ANALISIS POTENSI INTRUSI AIR ASIN MENGGUNAKAN METODE ANOMALI GRAVITY MIKRO ANTAR WAKTU (STUDI KASUS: DKI JAKARTA)

Transkripsi

1 Proseding Seminar Nasional Fisika dan Aplikasinya Sabtu, 21 November 2015 Bale Sawala Kampus Universitas Padjadjaran, Jatinangor ANALISIS POTENSI INTRUSI AIR ASIN MENGGUNAKAN METODE ANOMALI GRAVITY MIKRO ANTAR WAKTU (STUDI KASUS: DKI JAKARTA) REZKI NOVIANA AGUS *1), QUART FERRINA 1), MAHMUD YUSUF 2) 1) Prodi Geofisika, Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (STMKG) Jl. Perhubungan I no. 5, Komplek Meteorologi BMKG, Pondok Betung, Tangerang Selatan 15221, Telp./Fax (021) , 2) Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Jalan Angkasa I no. 2, Kemayoran, Jakarta Pusat10720,Telp.(021) , Abstrak.Terjadinya pencemaran air tanah pada wilayah DKI Jakarta khusunya Jakarta bagian Utara melatarbelakangi studi kasus ini. Penelitian ini menggunakanmetode anomali gravity mikro antar waktu untuk menganalisis potensi intrusi air asin di wilayah DKI Jakarta sehingga dapat memantau perubahan kondisi hidrogeologi pada daerah tersebut.pengambilan data gaya berat dilakukan sebanyak 2 (dua) kali oleh tim BMKG yakni pada bulan Oktober-November 2013 dan Oktober-November 2014 di titik yang sama sejumlah86 titik.sebagai hasilnya, anomali gravity antarwaktu positif pada kisaran nilai mgal sampai dengan mgal yang berada di kawasan Jakarta bagian Utara hingga mencapai Jakarta Pusat mengindikasikan telah terjadinya intrusi air asin.sedangkan anomali gravity antar waktu negatif pada kisaran nilai mgal sampai dengan mgal yang terjadi di kawasan Jakarta bagian Selatan mengindikasikan turunnya permukaan air tanah pada wilayah tersebut. Kata kunci :intrusi air asin, anomali gravity mikro antar waktu, muka air tanah Abstract. Groundwater contamination in Jakarta, especially in northern Jakarta, is the reason for this case study. In this study, we use time-lapse micro gravity anomaly to analyze the potential of saline water intrusion in Jakarta. Therefore we can keep an eye on changes of hydrogeological conditions in that area. BMKG team collected the 86 points of data in October-November 2013 and 86 points of data too in October- November In this study, we get positive value of time-lapse gravity anomaly in the range of mgal to mgal in northern Jakarta to central Jakarta. It indicates saline water intrusion. At the same time, we get negative value of time-lapse gravity anomaly in the range of mgal to mgal in southern Jakarta. It indicates decline of ground water level in this region. Keywords :saline water instrusi,,time lapse micro gravity anomaly, ground water level 1. Pendahuluan Beberapa dekade terakhir, DKI Jakarta sebagai pusat negara berkembang pesat dalam hal jumlah penduduk dan kegiatan industri. Perkembangan ini tentu saja diiringi dengan meningkatnya kebutuhan energi dan air bersih oleh masyarakat Jakarta. Berbagai sektor memenuhi kebutuhan air bersih dengan mengandalkan sumberdaya air tanah. Kegiatan eksploitasi air tanah secara terus menerus * noviana.rezki@gmail.com Kode Artikel: FB-02 1

