Proyek Geo listrik Kawasan Kandang Ayam PT. WMU Farm Wuryantoro Wonogiri Jawa Tengah

---

Maksud dan Tujuan uji Geo listrik

Air adalah senyawa yang penting bagi semua bentuk kehidupan. Selain sebagai kebutuhan utama manusia seperti minum, mandi, masak, dll, air juga diperlukan untuk kebutuhan industri baik yang skala kecil hingga skala besar, terutama industri pariwisata. Air menutupi hampir 71% permukaan Bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di Bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, air bawah tanah, dan lautan es.

Air bawah tanah atau sering disebut dengan air tanah, adalah air yang terdapat pada ruang antar butir batuan atau celah-celah batuan. Letak air tanah dapat mencapai beberapa puluh bahkan beberapa ratus meter di bawah permukaan bumi. Lapisan batuan ada yang lolos air (permeable) dan ada pula yang tidak lolos/kedap air (impermeable). Lapisan lolos air misalnya terdiri dari kerikil, pasir, batuapung, dan batuan yang retak-retak, sedangkan lapisan kedap air antara lain terdiri dari napal dan tanah liat atau tanah lempung. Sebetulnya tanah lempung dapat menyerap air, namun setelah jenuh air, tanah jenis ini tidak dapat lagi menyerap air.

Menurut letaknya, air tanah dapat dibedakan atas air tanah dangkal (air tanah preatik) yaitu air tanah yang terdapat di atas lapisan kedap air yang paling dekat dengan permukaan bumi, dan air tanah dalam (air tanah aretesis) yaitu air tanah yang terdapat pada lapisan lolos air yang terletak di antara dua lapisan batuan kedap air. Air tanah jenis ini memungkinkan terjadinya sumber air artesis, manakala ia dapat muncul sebagai mata air dengan tekanan cukup tinggi.

Secara vertikal, di dalam bumi terdapat berbagai wilayah air tanah, yaitu:

1. Wilayah yang masih dipengaruhi oleh udara luar

Pada bagian atas wilayah ini terdapat lapisan tanah yang mengandung air, bila lapisan/zona ini telah jenuh maka disebut “tanah jenuh air” (field capacity). Karena adanya gaya berat, maka air di zona ini akan bergerak turun. Air yang bergerak bebas karena gravitasi disebut “air bebas”. Air tanah yang tidak bebas akan ditahan oleh butir-butir batuan. Jumlah air yang ditahan oleh butir-butir batuan ktersebut juga dinyatakan dengan prosen terhadap volume tanah dan disebut “kemampuan menahan air” (holding capacity).

2. Wilayah jenuh air

Wilayah jenuh air mengacu kedapa kedalaman muka air tanah, yang dapat diamati dari beberapa sumur. Kedalaman wilayah jenuh air sangat ditentukan oleh kondisi topografi dan jenis batuannya.

3. Wilayah kapiler air

Wilayah kapiler air merupakan peralihan antara wilayah terpengaruh udara dengan wilayah jenuh air. Air tanah didapatkan melalui dari proses kapilarisasi (perambatan ke arah atas).

4. Wilayah air dalam

Wilayah ini ada di dalam batuan, dan biasanya terletak di antara dua lapisan kedap air.

Ilmu Geofisika banyak berperan dalam mendeteksi dan menduga kondisi bawah permukaan suatu tempat. Pengukuran dengan metode resistivity digunakan untuk mengetahui harga resistivitas batuan dengan cara mengalirkan arus listrik melalui 2 buah elektroda arus dan mengukur beda potensial yang timbul pada dua buah elektroda potensial. Penentuan lapisan batuan ke arah vertikal berdasarkan harga resistivitas dilakukan dengan metode Resistivity Sounding, sedangkan untuk mengetahui penyebarannya dilakukan dengan metode Resistivitas Mapping.  Secara umum metode geofisika digunakan untuk mengukur dan mengetahui parameter-parameter fisis medium (bumi), antara lain : bentuk, ukuran, dan parameter yang berkaitan dengan metode yang digunakan.

