bawah endapan vulkanik Merapi Muda terdapat endapan vulkanik Merapi Tua serta seri batuan Tersier sebagai batuan dasar yang mengalasi cekungan airtanah. Gunung Merapi merupakan gunungapi yang paling aktif di Yogyakarta-Jawa Tengah. Gunung ini menghasilkan aliran lava, aliran piroklastik, awan panas serta lahar [3]. Batuan hasil aktivitas Merapi ini menjadi reservoir yang baik untuk sumber daya airtanah di daerah penelitian. Endapan vulkanik Merapi Muda merupakan batuan penyusun cekungan airtanah di daerah penelitian. Endapan ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu Formasi Yogyakarta (bagian atas) dan Formasi Sleman (bagian bawah) [4]. Endapan vulkanik Merapi Muda mendukung ketersediaan airtanah yang memadai di daerah penelitian. Selain itu, aspek klimatologi juga sangat mendukung potensi airtanah, dimana neraca air sering menunjukkan kondisi surplus baik di bulan basah maupun kering [5]. Sistem akuifer dalam Cekungan Air (CAT) Yogyakarta-Sleman disebut sebagai Sistem Akuifer Merapi, dimana sistem hidrogeologi ini dibentuk oleh Formasi Yogyakarta dan Formasi Sleman. Sistem akuifer ini secara hidrogeologis merupakan satu sistem akuifer yang terdiri dari banyak perlapisan (multilayer aquifer) dengan sifat-sifat hidrolika relatif sama dan saling berhubungan antara satu akuifer dengan akuifer lainnya [6].

Upload: others

Post on 16-Oct-2021

13 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: IDENTIFIKASI PETROFISIK BATUAN SEBAGAI PENDUKUNG

Identifikasi Petrofisik Batuan Sebagai Pendukung Karakteristik Hidrolik Akuifer Pada Sub Das Code, Yogyakarta : 103 - 109

Jurnal GEOSAPTA Vol. 6 No.2 Juli 2020 103

IDENTIFIKASI PETROFISIK BATUAN SEBAGAI PENDUKUNG KARAKTERISTIK HIDROLIK AKUIFER PADA SUB DAS CODE,

YOGYAKARTA

T. Listyani R.A. Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral, Institut Teknologi Nasional Yogyakarta

e-mail: [email protected] ABSTRAK

Salah satu parameter yang perlu dipertimbangkan dalam menentukan karakteristik hidrolik akuifer adalah petrofisik batuan. Potensi airtanah di suatu daerah sangat tergantung dari petrofisik batuan setempat. Karakterisik hidraulik yang penting diketahui antara lain adalah porositas dan permeabilitas batuan. Daerah Sub DAS Code disusun oleh batuan dari Formasi Yogyakarta dan Sleman yang merupakan batuan vulkanik Merapi Muda. Batuan akifer di daerah ini antara lain adalah batupasir tufan dan breksi andesit. Batupasir tufan memiliki tekstur klastik, ukuran butir pasir halus-kasar, kadang-kadang kerikilan, berstruktur gradasi, masif atau berlapis. Breksi andesit bertekstur piroklastik ataupun epiklastik, dengan ukuran butir fragmen kerikil hingga kerakal-berangkal, sortasi buruk – sedang, kemas terbuka, struktur masif atau berlapis tebal. Dari beberapa sampel yang dianalisis diketahui bahwa batuan akifer memiliki porositas 31,29 – 50,254% dan permeabilitas 1,48.10-6 hingga 8,45.10-4 cm/dtk. Hubungan antara porositas dan permeabilitas batuan tidak menunjukkan hubungan yang kuat, namun masing-masing parameter tersebut dipengaruhi oleh tekstur dan struktur batuan serta komposisinya, khususnya dalam hal kehadiran mineral lempung. Kata-kata kunci: airtanah, petrofisik, porositas, permeabilitas PENDAHULUAN

