Dokumen tersebut merangkum tahapan eksplorasi airtanah modern mulai dari identifikasi wilayah menjanjikan, studi geologi dan geofisika, pengeboran uji, pengembangan sumur, hingga pembangunan fasilitas pompa. Metode geofisika yang dijelaskan meliputi geolistrik, gravitasi, magnetik, dan geophysical logging. Studi kasus eksplorasi airtanah di Somalia menggunakan analisis matriks geologi untuk menentukan l

1. Tahapan dan Teknologi Eksplorasi
Airtanah Modern
Muhammad Haikal Razi (22/507092/STK/01021)
Prodi Doktor Teknik Geologi
Departemen Teknik Geologi. Universitas Gadjah Mada
Eksplorasi dan Pemodelan Geologi

2. Pendekatan Teknik Eksplorasi Airtanah
Tahapan Eksplorasi
Fase 1: Identifikasi favorable zone
• Pengumpulan data pendahuluan
• Akusisi dan interpretasi data penginderaan jauh
• Analisis geologi struktur
• Inventarisasi sumur bor, informasi kualitas dan kuantitas airtanah
• Penentuan imbuhan dan lepasan airtanah
Fase 2: Studi pendahuluan geologi dan geofisika
• Pengembangan target eksplorasi berdasarkan studi pendahuluan geologi
dan geofisika pada fase 1
Fase 3: Studi detail geofisika
Fase 4: Test drilling
Fase 5: Pengeboran sumur produksi dan well development
Fase 6: Pembangunan fasilitas pemompaan

3. Fase 1: Identifikasi Favorable Zone

4. Fase 2 & 3: Geofisika Eksplorasi
Metode geofisika eksplorasi airtanah melibatkan penggunaan teknologi dan instrumen geofisika untuk
menentukan sifat fisik bawah permukaan tanah dengan tujuan mengetahui keberadaan, kedalaman, dan kualitas
air tanah. Berikut ini beberapa metode geofisika eksplorasi airtanah yang umum digunakan:
1. Metode geolistrik: Metode ini melibatkan pengukuran resistivitas tanah dengan menggunakan aliran arus listrik. Air
tanah umumnya memiliki konduktivitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan batuan di sekitarnya, sehingga metode
ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi lokasi dan kedalaman airtanah.
Gambar 1. Konsep dasar metode geolistrik Gambar 2. Contoh penampang geolistrik 2D
(Kresic, 2023)

5. 2. Metode gravitasi: Metode ini melibatkan
pengukuran percepatan gravitasi di atas
permukaan tanah. Metode ini sangat cocok
dimanfaatkan untuk karakterisasi system
cekungan dan rekahan/patahan yang
mengontrol struktur geologi.
3. Metode magnetik: Metode ini melibatkan
pengukuran medan magnetik di atas
permukaan tanah. Air tanah memiliki
magnetisasi yang berbeda dari batuan di
sekitarnya, sehingga perbedaan magnetisasi
dapat digunakan untuk mengidentifikasi
keberadaan dan kedalaman airtanah.
Fase 2 & 3: Geofisika Eksplorasi
Gambar 3. Model 2D dan 3D struktur bawah permukaan berdasarkan
model densitas batuan dari metode gravitasi

6. Fase 2 & 3: Geophysical Logging
• Gamma logging: Teknik ini digunakan untuk mengukur
jumlah radioaktif dalam batuan dan air tanah. Air tanah
memiliki jumlah radioaktif yang lebih rendah
dibandingkan dengan batuan, sehingga teknik ini dapat
digunakan untuk mengidentifikasi kedalaman dan
kualitas airtanah.
• Resistivity logging: Resistivitas air tanah biasanya lebih
rendah dibandingkan dengan batuan di sekitarnya,
sehingga teknik ini dapat digunakan untuk
mengidentifikasi keberadaan dan kedalaman airtanah.
• Self potential logging: Teknik ini digunakan untuk
mengukur perbedaan potensial listrik di sekitar sumur
bor atau lubang pengambilan air tanah.
• Acoustic logging: Teknik ini digunakan untuk mengukur
kecepatan dan refleksi gelombang suara di dalam sumur
bor atau lubang pengambilan air tanah. Gambar 4. Aplikasi geophysical logging (Kresic, 2023)

7. Fase 4: Drilling
1.Direct push drilling: Teknik ini dilakukan dengan cara
mendorong alat bor ke dalam tanah menggunakan tekanan
udara atau hidraulik. Setelah mencapai kedalaman yang
diinginkan, alat bor kemudian ditarik keluar bersama dengan
sampel air tanah. Teknik ini sering digunakan untuk
pengambilan sampel air tanah pada lokasi yang sulit
dijangkau atau terbatas ruangnya.
2.Auger drilling: Teknik ini dilakukan dengan cara memutar
bor spiral ke dalam tanah. Setelah mencapai kedalaman yang
diinginkan, bor kemudian ditarik keluar bersama dengan
sampel air tanah. Teknik ini sering digunakan untuk
pengambilan sampel air tanah pada lokasi dengan kondisi
tanah yang lunak.
Gambar 5. (atas) direct push drilling, (bawah) auger drilling
(Kresic, 2023)

