ANALISIS INTRUSI AIR LAUT PADA SUMUR GALI DAN SUMUR BOR DENGAN METODE KONDUKTIVITAS LISTRIK DI KECAMATAN MEDAN BELAWAN TESIS. Oleh

Transkripsi

1 ANALISIS INTRUSI AIR LAUT PADA SUMUR GALI DAN SUMUR BOR DENGAN METODE KONDUKTIVITAS LISTRIK DI KECAMATAN MEDAN BELAWAN TESIS Oleh EDWARD SITORUS /FIS PROGRAM PASCA SARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 ANALISIS INTRUSI AIR LAUT PADA SUMUR GALI DAN SUMUR BOR DENGAN METODE KONDUKTIVITAS LISTRIK DI KECAMATAN MEDAN BELAWAN TESIS Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Fisika pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA Oleh EDWARD SITORUS /FIS PROGRAM PASCA SARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

3 PENGESAHAN TESIS Judul Tesis : ANALISIS INTRUSI AIR LAUT PADA SUMUR GALI DAN SUMUR BOR DENGAN METODE KONDUKTIVITAS LISTRIK DI KECAMATAN MEDAN BELAWAN Nama Mahasiswa : EDWARD SITORUS Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi Fakultas : Magister Fisika : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Menyetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc NIP : /Ketua Dr. Perdinan Sinuhaji, MS NIP : /Anggota Ketua Program Studi, Dekan Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc Dr. Sutarman, M.Sc NIP : NIP:

4 PERNYATAAN ORISINALITAS ANALISIS INTRUSI AIR LAUT PADA SUMUR GALI DAN SUMUR BOR DENGAN METODE KONDUKTIVITAS LISTRIK DI KECAMATAN MEDAN BELAWAN TESIS Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar Medan, 23 Juni 2011 EDWARD SITORUS NIM

5 PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Edward Sitorus NIM : Program studi : Magister Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ( Non-Exclusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul: ANALISIS INTRUSI AIR LAUT PADA SUMUR GALI DAN SUMUR BOR DENGAN METODE KONDUKTIVITAS LISTRIK DI KECAMATAN MEDAN BELAWAN Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif ini, berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencaantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 23 Juni 2011 Edward Sitorus

6 Telah diuji pada Tanggal 23 Juni 2011 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc Anggota : 1. Dr. Perdinan Sinuhaji MS 2. Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc 3. Dr. Nasruddin MN,M.Eng.Sc 4. Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS

7

8 KATA PENGANTAR Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, Maha Penolong lagi Maha Pengasih, atas anugrahnya saya dapat menyelesaikan studi demikian juga tugas akhir Tesis pada program magister Fisika di FMIPA. Pada kesempatan ini Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K) selaku Rektor Bapak Dr. Sutarman, M.Sc. Selaku Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara, yang memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti perkuliahan pada Program Magister Fisika Bapak Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc, Selaku Ketua program studi Magister Fisika FMIPA yang selalu memotivasi penulis dalam perkuliahan dan penyelesaian Tesis ini Bapak Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS selaku Sekretaris Program Studi Magister Fisika FMIPA, yang selalu mendorong dan memberi masukan kepada penulis selama perkuliahan dan penyelesaian tesis ini. Bapak Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc, Selaku Ketua Komisi Pembimbing selalu dengan penuh kesabaran meluangkan waktu ditengah kesibukan untuk memotivasi dan mengarahkan penulis dalam penyelesaian tesis ini Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS, selaku anggota Pembimbing yang dengan penuh semangat unttuk mendorong penulis untuk menyelesaikan tesis ini Gubernur Sumatera Utara yang telah memberi bantuan Beasiswa pendidikan kepada penulis melalui BAPEDASU. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc ; Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc, Dr. Perdinan Sinuhaji, MS, Dr. Nasruddin MN, M.Eng. Sc, Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS, Dr. Marhaposan Situmorang, Prof. Dr. M. Zarlis, M.Kom, Prof. Drs. M. Syukur, M.Sc, Dr. Nasir Saleh, MS, Dr. Mester Sitepu, M.Sc, Drs. Syahrul, M.Si, Drs. Tenang Ginting, MS, Dra. Justinon, M.Si sebagai staf pengajar yang telah memberikan ilmunya kepada penulis selama perkuliahan serta pegawai Program studi Magister Fisika FMIPA Universitas Sumatera utara. Ibu Pdt. Hetty E.I. Lumy selaku Pimpinan/Ketua Yayasan Kalam Kudus Indonesia Cabang,Medan dan Bapak Halim Sutanto, Ibu Erwini, Bapak N. Sembiring, BA yang memberi izin bagi penulis untuk mengikuti perkuliahan program Magister serta mendorong penulis dalam menyelesaikan studi Rekan staf dan guru SMA Kristen Kalam Kudus Medan yang memberi dukungan moral dan doa bagi penulis dalam penyelesaian studi S2 i