Studi ini merupakan kajian terhadap batuan di wilayah Sub DAS Code untuk mengetahui petrofisik serta parameter hidrolik khususnya porositas/permeabilitas batuan yang menyusun akifer. Sifat-sifat fisik batuan, utamanya tekstur dan struktur batuan yang dijumpai di daerah penelitian dideskripsi untuk selanjutnya dikaji agar dapat melihat hubungannya dengan porositas /permeabilitas batuan. Pemahaman tentang petrofisik batuan maupun karakteristik hidrauliknya merupakan bagian penting dalam studi potensi airtanah di suatu daerah. Dengan penelitian ini diharapkan kajian petrofisik batuan dapat dipahami lebih baik sebagai pendukung parameter hidraulik akifer khususnya pada cekungan airtanah di Yogyakarta. Lokasi Penelitian

Daerah penelitian termasuk dalam wilayah Sub DAS Code (Gambar 1). Sub DAS ini merupakan bagian dari DAS Opak. Sungai Code mengalir dari lereng atas G. Merapi di Kabupaten Sleman melewati Kota Yogyakarta hingga bermuara di sungai induknya (S. Opak) di wiayah Kabupaten Bantul.

Gambar-1. Lokasi penelitian

Secara hidrogeologis, daerah yang ada pada Sub DAS Code merupakan bagian dari Cekungan Airtanah Yogyakarta - Sleman [1]. Sub DAS Code menempati wilayah cekungan airtanah ini pada bagian tengah.

Geologi Regional

Daerah penelitian termasuk dalam peta geologi regional lembar Yogyakarta [2]. Batuan yang menyusun daerah ini di bagian atas adalah endapan vulkanik Merapi Muda berukur Kuarter, yang tersusun oleh tuf tak terurai, abu, breksi, aglomerat and aliran lava. Di bawah endapan vulkanik Merapi Muda terdapat endapan vulkanik Merapi Tua serta seri batuan Tersier sebagai batuan dasar yang mengalasi cekungan airtanah.

Gunung Merapi merupakan gunungapi yang paling aktif di Yogyakarta-Jawa Tengah. Gunung ini menghasilkan aliran lava, aliran piroklastik, awan panas serta lahar [3]. Batuan hasil aktivitas Merapi ini menjadi reservoir yang baik untuk sumber daya airtanah di daerah penelitian.

Endapan vulkanik Merapi Muda merupakan batuan penyusun cekungan airtanah di daerah penelitian. Endapan ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu Formasi Yogyakarta (bagian atas) dan Formasi Sleman (bagian bawah) [4]. Endapan vulkanik Merapi Muda mendukung ketersediaan airtanah yang memadai di daerah penelitian. Selain itu, aspek klimatologi juga sangat mendukung potensi airtanah, dimana neraca air sering menunjukkan kondisi surplus baik di bulan basah maupun kering [5].

Sistem akuifer dalam Cekungan Air (CAT) Yogyakarta-Sleman disebut sebagai Sistem Akuifer Merapi, dimana sistem hidrogeologi ini dibentuk oleh Formasi Yogyakarta dan Formasi Sleman. Sistem akuifer ini secara hidrogeologis merupakan satu sistem akuifer yang terdiri dari banyak perlapisan (multilayer aquifer) dengan sifat-sifat hidrolika relatif sama dan saling berhubungan antara satu akuifer dengan akuifer lainnya [6].

Page 2: IDENTIFIKASI PETROFISIK BATUAN SEBAGAI PENDUKUNG

Identifikasi Petrofisik Batuan Sebagai Pendukung Karakteristik Hidrolik Akuifer Pada Sub Das Code, Yogyakarta : 103 - 109

Jurnal GEOSAPTA Vol. 6 No.2 Juli 2020 104

METODOLOGI Studi ini diawali dengan melakukan survei

hidrogeologi lapangan pada daerah S. Code dan sekitarnya. Sebanyak 61 lokasi pengamatan telah dipilih untuk melihat variasi litologi yang ada di daerah penelitian (Gambar 2). Deskripsi batuan yang tersingkap di permukaan dilakukan pada lokasi-lokasi terpilih. Deskripsi petrofisik batuan ini meliputi: warna, tekstur, struktur dan komposisi batuan. Selain itu, sifat fisik batuan lainnya yang diamati antara lain adalah warna, tekstur, struktur, kekompakan, kekerasan, porositas maupun permeabilitas. Survei lapangan dilengkapi dengan pengambilan sampel batuan.

Gambar-2. Peta lokasi pengamatan penelitian Uji porositas dan permeabilitas dilakukan di

laboratorium Mekanika Tanah di STTNAS Yogyakarta. Peralatan yang digunakan untuk menentukan nilai porositas antara lain adalah piknometer, sedangkan nilai permeabilitas ditentukan dengan falling head permeameter.