2 2 Rezki Noviana Agus, dkk memiliki dampak negatif terhadap lingkungan, diantaranya penurunan muka air tanah yang menyebabkan massa bawah tanah berkurang ditambah dengan beban bangunan-bangunan bertingkat menyebabkan terjadinya amblesan tanah pada wilayah DKI Jakarta. Lebih jauh lagi, penurunan ini mengubah keseimbangan hidrostatik antar-muka air tanah tawar/asin di cekungan Jakarta yang dapat mengakibatkan terjadinya intrusi air asin. Pada tahun 2009 saja kondisi Cekungan Air Tanah (CAT) Jakarta sudah memasuki zona kritis hingga rusak akibat eksploitasi air tanah di atas ambang batas normal yang direkomendasikan. Pengambilan air tanah pada CAT Jakarta saat itu hampir melebihi setengah aliran air tanah yang masuk ke dalam akuifer menengah dan dalam, kondisi demikian dapat di kategorikan sudah memasuki zona kritis hingga rusak. Berdasarkan data Badan Geologi, ESDM, Neraca Air Tanah Jakarta saat itu adalah potensi air tanah (dalam) 52 juta m 3 /thn sedangkan pengambilan air tanah (dalam) 21 juta m 3 /thn (40%). Kepala Badan Geologi, R. Sukhyar berkata bahwa kondisi cekungan air tanah Jakarta yang mencover 3 Provinsi (DKI Jakarta, Banten dan Jawa Barat) saat itu kondisinya sangat kritis akibat eksploitasi air tanah yang berlebihan hingga mencapai 40%, seharusnya maksimum hanya 20% agar tidak terjadi intrusi air laut ke daratan.kondisi ini sangat memprihatinkan sekaligus perlu segera dicarikan penanganannya [7]. Gambar 1. Ilustrasi proses terjadinya intrusi air laut. (a) Sebelum; (b) Sesudah [11]. Intrusi air asin (Gambar 1) adalah suatu peristiwa penyusupan air asin ke dalam akuifer di mana air asin menggantikan atau tercampur dengan air tanah tawar yang ada di dalam akuifer. Penyusupan ini akan menyebakan air tanah tidak dapat dimanfaatkan, dan sumur yang memanfaatkannya terpaksa ditutup atau ditinggalkan. Berdasarkan pengertian tersebut serta asal air asin, maka intrusi air laut adalah intrusi air asin yang berasal dari air laut, sehingga hanya terjadi di daerah pantai. Sementara intrusi air asin dapat terjadi di mana saja, bahkan di daerah pedalaman (inland). Air asin adalah semua air yang mempunyai kadar kegaraman yang tinggi. Tingkat kegaraman biasanya dicerminkan dari total kandungan zat terlarut (Total Dissolved Solids/TDS). Air tanah tawar mempunyai TDS kurang dari 1000 mg/l. Sementara air tanah payau/asin TDS-nya lebih dari 1000 mg/l. Dampak air payau terhadap kesehatan masyarakat yang menggunakan air tersebut untuk dikonsumsi maupun kegiatan lain seperti mandi adalah dapat mengganggu kesehatan. Hal ini disebabkan air payau yang mengandung NaCl

3 Analisis Potensi Intrusi Air Asin Menggunakan Metode Anomali Gravity... 3 (Natrium Chloride) tinggi dapat mengganggu metabolisme yang terjadi di dalam tubuh manusia [8]. Penelitian ini menggunakan metode anomaly mikro gravity antar waktu untuk menganalisis pola intrusi air asin tersebut. Metode anomali mikro gravity antarwaktu ini merupakan pengembangan dari metode gravity yang dicirikan dengan pengukuran secara berulang dalam selang waktu tertentu. Adapun Gambar 1 (a) dan (b) adalah simulasi terjadinya intrusi air asin. Air asin memiliki densitas yang lebih tinggi dibandingkan air biasa, sehingga terjadinya intrusi air asin mengakibatkan penambahan massa di bawah permukaan. Penambahan massa bawah permukaan akan membuat nilai gravity lebih tinggi dibandingkan saat sebelum terjadinya intrusi air asin. Anomali gravity mikro antar waktu dapat bersumber dari anomali di permukaan (geakan vertikal memiliki anomali sekitar 3 Gal/cm) dan anomali bawah permukaan (pergerakan fluida dan perubahan densitas pada reservoir). Berdasarkan hubungan tersebut, beberapa orang peneliti memanfaatkan metode gravity mikro antar waktu ini untuk memonitor perilaku reservoir hidrokarbon (Hare dkk., 1999, Santoso dkk., 2004, Hare dkk., 2007), reservoir panas bumi (Allis dan Hunt, 1986; Fujimitsu dkk., 2000), amblesan dan perubahan muka air tanah (Branston dan Styles, 2000; Kadir dkk., 2004, dan Santoso dkk., 2006) [3]. Anomali Bouguer merefleksikan adanya operubahan densitas baik dalam arah horizontal, maupun vertikal. Anomali pada stasiun di jelaskan sebagai : dimana dan adalah nilai gravity observasi dan teoritis, a, b, dan c adalah nilai konstanta koreksi udara bebas, bouguer, dan terrain. adalah ketinggian stasitun dan selisih tinggi stastiun pengukuran terhadap lokasi sekitarnya. Setiap stasiun diukur sebanyak dua kali, yaitu pada saat dan, sehingga anomaly bouguer pada setiap stasiun sesuai dengan persamaan berikut: dan Nilai pada setiap pengukuran adalah sama efek terrain ( sangatlah kecil pada topografi yang relative datar ( untuk setiap perubahan ketinggian 1 cm) sehingga koreksi ini dapat diabaikan.