9 Rekan mahasiswa Program Magister Fisika USU angkatan atas kerjasama dan kebersamaan yang indah selama perkuliahan Secara khusus penulis menyampaikan terimakasih dan sayang yang mendalam kepada istri tercinta Juliana br. Tarigan, S.Pd yang terus memberi semangat dan dukungan doa bersama putra putri kami yang tersayang Ezekiel Berliantoro Sitorus, Efbertias Sitorus, Eka Putri Sitorus, Enjela Anggi Mutiara Sitorus yang memberikan kekuatan bagi penulis dalam penyelesaian studi ini.juga kepada orang tua penulis Ayahanda Elkana Sitorus (Alm)/Ibunda tercinta Tiodor br. Sinaga serta Bapak/Ibu mertua P. Tarigan/S. br. Sembiring abang/kakak, adik-adik, ipar dan semua keponakan saya yang senantiasa memberikan dukungan dan mendoakan keberhasilan penulis dalam menyelesaikan pendidikan ini. Kepada seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, penulis berterimakasih atas semua bantuan yang diberikan, semoga Tuhan Yang Maha Kuasa membalaskan segala kebaikan yang telah diberikan, Amin. Penulis menyadari tesis ini masih jauh dari sempurna, namunpun demikian penulis berharapan semoga tesis ini bermanfaat bagi pembaca dan pihak-pihak yang memer-lukannya. Sekian dan terimakasih. Medan, Mei 2011 Penulis, Edward Sitorus ii

10 ANALISIS INTRUSI AIR LAUT PADA SUMUR GALI DAN SUMUR BOR DENGAN METODE KONDUKTIVITAS LISTRIK DI KECAMATAN MEDAN BELAWAN ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang intrusi air laut pada sumur bor dan sumur gali dengan metode konduktivitas listrik.sampel air sumur diambil sebanyak 26 titik sumur bor dan 20 titik sumur gali masing-masing 600 ml pada 6 (enam) Kelurahan Kecamatan Medan Belawan.Dari hasil pengujian air sumur bor mempunyai Daya Hantar listrik (DHL) 174, ,31 µ mho/cm, 25 C Konsentrasi klorida (Cl) =0,47-301,11 mg/l dinyatakan telah terintrusi air laut sebanyak 22 titik sampel (85%) sedangkan pada sumur gali nilai DHL = 594, ,56 µ mho/cm, 25 C, konsentrasi klorida (Cl) = 107,4 1248,16 mg/l dinyatakan telah terintrusi tinggi Kata kunci : air laut, air sumur bor/gali, intrusi, konduktivitas listrik, iii

11 SEA WATER INTRUSION ANALYSIS IN DIGGING AND DRILLING WELLS WITH ELECTRIC CONDUCTIVITY METHOD IN THE DISTRICT OF MEDAN BELAWAN ABSRACT Research has been done about sea water intrusion in drilling and digging wells with electric conductivity method. Well water samples taken as many as points of drilling well and 20 points of digging well, each 600 ml of 6 (six) villages in Medan Belawan district. The analysis of drilling well water has electric conductivity (EC) 174,24 to 1300,31 μ mho / cm, 25 C. The concentration of chloride (Cl) = 0.47 to mg / L has been stated as much as sea water intruded 22 samples point (85%) where as in digging well EC value = to μ mho / cm, 25 C, the chloride concentration (Cl) = to mg / L has been stated highly intruded Key words: sea water, drilling well / digging well water, intrusion, electric conductivity iv

