Air adalah sumber daya alam yang paling penting yang mendukung kesehatan manusia, pembangunan ekonomi, dan keanekaragaman ekologi. Air tanah adalah bagian dari siklus air, dan yang disimpan di zona jenuh di bawah permukaan tanah dan bergerak perlahan melalui formasi geologi yang disebut akuifer. Air bisa tetap berada di akuifer selama ratusan atau ribuan tahun. Keberadaan dan aliran air tanah dikendalikan oleh faktor-faktor seperti formasi geologi, jenis tanah, kerapatan kelurusan, kemiringan lereng, kerapatan drainase, bentuk curah hujan, morfologi, karakteristik penggunaan lahan/tutupan lahan, dan keterkaitan di antaranya.

 Di berbagai wilayah di dunia, orang menghadapi kelangkaan air yang serius karena tidak tersedianaya sumber air bersih. Karena alasan bahwa air tanah terus-menerus diakses dan kualitas alaminya yang wajar, itu menjadi sumber pasokan air yang vital, baik di daerah perkotaan maupun pedesaan di negara mana pun. Memang, karena air tanah mudah dialihkan langsung ke masyarakat miskin jauh lebih murah dan cepat daripada air permukaan, ini membantu dalam mitigasi dan pengurangan kemiskinan.

Air permukaan mengalir dari elevasi yang tinggi  ke rendah yaitu ke daerah aliran sungai (DAS). Daerah Aliran Sungai (DAS) sebagai daerah yang mengalirkan air ke sungai, waduk dan laut. Air yang dibawa ke DAS pada umumnya terindikasi terjadi pencemaran yang mengandung banyak polutan maupun zat kimia berbahaya lainnya. Di lain pihak kondisi sedimentasi yang ada di sungai juga menjadi salah satu penyebab terjadinya pencemaran dan dapat berupa material sampah, lumpur yang mengandung limbah tercemar lainnya. Sedimentasi sungai mengakibatkan disfungsi terhadap aliran air dan fungsi reacharge dari sungai, hal ini mengakibatkan adanya bencana banjir, sehingga persediaan dari air bersih menjadi semakin berkurang dan air yang tercemar semakin  bertambah.

Berkurangnya suplai air bersih mempunyai dampak terhadap kesehatan masyarakat. Sebagain besar ketersediaan air bersih berasal dari air tanah yang di gunakan masyarakat di wilayah urban, baik di wilayah industri, perkotaan dengan pumikan padat penduduk dan juga di wilayah pedesaan. Secara geologis akuifer air tanah memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun dalam proses pembentukannya. Kondisi ini air dapat dikategorikan sebagai sumber daya alam yang tidak dapat diperbaruhi dan menjadi sangat esensial jika dibandingkan dengan siklus kehidupan dari manusia. Secara geologis daerah Tuban didominasi oleh pegunungan kapur dan memepunyai iklim kering 94,73% dengan kondisi yang bervariasi dari agak kering hinga sangat kering, yaitu pada 19 kecamatan (RISPAM TUBAN, 2019). Kondisi ini didukung dengan situasi kekeringan di beberapa daerah di Kabupaten Tuban. Meskipun saat ini puncak musim hujan, ironisnya di beberapa wilayah mengalami kebanjiran tetapi kondisi ini tidak berlaku di Desa Grabagan, Kecamatan Grabagan, Kabupaten Tuban, Jawa Timur, yang mengalami krisis air bersih atau  kekeringan. Menurut data sensus penduduk, 2021, Desa Grabagan terdiri dari 9 dusun dengan jumlah penduduk sebanyak 5296 terdiri dari laki-laki dan untuk perempuan sebanyak 5196 jiwa. Dari 10492 orang yang ada di Desa Grabagan sebagian penduduknya terdampak dari krisis air bersih, terutama di wilayah Dusun Klampeyan yang persediaan air bersih tergantung dari suplai air dari tangki keliling, sedangkan dari perusahaan air minum masih sangat minim mengingat hanya mengalir sekali dengan debit yang sangat kecil.

