TUGAS AKHIR

PENGUKURAN POTENSI AIR TANAH DENGAN

MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK

(Studi Kasus : Desa Nusasari, Kecamatan Melaya, Kabupaten

Jembrana)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2017

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Sebagian besar air yang turun ke permukaan tanah, akan mengalir ke

tempat-tempat yang lebih rendah dan setelah mengalami bermacam-macam

perlawanan akibat gaya berat, akhirnya melimpah ke danau atau ke laut. Air

merupakan kebutuhan yang sangat vital baik untuk daerah pariwisata maupun

daerah pertanian. Seiring dengan kemajuan ekonomi banyak lahan dijadikan

perumahan baik itu di Kota maupun di Desa, sehingga sumber mata air menjadi

berkurang. Pemanfaatan air bawah tanah merupakan salah satu alternatif untuk

memenuhi kebutuhan air masyarakat baik dipergunakan untuk industri pariwisata

maupun irigasi pertanian. Provinsi Bali merupakan salah satu daerah di Indonesia

yang memiliki daerah pariwisata dan daerah pertanian. Dimana perkembangan

pembangunannya sangat pesat sehingga sumber mata airnya semakin sedikit.

Provinsi Bali terdiri dari delapan Kabupaten dan satu Kotamadya. Masing-

masing Kabupaten mempunyai daerah yang berbeda-beda geografisnya.

Secara keseluruhan jumlah air di Planet bumi ini relatif tetap dari masa

kemasa. Ketersediaan air yang merupakan bagian dari fenomena alam, sering sulit

untuk diatur dan diprediksi dengan akurat. Hal ini karena ketersediaan air

mengandung unsur variabilitas ruang (spatial variability) dan variabilitas waktu

(temporal variability) yang sangat tinggi. Konsep siklus hidrologi adalah bahwa

jumlah air di suatu luasan tertentu dihamparan bumi dipengaruhi oleh masukan

(input) dan keluaran (output) yang terjadi. Kebutuhan air di kehidupan kita sangat

luas dan selalu diinginkan dalam jumlah yang cukup pada saat yang tepat. Oleh

karena itu, analisis kuantitatif dan kualitatif harus dilakukan secermat mungkin

agar dapat dihasilkan informasi yang akurat untuk perencanaan dan pengelolaan

sumberdaya air. (Sumber : Wikipedia, 2013)

5

2.2 Sumber Air di Bumi

Sumber daya air adalah sumber daya berupa air yang berguna atau potensial

bagi manusia. Kegunaan air meliputi penggunaan di bidang pertanian, industri,

rumah tangga, rekreasi, dan aktivitas lingkungan. Sangat jelas terlihat bahwa

seluruh manusia membutuhkan air tawar. 97% air di bumi adalah air asin, dan

hanya 3% berupa air tawar yang lebih dari 2 per tiga bagiannya berada dalam

bentuk es di glasier dan es kutub. Air tawar yang tidak membeku dapat ditemukan

terutama di dalam tanah berupa air tanah, dan hanya sebagian kecil berada di atas

permukaan tanah dan di udara. Air tawar adalah sumber daya terbarukan, meski

suplai air bersih terus berkurang. Permintaan air telah melebihi suplai di beberapa

bagian di dunia dan populasi dunia terus meningkat yang mengakibatkan

peningkatan permintaan terhadap air bersih. Perhatian terhadap kepentingan

global dalam mempertahankan air untuk pelayanan ekosistem telah bermunculan,

terutama sejak dunia telah kehilangan lebih dari setengah lahan basah bersama

dengan nilai pelayanan ekosistemnya. Ekosistem air tawar yang tinggi

biodiversitasnya saat ini terus berkurang lebih cepat dibandingkan dengan

ekosistem laut ataupun darat. (Sumber: Wikipedia.org/sumber air,2016)

2.2.1 Air Permukaan

Air permukaan yang ada di Bumi merupakan air hujan yang mengalir diatas

permukaan bumi dikarenakan tidak mampu terserap kedalam tanah dikarenakan

lapisan tanahnya bersifat rapat air sehingga sebagian besar air akan tergenang dan

cenderung mengalir menuju daerah yang lebih rendah, air permukaan seperti

inilah yang sering disebut dengan sungai. Pada umumnya, air permukaan

mengalami pengotoran selama mengalir diatas permukaan seperti bercampur

dengan lumpur, sisa daun dan batang kayu serta kotoran lainnya. Air permukaan

terbagi menjadi 2 yaitu: (Sumber: Wikipedia.org/sumber air,2016)

1. Air Sungai

Merupakan jenis air permukaan dengan tingkat kekotoran yang sangat

tinggi. Paling sering digunakan oleh manusia seperti untuk irigasi,

transportasi dan untuk pemenuhan kebutuhan lainnya. Karena derajat

pengotorannya begitu tinggi sehingga dalam penggunaan-nya untuk air

6

minum perlu melewati proses pengolahan yang sempurna sehingga dapat di

konsumsi secara aman. Pada daerah hulu sungai umumnya memiliki

kualitas air yang jauh lebih baik, sehingga tidak memerlukan proses rumit

dalam pengolahannya untuk menjadi air minum. Masyarakat yang tinggal di

daerah hulu sungai lebih memilih menggunakan air sungai, dibandingkan

dengan air tanah karena perbedaan kualitas antara keduanya tidak begitu

mencolok.

2. Air Danau/Telaga

Air permukaan yang mengalir dan menemukan sebuah cekungan akan

membentuk danau jika cekungan tanah dalam skala besar atau jika

cenkungan berskala kecil maka akan membentuk telaga. Danau biasanya

memiliki sumber air dari sungai ataupun mata air (pada danau di dataran

tinggi) dan memiliki aliran keluar. Sedangkan Telaga dan rawa umumnya

lebih disebabkan oleh air hujan yang tergenang di suatu cekungan tanah dan

tidak memiliki aliran keluar, hal inilah yang menyebabkan kenapa air rawa

berwarna. Kandungan zat zat organik yang tinggi misalnya humus tanah

yang sudah terlarut menjadikan air berwarna kuning coklat. Karena tingkat

pembusukan bahan organik begitu tinggi dan sedikitnya jumlah air

menyebakan kandungan Besi (Fe) dan Mangan (Mn) akan tinggi juga

ditengah tingkat kelarutan kandungan oksigen pada air rawa yang begitu

rendah. Pada beberapa kasus akan dijumpai alga/ lumut pada permukaan air

telaga/rawa jika kondisi sinar matahari dan kadar Co2 yang memadai. Jadi

ketika ingin memanfaatkan air rawa haruslah berhati hati dengan hanya

mengambil air sampai kedalaman tertentu saja, supaya endapan Besi dan

Mn tidak ikut terbawa. Jikalau seandainya terbawa maka, harus kembali

diendapkan lagi. Akan lebih baik lagi jika memakai filter air sehingga lumut

atau alga dapat terpisah dengan sempurna.

2.2.2 Air Laut

1/3 luas bumi adalah lautan, zona laut merupakan zona terluas di bumi,

setiap orang tentu mengetahui laut. Air laut merupakan penyumbang air terbesar

7

di Bumi. Air laut memiliki rasa yang sangat asin. Namun sumber air lainnya

sebenarnya dapat kita simpulkan berasal dari laut. Air yang asalnya dari udara

atau atmosfer yang jatuh ke permukaan bumi. Perlu diketahui bahwa komposisi

air yang yang terdapat di lapisan udara bumi berkisar 0.001 persen dari total air

yang ada dibumi. Menurut bentuknya air angkasa terbagi lagi menjadi: (Sumber:

Wikipedia.org/sumber air,2016)

A. Air Hujan

Matahari berperan dalam mendorong proses terjadinya penguapan uap air

yang ada di permukaan bumi naik hingga atmosfer. Disanalah uap air akan

mengalami kodensasi sehingga berubah wujud menjadi titik air yang akan

semakin berat dan akhirnya jatuh kembali ke permukaan bumi dalam bentuk

hujan. Namun ada juga titik air yang sebelum sampai ke bumi sudah

menguap lagi, ini disebut dengan Virga. Saat terjadinya Virga maka proses

penjenuhan udara akan berlangsung, semakin lama udara akan mencapai

titik jenuh maksimum sehingga terjadinya hujan. Air hujan umumnya

memiliki tingkat PH yang rendah sehingga cenderung bersifat asam dan

tekstur lunak karena tidak mengandung garam dan zat zat mineral lainnya.

Proses kodensasi yang berlangsung pada daerah pengunungan yang

udaranya belum terkena polutan maka akan menghasilkan air hujan dengan

PH mendekati normal. Namun jika proses kodensasi terjadi pada daerah

dengan tingkat polutan tinggi seperti daerah perkotaan dan industri maka

PH air hujan nya akan rendah sehingga sering disebut dengan istilah hujan

asam.

