KARAKTER AIRTANAH BERDASARKAN SIFAT FISIK SEBAGAI DASAR PENDUGAAN INTRUSI AIRLAUT DAERAH GLAGAH DAN SEKITARNYA

Transkripsi

1 KARAKTER AIRTANAH BERDASARKAN SIFAT FISIK SEBAGAI DASAR PENDUGAAN INTRUSI AIRLAUT DAERAH GLAGAH DAN SEKITARNYA M. Prahastomi M. S.* Cipta Endayana ST., MT.* *Fakultas Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran Abstrak Daerah penelitian terletak di Kecamatan Wates, Provinsi DIY. Secara geografis daerah penelitian ini terletak pada koordinat 110 o o BT dan 7 o o LS. Penelitian aspek geologi dan sifat fisik airtanah dilakukan sebagai dasar pendugaan adanya intrusi air laut pada daerah penelitian. Bidang temu air tawar dan air asin dibuat menggunakan model numerik Ghyben-Herzberg dengan mengasumsikan bahwa akifer memiliki sifat homogen. Daerah penelitian memiliki runtutan batuan/ stratigrafi dari atas ke bawah adalah pasir tak terkonsolidasi, gravel, dan lapisan lanau (silt). Litologi yang bertindak sebagai akifer adalah Pasir dan Gravel. Litologi yang bertindak sebagai akuitard adalah lanau (silt). Pengukuran aspek fisik airtanah meliputi ph, EC, TDS, dan suhu. Pengamatan sifat fisik airtanah dilakukan pada 88 titik sumur, sumur gali maupun sumur bor. Kedalaman sumur dan muka airtanah diukur pada tiap titik pengamatan. Konus muka airtanah diperlihatkan pada beberapa titik sumur. Model Ghyben- Herzberg dikomparasi dengan sifat fisik airtanah pada penampang. Konus-konus yang diperoleh pada penampang tidak memperlihatkan adanya pengaruh pada sifat fisik airtanah (DHL). Hasil analisis dari data penampang sumur yang berkonus memperlihatkan bahwa hanya sumur DW 38-2 yang memperlihatkan tingginya pengaruh nilai DHL. I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan kebutuhan yang paling penting dalam kehidupan manusia. Kebutuhan air bersih yang kian meningkat dipicu oleh meningkatnya jumlah penduduk, wilayah pemukiman, irigasi, industri. Survey yang dilakukan i

2 oleh Pemerintah Daerah Kulon Progo (2010) menunjukkan bahwa mayoritas penduduk daerah Wates sebesar 3281 jiwa masih memanfaatkan airtanah sebagai sumber air untuk mereka dilakukan secara bersamaan untuk saling melengkapi. 1.2 Identifikasi Masalah Permasalahan yang akan mempengaruhi kegiatan penelitian, yaitu: konsumsi dan mandi. Manajemen airtanah di daerah Bagaimana kondisi geologi daerah penelitian? pantai dibutuhkan penanganan yang sangat hati-hati. Abstraksi airtanah yang berlebihan dari akuifer memaksa conate water keluar menggantikan airtanah tawar dan menyebabkan intrusi airlaut masuk kedalam sumur-sumur warga. Kegiatan pengambilan airtanah oleh perusahaan tambang dapat mempengaruhi keseimbangan airtanah. Sehingga, pengamatan kondisi hidrogeologi perlu dilakukan untuk mengelola pengambilan airtanah untuk Bagaimana sifat fisik airtanah daerah penelitian? Bagaimana batas bidang temu antara air tawar dengan air asin pada daerah penelitian? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini secara umum, yaitu: Mengetahui kondisi geologi daerah penelitian mencegah intrusi airlaut. Mengetahui sifat fisik airtanah Studi sifat fisik airtanah sangat membantu dalam mengidentifikasi daerah yang terindikasi terpengaruh oleh air asin. Data studi fisik airtanah perlu diperkuat dengan data kimia airtanah, sehingga dalam praktisnya perlu daerah penelitian Menentukan batas bidang temu air tawar dengan air asin II. METODE PENELITIAN ii

