Makalah Metode Pendugaan Air Tanah di Lapangan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Kebutuhan
air merupakan kebutuhan yang sangat penting untuk kelangsungan kehidupan
manusia. Dalam pemenuhan kebutuhan air, tentu saja harus bersumber dari sumber
air entah itu air permukaan, air tanah, air hujan, maupun sumber air yang
lainnya. Pemanfaatan dari sumber – sumber air tersebut pun beragam tergantung
kebutuhan dan kualitasnya. Cara pendayagunaannya juga bermacam – macam
tergantung dimana dan bagaimana sumber air tersebut kondisinya.
Air
tanah merupakan air tawar yang secara kuantitas diperkirakan lebih banyak
daripada keberadaan air permukaan yang ada. Dalam mencari dan menemukan sumber
air tanah yang memadai, maka diperlukanlah sebuah pengujian untuk menduga
dimana dan kedalaman berapakah air tanah itu berada. Kemudian bisa diperkirakan
berdasarkan kedalamannya berapakah potensi yang mungkin bisa dihasilkan dari
sumber tersebut.
Untuk
menguji dan menduga air tanah tersebut terdapat beberapa metode yang kerap
digunakan. Pada makalah ini akan dijelaskan beberapa metode yang umumnya
digunakan untuk menduga air tanah dengan setiap kelebihan dan kelemahan masing
– masing metode sehingga dengan adanya makalah ini pembaca bisa mengerti
tentang metode – metode pendugaan air tanah tersebut.
1.2.Rumusan Masalah
1.
Bagaimanakah pendugaan air
tanah dengan menggunakan pengujian lapangan metoede magnetik?
2.
Bagaimanakah pendugaan air
tanah dengan menggunakan pengujian lapangan metode GPR (Ground Penetration Radar)?
3.
Bagaimanakah pendugaan air
tanah dengan menggunakan pengujian lapangan metode geolistrik?
1.3.Tujuan
1.
Agar pembaca bisa memahami
tentang pendugaan air tanah dengan menggunakan pengujian lapangan metoede
magnetik
2.
Agar pembaca bisa memahami
tentang pendugaan air tanah dengan menggunakan pengujian lapangan metode GPR (Ground Penetration Radar).
3.
Agar pembaca bisa memahami
tentang pendugaan air tanah dengan menggunakan pengujian lapangan metode
geolistrik.
1.4.Manfaat
1.
Pembaca bisa mengetahui dan
memahami tentang pendugaan air tanah dengan menggunakan pengujian lapangan
metoede magnetik
2.
Pembaca bisa mengetahui dan
memahami tentang pendugaan air tanah dengan menggunakan pengujian lapangan
metode GPR (Ground Penetration Radar).
3.
Pembaca bisa mengetahui dan
memahami tentang pendugaan air tanah dengan menggunakan pengujian lapangan metode
geolistrik.
BAB II
ISI DAN PEMBAHASAN
2.1.Pengujian Lapangan Metode Magnetik
Perkembangan
metode magnetik telah dikenal 400 tahun yang lalu. Orang yang pertama kali
melakukan penelitian magnetisasi bumi secara ilmiah adalah Sir William Gilbert
(1540 – 1603). Gilbert adalah orang yang pertama kali melihat bahwa medan
magnet bumi ekivalen dengan arah utara dan selatan sumbu rotasi bumi. Penemuan
Gilbert kemudian diperdalam oleh Van Wrede (1843) untuk melokalisir endapan
bijih besi dengan mengukur variasi magnet di permukaan bumi. Hasil
penelitiannya kemudian dibukukan oleh Thalen (1879) dengan judul : “The Examination Of Iron Ore Deposite By
Magnetic Measurement” yang kemudian menjadi pionir bagi pengukuran
magnetisasi bumi (Geomagnet)
Metode
Magnetik didasarkan pada perbedaan tingkat magnetisasi suatu batuan yang
diinduksi oleh medan magnet bumi. Hal ini terjadi sebagai akibat adanya
perbedaan sifat kemagnetan suatu material. Kemampuan untuk termagnetisasi
tergantung dari suseptibilitas ini sangat penting di dalam pencarian benda
anomali karena sifat yang khas untuk setiap jenis mineral atau mineral logam.