Selanjutnya, data hasil deskripsi dan pengujian di laboratorium dianalisis untuk melihat hubungan petrofisik batuan terhadap parameter hidrolik akifer.

TINJAUAN PUSTAKA Porositas

Porositas merupakan salah satu sifat batuan yang mempengaruhi airtanah atau sebagai media keterdapatan airtanah. Sifat ini dipengaruhi oleh karakteristik ukuran, bentuk, ketidakteraturan maupun distribusi dari rongga/pori batuan [7].

Gambar-3. Hubungan antara tekstur batuan dan porositas [8] Tabel-1 menunjukkan daftar rentang porositas

representatif untuk berbagai bahan geologi [8]. Secara umum, dinyatakan bahwa: Batuan memiliki porositas yang lebih rendah daripada

tanah. Kerikil, pasir, dan lumpur (terdiri dari partikel bersudut

dan bundar) memiliki porositas yang lebih rendah daripada tanah yang kaya mineral lempung.

Endapan yang tersortasi buruk (Gambar-3B) memiliki porositas yang lebih rendah daripada endapan dengan sortasi baik (Gambar-3A).

Tabel-1. Kisaran nilai porositas [8]

Material Porositas (n) (%)

Endapan tak terkonsolidasi Kerikil/kerakal

Pasir Lanau Lempung

25 – 40 25 – 50 35 – 50 40 - 70

Batuan Basalt terkekarkan

Batugamping kars Batupasir Batugamping, dolomit Serpih Batuan kristalin terkekarkan Batuan kristalin masif

5 – 50 5 – 50 5 – 30 0 – 20 0 – 10 0 – 10 0 - 5

Porositas (n) dapat menjadi kontrol penting yang

mempengaruhi konduktivitas hidrolik (K). Pada endapan pasir atau batuan retak, sampel dengan n yang lebih tinggi umumnya juga memiliki K yang lebih tinggi. Namun, hal ini juga tergantung dari tipe tanah/batuan. Tanah kaya lempung, misalnya, biasanya memiliki porositas yang lebih tinggi daripada tanah berpasir atau kerikil tetapi konduktivitas hidroliknya lebih rendah.

Permeabilitas (Konduktivitas Hidrolik)

Permeabilitas merupakan salah satu sifat batuan sebagai media aliran airtanah. Konduktivitas hidrolik

Page 3: IDENTIFIKASI PETROFISIK BATUAN SEBAGAI PENDUKUNG

Identifikasi Petrofisik Batuan Sebagai Pendukung Karakteristik Hidrolik Akuifer Pada Sub Das Code, Yogyakarta : 103 - 109

Jurnal GEOSAPTA Vol. 6 No.2 Juli 2020 105

suatu batuan atau tanah tergantung pada berbagai faktor fisik, antara lain porositas, ukuran, distribusi, bentuk dan susunan butir serta faktor lainnya. Pada media berpori tidak terkonsolidasi, konduktivitas hidrolik pada umumnya bervariasi sesuai ukuran partikel. Material lempung biasanya menunjukkan nilai konduktivitas hidrolik yang rendah, sedangkan pasir dan kerikil menunjukkan nilai tinggi [7].

Konduktivitas hidrolik pada batuan dengan ukuran butir campuran akan menunjukkan variasi nilai yang berbeda-beda dan biasanya lebih kecil dari nilai interpolasi liniernya dibandingkan pada butiran yang seragam (Illinois State Water Survey dalam [7]). Hal ini

terjadi karena butiran yang lebih kecil menempati sebagian besar ruang di sekitar butiran yang lebih besar. Besarnya konduktivitas hidrolik untuk berbagai kelas batuan yang tidak terkonsolidasi dan terkonsolidasi ditunjukkan pada Tabel 2 (Bureau of Reclamation, 1977 dalam [7]).

Morris dan Johnson (1967, dalam [7]) memberi patokan beberapa nilai konduktivitas hidrolik yang representatif untuk berbagai bahan geologis (Tabel 3). Nilai ini merupakan rata-rata dari banyak pengukuran; adanya rentang nilai untuk setiap jenis batuan tergantung pada berbagai faktor antara lain pelapukan, rekahan, saluran solusi maupun kedalaman overburden.