Resistivitas batuan sangat bervariasi dan ditentukan oleh porositas, kandungan air, dan kualitas airnya. Makin tinggi kesarangan batuan yang jenuh air akan lebih rendah resistivitasnya, batuan yang jenuh air akan mempunyai resistivitas yang lebih rendah daripada batuan yang kering. Makin tinggi salinitas air yang menjenuhi batuan akan makin rendah resistivitasnya

Geolistrik bertujuan untuk mengetahui formasi/litologi batuan yang bersifat konduktif dalam bumi serta kondisi keairan yang diperkirakan prospek. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui gambaran (konfigurasi) geologi di bawah permukaan yang bersifat konduktif pada daerah yang diperkirakan potensial mengandung air tanah.

1.2. Dasar Teori

Geolistrik adalah metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik dalam bumi dan bagaimana mendeteksinya dipermukaan bumi. Dalam hal ini meliputi pengukuran potensial, arus, dan medan elektromagnetik yang terjadi, baik secara alamiah maupun akibat injeksi arus kedalam bumi. Oleh karena itu metode geolistrik mempunyai banyak macam, termasuk didalamnya potensial diri, arus teluric, magneto teluric, elektromagnetik, polarisasiterinduksi, dan resistivitas (tahanan jenis).Oleh karena itu metode geolistrik sendiri secara garis besar dibagi menjadi dua macam, yaitu :

1. Geolistrik yang bersifat pasif

Geolistrik dimana energi yang dibutuhkan telah ada terlebih dahulu sehingga tidak diperlukan adanya injeksi/pemasukan arus terlebih dahulu. Geolistrik macam ini disebut Self Potensial (SP).

Pengukuran SP dilakukan pada lintasan tertentu dengan tujuan untuk mengukur beda potensial antara dua titik yang berbeda sebagai V₁ dan V₂. cara pengukurannya dengan menggunakan dua buah porouspot dimana tahanannya selalu diusahakan sekecil mungkin. Kesalahan dalam pengukuran SP biasanya terjadi karena adanya aliran fluida dibawah permukaan yang mengakibatkan lompatan-lompatan tiba-tibaterhadap nilai beda potensial. Oleh karena itu metode ini sangat baik untuk eksplorasi geothermal.    

2. Geolistrik yang bersifat aktif

Geolistrik dimana energi listrik yang dibutuhkan ada karena penginjeksian arus ke dalam bumi terlebih dahulu. Geolistrik macam ini ada dua metode, yaitu metode Resistivitas (resistivity) dan Polarisasi Terinduksi (Induce Polarization).

Dalam penyelidikan ini digunakan geolistrik yang bersifat aktif, yang dikenal sebagai metode Geolistrik tahanan jenis atau disebut dengan metode Resistivitas (resistivity).

Tiap-tiap media mempunyai sifat yang berbeda terhadap aliran listrik yang melaluinya, hal ini tergantung pada tahanan jenisnya. Pada metode ini, arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua buah elektroda arus dan beda potensial yang terjadi diukur melalui dua buah elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda berbeda kemudian dapat diturunkan variasi harga hambatan jenis masing-masing lapisan bawah permukaan bumi, dibawah titik ukur (sounding point).

Metode ini lebih efektif bila dipakai untuk eksplorasi yang sifatnya relatif dangkal. Metode ini jarang memberikan informasi lapisan kedalaman yang lebih dari 1000 atau 1500 feet. Oleh karena itu metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi hidrokarbon, tetapi lebih banyak digunakan untuk bidang engineering Geology seperti penentuan kedalaman batuan dasar, pencarian reservoar air, eksplorasi geothermal, dan juga untuk geofisika lingkungan.

Jadi metode resistivitas ini mempelajari tentang perbedaan resistivitas batuan dengan cara menentukan perubahan resistivitas terhadap kedalaman. Setiap medium pada dasarnya memiliki sifat kelistrikan yang dipengaruhi oleh batuan penyusun/ komposisi mineral, homogenitas batuan, kandungan mineral, kandungan air, permeabilitas, tekstur, suhu, dan umur geologi. Beberapa sifat kelistrikan ini adalah potensial listrik dan resistivitas listrik.

Geolistrik resistivitas memanfaatkan sifat konduktivitas batuan untuk mendeteksi keadaan bawah permukaan. Sifat dari resistivitas batuan ada 3 macam, yaitu :

1. Medium konduktif

Medium yang mudah menghantarkan arus listrik. Besar resistivitasnya adalah 10^-8 Ωm sampai dengan 1 Ωm.