Untuk mengatasi permasalahan di atas, maka diperlukan penanganan secara langsung untuk penanggulangan krisis air bersih, yaitu dengan menemukan sumber air bersih.  Penemuan air bersih dapat dilakukan dengan memanfaatkan teknologi geofisika, yaitu untuk menemukan letak dari lapisan aquifer air tanah berdasarkan sifat fisik batuan. Sedangkan tahapan berikutnya setelah ditemukan letak dari lapisan pembawa air, maka untuk menghasilkan air tanah dapat dilakukan dengan tahapan eksploitasi atau pemboran.

Program pengabdian ini akan dilakukan di daerah rawan air di daerah Tuban dengan diketuai oleh Dr.rer.nat. Widodo. ST, MT. Pemanfaatan teknologi tepat guna ini dapat menjadi solusi permasalahan rawan air bersih yang dihadapi masyarakat Tuban, Jawa Timur. Institusi Teknologi Tuban (ITB) sebagai perguruan tinggi terpandang di Indonesia yang berlokasi di Tuban tidak hanya memberikan manfaat untuk masyarakat Jawa Barat tetapi sudah selayaknya ITB dapat memberikan kontribusi terhadap penanggulangan bencana krisis air bersih di daerah Jawa Timur . Penerapkan IPTEKS di masyarakat yang harus berdampak langsung dalam mewujudkan kebutuhan paling mendasar, yaitu air bersih di masyarakat.

Seiring dengan kebijakan pemerintah untuk percepatan perekonomian desa yang berfokus menangani infrastruktur, khususnya dalam hal ini ketersediaan air bersih, maka Perguruan Tinggi harus memiliki kepedulian dengan berkontribusi memberikan penguatan melalui aplikasi sains dan teknologi, model kebijakan, serta rekayasa sosial berbasis riset. Perkembangan sosial ekonomi desa akan lebih cepat dengan dibangunnya infrastruktur dan terbukanya akses. Kontribusi dari ITB, yang berupa aplikasi teknologi dan ilmu pengetahuan akan d memberikan akselerasi kualitas dan kuantitas kemajuan desa di segala bidang (sosial, ekonomi,  pendidikan, pertanian maupun kesehatan), dengan tetap mengikutkan kontribusi dan partisipasi dari masyarakat.

Eksplorasi Metode Geofisika

Teknologi tepat guna metode geofisika telah diaplikasikan di daerah Grabagan Kabupaten Tuban dengan menggunakan metode geolistrik, yaitu dengan mengukur beda potensial dari lapisan batuan. Secara umum, metode geolistrik adalah metode yang menggunakan parameter tahanan jenis batuan atau tanah untuk mengetahui jenis tanah atau batuan tersebut. Secara khusus, metode geolistrik yang digunakan adalah Vertical Electrical Sounding (VES).

VES merupakan salah satu metode geolistrik untuk mengukur hambatan jenis batuan secara vertikal. Metode ini efektif untuk studi bawah permukaan (Arzaldi dkk, 2017; Izzatti dkk, 2017). VES menggunakan empat elektrode untuk mengukur perbedaan tegangan; melalui perhitungan, didapat apparent resistivity. Arus yang diinjeksi akan mengalir dan beda potensial akan diukur oleh elektrode potensial. Dengan mengubah panjang konfigurasi elektroda, kedalaman yang diukur akan berubah. Dari beda potensial dan arus yang diketahui, akan dapat dihitung nilai apparent resistivity (Reynolds, 1997). Nilai Apparent resistivity merupakan produk dari hambatan yang terukur dan faktor geometri dari konfigurasi yang digunakan. Dari data tahanan jenis, akan didapat gambaran kasar tentang lapisan-lapisan tanah yang ada.

Dari hasil akuisisi di lapangan dan proses inversi data geofisika diperoleh lapisan akuifer terletak pada kedalaman 42-110 m denga diindikasikan dengan adanya batuan sedimen dengan nilai resistivitas berkisar 1-4 Ωm. Sedangkan lapisan pertama berasosiasi dengan soil yang berupa lempung dan batuan konglomerat dengan ketebalan 42 m dan mempunyai  nilai hambatan jenis yaitu  5-110  Ωm. Batuan dasar diindikasikan oleh batuan metamorf berupa batu gamping yang diendapkan setelah lapisan pertama yaitu pada kedalaman 110 m. Akuifer yang diketemukan diindikasikan sebagain confined aquifer dengan batuan dasar yang juga berupa batuan metamorf.