Tabel-2. Konduktivitas hidrolik beberapa material geologi (Bureau of Reclamation, 1977 dalam [7])

Tabel-3. Konduktivitas Nilai konduktivitas hidrolik beberapa material batuan (Morris and Johnson, 1967, dalam [7])

Material Konduktivitas hidrolik

(m/hari) Kerikil/kerakal kasar Kerikil/kerakal sedang Kerikil/kerakal halus Pasir kasar Pasir sedang Pasir halus Lanau Lempung Batupasir berbutir halus Batupasir berbutir sedang Batugamping Dolomit Gumuk pasir Tuf Basalt Gabro lapuk

150 270 450 45 12

2,5 0,08 0,0002 0,2 3,1 0,94 0,001

20 0,2 0,01 0,2

Hubbert (1956, dalam [8]) menyatakan bahwa

konstanta konduktivitas hidrolik dalam hukum Darcy tidak hanya merupakan fungsi dari media berpori tetapi juga fluida. Konduktivitas hidrolik menggambarkan sifat konduktif dari media berpori secara independen akibat fluida yang mengalir melaluinya.

Nilai konduktivitas hidrolik biasanya menunjukkan variasi melalui ruang dalam formasi geologi. Parameter ini juga menunjukkan variasi dengan arah pengukuran pada titik tertentu dalam formasi geologi, yang meliputi heterogenitas dan anisotropi. Sifat-sifat

tersebut tergantung pada proses geologis yang menghasilkan berbagai lingkungan geologis [8].

HASIL DAN DISKUSI Data Lapangan

Airtanah di daerah penelitian didukung oleh akifer Merapi Muda, terdiri dari Formasi Yogyakarta dan Sleman, dengan aliran cenderung ke arah selatan. Airtanah dangkal pada umumnya diperoleh dari akifer Formasi Yogyakarta, sedangkan airtanah dalam dapat disadap dari Formasi Sleman [9]. Kualitas air di daerah penelitian cukup baik walaupun kadang kala dijumpai pencemaran ringan [10]. Kondisi airtanah yang cukup bagus dalam hal kuantitas dan kualitasnya ini didukung oleh akifer vulkaniklastik hasil aktivitas Gunung Merapi dengan karakteristik porositas dan permeabilitas yang cukup baik.

Keadaan medan di sekitar Sungai Code dapat dilihat pada Gambar 4. Wilayah sungai ini di bagian hulu dan hilir merupakan daerah pemukiman dan pertanian, sedangkan pada bagian tengah pada umumnya merupakan daerah padat pemukiman. Beberapa penggal sungai ini menunjukkan Beberapa sampel batuan di lapangan telah dideskripsi untuk melihat karakter petrofisiknya. Karakter tersebut terutama dilihat dari tekstur batuannya. Secara umum, batuan yang menyusun daerah penelitian terdiri dari batupasir, breksi andesit dan kadang kala memiliki interkalasi batulempung (Tabel-4). Beberapa foto singkapan batuan ditunjukkan pada Gambar-5.

Konduktivitas hidrolik (m/hari) 104 103 102 101 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5

Konduktivitas hidrolik relatif Sangat tinggi Tinggi Sedang Rendah Sangat rendah

MATERIAL Endapan tak terkonsolidasi

Kerikil/kerakal - Pasir dan campuran pasir

& kerakal

- Pasir halus - Lanau, lempung, & campuran pasir, lanau,

lempung

- Lempung masif

Batuan terkonsolidasi Basalt vesikuler / skoriaan & batugamping.dolomit berongga

- Batupasir & batuan beku/metamorf retak

- Batupasir, serpih, batulempung laminasi

- Batuan beku / metamorf masif

Page 4: IDENTIFIKASI PETROFISIK BATUAN SEBAGAI PENDUKUNG

Identifikasi Petrofisik Batuan Sebagai Pendukung Karakteristik Hidrolik Akuifer Pada Sub Das Code, Yogyakarta : 103 - 109

