Daerah penelitian berada di Kecamatan – Kecamatan Merek, Kabupaten Karo dan
Kecamatan Silimakuta, Kabupaten Simalungun, Sumatera Utara. Secara geografis, daerah
penelitian terletak pada koordinat UTM 443.000 – 451.500 mT dan 317.000-326.000 mU
(WGS 1984, Zona 47 N). Luas daerah penelitian adalah 76,5 km2.
Menurut klasifikasi BMB, geomorfologi daerah penelitian dibagi menjadi tiga satuan yaitu
Satuan Perbukitan Dinding Kaldera Toba, Satuan Kerucut Gunungapi Parasiter
Tandukbenua, dan Satuan Dataran Aluvial Tongging. Tahapan geomorfik daerah penelitian
adalah muda.
Secara stratigrafi daerah penelitian terbagi dalam tujuh satuan batuan tidak resmi yang
terbentuk pada Karbon Akhir – Resen yang diendapkan pada lingkungan laut dangkal –
darat. Satuan batuan tersebut berturut-turut dari yang lebih tua ke yang lebih muda adalah
Satuan Filit, Satuan Batupasir, Satuan Breksi Piroklastik, Satuan Tuf 1, Satuan Tuf 2, Satuan
Lava Andesit, dan Satuan Endapan Aluvial.
Struktur geologi yang terbentuk di daerah penelitian berupa Sesar Normal Kaldera Toba,
Sesar Normal Pintuangin, Sesar Normal Gajahbobok, dan Sesar Normal Sibolangit.
Struktur-struktur tersebut terbentuk pada Pleistosen Akhir, setelah diendapkannya Satuan
Tuf 2.
Akuifer pada daerah penelitian terdapat pada lapukan Satuan Filit, Satuan Batupasir, Satuan
Breksi Piroklastik, Satuan Tuf 2, lapukan Satuan Lava Andesit, dan Satuan Endapan Aluvial.
Jenis akuifer pada daerah penelitian adalah akuifer bebas dan semua mataair dan sumur gali
di daerah penelitian dinyatakan layak minum menurut Peraturan Menteri Kesehatan
No.492/MENKES/PER/IV/2010 berdasarkan kriteria nilai pH dan TDS. Parameter kimia
airtanah berupa pH memiliki nilai 6,6-7,34 dan parameter fisik berupa TDS memiliki nilai
36-120 mg/l.