B. Air Salju

Memiliki karakteristik yang sama dengan air hujan, hanya saja karena suhu

udara disekitar yang lebih rendah sehingga titik air berubah menjadi es dan

jatuh kembali ke bumi dalam bentuk kepingan es bertekstur lembut yang

sering disebut dengan salju. Saat jatuh ke permukaan bumi yang suhunya

sekitar 0 derajat Celcius maka salju akan meleleh dan menjadi pecahan kecil

yang dinamakan kepingan salju.

8

C. Air Es

Proses pembentukan-nya sama dengan air hujan dan salju, hanya saja udara

saat terjadi kodensasi lebih dingin lagi sehingga membentuk butiran es yang

ukurannya bervariasi. Sebenarnya Es dapat terbentuk pada suhu yang lebih

tinggi asalkan tekanan udara saat itu juga tinggi. Jika tekanan udara sangat

rendah, terkadang air belum berubah menjadi es meskipun bersuhu dibawah

0 derajat Celcius.

2.2.3 Air Tanah

Air tanah merupakan segala macam jenis air yang terletak dibawah lapisan

tanah. Menyumbang sekitar 0.6 persen dari total air di bumi. Hal ini menjadikan

air tanah lebih banyak dari pada air sungai dan danau bila digabungkan maupun

air yang terdapat di atmosfer. Air tanah dapat dikelompokkan menjadi air tanah

dangkal dan air tanah dalam. Umumnya masyarakat lebih sering memanfaatkan

air tanah dangkal untuk keperluan dengan membuat sumur hingga kedalaman

tertentu. Rata rata kedalaman air tanah dangkal berkisar 9 hingga 15 meter dari

bawah permukaan tanah. Meskipun volume-nya tidak sebanyak air tanah dalam,

namun sudah sangat mencukupi segala kebutuhan seperti untuk air minum, mandi

dan mencuci. Banyak atau sedikitnya air tanah dangkal tergantung dari seberapa

besar atau banyak air yang terserap tanah, jadi pada kondisi kemarau maka

pasokan air tanah dangkal ini akan jauh menurun sehingga tidak mengeluarkan air

lagi. Secara fisik air tanah dangkal jernih dan bening, hal itu terjadi akibat proses

penyaringan di setiap lapisan tanah. Namun kandungan zat kimia seperti garam

yang terlarut. (Sumber: Wikipedia.org/sumber air,2016)

A. Pengelompokan Air Tanah Menurut Letaknya

Seperti yang telah diketahui bahwa air tanah tersusun atas beberapa lapisan

hingga mencapai lapisan tanah kedap air dan batuan. Dan air tanah pun

sebenarnya tersebar di semua lapisan tersebut dan memiliki karakteristik

yang berbeda dengan air tanah pada lapisan lain. Secara fisik tidak ada yang

berbeda, namun jika dilihat dari kandungan/ komposisi kimia jelas berbeda.

9

Berdasarkan letaknya air tanah terbagi menjadi beberapa jenis seperti

berikut:

1. Air Tanah Freatik

Merupakan air tanah dangkal yang berada tidak jauh dari permukaan tanah.

Cara mendapatkan air tanah freatik sangatlah mudah, cukup dengan

membuat sumur hingga kedalaman antara 9 hingga 15 meter biasanya sudah

muncul airnya. Air tanah dangkal umumnya bening, namun pada beberapa

tempat air tanah freatik ini dapat juga tercemar seperti memiliki kandungan

Fe dan Mn yang tinggi. Karena rentan tercemar, maka untuk itu pembuatan

sumur pun harus mengikuti kaidah yang dianjurkan seperti:

Tembok harus diberikan hingga kedalaman 3 meter dari permukaan

tanah supaya pengotoran air sumur oleh air yang berasal dari

permukaan dari dihindari. Jika tidak ada tembok bisa saja air kotor

pemukaan menyerap dan masuk secara langsung kedalam sumur tanpa

melewati penyaringan dari beberapa lapisan tanah.

Di sekeliling sumur, pada jarak sekitar 2 meter dari bibir sumur harus

dibangun lantai rapat/ keramik, hal ini bertujuan supaya air permukaan

yang kotor, misalnya bekas mandi dan mencuci tidak terserap kedalam

sumur kembali.

Pada lantai tersebut harus dilengkapi dengan saluran pembuangan air

yang terpadu sehingga air kotor tidak terlalu lama tergenang di sekitar

sumur. Saluran-nya pun harus kokoh dan tidak ada yang rusak, jika ada

saluran yang struktur nya rusak terlebih lokasinya dekat sumur maka air

akan terserap kembali ke sumur.

2. Air Tanah Dalam (Artesis)

Terletak dibawah lapisan tanah kedap air pertama, untuk mengambil air

tanah dalam tidak semudah air tanah dangkal. Air Artesis terletak pada

kedalaman antara 80 meter hingga 300 meter dari permukaan

tanah. Sehingga untuk mendapatkan air tanah dalam ini harus mengunakan

pompa air kapasitas besar dan tidak bisa menggunakan pompa air biasa.

10

Namun jika tekanan air tanah dalam ini besar maka air akan keluar dengan

sendirinya, yang disebut dengan sumur artesis.nUntuk kualitas air tanah

dalam jauh lebih baik jika dibandingkan dengan air tanah dangkal/ freatik.

Hal ini dikarenakan telah mengalami penyaringan yang sempurna dan air

tanah artesis biasanya bebas bakteri sehingga dapat langsung diminum. Air

tanah Artesis bisa dijadikan solusi terhadap kekeringan. Jika pada musim

kemarau panjang, biasanya sumur/ air tanah dangkal mengering, namun

tidak halnya dengan air tanah dalam yang mana debit airnya cenderung

stabil. Permasalahan yang kerap dihadapi adalah cukup mahalnya biaya

yang dibutuhkan untuk membuat sumur artesis tersebut.

3. Air Tanah Meteorit (Vados)

Merupakan air tanah yang berasal dari hujan/ presipitasi yang mana

sebelumnya terjadi proses kodensasi air di atmosfer dan tercampur dengan

debu meteor. Perlu diketahui sebelumnya bahwa setiap saat sebenarnya

meteor berukuran kecil bergesekan dengan atmosfer dan habis sebelum

mencapai permukaan bumi. Meteor yang bergesekan dengan atmosfer maka

akan berpijar dan terbakar sehingga sering disebut bintang jatuh. Hasil

pembakaran meteor tadi tentu saja akan menghasikan abu yang pada

akhirnya masuk kedalam lapisan troposfer dan bercampur dengan awan

yang mengandung titik air. Air Vados mengandung air berat (H3) dan

terdapat tritium (suatu unsur yang berasal dari debu meteor) didalamnya

sehingga sering disebut dengan air tua.

4. Air Tanah Magma (Juvenil)

Merupakan air yang terbentuk secara kimiawi didalam tanah karena intrusi

dari magma pada kedalaman tertentu. Biasa ditemukan pada daerah didekat

gunung berapi. Air Juvenil muncul ke permukaan bumi dalam bentuk air

panas atau jika tekanan didalamnya sangat tinggi air juvenil bisa menjadi

Geyser.Karena terletak di dekat gunung berapi atau dapur magma, maka

terkadang air juvenil juga mengandung kadar belerang yang tinggi, jika

selama pembentukannya melewati batuan belerang/ sulfur. Namun jika tidak

11

melewati struktur batuan belerang saat proses perjalanan ke permukaan

bumi, maka air juvenil seperti air biasanya hanya saja bersuhu panas.

5. Air Konat (Tersengkap)

Merupakan air tanah yang terjebak didalam batuan selama ribuan tahun

hingga jutaan tahun sehingga sering disebut dengan air purba. Umumnya

memiliki kadar garam yang lebih tinggi dibandingkan air laut dan tercampur

dengan senyawa/ mineral dari batuan yang melingkupinya dalam waktu

lama. Air konat pada mulanya sama seperti air tanah pada umumnya, namun

karena pengaruh geologi sehingga terperangkap di antara batuan sedimen di

dekat gunung. Terperangkap dalam waktu yang sangat panjang

menyebabkan air konat ter-mineralisasi secara sempurna. Demikianlah

penjelasan mengenai pengelompokan air berserta jenis jenis air. Setelah

membaca artikel ini diharapkan kita akan semakin paham dan mengerti serta

dapat membedakan jenis jenis air khususnya air yang terletak didalam

permukaan bumi.