2. Medium semikonduktif

Medium yang cukup mudah untuk menghantarkan arus listrik. Besar resistivitasnya adalah 1 Ωm sampai dengan 10⁷Ωm.

3. Medium resesif

Medium yang sukar untuk menghantarkan arus listrik. Besar resistivitasnya adalah lebih besar dari 10⁷Ωm.

Batuan yang mempunyai resistivitas (tahanan jenis) tinggi maka konduktivitasnya (kemampuan mengahantarkan arus listrik) akan semakin kecil, demikian pula sebaliknya bila batuan dengan resistivitas rendah maka konduktivitasnya akan semakain besar.

Kita juga dapat melihat bahwa sifat kelistrikan batuan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain adalah :

• Kandungan mineral logam
• Kandungan mineral non logam
• Kandungan elektrolit padat
• Kandungan air garam
• Perbedaan tekstur batuan
• Perbedaan porositas batuan
• Perbedaan permeabilitas batuan
• Perbedaan temperatur

Keuntungan dari metode resistivity (tahanan jenis) ini adalah :

1. Dapat membedakan macam-macam batuan tanpa melakukan pengeboran
2. Biaya yang relatif murah
3. Pemakaiannya mudah

1.3. Konsep Resistivitas Semu

1. Diasumsikan medium homogen

Karena dalam medan homogen, maka resistivitas semu adalah resistivitas yang sebenarnya dan tidak tergantung spasi elektrodanya.

2. Diasumsikan medium tidak homogen

Disini resistivitas yang terukur (apparent resistivity) bukan resistivitas sebenarnya dan tergantung dari spasi elektrodanya. Karena tidak homogen maka kenyataan di lapangan bahwa bumi berlapis-lapis, lapisan batuan dan masing-masing perlapisan mempunyai harga resistivitas tertentu.

1.4. Vertical Sounding (Depth Sounding)

Ini dilakukan untuk mendapatkan informasi tentang kedalaman atau ketebalan lapisan batuan dari harga resistivitasnya secara vertikal, guna mendapatkan gambaran geologi yang lengkap dibawah permukaan. Adanya perbedaan resisitivitas akan tampak dengan jelas pada penentuan kedalaman lapisan batuan yang mempunyai tahanan jenis berbeda-beda.

Stasiun-stasiun pengamat dibuat tetap, sedangkan elektroda arus dan elektroda tegangan digerakkan sesuai dengan penambahan jarak elektroda. Spasi elektroda tersebut akan menentukan besarnya faktor geometri (k) =

1.5. Pengukuran Geolistrik

Hambatan dalam pelaksanaan pengukuran di lapangan adalah, kondisi medan/daerah yang sangat sulit untuk dilakukan pengukuran, sebab relief yang cukup terjal serta batuan yang sangat resisten/kompak, misal : merupakan batuan breksi vulkanik (terdiri dari fragmen batuan andhesit serta lava) sehingga arus yang dialirkan sering terganggu dan juga pengukuran pada saat pergantian musim.

Tahapan dalam pelaksanaan pre survey adalah :

1. Mencatat posisi dan ketinggian lokasi.
2. Pemetaan geologi (jenis batuan dan penyebarannya, urutan stratigrafi).
3. Mendeskripsikan jenis batuan (struktur, tekstur, komposisi mineral).
   2. Survey Lapangan

Tahapan dalam pelaksanaan survey lapangan adalah :

1. Mengamati kondisi litologi batuan, kalau ada mineral-mineral yang khas dan penghantar listrik.
2. Mengukur resistivitas sebaiknya menghindari tiang listrik, aliran air permukaan, atau diusahakan rentangannya tegak lurus aliran air permukaan atau tiang listrik.
3. Mendeskripsikan jenis batuan (struktur, tekstur, komposisi mineral)

1.6. Geologi dan Hidrogeologi

Berdasarkan peta geologi lembar Surakarta-Giritontro skala 1:15.000, stratigrafi daerah penyelidikan termasuk dalam Wonosari-Punung. Dengan batuan penyusunnya adalah Batugamping, Batugamping napalan-tufan, Batugamping konglomerat, Batupasir tufan dan Batulanau. Formasi ini membentuk bentang morfologi cekungan yang berada diatas Formasi Semilir, sedangkan Formasi Semilir terdiri dari Tuf, Breksi batuapung dasitarn, Batupasir tufan, dan serpih.