Jurnal GEOSAPTA Vol. 6 No.2 Juli 2020 106

Gambar-4. Kondisi daerah penelitian. Atas: bagian hulu di Ngaglik (LP 49); tengah: bagian tengah di Gondomanan (LP 21);

bawah: bagian hilir di Imogiri (LP 42) Tabel-4. Data litologi daerah penelitian

LP Lokasi Litologi Struktur sedimen

1 Sumberan Breksi dan batupasir

Gradasi

2 Nglempong Lor Breksi dan batupasir

Gradasi, melensa

3 Tegalmojo Breksi dan batupasir tufan

Perselingan

4 Pogung Rejo Batulempung -batupasir

Berlapis

5 Blunyah Gede Batupasir; batupasir lempungan

Berlapis

6 Jetis Breksi dan batupasir tufan

Gradasi

8 Kembangsongo Batulempung;-batupasir

Perselingan

14 Sorosutan Batulempung-batupasir

Berlapis

23 Jetis, Umbulharjo

Batulempung-batupasir

Berlapis

40 Ponggok Batupasir; batupasir lempungan

Masif; berlapis

49 Kadipuro Batupasir tufan Berlapis,

masif 50 Ngentak Batupasir tufan Berlapis

Gambar-5. Atas: singkapan batupasir dan breksi di Semburan

(LP 1) menunjukkan struktur gradasi. Bawah: perselingan breksi - batupasir di Nglempong Lor (LP 2).

Data Laboratorium

Hasil uji laboratorium sampel batuan yang diambil dari lapangan disajikan pada Tabel 5 berikut ini. Sampel batuan berasal dari singkapan batuan yang dijumpai di lapangan. Ini berarti bahwa batuan tersebut merupakan batuan yang ada di permukaan, yang pada umumnya termasuk dalam Formasi Yogyakarta dan Sleman yang merupakan produk Gunungapi Merapi Muda.

Tabel-5. Hasil uji laboratorium petrofisik batuan yang diteliti

LP Berat Jenis (G)

Kandungan air (w) (%)

Porositas (n) (%)

Permeabilitas (K) (cm/dtk)

1 2,722 8,4405 34,275 4,90.10-4 2 2,744 7,749 34,4195 8,45.10-4 3 2,762 9,721 43,5725 6,24.10-5 4 2,614 6,929 48,298 3,05.10-4 5 2,853 5,401 32,2105 2,19.10-6 6 2,828 6,378 32,7775 2,12.10-5 8 2,577 22,746 50,254 1,46.10-4

14 2,716 1,9675 42,636 3,22. 10-6

23 2,707 1,5935 31,290 1,48.10-6

40 2,59 19 49,3825 1,33.10-5 49 2,746 7,405 41,8425 6,31.10-5 50 2,771 11,292 39,065 4,57.10-5

Pengaruh tekstur terhadap porositas Tekstur batuan meliputi ukuran butir, bentuk

butir, sortasi dan kemas batuan yang dapat diamati secara megaskopis (Tabel-6). Dari tabel tersebut tampak bahwa batuan yang diuji memiliki porositas sebesar 31 – 50%, sesuai dengan penelitian [8] yang menunjukkan kisaran porositas endapan lempung – kerikil. Pada kenyataannya, batuan yang diambil merupakan batuan yang sudah mulai terkompaksi, jadi bukan merupakan endapan lepas. Kisaran nilai batuan yang diuji tersebut bila dibandingkan dengan klasifikasi porositas [8] memiliki nilai yang lebih

Page 5: IDENTIFIKASI PETROFISIK BATUAN SEBAGAI PENDUKUNG

Identifikasi Petrofisik Batuan Sebagai Pendukung Karakteristik Hidrolik Akuifer Pada Sub Das Code, Yogyakarta : 103 - 109

Jurnal GEOSAPTA Vol. 6 No.2 Juli 2020 107

besar dari porositas batupasir. Hal ini menunjukkan bahwa batuan yang diuji menunjukkan karakteristik yang lebih baik porositasnya dibandingkan batupasir pada umumnya. Hal ini didukung oleh ukuran butir yang relatif halus, bentuk butir yang relatif membundar, sortasi baik (butiran relatif seragam) dan kemas tertutup. Beberapa sampel yang memiliki butiran lempungan kurang dapat teramati teksturnya secara megaskopis.