2.3 Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi adalah salah satu dari 6 siklus biogeokimia yang

berlangsung di bumi. Siklus hidrologi adalah suatu siklus atau sirkulasi air dari

bumi ke atmosfer dan kembali lagi ke bumi yang berlangsung secara terus

menerus. Siklus hidrologi memegang peran penting bagi kelangsungan hidup

organisme bumi. Melalui siklus ini, ketersediaan air di daratan bumi dapat tetap

terjaga, mengingat teraturnya suhu lingkungan, cuaca, hujan, dan keseimbangan

ekosistem bumi dapat tercipta karena proses siklus hidrologi ini. (Sumber:

Ebiologi.com, 2016 )

12

Gambar.2.4 Siklus Hidrologi

2.3.1 Proses Terjadinya Siklus Hidrologi

Adapun pada praktiknya, dalam siklus hidrologi ini air melalui beberapa

tahapan seperti dijelaskan gambar di atas. Tahapan proses terjadinya siklus

hidrologi tersebut antara lain evaporasi, transpirasi, evapotranspirasi, sublimasi,

kondensasi, adveksi, presipitasi, run off, dan infiltrasi. Berikut ini adalah

penjelasan dari masing-masing tahapan siklus tersebut : (Sumber: Ebiologi.com,

2016 )

1. Evaporasi

Siklus hidrologi diawali oleh terjadinya penguapan air yang ada di

permukaan bumi. Air-air yang tertampung di badan air seperti danau,

sungai, laut, sawah, bendungan atau waduk berubah menjadi uap air karena

adanya panas matahari. Penguapan serupa juga terjadi pada air yang

terdapat di permukaan tanah. Penguapan semacam ini disebut dengan istilah

evaporasi. Evaporasi mengubah air berwujud cair menjadi air yang

berwujud gas sehingga memungkinkan ia untuk naik ke atas atmosfer bumi.

Semakin tinggi panas matahari (misalnya saat musim kemarau), jumlah air

yang menjadi uap air dan naik ke atmosfer bumi juga akan semakin besar.

13

2. Transpirasi

Penguapan air di permukaan bumi bukan hanya terjadi di badan air dan

tanah. Penguapan air juga dapat berlangsung di jaringan mahluk hidup,

seperti hewan dan tumbuhan. Penguapan semacam ini dikenal dengan istilah

transpirasi. Sama seperti evaporasi, transpirasi juga mengubah air yang

berwujud cair dalam jaringan mahluk hidup menjadi uap air dan

membawanya naik ke atas menuju atmosfer. Akan tetapi, jumlah air yang

menjadi uap melalui proses transpirasi umumnya jauh lebih sedikit

dibandingkan dengan jumlah uap air yang dihasilkan melalui proses

evaporasi.

3. Evapotranspirasi

Evapotranspirasi adalah penguapan air keseluruhan yang terjadi di seluruh

permukaan bumi, baik yang terjadi pada badan air dan tanah, maupun pada

jaringan mahluk hidup. Evapotranspirasi merupakan gabungan antara

evaporasi dan transpirasi. Dalam siklus hidrologi, laju evapotranspirasi ini

sangat mempengaruhi jumlah uap air yang terangkut ke atas permukaan

atmosfer.

4. Sublimasi

Selain lewat penguapan, baik itu melalui proses evaporasi, transpirasi,

maupun evapotranspirasi, naiknya uap air dari permukaan bumi ke atas

atmosfer bumi juga dipengaruhi oleh proses sublimasi. Sublimasi adalah

proses perubahan es di kutub atau di puncak gunung menjadi uap air tanpa

melalui fase cair terlebih dahulu. Meski sedikit, sublimasi juga tetap

berkontribusi terhadap jumlah uap air yang terangkut ke atas atmosfer bumi

melalui siklus hidrologi panjang. Akan tetapi, dibanding melalui proses

penguapan, proses sublimasi dikatakan berjalan sangat lambat.

5. Kondensasi

Ketika uap air yang dihasilkan melalui proses evaporasi, transpirasi,

evapotranspirasi, dan proses sublimasi naik hingga mencapai suatu titik

14

ketinggian tertentu, uap air tersebut akan berubah menjadi partikel-partikel

es berukuran sangat kecil melalui proses kondensasi. Perubahan wujud uap

air menjadi es tersebut terjadi karena pengaruh suhu udara yang sangat

rendah di titik ketinggian tersebut. Partikel-partikel es yang terbentuk akan

saling mendekati dan bersatu satu sama lain sehingga membentuk awan.

Semakin banyak partikel es yang bergabung, awan yang terbentuk juga akan

semakin tebal dan hitam.

6. Adveksi

Awan yang terbentuk dari proses kondensasi selanjutnya akan mengalami

adveksi. Adveksi adalah proses perpindahan awan dari satu titik ke titik lain

dalam satu horizontal akibat arus angin atau perbedaan tekanan udara.

Adveksi memungkinkan awan akan menyebar dan berpindah dari atmosfer

lautan menuju atmosfer daratan. Perlu diketahui bahwa, tahapan adveksi

tidak terjadi pada siklus hidrologi pendek.

7. Presipitasi

Awan yang mengalami adveksi selanjutnya akan mengalami proses

presipitasi. Proses prepitasi adalah proses mencairnya awan akibat pengaruh

suhu udara yang tinggi. Pada proses inilah hujan terjadi. Butiran-butiran air

jatuh dan membasahi permukaan bumi. Apabila suhu udara di sekitar awan

terlalu rendah hingga berkisar < 0 derajat Celcius, presipitasi

memungkinkan terjadinya hujan salju. Awan yang mengandung banyak air

akan turun ke litosfer dalam bentuk butiran salju tipis seperti yang dapat kita

temui di daerah beriklim sub tropis.

8. Run Off

Setelah presipitasi terjadi sehingga air hujan jatuh ke permukaan bumi,

proses run off pun terjadi. Run off atau limpasan adalah suatu proses

pergerakan air dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah di permukaan

bumi. Pergerakan air tersebut misalnya terjadi melalui saluran-saluran

seperti saluran got, sungai, danau, muara, laut, hingga samudra. Dalam

15

proses ini, air yang telah melalui siklus hidrologi akan kembali menuju

lapisan hidrosfer.

9. Infiltrasi

Tidak semua air hujan yang terbentuk setelah proses presipitasi akan

mengalir di permukaan bumi melalui proses run off. Sebagian kecil di

antaranya akan bergerak ke dalam pori-pori tanah, merembes, dan

terakumulasi menjadi air tanah. Proses pergerakan air ke dalam pori tanah

ini disebut proses infiltrasi. Proses infiltrasi akan secara lambat membawa

air tanah kembali ke laut. Nah, setelah melalui proses run off dan infiltrasi,

air yang telah mengalami siklus hidrologi tersebut akan kembali berkumpul

di lautan. Air tersebut secara berangsur-angsur akan kembali mengalami

siklus hidrologi selanjutnya dengan di awali oleh proses evaporasi.

2.3.2 Macam-Macam Siklus Hidrologi

Berdasarkan panjang pendeknya proses yang di alaminya siklus hidrologi

dapat dibedakan menjadi 3 macam. Macam macam siklus hidrologi tersebut yaitu

siklus hidrologi pendek, siklus hidrologi sedang, dan siklus hidrologi panjang.

(Sumber: Ebiologi.com, 2016 )

1. Siklus Hidrologi Pendek

Siklus hidrologi pendek adalah siklus hidrologi yang tidak melalui proses

adveksi. Uap air yang terbentuk melalui siklus ini akan diturunkan melalui

hujan di daerah sekitar laut. Berikut penjelasan singkat dari siklus hidrologi

pendek ini:

Air laut mengalami proses evaporasi dan berubah menjadi uap air akibat

adanya panas matahari.

Uap air akan mengalami kondensasi dan membentuk awan.

Awan yang terbentuk akan menjadi hujan di permukaan laut.

2. Siklus Hidrologi Sedang

Siklus hidrologi sedang adalah siklus hidrologi yang umum terjadi di

Indonesia. Siklus hidrologi ini menghasilkan hujan di daratan karena proses

16

adveksi membawa awan yang terbentuk ke atas daratan. Berikut penjelasan

singkat dari siklus hidrologi sedang ini:

Air laut mengalami proses evaporasi dan berubah menjadi uap air

akibat adanya panas matahari.

Uap air mengalami adveksi karena angin sehingga bergerak menuju

daratan.

Di atmosfer daratan, uap air membentuk awan dan berubah menjadi

hujan.

Air hujan di permukaan daratan akan mengalami run off menuju sungai

dan kembali ke laut

3. Siklus Hidrologi Panjang

Siklus hidrologi panjang adalah siklus hidrologi yang umumnya terjadi di

daerah beriklim subtropis atau daerah pegunungan. Dalam siklus hidrologi

ini, awan tidak langsung diubah menjadi air, melainkan terlebih dahulu

turun sebagai salju dan membentuk gletser. Berikut penjelasan singkat dari

siklus hidrologi panjang ini: (Sumber: Ebiologi.com, 2016 )

Air laut mengalami proses evaporasi dan berubah menjadi uap air

akibat adanya panas matahari.