3 Pengamatan aspek geologi untuk melihat pengaruh pasang surut dan hidrologi dilakukan di lapangan. airlaut. Metode yang digunakan pada Pengamatan geologi dilakukan untuk melihat persebaran batuan di penelitian ini dijelaskan dalam bagan alir dibawah ini: permukaan. Untuk menunjang data stratigrafi bawah permukaan, rekonstruksi penampang stratigrafi dilakukan menggunakan data bor. Pengamatan hidrologi mencangkup pengamatan Muka Airtanah dan sifat fisik airtanah (Ph, EC, TDS, Suhu Air, Suhu Udara). Pengukuran tinggi muka air dan debit sungai dilakukan III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Stratigrafi Daerah Penelitian Daerah penelitian tersusun oleh endapan aluvium berupa pasir halus sampai sedang, setempat ditemukan juga lempung tak terkonsolidasi. Endapan pasir yang dijumpai umumnya berwarna abu kehitaman hingga putih kecoklatan, sedang dan menghalus kearah atas. Mineral yang dijumpai antara lain feldspar, piroksen, hornblenda, kuarsa serta di beberapa tempat dijumpai mineral magnetit dan hematit. Pada beberapa lokasi nampak lapukan pasir yang sudah berubah menjadi tanah, dengan ketebalan berkisar memiliki butiran halus sampai iii

4 sentimeter, berwarna kecoklatan. Secara struktur geologi, daerah studi disusun oleh lapisan yang relatif datar dan belum mengalami proses pengangkatan, perlipatan, serta pensesaran. 3.2 Hidrogeologi Daerah Penelitian Daerah penelitian terletak pada Cekungan Airtanah Wates, tepatnya di hilir Sub-DAS Serang yang memiliki luas sekitar 161,6 Runtutan batuan/stratigrafi km 2. DAS serang ini secara umum daerah penelitian didapatkan dari hasil pengeboran. Litologi umum penyusun daerah penelitian dari bawah ke atas adalah silt, gravel, dan pasir. memiliki pola pengaliran sub dendritik di bagian hulu, dan pada sungai utamanya memiliki pola aliran meandering dengan arah pengaliran utara selatan mengikuti topografi setempat. ii

5 Cekungan Airtanah Wates Secara umum penggunaan lahan di CAT Wates berupa sawah irigasi, permukiman, rumput, tegalan, badan air dan gedung.sedangkan penggunaan yang ada di area 150 hektar hanya ada tegalan dan rumput. topologi sistem akifer Puradimadja (1993) termasuk pada sistem akifer Endapan Aluvial Pantai. Penentuan sistem akifer ini didasarkan pada geomorfologi di daerah penelitian yang umumnya datar hingga bergelombang dan memanjang sejajar dengan garis pantai. Sistem akifer yang terdapat pada daerah penelitian berdasarkan Berdasarkan terminasi akifer oleh Todd (1984) maka material ii

6 yang bertindak sebagai akifer adalah pasir halus-sedang dan gravel. Litologi yang bertindak sebagai akitard adalah lapisan lanau. Jenis akifer di daerah penelitian adalah akifer tak tertekan (unconfined aquifer). Berdasarkan hasil pemetaan muka airtanah pada sumur bor dan sumur-sumur warga yang terdapat di keterdapatan sumur (sudah termasuk 29 titik sumur yang dibuat) yang dilakukan pengukuran, sumur-sumur tersebut berada bagian timur, barat, utara dan selatan daerah studi. Pada umumnya sumur-sumur gali dijumpai pada litologi berupa pasir yang berbutir halus sampai sedang. Sebaran lokasi titik sumur dapat dilihat pada gambar. daerah studi, peta isofreatik dibuat Muka airtanah pada daerah untuk menggambarkan hubungan kedalaman muka airtanah pada daerah studi. Selain itu, peta isofreatik/watertable map ini juga bermanfaat untuk menentukan arah aliran dan gradien hidrolik airtanah, serta mengetahui hubungan antara airtanah dengan air permukaan. Pengamatan muka air tanah di lokasi penelitian selain diamati dari sumur bor yang dibuat juga di amati dilokasi sumur gali, ada 87 ii studi memiliki kedalaman berkisar antara 0,3 hingga 6,1 m dari permukaan tanah, secara umum pergerakannya berarah utara ke selatan (mengarah ke laut). Nampak pada peta beberapa daerah yang menunjukan konus-konus dengan muka air tanah yang lebih dalam dari daerah sekitarnya, hal tersebut dapat diakibatkan oleh adanya pemompaan yang dilakukan oleh warga atau mengikuti permukaan dari lapisan