Tabel-6. Karakteristik tekstur dan porositas batuan yang diteliti

LP Ukuran butir

Bentuk butir

Sortasi / Kemas Porositas Sampel

1 7 Membundar - menyudut

Sedang/ Tertutup 34,275

Batupasir kerikilan (matriks breksi)

2 8 Membundar - menyudut

Sedang Tertutup 34,4195

Batupasir kerikilan (matriks breksi)

3 3 Menyudut - membundar

Sedang/ Tertutup 43,5725 Batupasir

tufan

4 4 Membundar Baik/ Tertutup 48,298 Batupasir

5 2 - - 32,2105 Batupasir

lempungan

6 3 Menyudut - membundar

Buruk/ Terbuka 32,7775 Batupasir

tufan

8 4 Membundar Baik/ Tertutup 50,254 Batupasir

14 2 - - 42,636 Batupasir

lempungan

23 2 - - 31,290 Batupasir

lempungan

40 2 - - 49,3825 Batupasir

lempungan

49 3 Menyudut - membundar

Sedang/ Tertutup 41,8425 Batupasir

tufan

50 3 Menyudut - membundar

Sedang/ Tertutup 39,065 Batupasir

tufan Catatan: Kelas ukuran butir 1. Lempung; 2. Lanau; 3. Pasir sangat halus; 4. Pasir halus; 5. Pasir

sedang; 6. Pasir kasar; 7. Pasir sangat kasar; 8. Kerikil; 9. Kerakal; 10. Berangkal; 11. Bongkah.

Dengan demikian, semua sampel batuan yang

diteliti memiliki porositas yang relatif besar. Walaupun korelasi tidak terlalu kuat, namun pada dasarnya porositas batuan dikendalikan oleh teksturnya. Porositas batuan yang paling besar ditunjukkan oleh batupasir halus dengan sortasi yang baik dan kemas tertutup. Korelasi yang kurang jelas disebabkan karena perbedaan tekstur batuan relatif kecil, karena semua sampel merupakan batupasir. Kondisi litifikasi yang belum sempurna mengakibatkan batuan belum terlalu kompak dan keras. Karakteristik petrofisik ini mendukung tingginya porositas dan sekaligus mendukung potensi batuan sebagai akifer airtanah.

Pengaruh tekstur dan jenis batuan terhadap permeabilitas

Batuan yang memiliki ukuran butir halus (lempungan) umumnya memiliki permeabilitas <10-5 cm/dtk sedangkan batuan berbutir kasar (> pasir) cenderung memiliki permeabilitas >10-4 cm/dtk (Tabel 7). Walaupun secara regresi sulit ditentukan koefisien korelasinya namun tampak bahwa tekstur batuan mempengaruhi permeabilitasnya. Batuan sedimen yang berukuran sedang hingga kasar cenderung memberi sifat permeabel. Batuan yang mengandung mineral lempung atau mineral berukuran lempung memberi efek impermeable pada batuan, hal ini berkaitan dengan faktor

intrinsik yang berupa friksi dalam akibat pori yang terlalu halus. Butiran yang berukuran lebih halus pada suatu volume batuan yang sama akan memiliki permukaan yang lebih luas dibandingkan butiran kasar. Permukaan yang luas tersebut akan mengakibatkan gaya adhesi yang besar sehingga gesekan luar juga besar. Adanya friksi luar ini akan mengurangi permeabilitas batuan.

Tabel-7. Nilai permeabilitas dan data petrofisik (ukuran butir

dan jenis) batuan LP Ukuran Permeabilitas

(cm/dtk) Sampel Batuan

1 7 4,90.10-4 Batupasir kerikilan (matriks breksi)

2 10 8,45.10-4 Batupasir kerikilan (matriks breksi)

3 9 6,24.10-5 Batupasir tufan 4 6 3,05.10-4 Batupasir 5 5 2,19.10-6 Batupasir lempungan 6 5 2,12.10-5 Batupasir tufan 8 2 1,46.10-4 Batupasir

14 6 3,22. 10-6 Batupasir lempungan 23 2 1,48.10-6 Batupasir lempungan 40 2 1,33.10-5 Batupasir lempungan 49 8 6,31.10-5 Batupasir tufan 50 7 4,57.10-5 Batupasir tufan

Sifat fisik batuan seperti tekstur, struktur maupun

kandungan air sangat mengontrol laju infiltrasi tanah/batuan [11], ini berarti bahwa petrofisik batuan berpengaruh terhadap permeabilitas. Tanah berbutir kasar seperti di daerah penelitian memiliki pori yang cukup besar dengan struktur stabil yang memungkinkan curah hujan meresap ke dalamnya.