Uap air yang terbentuk kemudian mengalami sublimasi

Awan yang mengandung kristal es kemudian terbentuk.

Awan mengalami proses adveksi dan bergerak ke daratan

Awan mengalami presipitasi dan turun sebagai salju.

Salju terakumulasi menjadi gletser.

Gletser mencair karena pengaruh suhu udara dan membentuk aliran

sungai.

Air yang berasal dari gletser mengalir di sungai untuk menuju laut

kembali.

17

2.4 Geolistrik

Geolistrik adalah suatu metoda eksplorasi geofisika untuk menyelidiki

keadaan bawah permukaan dengan menggunakan sifat-sifat kelistrikan batuan.

Sifat-sifat kelistrikan tersebut adalah, antara lain. tahanan jenis (specific

resistivity, conductivity, dielectrical constant, kemampuan menimbulkan self

potential dan medan induksi serta sifat menyimpan potensial dan lain-lain).

Metoda geolistrik menempati tempat yang unik pada klasifikasi geolistrik.

Metoda - metoda ekpslorasi geolistrik sangat beragam, ada metoda yang dapat

dimasukkan dalam kategori dinamis, akan tetapi ada juga yang dapat dimasukkan

kedalam kategori statis. Salah satu keunikan lain dari metoda geolistrik adalah

terpecah-pecah menjadi bermacam-macam aliran yang berbeda satu dengan yang

lain. (Sumber: Wikipedia.org/Geolistrik,2016)

Gambar. 2.1 Alat Geolistrik

Pendugaan geolistrik dilakukan dengan menghantarkan arus listrik buatan

kedalam tanah melalui batang elektroda arus , kemudian mengukur beda potensial

pada elektroda lain. Sistem pengukuran yang digunakan dalam penelitian

geolistrik ini adalah sistem Schlumberger, dimana elektroda arus mempunyai

jarak yang lebih besar dibanding elektroda potensial dengan panjang bentangan

kabel yang disesuaikan dengan kondisi lapangan.

18

Hasil yang didapat selanjutnya diplot kedalam kertas logaritma ganda dan

dengan kurva standart yang telah dihitung secara teoritis, maka akan diperoleh

informasi kedalaman dan tahanan jenis dari tiap-tiap lapisan batuan, dan pada

umumnya bila makin kecil nilai tahanan jenisnya maka diperkirakan

terdapat lapisan batuan yang mengandung akuifer. Sejarah perkembangan

eksplorasi geolistrik merupakan perkembangan yang paling unik dari seluruh

geofisika eksplorasi. Unik karena dalam perkembangannya metoda ini terbagi -

bagi dalam beberapa mazhab (school), padahal sumber dasar teori sama.

Perbedaan tersebut terletak pada: (Sumber: Wikipedia.org/Geolistrik,2016)

a) Tata cara kerja ( konfigurasi elektroda, interpretasi).

b) Alat yang digunakan, sebetulnya tiap alat dapat digunakan untuk aliran

apapun, akan tetapi perbedaan konfigurasi elektroda yang dipakai

mempengaruhi daya penetrasi alat.

c) Data prossessing.

2.4.1 Sejarah Penggunaan Geolistrik

Sejarah perkembangan eksplorasi geolistrik merupakan perkembangan yang

paling unik dari seluruh geofisika eksplorasi. Unik karena dalam

perkembangannya metoda ini terbagi - bagi dalam beberapa mazhab (aliran),

padahal sumber dasar teori sama. Perbedaan tersebut terletak pada: (Sumber:

Minerity.sriwijaya.com/Geolistrik, 2013)

1. Tata cara kerja ( konfigurasi elektroda, interpretasi).

2. Alat yang digunakan, sebetulnya tiap alat dapat digunakan untuk mazhab

apapun, akan tetapi perbedaan konfigurasi elektroda yang dipakai

mempengaruhi daya penetrasi alat.

3. Data prossessing.

Penggunaan sifat-sifat kelistrikan untuk maksud eksplorasi sudah dikenal

peradaban manusia lebih dari dua abad yang lalu. Pelopor yang mula-mula

memakai cara geofisika untuk maksud eksplorasi adalah: (Sumber:

Minerity.sriwijaya.com/Geolistrik, 2013)

19

1. Gray dan Wheeler thn. 1720, melakukan pengukuran terhadap batuan

dan mecoba membakukan tebal konduktivitas batuan.

2. Watson thn 1746, menemukan ,bahwa tanah merupakan konduktor

dimana potensial yang diamati pada titik-titik diantara dua elektroda arus

yang dipotong sejarak 2 mil , bervarisai akibat adanya perbedaan kondisi

geologi setempat.

3. Robert W. Fox thn. (1789 - 1877) , dapat disebut sebagai Bapak Metoda

Geolistrik , karena beliau yang pertama kali mempelajai hubungan sifat-

sifat listrik dengan keadaan geologi, temperatur, terrestrial electric dan

geothermal. Fox mempelajari sifat-sifat kelistrikan tersebut di tambang-

tambang Corn wall, Inggris.

4. Perkembangan dilanjutkan secara bertahap : thn.1871 oleh W.Skey, thn.

1847oleh Charles Matteucci., thn. 1882 oleh Cart Barus, thn. 1891

oleh Brown, thn. 1897 oleh Bernfield, thn 1912 oleh Gottchalk, thn.

1914 oleh R.C. Wells dan George Ottis.

5. Perkembangan agak berbeda setelah Conrad Schlumberger dan R.C.

Welldimana geolistrik berkembang di dua benua, dengan cara dan

sejarah yang berbeda. Akan tetapi di ujung perkembangan tersebut kedua

mazhab ini bertemu lagi, terutama dalam menggunakan konsep

matematika yang sama yang diterapkan pada teori interpretasi masing-

masing.

6. Perkembangan peralatan dimulai dari peralatan geolistrik di dalam truk

sampai pada alat geolistrik sebesar tas kecantikan.

7. Perkembangan pengolahan data nilai tahanan jenis pada abad ke 20

yaitu dengan dibuatnya kurva baku dan kurva tambahan oleh Orellana

E. dan Mooney H.M.,1966, Bhattacharya P.K. dan Patra H.P., 1968,

Rijkkswaterstaat, The Netherland, 1975, Zohdy, A.A.R.,1975.

8. Perkembangan dalam penafsiran lengkungan tahanan jenis dengan

pembuatan perangkat lunak dari melakukan “matching curve” sampai

perangkat lunak VESPC, RESINT 53, GRIVEL, RESIX dan IP2Win

20

2.4.2 Kegunaan Metode Geolistrik

Alat Geolistrik dipergunakan untuk mengetahui karakteristik lapisan batuan

bawah permukaan sampai kedalaman sekitar 300 m sangat berguna untuk

mengetahui kemungkinan adanya lapisan akifer yaitu lapisan batuan yang

merupakan lapisan pembawa air. Umumnya yang dicari adalah „confined aquifer‟

yaitu lapisan akifer yang diapit oleh lapisan batuan kedap air (misalnya lapisan

lempung) pada bagian bawah dan bagian atas. „Confined‟ akifer ini mempunyai

„recharge‟ yang relatif jauh, sehingga ketersediaan air tanah di bawah titik bor

tidak terpengaruh oleh perubahan cuaca setempat. Geolistrik ini bisa untuk

mendeteksi adanya lapisan tambang yang mempunyai kontras resistivitas dengan

lapisan batuan pada bagian atas dan bawahnya. Bisa juga untuk mengetahui

perkiraan kedalaman „bedrock‟ untuk fondasi bangunan. Metoda geolistrik juga

bisa untuk menduga adanya panas bumi (geotermal) di bawah permukaan. Hanya

saja metoda ini merupakan salah satu metoda bantu dari metoda geofisika yang

lain untuk mengetahui secara pasti keberadaan sumber panas bumi di bawah

permukaan. (Sumber: Minerity.sriwijaya.com/Geolistrik,2013)

2.4.3 Cara Kerja Metode Geolistrik

Umumnya metoda geolistrik yang sering digunakan adalah yang

menggunakan 4 buah elektroda yang terletak dalam satu garis lurus serta simetris

terhadap titik tengah, yaitu 2 buah elektroda arus (AB) di bagian luar dan 2 buah

elektroda tegangan (MN) di bagian dalam. Kombinasi dari jarak AB/2, jarak

MN/2, besarnya arus listrik yang dialirkan serta tegangan listrik yang terjadi akan

didapat suatu harga tahanan jenis semu („Apparent Resistivity‟). Disebut tahanan

jenis semu karena tahanan jenis yang terhitung tersebut merupakan gabungan dari

banyak lapisan batuan di bawah permukaan yang dilalui arus listrik. Bila satu set

hasil pengukuran tahanan jenis semu dari jarak AB terpendek sampai yang

terpanjang tersebut digambarkan pada grafik logaritma ganda dengan jarak AB/2

sebagai sumbu-X dan tahanan jenis semu sebagai sumbu Y, maka akan didapat

suatu bentuk kurva data geolistrik. Dari kurva data tersebut bisa dihitung dan

diduga sifat lapisan batuan di bawah permukaan. (Sumber:

Minerity.sriwijaya.com/Geolistrik, 2013)

21

Gambar 2.2 Gambar arus tahanan jenis geolistrik.