Harganya akan semakin besar bila jumlah kandungan mineral magnetik pada batuan
semakin banyak.
Air
tanah dapat menyebabkan suatu endapan yang menimbulkan arus lemah (battery action). Arus ini akan
menghasilkan medan magnet. Pengukuran – pengukuran tegangan (voltase) secara sistematis di permukaan
dapat memperlihatkan suatu perubahan yang signifikan jika terdapat mineralisasi
di bawah permukaan.
2.1.1.
Pengambilan dan Pengukuran data Geomagnet di
lapangan
1.
Metode Pengambilan Data Geomagnet
Penyelidikan magnet biasanya dilakukan di darat, di udara
dan di laut. Teknik lapangannya tentu saja berbeda ketiga jenis survey ini,
walaupun operasi di udara dan di laut pada umumnya melakukan penelitian yang
sama juga peralatan rekamannya sama pula. Karena pembacaan dan pengumpulan data
lapangan sangat mudah dilakukan, penyelidikan cara ini biasanya dipergunakan
dalam penyelidikan-penyelidikan pendahuluan. Maksudnya secara garis besarnya,
setelah ini biasanya dilanjutkan dengan penyelidikan lebih detail pada
daerah-daerah yang dianggap prospektip. Secara bersamaan, cara ini dapat pula
dipadukan dengan cara penyelidikan yang lain. Sifat penyelidikan dapat secara
langsung ataupun tak langsung terhadap obyek yang dicari.
Di darat, observasi magnetik
biasanya dibuat pada posisi yang tetap dengan stasion tersendiri yang biasa
digunakan pula untuk survey gravity. Di udara dan survey di laut, medan magnet
direkam terus-menerus dari pergerakannya. Dulu digunakan alat-alat untuk survey
di darat yaitu jenis type Schmidt keseimbangan magnetiknya digunakan untuk
mengukur komponen vertikal medan bumi atau komponen horizontal. Tetapi pada
akhir-akhir ini magnetometer flux-gate nuclear precession (proton) kebanyakan
digunakan untuk pengukuran didarat.
 |
Pengujian Lapangan Metode Magnetik di Darat
|
 |
Pengujian Lapangan Metode Magnetik di Udara |
1.
Metode Pengukuran Data Geomagnetik
Dalam
melakukan pengukuran geomagnetik, peralatan paling utama yang digunakan adalah
magnetometer. Peralatan ini digunakan untuk mengukur kuat medan magnetik di
lokasi survei. Salah satu jenisnya adalah Proton Precission Magnetometer (PPM)
yang digunakan untuk mengukur nilai kuat medan magnetik total. Peralatan lain yang
bersifat pendukung di dalam survei magnetik adalah Global Positioning System
(GPS). Peralatan ini digunaka untuk mengukur posisi titik pengukuran yang
meliputi bujur, lintang, ketinggian, dan waktu. GPS ini dalam penentuan posisi
suatu titik lokasi menggunakan bantuan satelit. Penggunaan sinyal satelit
karena sinyal satelit menjangkau daerah yang sangat luas dan tidak terganggu
oleh gunung, bukit, lembah dan jurang.
Beberapa
peralatan penunjang lain yang sering digunakan di dalam survei magnetik, antara
lain (Sehan, 2001) :
a. Kompas geologi
b. Peta topografi,
c. Sarana transportasi
d. Buku kerja,
e. PC atau laptop dengan software seperti Surfer,
Matlab, Mag2DC, dan lain-lain.
Pengukuran
data medan magnetik di lapangan dilakukan menggunakan peralatan PPM, yang
merupakan portable magnetometer. Data yang dicatat selama proses pengukuran
adalah hari, tanggal, waktu, kuat medan magnetik, kondisi cuaca dan lingkungan.