8. 3. Rotary drilling: Teknik ini dilakukan dengan cara
memutar alat bor menggunakan mesin penggerak. Setelah
mencapai kedalaman yang diinginkan, sampel air tanah
dapat diambil menggunakan alat pompa sumur atau alat
pengeboran tambahan seperti casing atau screen. Teknik
ini sering digunakan untuk pengambilan sampel air tanah
pada lokasi dengan kondisi tanah yang keras.
4. Sonic drilling: Teknik ini dilakukan dengan cara
memanipulasi gelombang suara untuk mendorong alat bor
ke dalam tanah. Setelah mencapai kedalaman yang
diinginkan, sampel air tanah dapat diambil menggunakan
alat pompa sumur atau alat pengeboran tambahan seperti
casing atau screen. Teknik ini sering digunakan untuk
pengambilan sampel air tanah pada lokasi dengan kondisi
tanah yang keras dan sulit dijangkau.
Fase 4: Drilling Test
Gambar 6. (atas) ilustrasi proses rotary drilling (bawah) sampel
batuan dari proses drilling (Kresic, 2023)

9. Well development adalah tahap penting setelah pembuatan sumur
bor untuk memastikan agar air tanah yang diambil melalui sumur
tersebut berkualitas baik dan dapat digunakan dengan aman. Berikut
adalah tahapan well development airtanah yang umum dilakukan:
• Pre-development testing: Sebelum well development dimulai,
perlu dilakukan pengujian awal untuk mengetahui kondisi air
tanah, seperti kandungan zat-zat yang terlarut, kekeruhan, dan
tingkat pH-nya. Hasil pengujian ini akan menjadi dasar dalam
menentukan teknik well development yang tepat.
• Surging: Teknik ini dilakukan dengan cara mengalirkan air bersih
dari permukaan sumur dengan tekanan tinggi untuk
membersihkan sumur dari endapan yang mungkin terdapat di
dalamnya.
• Bailing: Teknik ini dilakukan dengan cara mengepom air bersih
keluar dari sumur secara bertahap menggunakan pompa vakum.
Tujuannya adalah untuk mengangkat sedimen dan material lain
yang telah mengendap di dalam sumur.
• Pumping: Teknik ini dilakukan dengan cara memompa air bersih
keluar dari sumur dalam jangka waktu yang cukup lama. Tujuannya
adalah untuk mengurangi konsentrasi bahan-bahan yang terlarut
di dalam sumur sehingga air yang dihasilkan menjadi lebih jernih
dan bersih.
Fase 5: Well Development
Gambar 7. Tahapan well development

10. Pengembangan fasilitas pemompaan air tanah adalah
proses perancangan dan pembangunan sistem
pemompaan air tanah yang bertujuan untuk memperoleh
akses ke air tanah secara lebih efisien dan efektif. Proses
pengembangan fasilitas pemompaan air tanah meliputi
beberapa tahapan, antara lain:
1. Studi kelayakan: melakukan studi kelayakan untuk
menentukan jenis dan kapasitas pompa yang
diperlukan, serta menentukan lokasi yang tepat untuk
pembangunan fasilitas pemompaan.
2. Perencanaan: merencanakan sistem pemompaan
yang tepat, termasuk sistem pipa, pompa, dan
kontrol otomatis.
3. Pembangunan: membangun fasilitas pemompaan,
termasuk pemasangan pipa, pompa, dan peralatan
lainnya.
4. Uji coba dan pemeliharaan: melakukan uji coba
untuk memastikan bahwa fasilitas pemompaan
berfungsi dengan baik, serta melakukan
pemeliharaan secara rutin untuk menjaga kinerja
fasilitas pemompaan.
Fase 6: Fasilitas Pemompaan
Gambar 8. Ilustrasi design sumur (Kresic, 2023)

11. Studi Kasus Somalia

12. Identifikasi Favorable Zone
Geological Matrix Analysis: Matriks pembobotan atau weighting matrix dalam eksplorasi airtanah adalah
salah satu alat atau teknik yang digunakan untuk memperhitungkan berbagai faktor yang
mempengaruhi potensi air tanah di suatu lokasi. Matriks pembobotan digunakan untuk menentukan
tingkat kepentingan setiap faktor yang berpengaruh terhadap potensi air tanah.
Lithology Numerical Weighting
Jurassic limestone 10
Eocene limestone 8
Cretaceous sandstone 8
Tertiary basalt 8
Precambrian granites 4
Precambrian metasediments 3
All others 0
Geologic Structure Numerical Weighting
Significant structure 8
Structure 5
No evident structure 0
Surficial Geology Numerical Weighting
Alluvium-filled 7
Wadi bed wider than
60 m
4
No significant alluvium 0

13. Matrix Analysis
Gambar 9. Matrix analysis studi kasus Sudan

14. Eksplorasi (Baroma Sites 2)
Pengembangan Kawasan eksplorasi dilakukan atas hasil dari geological
matric analysis, dimana lokasi yang dipilih untuk eksplorasi lebih lanjut
memiliki prospek besar berdasarkan pembobotan.
• Geologi
Berdasarkan peta geologi Kawasan Baroma Sites 2 memiliki 4 patahan
besar, dua diantaranya berada pada litologi Jurrasic limestone dan
Precambrian metamorf.
• Hidrologi
Kawasan Baroma memiliki potensi recharge yang sedang, yang berasal dari
infiltarasi air hujan dari area pegunungan. Namun Kawasan ini hanya
memiliki saluran air permukaan yang rendah
• Geofisika
Investigasi geofisika dilakukan sebanyak dua lintasan untuk
mengkarakterisasi kehadiran zona anomaly sebagai representasi dari
kehadiran patahan dan rekahan. Rekahan di bawah permukaan berfungsi
sebagai porositas skunder dalam system akuifer local.
Gambar 10. Lokasi eksplorasi