Hukum Ohm memberikan gambaran hubungan antara besarnya potensial listrik

(V), kuat arus (I), dan besarnya tahan jenis atau penghantar/resistivitas (R), yang

dapat dituliskan sebagai:

V RI.

Sekarang tinjau hubungan antara rapat arus (J) medan listrik (E), dan potensial

listrik (V), dalam notasi skalar di dapatkan :

V = E. r.

Pada metode resistivitas ini diasumsikan bahwa bumi bersifat homogeny

isotropis. Dengan asumsi ini, resistivitas yang terukur merupakan resistivitas

sebenarnya dan tidak bergantung pada ekektroda. Pada kenyataannya, bumi ini

terdiri dari lapisan-lapisan dengan p (nilai tahanan jenis semu ) yang berbeda

beda, sehingga potensial yang terukur merupakan pengaruh dari lapisan-lapisan

tersebut. Maka harga resistivitas yang terukur bukan merupakan harga resistivitas

untuk satu lapisan saja, hal ini terutama untuk spasi elektroda yang lebar.

Resistivitas semu ini dirumuskan dengan persamaan: (Sumber:Minerity.

sriwijaya. com /Geolistrik, 2013)

Dapat dilihat dimana p adalah resisitivitas semu (Ohm meter), K adalah faktor

geometri, V adalah beda potensial (Volt), dan I adalah kuat arus (Ampere).

Apabila terdapat dua Elektroda arus yang dibuat dengan jarak tertentu seperti

C1 P 1 P 2 C2 C 2' C 2

"C 1" C 1

'

A B

M NI

V

PERM UKAAN TANAH

GARIS GARIS POTENSIAL

GARIS GARIS ARUS

22

gambar , beda potensial pada titik-titik dekat permukaan akan dipengaruhi oleh

kedua elektroda arus tersebut.

Gambar 2.3 Dua pasang elektroda arus dan potensial pada permukaan medium

homogeny isotropis.

Gambar di atas menunjukan tahanan jenis ρ Potensial pada titik P1 akibat

elektroda arus C1 adalah: Karena arus pada kedua elektroda sama dan berlawanan

arah, maka potensial pada titik P2 akibat elektroda arus C2 dapat ditulis, (Sumber:

Minerity.sriwijaya.com/Geolistrik, 2013).

2.4.4 Pengolahan Data dan Interpretasi atau Pendugaan

Pada metoda geolistrik tahanan jenis ini, arus listrik diinjeksikan ke dalam

bumi melalui dua elektroda arus (transmiter). Kemudian beda potensial yang

terjadi diukur melalui dua elektroda potensial (receiver) dalam suatu susunan

tertentu (konfigurasi elektroda). Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial

untuk setiap jarak elektroda yang berbeda kemudian dapat diturunkan variasi

harga tahanan jenis masing-masing lapisan. Suatu konfigurasi elektroda tertentu

dapat dipilih karena dinilai paling menguntungkan sehubungan dengan keadaan

fisik dan geologi dari daerah fisik dan geologi dan juga dari segi kemudahan

pelaksanaannya. Konfigurasi elektroda yang dikenal adalah konfigurasi

Schlumberger, konfigurasi Wenner, konfigurasi dipol-dipol, dll. Konfigurasi

elektroda yang digunakan dalam penyelidikan geolistrik ini adalah konfigurasi

Schlumberger, dimana elektroda arus mempunyai jarak yang lebih besar

dibanding elektroda potensial dengan panjang bentangan kabel disesuaikan

23

dengan kondisi lapangan. Sesuai dengan tujuan penyelidikan dan data yang ingin

diperoleh dapat dibedakan 2 (dua) cara pendataan yang penting yaitu: (Sumber:

Minerity.sriwijaya.com/Geolistrik, 2013)

a) Mapping / Tranversing

Untuk mengetahui variasi tahanan jenis batuan bawah permukaan secara

lateral/horisontal pada kedalaman tertentu, sesuai dengan kedalaman yang

ekivalen dengan jarak/spasi elektroda arus.

b) Vertical Electrical Sounding (VES)

Untuk mengetahui variasi tahanan jenis batuan bawah permukaan secara

vertical pada suatu titik tertentu. Pada metoda ini, pengukuran pada suatu

titik sounding dilakukan dengan jalan mengubah-ubah jarak elektroda.

Dalam Pengolahan data akan digunakan software Resistivity, dengan

melakukan pendekatan – pendekatan pembacaan grafik dari hasil data yang di

peroleh di lapangan. Berikut cara untuk mengolah data hasil pengukuran

Geolistrik. (Sumber : C.V Sari Arta,Laporan Akhir Pekeraan JIAT 2016)

Gambar 2.3 Pengolahan data menggunakan Software Resisty untuk

mengolah dan mengetahui kedalaman potensi air tanah.

Menggunakan Software

Resistivity untuk mengolah

data pengukuran Geolistrik

24

- Klik kanan pada mouse dengan mengklik double maka akan berubah

tampilan seperti gambar di bawah.

-

- Kemudian Ketik nama File pada kolom User.

Tulis Nama File Yang akan

di Buat

25

- Setelah itu akan terlihat gambar seperti diatas, tunggu beberapa saat.

- Klik pada label station untuk membuat kode pengukuran.

- Dilanjutkan dengan mengetik tanggal pengukuran.

- Dan terakhir Pengisian Field, untuk pengisian lokasi pekerjaan.

Tulis Nama Station ( Kode )

Pengukuran

Ketik tanggal

pengukuran

26

- Setelah membuat nama Station dan Date maka mulai menolah data

dengan men-load data yang sudah di ketik pada Microsoft excel.

Ambil data yang sudah di

ukur sebelumnya, dengan

cara Klik Load lalu pilih data

di micro soft excel.

27

- Pilih File yang akan diolah menjadi data resistivity dan penampang.

Gambar. 2.4 Pembacaan Vertical Electrical Sounding

- Maka di dapat grafik Vertical Electrical Soundir seperti dia atas.

- Selanjutnya akan dilakukan pembuatan sayatan penampang melintang titik

duga Geolistrik.

- Dilakukan dengan pendugaan – pendugaan yang di sesuaikan dengan peta

geologi litologi lapisan batuan dengan melihat pendekatan – pendekatan

angka jenis batuan.

Tabel 2.1 Daftar nilai jenis restisivitas batuan

No Mineral Resistivitas ( Ωm)

1 Tanah 1.000-10.000

2 Air Dalam Lapisan Alluvial 10-30

3 Air Sumber 50-100

4 Pasir Dan Kerikil Kering 1.000-10.000

5 Pasir Dan Kerikil Yang Mengandung akuifer

tawar

50-500

28

Sumber: (dhayatgeo.com/2011/12/identifikasi-air-tanah)

2.5 Air Tanah

Air tanah adalah air yang berada di bawah permukaan tanah didalam dengan

tekanan hidrostatis sama atau lebih besar dari tekanan atmosfer. Kondisi air tanah

dipengaruhi oleh iklim, kondisi geologi, geomorfologi dan penutup lahan serta

6 Pasir Dan Kerikil Yang Mengandung akuifer

Asin

0.5-5

7 Air Laut 0.2

8 Napal 20-200

9 Batu Gamping 300-10.000

10 Batu Pasir Lempung 50-300

11 Batu Pasir Kuarsa 300-10.000

12 Tufa Gunung Api 0.5-5

13 Lava 100-300

14 Serpih 300-3.000

15 Geniss, Granit Selingan 100-1.000

16 Serpih Mengandung Grafit 0.5-5

17 Granit 1.000-10.000

18 Air Permukaan 80-200

19 Air Tanah 30-100

20 Konglomerat 100-500

21 Alluvium – Dilivium

a. Lapisan Slit Lempung

b. Lapisan Pasir

c. Lapisan Pasir Dan Kerikil

10-200

100-600

100-1.000

22 Neo-Tersier

a. Batu Lumpur

b. Batu Pasir

c. Kelompok Andesit

d. Kelompok Chert, Slate

20-200

50-500

100-500

200-2000

29

aktivitas manusia. Kondisi air tanah dapat diketahui dari kondisi akuifer. Akuifer

adalah suatu lapisan batuan atau formasi geologi yang mempunyai struktur yang

memungkinkan air untuk masuk dan bergerak melaluinya dalam kondisi normal.