Eksploitasi Pemboran

Setelah indikasi lapisan akuifer dapat diketemukan dengan eksplorasi metode geofisika, maka langkah kedua yaitu dengan melakukan pemboran air tanah untuk melakukan eksploitasi air tanah sebagai sumber air bersih. Gambar 4 menunjukkan konsep dari pemboran air tanah sebagai usaha untuk mendapatkan air bersih. Pengambilan air tanah dari sumur bor dilakukan dengan dipompa ke permukaan dengan menggunakan pompa yang digerakkan oleh sumber tenaga. Jika air tanah bersifat terkekang dan air keluar dengan sendirinya dari sumur atau bersifat artesis, maka tergantung potensi dan tekanan air atesisnya, sehingga dapat digunakan pompa sebagai pembantu pendistribusian atau jika tekanan artesis cukup, tidak perlu menggunakan pompa dan mesin. Setelah dipompa, air kemudian air tanah ditampung atau disitribusikan sesuai dengan fungsinya.

Pemboran di lokasi pengabdian dilakukan sampai dengan kedalaman 85 m dan diketemukan lapisan akuifer air tanah pada kedalaman 40 m dengan formasi dari batuan sedimen yaitu  pasir  halus sampai pada kedalaman 84 m. Program Pengabdian Masyarakat (PPM) LPPM ITB di Desa Grabagan telah memperoleh sumber air bersih yang nantinya mampu dimanfaatkan untuk :

• Hasil PKM dapat menghasilkan air bersih dengan debit mempunyai debit yang cukup besar yaitu sekitar 30 liter per detik.
• Hasil pemboran ini juga dapat menjadi sumber air bersih yang dimanfaatkan oleh  7 Dusun yang ada di Desa Grabagan dengan jumlah jiwa kurang lebih 1200 jiwa, secara tidak langsung dapat meningkatkan kualitas hidup dan kesehatan di Desa Grabagan.
• Selain itu dapat digunakan untuk melakukan pengairan irigasi di lokasi persawahan yang selama ini hanya memanfaatkan dari sawah tadah hujan, sehingga dapat meningkatkan perekonomian warga.

Sebagaimana penuturan kepala Desa Grabagan, Ibu Neng, “Bahwa Program Pengabdian  Masyarakat ITB sangat membantu warga dalam memperoleh air bersih dan mempunyai kontribusi besar terhadap peningkatan  kesehatan maupun perekonomian masyarakat terutama dalam bidang pertanian. Saya mewakili masyarkatat Desa Grabagan mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Widodo dan ITB yang telah berhasil menyediakan air bersih dari program pengabdian masyarakat.” Hal ini senada dengan penuturan masyarakat Dusun Klampeyan yang diwakili oleh kepada dusunnya, Pak Darsono, yang secara langsung menyampaikan bahwa “Eksplorasi dan pemboran air bersih melalui program LPPM ITB di Desa Grabagan akan sangat bermanfaat terhadap masyarakat Dusun Kalmpeyan dan warga sekitar, yang sudah bertahun-tahun kesulitan air bersih dan juga dapat meningkatkan kesehatan masyarakat.”

Dengan tersedianya sumber air bersih, swadaya masyarakat di Desa Grabagan sangat tinggi dengan berpartisipasinya masyarakat dalam membantu proses pengabdian yang di lakukan ITB di lokasi desa baik dalam kegiatan pengukuran geofisika, meyediakan lokasi penginapan bagi tim ITB, kegiatan pemboran maupun dalam menyediakan bak penampungan air dari hasil pemboran yang telah dilakukan.

Pemanfaatan hasil riset Teknologi Tepat Guna (TTG) dari keilmuan geofisika dan pemboran untuk eskplorasi dan eksploitasi air bersih di Desa Grabagan mempunyai dampak yang positif baik untuk mahasiswa, dosen maupun masyarakat desa.