Dalam melakukan akuisisi
data magnetik yang pertama dilakukan adalah menentukan base station dan membuat
station - station pengukuran (usahakan membentuk grid - grid). Ukuran gridnya
disesuaikan dengan luasnya lokasi pengukuran, kemudian dilakukan pengukuran
medan magnet di station - station pengukuran di setiap lintasan, pada saat yang
bersamaan pula dilakukan pengukuran variasi harian di base station.
 |
Pengukuran Metode Magnetik Sumber: http://www.aegis-instruments.com/images/products/gsmp30a4.jpg |
Pengukuran dimulai dengan berjalan ke grid
satu kemudian menuju grid selanjutnya. Dengan terus menggunakan peralatan –
peralatan yang dibutuhkan. Jarak antar grid disesuaikan sedemikian dan umumnya
berjarak 5 meter hingga 50 meter tergantung pada tingkat ketelitian yang
diinginkan. Setelah pada semua grid tercatat maka data akan diproses di
komputer dan menampilkan gambar hasilnya dari mineral maupun air di bawahnya.
Cara ini tidak hanya digunakan untuk menemukan sumber air tapi juga sering
digunakan untuk menemukan mineral – mineral lain seperti besi, minyak dll. |
Setelah
seluruh grid yang ditentukan telah dianalisa, maka data dimasukkan ke dalam
software komputer yang kemudian akan menghasilkan gambar kondisi geologi
berdasarkan medan magnet yang dipancarkan dari mineral – mineral tersebut.
Begitu pula untuk air, kondisi geologi tersebut dapat diamati dari hasil gambar
yang dihasilkan sehingga penentuan untuk lokasi air dapat diketahui.
 |
Hasil Pengukuran Metode Magnetik Setelah dimasukkan ke
dalam Software Komputer |
2.1.1.
Pengolahan Data Geomagnetik
1.
Koreksi Harian
Koreksi
harian (diurnal correction) merupakan
penyimpangan nilai medan magnetik bumi akibat adanya perbedaan waktu dan efek
radiasi matahari dalam satu hari. Waktu yang dimaksudkan harus mengacu atau
sesuai dengan waktu pengukuran data medan magnetik di setiap titik lokasi
(stasiun pengukuran) yang akan dikoreksi. Apabila nilai vasiasi harian negatif,
maka koreksi harian dilakukan dengan cara menambahkan nilai vasiasi harian yang
terekam pada waktu tertentu terhadap data medan amgnetik yang akan dikoreksi.
Persamaannya
2.
Koreksi IGRF (the international geomagnetic Reference Field)
Data
hasil pengukuran medan magnetik pada dasarnya adalah konstribusi dari tiga
komponen dasar yaitu medan amgnetik utama bumi, medan magnetik luar dan medan
anomali. Nilai medan magnetik utama tidak lain adalah nilai IGRF. Jika nilai
medan magnetik utama dihilangkan dengan koreksi harian, maka kontribusi medan
magnetik utama dihilangkan dengan koreksi IGRF. Koreksi IGRF dapat dilakukan
dengan cara mengurangkan nilai IGRF terhadap nilai medan magnetik total yang
telah terkoreksi harian pada setiap titik pengukuran pada posisi geografis yang
sesuai.
Persamaan
koreksinya (setelah dikoreksi harian) dapat dituliskan sebagai berikut:
3.
Koreksi Topografi
Koreksi
topografi dilakukan jika pengaruh topografi dalam survei magnetik sangat kuat.
Koreksi topografi dalam survei geomagnetik tidak mempunyai aturan yang jelas.
Salah satu metode untuk menentukan nilai koreksinya adalah dengan membangun
suatu model topografi menggunakan pemodelan beberapa prisma segiempat (Suryanto,
1988). Ketika melakukan pemodelan, nilai suseptibilitas magnetik (k) batuan
topografi harus diketahui, sehingga model topografi yang dibuat, menghasilkan
nilai anomarli medan magnetik (ΔH top) sesuai dengan fakta.