Menurut Suharya sebagian air tanah berasal dari air permukaan yang meresap

masuk kedalam tanah dan membentuk suatu siklus hidrologi. Air tanah (ground

water) air yang terdapat pada suatu lapisan batuan yang menyimpan dan

meloloskan air yang disebut akuifer. Air tanah dapat dibedakan kedalam dua jenis

yaitu air tanah bebas dan air tanah dalam. (Sumber: Redana,I W.(2014). Air

Tanah. Udayana University Press)

Selain itu dikenal pula air tanah magnetik (Vulkanik) yang mempunyai

kedalaman sekitar 3-5 kilometer, air kosmik yang berasal dari meteorit, serta fosil

atau connate yakni air yang terperangkap dalam suatu cekungan dimana proses

terjadinya bersamaan dengan proses terjadinya proses sedimenasi yang

berlangsung secara alami dalam waktu pembentukan yang cukup lama. Air tanah

merupakan salah satu komponen dari suatu sistem peredaran air di alam yang

disebut siklus hidrologi. Siklus hidrologi sendiri adalah suatu proses sikulasi dan

perubahan bentuk dari air dialam yang berlangsung secara terus menerus, baik air

yang berada di laut, di atmosfer maupun yang berada di daratan.

Proses sirkulasi air di alam dan komponen-komponen yang berpengaruh

didalamnya merupakan suatu proses berjalan secara alami dan berkesinambungan.

Uap air dari permukaan tanah (danau, laut, sungai, kolam) dan transpirasi

tumbuhan akan bergerak naik ke atmosfer oleh proses pendinginan dan

kondensasi menjadi awan dan embun yang kemudian pada kondisi meteorologi

tertentu terjadi proses presipitasi berupa hujan. Sebagian air hujan menguap

kembali sebelum mencapai permukaan tanah dan sebagian lainnya tertahan oleh

tumbuhan sebagai intersepsi. Air hujan yang jatuh dipermukaan tanah akan

meresap ke dalam tanah/batuan sebagai infiltrasi dan perkolasi yang kemudian

tersimpan sebagai air tanah atau sebagai aliran bawah permukaan. Oleh berbagai

proses geologi tertentu air tanah atau aliran bawah permukaan tanah tersebut

dapat muncul ke permukaan dalam bentuk rembesan ataupun sebagai mata air.

Sebagian air hujan yang tidak meresap ke dalam tanah/batuan menjadi air

limpasan yang selanjutnya mengisi danau, sungai, laut dan tubuh air permukaan

30

lainnya. Sedangkan sebagian air yang berada di dalam tanah pada bagian atas

maupun tubuh air permukaan dan tumbuhan akan menguap kembali sebagai

evapotraspirasi. (Sumber: Redana,I W.(2014). Air Tanah. Udayana University

Press)

Pada proses sirkulasi air tersebut, volume air tanah di dalam zona

penyimpanan akan selalu berubah, karena terjadinya proses pengikisan kembali

(recharge) dan pengeluaran kembali (discharge). Pengisian kembali air tanah

berasal dari peresapan air hujan, tubuh air permukaan dan disamping itu dikenal

pula pengisian air tanah secara buatan. Besar volume pengisian kembali akan

tergantung pada luasan daerah pengisian. Pengeluaran kembali terjadi apabila air

tanah mengalir keluar dari zona penyimpanan seperti rembesan, mata air, dan

pemompaan air tanah. Pemompaan atau pemanfaatan air tanah untuk berbagai

keperluan baik keperluan rumah tangga, industri, pertanian, perikanan dan lain-

lainnya menjadi sangat penting oleh karena itu pemenuhan kebutuhan dari sumber

air permukaan sifatnya masih relatif terbatas. Namun hingga saat ini air tanah

untuk keperluan rumah tangga masih lebih besar dibanding pemakai air lainnya.

2.5.2 Potensi Air Tanah

Pada dasarnya potensi air tanah sangat tergantung dari kondisi geologi

terutama yang berkaitan dengan konfigurasi akuifer, struktur geologi,

geomorfologi dan curah hujan. Dari jenis dan sebaran batuan berikut struktur

geologi dapat diketahui jenis dan sebaran akuifer yang ada walaupun demikian

tidak semua batuan berfungsi sebagai akuifer. Pada zona tidak jenuh air berpori-

pori terisi oleh air dan sebagian lagi terisi sebagai air tanah. Air yang terdapat

pada zona ini tidak termasuk dalam klasifikasi air tanah. Sebaliknya pada zona

jenuh air semua pori-pori terisi oleh air dan air yang berada pada zona inilah yang

disebut sebagai air tanah. Batas kedua zona tersebut adalah suatu bidang yang

disebut sebagai muka air tanah (water tabel). (Sumber: Redana,I W.(2014). Air

Tanah. Udayana University Press)

Keterpadatan air tanah pada suatu daerah ditentukan oleh beberapa faktor

yaitu iklim/musim (banyak hujan dan evapotraspirasi) yang diantaranya :

a. Kondisi Penutup Lahan (Land Cover )

31

b. Kondisi Geomorfologi

c. Kondisi Geologi

d. Aktivitas Manusia

Menurut Suyono (1995) sebagian besar air tanah berasal dari air hujan yang

meresap masuk kedalam tanah, air tanah tersebut disebut air meteorik. Selain air

meteoric ada air lain yaitu air JuvenileWater yang dapat diklasifikasikan menurut

asalnya yaitu magnetic water, volkanik water yang biasanya panas atau hangat

dan mempunyai kandungan sukfur yang tinggi dan cosmic berasal dari ruang

angkasa bersama dengan meteorit. Rejuvenate water adalah air yang berasal dari

proses geologi seperti kompaksi, metamorfosa dan sedimenasi ada dua jenis yaitu

Metamorf water dan Connate water. Connate water adalah air yang terperangkap

dalam endapan sewaktu terjadi proses pengendapan air biasanya payau sampai

asin.

2.5.2 Karakteristik Air Tanah

Sifat dan karakteristik akuifer memegang peranan penting dalam hal

keterpadatan serta dalam upaya untuk memanfaatkan sumberdaya air tanah

sehingga sifat dan karakteristik akuifer dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Porositas

Porositas merupakan semua lubang yang tidak terbatas ukurannya pada

suatu massa batuan yang kemungkinannya bisa terisi oleh air. Besaran

porositas dinyatakan sebagai rasio atau perbandingan antara seluruh

lubang (pori-pori batuan) dengan isi total batuan dalam persen.

Kapasitas lapisan pembawa air untuk menyimpan air tanah ditentukan

oleh porositas batuannya.Sedangkan besarnya pori-pori batuan

tergantung dari ukuran bentuk dan susunan fragmen batuan serta tingkat

pelarutan maupun retakan batuan.

2. Konduktifitas Hidrolik

Konduktifitas Hidrolik disebut juga sebagai permeabilitas (K=T/D)

adalah besarnya aliran air yang dapat disalurkan melewati satu satuan

penampang akuifer tegak lurus terhadap arah aliran air dalam satu satuan

landaian hidrolika. Dalam ilmu teknik terapan permeabilitas adalah

32

merupakan unit kecepatan dari kemampuan lapisan batuan untuk

meloloskan air. Dengan kata lain bahwa permeabilitas adalah parameter

hidrolika yang menyatakan ukuran jumlah air yang dapat diteruskan oleh

media porous persatuan luas penampang. Konduktivitas hidrolika

dipengaruhi oleh porositas, ukuran butir dan distribusinya. Satuannya

dinyatakan dalam cm3/detik atau m

3/hari.

3. Koefisien keterusan (Transmisivity = T)

Transmisivity adalah banyak air yang dapat mengalir melalui suatu

lubang vertikal akuifernya dan selebar satu unit panjang dengan landaian

hidrolika satu unit dimana satuannya adalah m2/jam atau m

2/hari

.Secara

matematis dirumuskan sebagai berikut T = K. D. pemompaan air tanah

dari akuifer yang mempunyai nilai T besar menyebabkan sifat depresi

air tanah dangkal tetapi rediusnya luas sedangkan sebaliknya apabila T

kecil maka depresi air tanah relative lebih dalam namun radiusnya

sempit.