7 litologi di bawahnya. Peta Isofreatik disajikan di halaman berikut ini. Hubungan antara air tawar dan air asin ini menurut Ghyben Herzberg (1901) berkaitan erat dengan perbedaan berat jenis antara kedua jenis fluida ini. Dari peta muka airtanah, maka dapat dihitung kedalaman bidang temu (interface zone) antara airtawar dan air asin. Pengamatan pada peta zonasi suhu airtanah menunjukkan adanya titik-titik dengan suhu airtanah yang lebih tinggi dari rata-rata suhu airtanah di sekitarnya. Terdapat dua titik sumur, yaitu DW 23-2 dan BHa- 29 yang memiliki suhu diatas 35 C. Keberadaan dua sumur ini sangatlah dekat dengan pantai. Anomali suhu ini mungkin berkaitan dengan pengaruh dari airlaut, sehingga suhu airtanah di DW 23-2 dan BHa-29 sekitarnya. Sumur BHa-08, DW 28-2, BHa-07, DW 22-2, BHa-21, BHa- 17, DW 38-2, dan DW 50-2 memiliki suhu airtanah berkisar C. Pengamatan pada peta iso konduktivitas listrik memperlihatkan bahwa umumnya keadaan airtanah pada derah penelitian belum terkontaminasi air asin. Namun terdapat anomali dimana nilai DHL tinggi (1560 µs/cm) pada sumur DW 17-1 yang terletak 3.8 kilometer dari garis pantai. Nilai DHL diatas 1500 menurut klasifikasi kualitas airtanah Sihwanto (1990) dalam Saefudin (2000) tergolong air agak payau. Genesa /asal/penyebab dari tingginya nilai DHL tidak dapat ditentukan dan perlu dilakukan kajian lebih mendalam dalam aspek kimia airtanah. tersebut lebih tinggi dari sumur di iii

8 Pengukuran Daya Hantar Listrik juga dilakukan pada masingmasing sumur bor, namun metode dalam penentuan titik vertical yang diambil tidak berdasarkan elevasi airtanah. Hal ini menyebabkan data pengukuran Daya Hantar Listrik per kedalaman sumur (vertikal) tidak dapat dikorelasi dengan baik. Perbandingan nilai DHL sumur DW 23-2 dan BHa-29 menunjukkan nilai masing-masing 400 dan 730. Hal ini menarik diperhatikan karena dua titik sumur ini memiliki karakter suhu airtanah yang memiliki nilai diatas 35 C dan terdapat di sekitar garis pantai. Sampling airtanah pada dua titik tersebut perlu dilakukan untuk mengkonfirmasi adanya indikasi pengaruh air asin ke dalam dua titik sumur tersebut. Pengukuran pada 3 bagian sungai memperlihatkaan bahwa terdapat hubungan tinggi muka air sungai terhadap perubahan pasang surut airlaut. Ketika sungai dipengaruhi oleh airlaut, maka terdapat kemungkinan masuknya airlaut kedalam akifer. Hal ini dapat diamati dengan adanya anomali nilai DHL pada sumur di sekitar hulu sungai serang (DW 07-1, DW 01-2, DW 06-1, DW 16-2, DW 02-1, DW 05-1, DW 04-1) dibandingkan dengan nilai DHL di sumur yang jauh dari sungai (Misalnya, DW 09-1). Anomali ditemui pada daerah di dekat aliran sungai bagian hilir, yaitu DW 11-1, DW 09-2, DW 10-2 yang memiliki nilai DHL yang tidak begitu tinggi ( µs/cm) dibandingkan daerah hulu sungai. Hal ini dapat terjadi karena pengaruh iv