Hubungan Porositas dan Permeabilitas Batuan yang Diuji

Porositas merupakan salah satu parameter yang mempengaruhi konduktivitas hidrolik suatu batuan atau tanah. Namun, porositas bukanlah satu-satunya factor yang mempengaruhi permeabilitas [7]. Dalam penelitian ini, hubungan porositas dan permeabilitas batuan di daerah penelitian dicari dengan menggunakan metode regresi korelasi (Gambar-6). Hubungan keduanya menunjukkan korelasi yang sangat rendah [12], ditunjukkan oleh nilai r2 sebesar 0,026 atau r sebesar 16%. Hubungan yang sangat lemah ini menunjukkan bahwa banyak faktor lain yang menentukan permeabilitas batuan. Dengan demikian, porositas yang tinggi tidak berarti akan menyebabkan permeabilitas yang tinggi. Faktor-faktor yang turut menentukan permeabilitas batuan di daerah penelitian antara lain faktor pemadatan/kompaksi serta struktur batuan (masif/berlapis/gradasi dan sebagainya). Kondisi batuan yang tersingkap di lapangan menunjukkan karakteristik fisik yang bervariasi. Batuan yang lebih tua (Formasi Sleman) pada umumnya lebih kompak sehingga mengakibatkan permeabilitas yang kurang bagus. Selain itu, kondisi fisik seperti pelapukan dan adanya rekahan juga dapat mempengaruhi nilai permeabilitas batuan yang diteliti.

Page 6: IDENTIFIKASI PETROFISIK BATUAN SEBAGAI PENDUKUNG

Identifikasi Petrofisik Batuan Sebagai Pendukung Karakteristik Hidrolik Akuifer Pada Sub Das Code, Yogyakarta : 103 - 109

Jurnal GEOSAPTA Vol. 6 No.2 Juli 2020 108

Gambar-7. Hubungan porositas – permeabilitas batuan yang diteliti

Kehadiran mineral lempung dalam batuan juga dapat terjadi akibat proses pelapukan yang ditunjukkan oleh beberapa singkapan batuan. Tingkat pelapukan akan mempengaruhi sifat fisik batuan [13] [14]. Semakin tinggi derajat pelapukan, maka semakin besar kadar air serta porositasnya (Rahman dkk., 2017). Dengan demikian, variasi nilai porositas di daerah penelitian sangat mungkin dipengaruhi oleh derajat pelapukan yang berkembang di daerah tersebut.

KESIMPULAN Batuan yang menyusun akifer di daerah Sub DAS

Code terdiri dari batuan sedimen vulkanik hasil aktivitas Gunung Merapi Muda, meliputi Formasi Sleman dan Yogyakarta. Batuan ini berupa batupasir, batupasir tufan, batupasir lempungan maupun breksi andesit. Secara fisik, batuan tersebut cukup kompak dan beberapa singkapan menunjukkan hasil pelapukan. Struktur sedimen yang berkembang adalah masif, berlapis ataupun bergradasi. Hasil pengujian di laboratorium menunjukkan nilai porositas 31,29 – 50,254% dan permeabilitas sebesar 1,48.10-6 hingga 8,45.10-4 cm/dtk.

Porositas batuan didukung oleh tekstur batuan. Batuan yang memiliki porositas besar pada umumnya ditunjukkan oleh batupasir berukuran halus dengan sortasi yang baik dan kemas tertutup. Sementara itu, batuan sedimen yang berukuran sedang hingga kasar biasanya memiliki nilai permeabilitas batuan yang cukup besar, sedangkan batuan berbutir halus/lempungan dengan kandungan mineral lempung atau tuf cenderung memiliki permeabilitas rendah. Namun demikian, korelasi antara nilai porositas dan permeabilitas tidak menunjukkan hubungan yang kuat, yang berarti bahwa kedua parameter akifer tersebut tidak selalu berhubungan.

UCAPAN TERIMA KASIH Tulisan ini dihasilkan dari penelitian Hibah Bersaing Dikti tahun 2012-2013, oleh karenanya penulis mengucapkan banyak terimakasih atas dana Dikti tersebut. Tak lupa, penulis juga mengucapkan terimakasih kepada institusi STTNAS serta rekan dosen dan para asisten yang telah membantu penulis dalam penelitian tersebut.