4. Koofisien Daya Simpan Air (storativity = S = Qs/A.D)

Storativity adalah volum air yang dapat disimpan atau dapat dilepaskan

oleh suatu akuifer setiap satu satuan luas akuifer pada satu satuan

perubahan kedudukan muka air tanah atau bidang piezometrik.Nilai

kisaran Storativity antara 10-5

10-3

.nilai S pada akuifer bebas berbeda

dengan nilai pada akuifer tertekan sedangkan pada leakageaquifer tidak

mempunyai dimensi. Pada akuifer bebas batasan hasil jenis (Specific

yield) sama dengan koefisien simpanan.

5. Hasil Jenis

Hasil jenis merupakan koefisien daya simpan air pada akuifer bebas

yang mempunyai nilai berkisar anatara 10-1

sampai dengan 10-2

dirumuskan sebagai :

a = Sy + Sr

Dimana : a = Porositas

Sy = Spesific yield

Sr = Specific retention

6. Ketebalan Akuifer

33

Ketebalan akuifer merupakan jarak tegak lurus antara bidang yang

menjadi batas atas dan bawah dari suatu lapisan batuan yang

mengandung air tanah. Ketebalan akuifer dapat ditentukan dari berbagai

pengamatan geologi serta penelitian geofisika atau dengan kegiatan

pengeboran.

2.5.3 Penyebaran Air Tanah

Pada dasarnya potensi air tanah sangat tergantung dari kondisi geologi

terutama yang berkaitan dengan konfigurasi akuifer, struktur geologi,

geomorfologi dan curah hujan.Dari jenis dan sebaran batuan berikut struktur

geologi dapat diketahui jenis dan sebaran akuifer yang ada walaupun demikian

tidak semua batuan berfungsi sebagai akuifer. (Sumber: Redana,I W.(2014). Air

Tanah. Udayana University Press)

Pada zona tidak jenuh air berpori-pori terisi oleh air dan sebagian lagi terisi

sebagai air tanah.Air yang terdapat pada zona ini tidak termasuk dalam klasifikasi

air tanah.Sebaliknya pada zona jenuh air semua pori-pori terisi oleh air dan air

yang berada pada zona inilah yang disebut sebagai air tanah.Batas kedua zona

tersebut adalah suatu bidang yang disebut sebagai muka air tanah.Keterpadatan

air tanah pada suatu daerah ditentukan oleh beberapa faktor yaitu iklim/musim

(banyak hujan dan evapotraspirasi)

a. Kondisi Penutup Lahan (Land Cover )

b. Kondisi Geomorfologi

c. Kondisi Geologi

d. Aktivitas Manusia

Sebagian besar air tanah berasal dari air hujan yang meresap masuk kedalam

tanah, air tanah tersebut disebut air meteorik. Selain air meteoric ada air lain yaitu

air Juvenile Water yang dapat diklasifikasikan menurut asalnya yaitu magnetic

water, volkanik water yang biasanya panas atau hangat dan mempunyai

kandungan sukfur yang tinggi dan cosmic berasal dari ruang angkasa bersama

dengan meteorit.

34

Rejuvenate water adalah air yang berasal dari proses geologi seperti

kompaksi, metamorfosa dan sedimenasi ada dua jenis yaitu Metamorf water dan

Connate water. Connate water adalah air yang terperangkap dalam endapan

sewaktu terjadi proses pengendapan (air biasanya payau sampai asin), (Suyono,

1995). Sifat dan prilaku batuan terhadap air tanah terutama sifat fisik, struktur dan

tekstur maka batuan dapat dibedakan kedalam 4 (empat) macam : (Sumber:

Redana,I W.(2014). Air Tanah. Udayana University Press)

a. Akuifer adalah lapisan batuan yang mempunyai susunan sedemikian rupa

sehingga dapat meyimpan dan mengalirkan air tanah yang cukup berarti

seperti batu pasir, dan batugamping.

b. Akuiklud adalah lapisan batuan yang dapat meyimpan air akan tetapi

tidak dapat mengalirkan air tanah dalam jumlah yang cukup berarti

seperti lempung, shale, tuf halus.

c. Akuitar adalah lapisan batuan yang dapat menyimpan air tetapi hanya

dapat mengalirkan air tanah dalam jumlah yang sangat terbatas seperti

basal scoria, serpih, napal, dan batu lempung.

d. Akuiflug adalah lapisan batuan yang tidak dapat menyimpan dan

mengalirkan air tanah seperti batuan beku dan batuan metamorf dan

kalaupun ada air pada lapisan batuan tersebut hanya terdapat pada kekar

atau rekahan batuan saja.

Apabila ditinjau dari sifat dan stratigrafi batuan di alam maka lapisan

akuifer dapat dibedakan, antara lain :

a. Unconfined akuifer (Akuifer bebas) adalah suatu akuifer dimana muka air

tanah merupakan bidang batas sebelah atas dari zona jenuh air. Air tanah

yang terdapat pada lapisan akuifer ini disebut air tanah tidak tertekan

dimana muka air tanahnya disebut muka air tanah pheartik.

b. Confined akuifer (akuifer tertekan) adalah suatu akuifer dimana air

tanahnya terletak dibawah lapisan kedap air dan mempunyai tekanan lebih

besar dari pada tekanan atmosfer. Air tanah ini dibatasi oleh lapisan kedap

air pada bagian atas maupun bagian bawahnya. Muka air tanah artesis oleh

karena dilakukan pemboran maka muka air tanah akan bergerak naik ke

35

atas mendekati permukaan tanah atau memancar sampai pada keadaan

tertentu.

c. Leakage akuifer (semi confined akuifer) adalah suatu lapisan akuifer

dimana air tanahnya terletak pada suatu lapisan yang bersifat setengah

kedap air dan posisi batuan akuifernya terletak antara akuifer bebas dan

akuifer tertekan

d. Ferced aquifer (akuifer menggantung) adalah akuifer dimana massa air

tanahnya terpisah dari air tanah induk oleh lapisan yang relatife kedap air

yang tidak begitu luas dan terletak pada zona tidak jenuh air.

2.5.4 Cekungan Air Tanah Negara

Cekungan air tanah (CAT) Negara berada di sebelah barat Provinsi Bali

yang terletak pada Kabupaten Jembrana dan sebagian kecil terletak di Kabupaten

Tabanan dan Kabupaten Buleleng dengan luas sekitar 436,3 Km2. Cekungan ini

memiliki potensi air tanah dangkal pada akifer tak tertekan sekitar 73 juta

m3/tahun dan potensi air tanah dalam pada akuifer tertekan sekitar 4 juta

m3/tahun, dengan curah hujan antara 1.000 – 3.000 mm/tahun. Cekungan ini

mempunyai litologi utama yang berfungsi sebagai akuifer berupa Aluvium

Endapan Sungai dan Pantai yang terdiri dari kerakal, kerikil, dan pasir dengan

kelulusan sedang-tinggi; serta Formasi Palasari yang terdiri dari konglomerat,

batupasir, dan batugamping terumbu, dengan kelulusan umumnya sedang. Hasil

pengamatan dari data pemboran yang tersebar di CAT Negara, diketahui bahwa

litologi yang bertindak sebagai akuifer utama di cekungan ini berupa pasir,

kerikil, dan batugamping, dengan kedalaman antara 18 - 126 m bmt. Akuifer

tersebut dialasi oleh lapisan lanau atau konglomerat di bagian bawahnya, serta

lempung, lanau, atau tuf sebagai lapisan penutup. ( Bag. Pro. PAT.Bali, 2014 )

2.6 Struktur Geoteknik

Kabupaten Jembrana memiliki jenis tanah seperti : Tanah Latosol Coklat

dan Litosol (Inceptisol), Tanah Alluvial coklat kelabu, Tanah Mediretan coklat,

Tanah Regosol coklat kelabu dan tanah Alluvial hidromorf. Masing-masing jenis

tanah tersebut diatas mempunyai tekstur yang berbeda beda. umumnya tekstur

36

wilayah di kabupaten Jembrana tergolong tektur halus (kandungan liat sangat

tinggi). Sedangkan tekstur kasar (pasir dan lempung berpasir) merupakan tekstur

tanah yang terdapat di sepanjang pantai dari wilayah kabupaten Jembrana.

Berdasarkan data peta geologi Kabupaten Jembrana dapat diketahui bahwa

wilayah Kabupaten Jembrana terdiri dari lima jenis batuan yaitu (Buku profil

Kabupaten Jembrana, 2013):

a) Formasi Gamping Agung

b) Batuan Gunung Api Jembrana

c) Formasi Palasari Formasi

d) Alluvium Formasi Sorga

2.6.1 Fisiografi

Secara fisiografi pulau Bali merupakan pulau paling barat dari deretan

kepulauan Nusa Tenggara dan hanya dapat dibedakan menjadi dua bagian utara

dan bagian selatan. Menurut Van Bemmelen (1919) bagian selatan merupakan

Zone Pegunungan Selatan disusun oleh batu gamping berumur neogen tua, dan

Bagian Utara merupakan Zone depresi dijumpai gunung api muda berumur

kwarter.Rangkaian kepulauan sepanjang 2000 km disebelah Timur Pulau Jawa

ini. Menurut Hamilton ( 1979 ) adalah merupakan suatu sistem yang disebut

Busur Banda. Deretan kepulauan vulkanis ini mempunyai bentuk melengkung dan

berakhir disekitar Laut Banda Maluku. Kegiatan vulkanis atau aktivitas gunung

api tersebut menyebabkan terbentuknya lapisan tebal batuan gunung api,

sebagaimana batuan penyusun Pulau Bali.