9 nilai permeabilitas akifer yang berbeda antara bagian hulu dengan hilir sungai. Penelitian lebih lanjut melalui pumping test perlu dilakukan untuk melihat nilai permeabilitas di beberapa titik sekitar hulu dan hilir sungai. Pengambilan sampling kimia airtanah perlu dilakukan untuk mengkonfirmasi apakah terdapat pengaruh airlaut didalam sumur warga atau pengaruh dari aktivitas manusia (pertanian, perkebunan dll). Nilai DHL pada muka airtanah yang terjadi pada muka airtanah yang terdepresi, yaitu DW 51-2 (380) dan DW 56-2 (380) tidak menunjukkan adanya nilai DHL yang tinggi. Nilai tinggi pada DW 19-2 (1110) dapat disebabkan karena letak sumur yang dekat dengan dermaga. Dalam distribusi nilai ph yang terdapat di berbagai sumur dapat menunjukkan adanya pengaruh airlaut. Namun nilai ph dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor, misalnya pengaruh dari jenis mineral penyusun material pasir maupun gravel. Pada deskripsi bor yang diperoleh, terdapat mineral Horblenda, yang sifatnya basa karena megandung banyak Fe maupun Mg. Hornblende memiliki rumus kimia [Ca 2 (Mg,Fe 2+ ) 4- (Al,Fe 3+ )(Si 7 Al)O 22 (OH) 2 ] (Raymond,2002). Hal ini tentu dapat menaikkan nilai ph airtanah. Sehingga tingginya nilai ph airtanah dapat terjadi karena airtanah melewati material dengan mineral penyusun tersebut (mineral basa). Jadi ketika peneliti mendapati nilai ph yang amat tinggi, terdapat dua kemungkinan yang akan muncul: v

10 akibat pengaruh airlaut atau sifat alamiah airtanah daerah tersebut (karena melimpahnya mineral yang bersifat basa). Karena itu perlu dilakukan sampling kimia airtanah pada beberapa spot yang Klorida dan bikarbonat yang tinggi. Dan apabila kadar rasio tersebut tinggi, maka perlu diperiksa apakah peningkatan rasio klorida-bikarbonat tersebut karena pengaruh airlaut atau karena pengaruh aktivitas menunjukkan nilai ph diatas apakah menunjukkan kadar rasio manusia/mikroorganisme melihat nilai rasio Na-Cl. dengan Nama Stasiun Jarak Dari Pantai Jam Pengukuran MAT vi Kode Penampang Sifat Fisik Airtanah (meter) ph EC TDS Suhu DW KPAC ???? KPAC ???? DW Bha A-B KPAC ???? KPAC ???? BHa DW C-D KPAC ???? KPAC ???? KPAC ???? Bha DW E-F DW KPAC ???? KPAC ???? DW DW G-H

11 DW Perbandingan Sifat Fisik Airtanah Pada Tiap Titik Stasiun di Penampang Pada model interface air asin dan airtawar penampang C-D didapatkan konus di sumur BHa-20. Sumur BHa-20 memiliki sifat fisik airtanah yang belum dipengaruhi air laut dengan nilai ph 6.9, DHL 370 mhos/cm, dan suhu air 29.2 C. Pada model interface air asin dan airtawar penampang E-F, konus terdapat di sumur BHa-22. Sumur BHa-22 memiliki sifat fisik airtanah yang belum terpengaruhi air laut dengan nilai ph, DHL 430 mhos/cm, dan suhu air 32.7 C Pengukuran Muka Airtanah merupakan dasar pembuatan dari interface zone. Muka airtanah yang diukur pada saat pasang airlaut akan menunjukkan nilai muka airtanah normal. Muka airtanah yang diukur pada saat surut airlaut akan menunjukkan muka airtanah yang semakin rendah dari kondisi normal. Kondisi normal disini didefinisikan ketika muka air laut berada pada Mid Sea Level. Konus-konus dapat terlihat pada penampang dapat disebabkan karena waktu pengamatan yang berbeda-beda (saat pasang/surut airlaut). Hal ini dapat dibuktikan dengan melihat adanya konus-konus pada daerah penelitian dimana sifat fisik dari airtanahnya tidak terlihat adanya pengaruh air asin. Konuskonus yang terdapat pada BHa-22 dan BHa-20 tidak menunjukkan nilai EC maupun ph yang tinggi. yang semakin tinggi dari kondisi ii