Selanjutnya
persamaan koreksinya (setelah dilakukan koreksi harian dan IGRF) dapat
dituliskan sebagai erikut:
2.1.Pengujian Lapangan Metode GPR (Ground Penetration Radar)
GPR (Ground penetration Radar) dikenal
sebagai salah satu alat terbaik untuk mendeteksi permukaan air tanah. GPR telah
sukses diaplikasikan untuk pencarian air tanah dalam skala besar. (Blindow,
1987). GPR, yang mana memberikan resolusi spasial yang tinggi, bisa memberikan
tambahan informasi hidrogeologi yang relevan tentang permukaan air tanah.
Khususnya pada sedimen dengan konduktifitas elektronik rendah GPR telah
terbukti untuk menjadi alat geofisika yang kuat dalam studi hidrogeologi.
GPR
adalah sebuah teknik yang tidak merusak yang menggunakan gelombang
elektromagnetik (EM) untuk “melihat” material di dalam tanah. Sistem operasi
GPR mirip dengan sonar yaitu dengan memancarkan serangkaian sinyal secara
singkat dan memperkitakan jarak ke objek dari waktu yang dibutuhkan untuk
mendekteksi pantulannya. Kekuatan dari pantulan tergantung pada kontras listrik
antara material – material. GPR mencatat kekuatan dari pantulan yang dideteksi
untuk durasi setelah setiap pancaran. Plot dari data ini disebut ‘trace’.
Dikarenakan
gelombang elektromagnetik bergerak sangat cepat, lama GPR untuk “mendengarkan”
setiap sinyal sangat singkat. Sinyal trace seringkali diplot terhadap skala
waktu dalam nano detik. Sistem GPR menghasilkan trace sukesi yang cepat,
dengan ditampilkan sebagai radargram. Sebuah radargram ditampilkan dari akhir
menampilkan trace dengan perbedaan intensitas sinyal yang dipantulkan dengan
warna yang berbeda juga.
Bagian
dari profil antara permukaan tanah dan permukaan air tanah, zona vadose, bisa
dibagi menjadi beberapa daerah – daerah. Pada bagian atas dari zona vadose, air
ditahan pada minimum saturasi residual. Pada daerah yang lebih rendah dari zona
vadose, diketahui sebagai zona transisi, titik jenuh air meingkat diatas
tingkat residual, bertambah dengan kedalaman hingga permukaan air tanah
dicapai. Pinggiran kapiler diatas water
table hampir jenuh dengan air, tapi tinggi tekan di daerah ini masih
sedikit kurang dari tekanan atmosfir. Water
table umumnya diketahui sebagai pertemuan antara zona tidak jenuh dan
jenuh. ini lebih mudah dijelaskan sebagai kedalaman dimana tekanan air pori
sama dengan tekanan atmosfir. Ketebalan zona tersebut bergantung pada besarnya
distribusi butiran yang ada. Perbedaan utama dari refleksi yang terjadi di
bagian atas dari zona jenuh air yang berlokasi pada puncak dari pinggiran
kapiler diatas water table.
 |
Radargram yang Belum diproses Sumber:Zhu, Ziakiang dkk. 2009. Ground Penetrating Radar
Exploration for Ground Water and Contamination Jurnal. Central South
University: Changsha China |
Perbedaan antara dielectric
constant dari air ((εr;w~81) dan dari kebanyakan material matrix
batuan (εr;w 3-5) sangat besar. Berdasarkan hal ini, diketahui
bahwa dielectric constant dari kebanyakan material geologi diatur
berdasarkan kandungan airnya. Perbedaan ini akan menyebabkan perubahan
kecepatan kembali dari gelombang yang diberikan dari setiap material yang
terkena atau terpapar gelombang tersebut. Estimasi
konduktifitas hidrolik untuk kebanyakan total dielektrik sedang:  Sehingga:\  untuk
ukuran butiran sedang mendekati 4.8 dan pada area jenuh Sw = 1.
Ketika kita mendapat proposionalnya, kita bisa mendapatkan permeabilitasnya
dengan Kozeny-Corman sebagai berikut:  Dengan K =
Permeabilitas C =
faktor bentuk partikel g =
percepatan gravitasi μwater = viskositas air Sp = luas permukaan partikel
Ds = kerapatan partikel  |
Komentar
Posting Komentar