12 DAFTAR RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama Lengkap berikut gelar : Drs. Edward Sitorus Tempat dan tanggal lahir : Kab. Tapanuli Utara, 8 April 1961 Alamat Rumah : Jl. Budiluhur Gg. Ria No. 22-H Kelurahan Dwi Kora Medan Telepon/Faks/HP : (061) / edward_s61@yahoo.com Instansi Tempat Bekerja : SMA Kristen Kalam Kudus Medan Alamat Kantor : Jl. Mayang No. 10 Medan Telepon/Faks : (061) / (061) DATA PENDIDIKAN SD : Negeri Rautbosi Tamat : 1973 SMP : Negeri Porsea di Siraituruk Tamat : 1976 STM : Negeri P. Siantar Tamat : 1980 Strata-1 : FPTK IKIP Negeri Medan Tamat : 1987 Strata-2 : PSMF PPs FMIPA USU Tamat : 2011 v

13 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR RIWAYAT HIDUP DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN halaman i iii iv v vi x xi BAB I BAB II PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Hipotesis Penelitian Manfaat Penelitian 3 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Sumber-sumber air Kualitas air tanah Karakteristik fisika Karakteristik kimia Akifer Intrusi air laut ke akifer air tanah Air tanah bebas di Pantai Pengambilan air tanah melalui air sumur Sumur dangkal Sumur dalam Konduktivitas larutan elektrolit Gambaran umum lokasi penelitian Letak dan geografis Iklim dan curah hujan Geologi Belawan 19 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Alat- dan Bahan Peralatan Bahan-bahan Teknik pengumpulan sampel 22 vi

14 3.3 Prosedur penelitian Penentuan DHL Pengujian konsentrasi Cl Pengujian TDS Teknik Analisa Data Analisa Model regresi linear Berganda Uji Varian (Uji F) Analisa air laut dan air sumur Diagram alir 28 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil penelitian Pengukuran DHL air laut Pengujian konsentrasi ion klorida air Laut Pengukuran DHL air sumur Bor Pengukuran konsentrasi ion Klorida air sumur bor Pengukuran TDS Total Disolved Solid) Pengukuran DHL air sumur gali Pengukuran konsentrasi ion Klorida air Sumur gali Pengukuran TDS air sumur gali Pembahasan Perhitungan daya hantar listrik (DHL) pada suhu Pengklasifikasian intrusi air laut pada sumur bor dan sumur gali Analisa DHL air sumur bor Analisa jarak kedalaman terhadap DHL air sumur bor pada sistem kontur Analisa jarak kedalaman terhadap DHL terhadap DHL air sumur bor pada grafik 3D Analisa konsentrasi klorida TDS air sumur bor dengan sistem kontur Analisa konsentrasi klorida TDS air sumur bor terhadap DHL air sumur bor pada grafik 3D Analisa DHL air sumur bor melalui grafik regresi Linear Analisa jarak terhadap DHL Analisa kedalaman air sumur bor terhadap DHL air sumur bor Analisa konsentrasi Cl air sumur bor terhadapan DHL air sumur bor 46 vii

15 Analisa suhu air sumur bor terhadap DHL Air sumur bor Analisa TDS air sumur bor terhadap DHL Analisa DHL air sumur gali Analisa jarak, kedalaman terhadap DHL Analisa jarak, kedalaman terhadap DHL Air sumur gali pada grafik 3 D Analisa konsentrasi klorida, TDS terhadap DHL Air sumur gali dengan sistim kontur Analisa konsentrasi klorida, TDS terhadap DHL Air sumur gali pada grafik 3 D Analisa DHL air sumur gali melalui grafik regresi linear Analisa jarak terhadap DHL air sumur gali Analisa kedalaman air sumur gali terhadap DHL air sumur gali Analisa suhu air sumur gali terhadap DHL air sumur gali Analisa konsentrasi (Cl) air sumur gali terhadap DHL air sumur gali Analisa TDS air sumur gali terhadap DHL air sumur gali Analisa regresi linear berganda pada sumur bor dan sumur gali Hasil analisa regresi linear berganda pada sumur bor Hasil analisa regresi linear berganda pada sumur gali 59 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran 63 DAFTAR PUSTAKA 64 LAMPIRAN L-1 viii