12 Pengukuran datum 0 mdpl berdasarkan mid sea level daerah penelitian tidak dilakukan ketika pengambilan data sumur dilakukan. Hal ini dikarenakan keterbatasan waktu pengambilan data. Penelitian yang dilakukan di area pantai dengan kondisi morfologi yang relatif datar perlu dilakukan pengukuran geodetic detil agar dalam penentuan elevasi memiliki tingkat keakuratan yang dapat dipertanggungjawabkan. Konus-konus yang didapatkan pada hasil permodelan dapat saja berubah secara drastis apabila dilakukan pemetaan geodesi detil. Ketelitian pengukuran nilai elevasi sangat penting dalam hal ini untuk membuat model interface airtawar dan air asin. Perbedaan ketinggian 1 meter dapat mengubah model interface model airtawar dan air asin sebanyak 40 meter. Pada model interface air asin dan airtawar penampang G-H, konus terdapat di sumur DW Sumur DW 38-2 memiliki sifat fisik airtanah yang agak dipengaruhi airlaut. Hal ini ditunjukkan dengan nilai EC yang relatif tinggi, yaitu 970 mhos/cm. Nilai ph airtanah di sumur ini adalah 7.2 dengan suhu airtanah 31 C. Dari beberapa pengamatan konus pada penampang dan analisis sifat fisik airtanah, maka didapatkan kesimpulan bahwa pada sumur DW 38-2 mempunyai indikasi kuat terjadi upconing. IV. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan: ii

13 Geomorfologi daerah Terdapat konus-konus penelitian terdiri dari 3 yang mengidikasikan bentuk lahan yaitu: adanya upconing di bentuk lahan marin, bentuk lahan eolian, dan daerah Upconing penelitian. ini bentuk lahan aluvial. Stratigrafi daerah penelitian terdiri dari 3 satuan, yaitu satuan pasir menyebabkan arah aliran airtawar berbalik ke arah darat. Berdasarkan sifat daya permukaan, satuan hantar listrik, semua titik gravel, dan satuan lanau sumur daerah penelitian (silt). Litologi yang umumnya memiliki bertindak sebagai akifer adalah lapisan pasir dan gravel. Litologi yang bertindak sebagai akitard adalah lanau (silt). Berdasarkan dari kualitas airtanah yang masih tergolong airtawar. Kecuali di satu titik, nilai DHL 1560 pada sumur DW 17-1 yang tergolong air agak payau. pengamatan muka Pada penarikan airtanah, aliran airtanah secara umum mempunyai penampang rekonstruksi untuk model arah aliran ke laut. interface airtawar air asin Ghyben-Herzberg, satu ii

14 stasiun mengkonfirmasi dengan sifat kimia pada adanya hubungan antara indikasi upconing dengan sifat fisik fisik airtanah, yaitu stasiun DW setiap titik anomali sifat fisik (seperti ph, EC, TDS, dan suhu airtanah) Dalam penentuan adanya intrusi airlaut atau tidak, V. SARAN Penelitian hidrogeologi pada daerah pantai memerlukan pengukuran elevasi/topografi yang lebih detil menggunakan pemetaan geodesi dengan tingkat keakuratan dibawah 1 mm. Hal ini diperlukan untuk menghindari adanya ketidakakuratan pembuatan model interface air asin dan air tawar. Pengukuran sifat fisik airtanah perlu ditunjang iii perlu penelitian yang dilakukan selama jangka waktu tertentu. Kondisi yang berada di daerah penelitian mungkin saja merupakan kondisi alamiah bidang kontak antara air asin dan airtawar. Pengambilan data fisik airtanah per kedalaman perlu memperhitungkan elevasi dari airtanah yang diambil. Pengambilan data fisik dilakukan pada elevasi airtanah yang sama, bukan per