DAFTAR PUSTAKA [1] Badan Geologi. 2011. Atlas Cekungan Air Tanah

Indonesia. Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral. Bandung.

[2] Rahardjo, W., Sukandarrumidi dan Rosidi, H. M. D.

1995. Peta Geologi Lembar Yogyakarta. Skala 1 : 100.000. Ed.2. P3G. Bandung.

[3] Kusumayudha S.B., Murwanto H., Sutarto,

Choiriyah S.U. 2019. Volcanic Disaster and the Decline of Mataram Kingdom in the Central Java, Indonesia. Wasowski J., Dijkstra T. (eds). Recent Research on Engineering Geology and Geological Engineering. GeoMEast 2018. Sustainable Civil Infrastructures. Springer. Cham.

[4] MacDonald & Partners. 1984. Greater Yogyakarta

Groundwater Resource Study. Vol. 3. Binnie & Partners Hunting Technical Services Ltd. Groundwater Development Project (P2AT). Ministry of Public Works. Government of the Republic of Indonesia.

[5] Listyani R.A., T., Isjudarto, A., Prayetno, Putra, R.I.

2012. Analisis Hidrologi untuk Mendukung Potensi Airtanah pada Sub DAS Code, Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains dan Teknologi (SNAST 2012). Yogyakarta. 3 November.

[6] Hendrayana, H. dan Vicente, V. A. S. 2013.

Cadangan Air Tanah berdasarkan Geometri dan Konfigurasi Sistem Akuifer Cekungan Air Tanah Yogyakarta-Sleman. Prosiding Seminar Nasional Kebumian Ke-6. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. 11-12 Desember.

[7] Todd, D.K. 1980. Groundwater Hydrology. 2nd Ed.,

John Wiley & Sons. New York. [8] Freeze, R.A. & Cherry, J.A. 1979 Groundwater.

Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliffs. New Jersey.

[9] Listyani R.A., T. 2016. Hydrochemistry of Groundwater in Yogyakarta Graben, Area of Code Sub Drainage, Yogyakarta, Indonesia. 5th Annual International Conference on Geological & Earth Sciences (GEOS 2016). GSTF. Singapore. 10 Oktober.

[10] Listyani R.A., T. dan Isjudarto, A. 2013. Studi Pencemaran Air di Sub Daerah Aliran Sungai Code, Yogyakarta guna Mendukung Upaya Konservasi Airtanah Pasca Erupsi Merapi 2010. Prosiding Seminar Nasional Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi (ReTII) ke-8. STTNAS. Yogyakarta. 14 Desember.

[11] Shaari, N.A.B.S., Khan, M.M.A., Bahar, A.M.A.B. dan Nazaruddin, D.A.B. 2016. Estimation of Infiltration Rate in Major Soil Types of Kota Bharu, Kelantan, Malaysia. Bulletin of the Geological Society of Malaysia. Vol. 62. h. 7-11.

y = -0.6034x + 40.791R² = 0.0263

0102030405060708090

30 35 40 45 50 55

Perm

eabi

litas

(x10

-5cm

/dtk

)

Porositas (%)

Matriks breksi

Batuan lempungan /tufan

Page 7: IDENTIFIKASI PETROFISIK BATUAN SEBAGAI PENDUKUNG

Identifikasi Petrofisik Batuan Sebagai Pendukung Karakteristik Hidrolik Akuifer Pada Sub Das Code, Yogyakarta : 103 - 109

Jurnal GEOSAPTA Vol. 6 No.2 Juli 2020 109

[12] Sugiyono. 1997. Metode Penelitian. Administrasi. CV. Alfabeta. Yogyakarta.

[13] Sutirja, M.A.J., Nurhakim, Mustoffa, A. dan Santoso, E. 2017 Studi Daya Dukung Batuan Vulkanik Formasi Pitanak untuk Pemanfaatan Jalan Tambang. Jurnal Geosapta. Vol. 3. No. 1. h. 38-44.

[14] Rahman, A., Triantoro, A. dan Mustofa, A. 2017 Pengaruh Pelapukan terhadap Sifat Fisik Batuan dan Tanah Residual Breksi Vulkanik. Jurnal Geosapta. Vol. 3. No. 2. h. 79-83.