16 Nomor Tabel DAFTAR TABEL J u d u l Halaman 2.1 Klasifikasi air berdasarkan daya hantar listrik (DHL) Klasifikasi intrusi air laut berdasarkan konduktivitas Listrik Klasifikasi air berdasarkan konsentrasi klorida Kesadahan air Daya hantar listrik (DHL) air laut sebagai fungsi jarak Data hasil pengujian konsentrasi ion klorida air laut Daya hantar listrik (DHL) sumur bor sebagai fungsi jarak dan Kesadahan Daya hantar listrik air sumur sebagai fungsi konsentrasi klorida Daya hantar litrik air sumur bor sebagai fungsi TDS Daya hantar listrik DHL air sumur gali sebagai fungsi jarak dan kedalaman Daya hantar listrik (DHL) sumur gali sebagai konsentrasi klorida Daya hantar lisrik (DHL) air sumur gali sebagai fungsi TDS Data hasil pengukuran daya hantar listrik (DHL) air laut pada suhu 25 0 C Daya hantar listrik air sumur bor pada suhu 25 0 C Daya hantar listrik air sumur gali pada suhu 25 0 C Klasifikasi Intrusi air laut berdasarkan daya hantar listrik (DHL) Klasifikasi intrusi air laut pada sumur bor berdasarkan daya Hantar listrik (DHL) Klasifikasi intrusi air laut pada sumur gali berdasarkan Daya hantar listrik (DHL) Tabel hasil analisa berganda pada sumur bor Tabel ANOVA Sumur Bor Tabel Model Summary Bor Tabel Hasil Analisa berganda pada sumur gali Tabel ANOVA Sumur gali Tabel Summary pada sumur gali 61 ix

17 DAFTAR GAMBAR Nomor J u d u l Halaman Gambar 2.1 Gambar akifer Hukum Herzberg pada air tanah tawar dan asin dekat garis pantai 2.3 Kondisi dimana intrusi air laut terjadi karena 17 Keseimbangan tergangu akibat pengambilan air 3.1 Skema titik pengambilan sampel penelitian Diagram alir penelitian Sistim kontur antara jarak sumur bor dari garis pantai, 41 kedalaman dengan DHL air sumur bor 4.2 Grafik 3D Sistim kontur antara jarak dari garis pantai, 42 kedalaman sumu bor dengan DHL air sumur bor 4.3 Grafik sistim kontur antara TDS air sumur bor dengan 43 klorida terhadap DHL air sumur bor 4.4 Grafik 3D antara TDS air sumur bor dengan klorida 44 terhadap DHL air sumur bor 4.5 Grafik antara jarak sample air sumur bor dan garis 45 pantai dengan DHL air sumur bor 4.6 Grafik anatara kedalaman sample air sumur bor 45 dengan DHL air sumur bor 4.7 Grafik antara suhu dengan DHL air sumur Bor Grafik antara konsentrasi Cl dengan DHL air sumur 46 bor 4.9 Grafik antara TDS dengan DHL air sumur bor Kontur antara jarak sampel air sumur gali dari pantai, 48 kedalaman sumur gali terhadap DHL air sumur gali 4.11 Grafik 3Dimensi antara jarak sampel air sumur gali 49 dari garis pantai kedalaman sumur gali terhadap DHL air sumur gali 4.12 Grafik sistim kontur antara TDS air sumur gali dengan 50 klorida terhadap DHL air sumur gali 4.13 Grafik 3Dimensi antara TDS air sumur gali dengan 51 klorida Terhadap DHL air sumur Gali 4.14 Grafik antara jarak sampel air sumur gali Grafik antara kedalaman sampel air sumur gali dengan DHL air sumur gali x

18 4.16 Grafik antarkonsentrasi Cl air sumur gali dengan 53 DHL air sumur gali 4.17 Grafik antara suhu dengan DHL air sumur gali Grafik antara TDS dengan DHL air sumur gali 54 xi

19 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Lampiran J u d u l Halaman A Hasil Uji Laboratorium dari BTKL & PPM L-1 B Peta lokasi Penelitian L-2 C Photo Kegiatan Penelitian L-3 Permenkes Nomor 492 tahun 2010 tentang D Persyaratan kualitas air murni L-4 E Surat Tugas Penelitian dari Program Magister Fisika Medan L-5 xii