15 kedalaman, karena elevasi tiap titik pengamatan ketika pasang/ surut. Pengukuran MAT yang berbeda. tidak memperhatikan Interval pengambilan data pasang/surut akan sifat fisik airtanah per memperlihatkan konus- elevasi muka airtanah perlu diperbesar untuk konus yang mungkin tidak terjadi pada daerah melihat gradasi penelitian. peningkatan nilai sifat fisik airtanah yang terpengaruh airtawar. Interval kecil pada pengambilan sifat fisik tidak begitu memperlihatkan adanya pengaruh dari air asin terhadap airtanah. Pengaruh pasang surut sangat mempengaruhi pengukuran MAT di lapangan. Data MAT perlu diambil dalam DAFTAR PUSTAKA Afandi Hidrogeologi Regional Daerah Studi dan Sekitarnya. Cooper, Hilton H A Hypotheis concerning the dynamic balance of fresh water and salt water in a coastal aquifer: Journal Geophysics Research Endayana, Cipta dkk Laporan Studi Hidrologi dan Hidrogeologi Penambangan Pasir Besi PT. Jogja Magasa Ironsand waktu yang sama, yaitu iv

16 Kodoatie, Robert J Tata Ruang Airtanah. Yogyakarta: Penerbit Andi Rahardjo dkk Geologi daerah Yogyakarta dan sekitarnya Kruseman, G.P., De Ridder, N.A.,1983. Analysis and Evaluation of Pumping Test data Third Edition. ILRI: Wageningen Netherlands. Loren A. Raymond Petrology: The study of igneous, sedimentary, and metamorphic rocks. Mcgraw-Hill Mandel, S Groundwater resources: Development and Management. Academic Press: London Matthess, George The properties of Groundwater. John Wiley & Sons Puradimadja, Deny P Penyusunan Tipologi Paket Penelitian Sumberdaya Air penunjang Perencanaan Transmigrasi. LAPI ITB Sawyer, C. N., Mc.Carty, P.L., Chemistry of Environmental Engineering. Newyork: McGraw Hill Sihwanto Metode Penentuan Penyebab Keasinan Airtanah: Studi Kasus Daerah Dataran Pantai Dumai, Riau. Bandung: Kumpulan Makalah Ikatan Ahli geologi Indonesia. Toth, J The role of regional Gravity flow in the chemical and Thermal Evolution of Groundwater. Proceedings First Canadian/American Conference on Hydrogeology. Practical Appplications of Groundwater. Geochemistry: Canada. Todd Groundwater Hydrology 2 nd Ed. Newyork: John Wiley and Sons. v

17 LAMPIRAN Peta Sebaran Sumur di Daerah Penelitian ii

18 Interface Zone Garis Penampang A Interface Zone Garis Penampang B iii

19 Interface Zone Garis Penampang C Interface Zone Garis Penampang D Data Pengamatan Sifat Fisik Tiap Sumur di Daerah Penelitian No STAT X Y PH TDS EC Temperatur Temperatur ppm ) (micro S.) Air Udara MAT (mdpl) 1 DW DW iv

20 No STAT X Y PH TDS EC Temperatur Temperatur ppm ) (micro S.) Air Udara MAT (mdpl) 3 DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW v 1

21 No STAT X Y PH TDS EC Temperatur Temperatur ppm ) (micro S.) Air Udara MAT (mdpl) 29 DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW DW vi

22 No STAT X Y PH TDS EC Temperatur Temperatur ppm ) (micro S.) Air Udara MAT (mdpl) 55 DW DW DW DW BH BH BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa vii

23 No STAT X Y PH TDS EC Temperatur Temperatur ppm ) (micro S.) Air Udara MAT (mdpl) 80 BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa BHa viii