Dampak untuk Mahasiswa

• Program ini dapat memberikan wawasan untuk mahasiswa akan kehidupan di masyarakat khususnya pedesaan, sehingga mahasiswa lebih mudah untuk bersosialisasi terhadap kondisi masyarakat yang ada di pedesaan.
• Memupuk jiwa mahasiswa untuk lebih empati terhadap kehidupan masyarakat di desa yang  mengalami krisis air bersih dengan minimnya fasilitas di daerah pedesaan.
• Memberikan wawasan ke mahasiswa akan proses aplikasi keilmuan untuk eksplorasi air tanah, baik pada pemahaman terhadap aplikasi keilmuan geofisika, geolistrik untuk memodelkan akuifer bawah permukaan maupun keilmuan geologi dalam hal interpretasi terhadap hasil pemboran, serta juga korelasi dari data bor dan data geofisika.

Dampak untuk Dosen

• Melalui program pengabdian untuk penanggulangan air bersih, dosen dapat memberikan kontribusi secara langsung terhadap TTG untuk dimanfaatkan untuk kepentingan di masyarakat.
• Dosen juga dapat menambah dan mengembangkan terhadap keilmuan di bidang eksplorasi air tanah, yang nantinya dapat digunakan untuk bahan dalam proses pendidikan.
• Setidaknya dosen dapat menjalin kerjasama yang lebih luas dengan masyarakat dan dapat menimbulkan inovasi-inovasi baru yang nantinya berguna untuk kehidupan masyarakat.
• Program ini juga memberikan dampak yang positif khususnya memberikan pelatihan ke masyarakat khususnya dalam pemanfaatan air bersih untuk masyarakat.
• Secara tidak langsung program ini juga memberikan cummulative credit point baik untuk mahasiswa, masyarakat maupun dosen, sudah sewajarnya kegiatan pengabdian masyarakat dapat diapresiasi dengan angka kredit yang setidaknya setara ataupun lebih tinggi dari jurnal international bereputasi (Q1), mengingat program ini mempunyai dampak yg langsung dapat dirasakan oleh masyarakat.

Dampak untuk Masyarakat

• Melalui program pegabdian LPPM ITB, masyarakat desa mendapatkan solusi secara langsung terhadap krisis air bersih yang selama puluhan tahun, Desa Grabagan kekurangan air bersih.
• Masyarakat desa dapat meningkatkan taraf kehidupannya baik dari segi pemberdayaan ekonomi maupun kesehatan dengan tersedianya air bersih.
• Masyarakat menjadi termotivasi terhadap kunjungan perguruan tinggi ITB khususnya ikut berpartisipasi secara aktif dalam program air bersih, dengan gotong royong dalam membangun bak penampungan air.
• Kunjungan akademisi ITB juga memberikan semangat baru untuk warga desa akan kemauan yang tinggi untuk anak-anaknya nanti kuliah ke jenjang lebih tinggi, terutama ke ITB.

Dampak untuk Perguruan Tinggi

• Sejatinya program pengabdian dari LPPM ITB menjadi salah satu program yang dapat dirasakan dan dapat berkembang dengan pesat, mengapa demikian, karena setidaknya mulai tahun 2021 program ini tidak hanya di wilayah Jawa Barat, melainkan di luar Jabar dan sampai dengan wilayah 3T ( daerah tertinggal, terdepan, dan terluar) seluruh wilayah Indonesia. Hal setidaknya menjadikan ITB menjadi perguruan tinggi yang dapat dirasakan keberadaannya untuk masyarakat Indonesia.
• Kegiatan pengabdian air bersih di Desa Grabkan, Tuban, Jawa Timur oleh ITB dapat memberikan kontribusi secara langsung dalam menerapkan, mengamalkan, dan membudayakan ilmu pengetahuan dan teknologi guna memajukan kesejahteraan masyarakat khususnya di Desa Grabagan

Kegiatan ini juga dapat menjadikan ITB berperan aktif dalam sumbangsihnya untuk menyelesaikan masalah yang dihadapi masyarakat dengan memanfaatkan keahlian sivitas akademik di bidang teknik geofisika untuk eksplorasi air bersih, pemanfaatan teknologi pemboran dan pengembangan ilmu pengetahuan, dan teknologi.