Bali dikelilingi oleh laut, dibagian utara Pulau Bali merupakan paparan laut

dangkal dan dibagian selatan terletak Samudera Indonesia yang merupakan

cekungan laut dalam.

2.6.2 Geomorfologi Regional

Geomorfologi Regional Pulau Bali secara umum dapat dikelompokkan

menjadi 4 satuan Geomorfologi, yaitu (Buku profil Kabupaten Jembrana, 2013) :

a. Satuan Geomorfologi Dataran Aluvial Utara

37

Satuan Geomorfologi Dataran Aluvial Utara merupakan pendataran

pesisir pantai utara Pulau Bali, dengan penyebaran yang sempit

memanjang mulai dari Gilimanuk hingga sampai ke daerah Kubu di

bagian Timur Pulau Bali. Batuan Penyusun umumnya endapan alluvium,

endapan pantai dan endapan lahar Gunug Agung.

b. Satuan Geomorfologi Gunung api Bali Tengah

Satuan Gunung Api Bali Tengah merupakan jajaran vulkanik berelief

tinggi dan tajam, mulai Barat ke Timur terdiri dari Gunung Jembrana,

Gunung Batukaru, Gunung Batur, Gunung Agung dan Gunung Seraya.

Sungai-sungai umumnya membentuk huruf “V‟ menunjukkan stadia

sungai masih muda.Batuan penyusun umunya lava, breksi dan Tufa

berlapis yang berasal dari gunung tersebut diatas.

c. Satuan Geomorfologi Dataran Sedimen Selatan

Satuan Geomorfologi Dataran Sedimen Selatan tersebar dari kaki

pegunungan Bali- Tengah sampai ke Pantai – Selatan berbatasan

langsung dengan perbukitan karst.Dari arah barat ke timur umumnya

tersebar di sekitar pantai, pendataran ini merupakan pendataran sediment

klasik dan gamping berumurkwarter yang miring secara monoklin kea rah

Barat Daya sampai Selatan elevasi rendah paling tinggi 50 meter. Sungai-

sungai yang mengalir umumnya menampakkan pola “ Dendrito – Paralel

“ serta bermeander dengan endapan alluvial halus sepanjang tepiannya.

d. Satuan Geomorfologi Karst

Satuan geomorfologi karst yang merupakan cirri khas suatu daerah

batugamping terdapat disepanjang bukit di bagian Selatan Pulau Bali dan

Pulau-pulau lain di Selatan pulau Bali, yaitu Pulau Nusa Penida dan

sekitarnya. Secara umum seluruh pulau-pulau tersebut mempunyai

Geomorfologi karst, karena batuan pembentuknya sama yaitu batu

gamping.

2.6.3 Stratigrafi Regional

Secara umum stratigrafi regional Pulau Bali didasarkan pada peta geologi

yang disusun oleh MM.Purbo Hadiwijoyo (1996) merupakan hasil kompilasi dari

38

beberapa peneliti. Urutan stratigrafi daerah pulau Bali disusun dari tua ke muda

sebagai berikut:

a) Batuan berumur Miosen Tengah yang tersingkap yaitu: Formasi Ulakan

(Mu) yang berumur Miosen Tengah, yang terdiri atas batuan lava bantal

dan breksi basalt dengan sisipan bersifat gamping. Pada sejumlah puncak,

diatas batuan volkanik itu terdapat batuan karbonat, dimulai dari bawah

dengan batuan lempung-napalan dan teratasnya gamping.

b) Diatas formasi Ulakan terdapat formasi Sorga (Ms) yang terdiri atas

tufanapal dan batupasir. Singkapan yang cukup luas terdapat dibagian

tengah Daerah Aliran Sungai Sirga. Batuan umumnya miring kearah

selatan dan sedikit tenggara ( 1700 – 190

0 ) dengan kemiringan sedang

hingga cukup curam (200 - 50

0). Kandungan fosil banyak mirip dengan

yang terdapat pada formasi Ulakan, sehingga umurnya diperkirakan

Miosen Tengah.

c) Diatas formasi Sorga terdapat formasi Selatan (Msl) yang terutama

tersusun oleh batu gamping, yang berumur Miosen-Pliosen. Formasi ini

menempati Semenanjung Selatan. Formasi ini menmpati Semenanjung

Selatan, yaitu Jazirah bukit dan Pulau Nusa Penida sehingga perlapisan

yang jelas tidak tampak.

d) Formasi lainnya digolongkan dalam Batuan Gunung api Pulaki (Pp),

yakni sekelompok batuan beku yang umumnya bersifat basal yang terdiri

atas lava dan breksi. Sebarannya terbatas didekat Pulaki dibagian Barat

laut Pulau Bali. Di daerah ini terdapat sejumlah kelurusan (lineament)

yang berarah barat laut dan dapat dikenali dalam potret udara setidaknya

sebagian, dapat dihubungkan dengan adanya proses pensesaran.

e) Formasi Prapat Agung (Ppa) yang terletak diatas Batuan Gunungapi

Pulaki tersusun oleh batugamping, batupasir gampingan dan napal.

Formasi ini berumur Pliosen Bawah.

39

Tabel 2.2 Stratigrafi Pulau bali

KALA GEOLOGI FORMASI

Kwarter Endapan alluvium, terutama disepanjang pantai,

ditepi danau Buyan, Bratan, dan danau Batur

Batuan Gunung Api dari kerucut Subresen G,

Pohen, G. Sangayang, G. Lesong, lava dari G.

Pawon, batuan dari G. Api Batukaru, batuan G.

api G.Agung terdiri dari lava, lahar dan breksi

volkanik, batuan G.Api G.Batur sekarang, Tufa

dan endapan lahar dari Batur, Tufa dan Endapan

lahar dari Buyan-Bratan

Kwarter Bawah Formasi Palasari, konglemerat, batupasir, batu

gamping terumbu.

Batuan G. Api G. Seraya, Batuan G. Api Buyan-

Bratan dan batur Purba.Batuan G.Api Jembrana,

lava, breksi, tufa, dari G. Kelatakan, G. Merbuk,

G. Patas dan Batuan yang tergabung.

Ketidak Selarasan

Pliosen Formasi Asah, lava breksi, tufa batuapung dengan

isian rekahan bersifat gampingan.

Formasi Prapat Agung, batu gamping, batu pasir

gampingan, napal.

Miosen-Pliosen Batuan Gunung api Pulaki, Lava, Breksi.

Miosen Tengah - Atas Formasi Selatan: Terutama batu gamping

Miosen Bawah - Atas Formasi Sorga: Tufa, napal dan batu pasir

Formasi Ulakan: Breksi G. Api, lava, tufa dengan

sisipan batuan gamping, dengan pendukung

batuan karbonat

Sumber : Purbohadiwidjojo (1996)

40

2.6.4 Satuan Batuan Daerah Penyelidikan

Di daerah penyelidikan terdapat tiga kelompok satuan batuan /endapan

Kuarter yaitu : Formasi Lava Gunung Pawon ( Qvlp ), Formasi Batuan

Gunung Agung ( Qhva ), Batuan Gunung Api kelompok Buyan , Beratan dan

Batur dan Satuan Batuan Gunung Api Seraya ( Qpvs ), serta Aluvium ( Qa ).

Urutan-urutan lapisan batuan tersebut dari yang berumur tua hingga muda

menurut Purbo Hadiwijoyo, dkk ( 1996). Sebelah utara daerah penyelidikan

merupakan garis pantai yang membentang dari Desa Kubu sampai Desa

Sukadana yang termasuk satuan batuan Gunung Api Agung (Qhva) yang

terdiri dari batuan Aglomerat, tuf, lava, ignimbrite dan lahar sebagai hasil

kegiatan Gunung agung yang masih aktif,. Sedangkan sebelah selatan daerah

penyelidikan termasuk formasi Buyan Bratan dan Batur yang terdiri dari tuf

dan lahar.

Satuan batuan Gunung Api Agung menutupi batuan yang lebih tua

dibwahnya yang merupakan satuan batuan Gunung api Kelompok Buyan-

Bratan dan Baturyang berumur Kuarter plistosen.