4 4 Rezki Noviana Agus, dkk Akibat tidak adanya perubahan ketinggian pada titik titik pengukuran, maka anomaly gravity antarwaktu adalah selisih antara gravity observasi yang diukur pada saat dan. 2. Metode Penelitian Pengukuran gravity dilakukan sebanyak 2 (dua) kali yaitu pada bulan Oktober- November 2013 dan Oktober-November 2014 di 86 titik pengukuran yang tersebar di daerah penelitian. Daerah penelitian adalah wilayah Propinsi DKI Jakarta meliputi daerah seluas 32 x 32 km 2 (Gambar 2). Gambar 2. Peta daerah penelitian Pengukuran gravity ini dilakukan dengan menggunakan gravimeter Scintrex Autograv CG-5 yang mempunyai ketelitian pengukuran hingga 1 μgal (10-6 cm/s 2 ) (Gambar 3a).Peralatan lain yang digunakan adalah GPS tipe Garmin 76 CSX dan altimeter Paulin (Gambar 3b dan 3c).

5 Analisis Potensi Intrusi Air Asin Menggunakan Metode Anomali Gravity... 5 (a) (b) (c) Gambar 3. (a) Gravimeter Scintrex Autograv CG-5 [8]; (b) Altimeter Paulin [9]; (c) GPS tipe navigasi Garmin 76 CSX [10] Penelitian ini menggunakan data gravity observasi tahun 2013 dan tahun 2014 sebagai data utama. Anomali gravity antarwaktu menunjukkan adanya perubahan dari beberapa sumber. Data perubahan muka air tanah digunakan sebagai data pendukung dalam menganalisa potensi terjadinya intrusi air asin. 3. Hasil dan Pembahasan Identifikasi terjadinya intrusi air asin dilakukan dengan menggunakan data gravity mikro antarwaktu periode 2013 sampai dengan Gambar 4. (a) Nilai gravity observasi tahun 2013; (b) Nilai gravity observasi tahun 2014 Nilai gravity observasi Jakarta berkisar pada rentang nilai mgal sampai dengan mgal.nilai pengukuran gravity ini telah terkoreksi oleh koreksi pasang surut dan koreksi alat. Anomali gravity antarwaktu merepresentasikan perubahan nilai gravity observasi pada selang waktu tertentu. Hasilnya disajikan dalam peta sebagai berikut:

6 6 Rezki Noviana Agus, dkk Gambar 5. Peta selisih nilai gravity observasi tahun 2013 sampai dengan 2014 Anomali gravity yang terukur di lapangan merupakan superposisi dari berbagai sumber. Gambar 5 menunjukkan keberadaan anomaligravity antarwaktu yang memiliki nilai (+), (-), dan (0). Nilai (+) dapat disebabkan adanya kenaikan muka air tanah, penurunan muka tanah (amblesan tanah) dan intrusi air asin. Nilai (-) dapat disebabkan adanya penurunan muka air tanah dan kenaikan muka tanah.nilai (0) dapat diakibatkan penyebab anomali positif dan anomali negatif yang seimbang, atau tidak adanya perubahan. Pada Gambar 5 terlihat anomali gravity antarwaktu positif berada pada kisaran nilai mgal sampai dengan mgal berada di kawasan Jakarta bagian Utara hingga mencapai Jakarta Pusat, diantaranya: Grogol Petamburan, Penjaringan, Tambora, Taman Sari, Pademangan, Tanjung Priok, Cilincing, Cakung, Kelapa Gading, Koja, Sawah Besar, Pulo Gadung, Jatinegara, Mampang, Matraman, Tebet, Setia Budi, Menteng, Pancoran, Cempaka Putih, Johar Baru, Senen, Kemayoran, Gambir. Sementara itu, anomali gravity antar waktu negatif berada pada kisaran nilai mgal sampai dengan mgal berada di kawasan Jakarta bagian Selatan, diantaranya: Kembangan, Kebayoran Baru, Kebayoran Lama, Pesanggrahan, Mampang, Prapatan, Pasar Minggu, Pasar Rebo, Kramat Jati, Makasar, Duren Sawit, Jagakarsa.Hal tersebut terjadi karena adanya penurunan muka air tanah yang tinggi di wilayah Jakarta Pusat sehingga mengakibatkan adanya kekosongan massa yang besar pada wilayah tersebut dan menimbulkan anomali negatif.

7 Analisis Potensi Intrusi Air Asin Menggunakan Metode Anomali Gravity... 7 Anomali ini kemudian dibandingkan dengan peta perubahan muka air tanah sebagai berikut: Gambar 6. Perubahan muka air tanah Jakarta tahun [4] Gambar 6 menjelaskan pola penurunan muka air tanah sejak tahun 1985 sampai dengan Penurunan muka air tanah yang terjadi pada tahun 1985 dimulai dari daerah Jakarta bagian Utara dan terus membesar sampai Jakarta bagian tengah memiliki nilai penurunan muka air tanah yang tinggi. Pada tahun 1997 terlihat sumber penurunan muka air tanah bertambah kembali di sekitar kecamatan Penjaringan dan mulai semakin membesar penurunannya hingga tahun Berikut adalah peta perubahan muka air tanah berdasarkan data sumur pantau dari Dinas Tata Air Jakarta: Gambar 7. (a) Peta muka air tanah tahun 2013 (b) Peta muka air tanah tahun 2014

8 8 Rezki Noviana Agus, dkk Gambar 8. Peta perubahan muka air tanah tahun 2013 sampai dengan tahun 2014 Perubahan muka air tanah diukur pada sumur pantau selama periode 2013 sampai dengan 2014.Dalam periode ini, perubahan tertinggi berada di kawasan Pancoran, Jakarta Pusat yang mencapai 4.54 meter.hal ini merupakan suatu kewajaran mengingat daerah ini memiliki gedung-gedung bertingkat yang memiliki kebutuhan air dalam skala yang besar.penurunan tertinggi kedua berada di daerah Kecamatan Penjaringan sebesar 3.86 meter. Apabila suatu daerah memiliki banyak sumur yang menyadap air tanah, pemompaan akan membentuk suatu kerucut penurunan. Hal ini sesuai dengan hasil pemetaan pada Gambar 8.Pemompaan yang tinggi dan terus menerus terjadi dapat memicu terjadinya intrusi air asin, yakni aliran air payau atau asin ke arah darat [1]. Berdasarkan Gambar 8 secara umum wilayah yang mengalami anomali gravity positif mengalami perubahan muka air tanah 0 sampai dengan 0.4 meter, sehingga anomali yang terjadi diidentifikasikan akibat adanya intrusi air asin. Berdasarkan penelitian Litanya (2009) terdapat kontur nilai klorin yang tinggi terkonsentrasi pada bagian barat laut Jakarta yang mendukung kebenaran adanya intrusi air asin di daerah tersebut. Kontur tersebut mengarah ke Selatan yang memungkinkan wilayah intrusi air asin semakin meluas [5]. Beberapa titik seperti Penjaringan, Pancoran, dan Cilincing memiliki penurunan muka air tanah yang tinggi. Hal ini mengidentifikasikan penyebab anomali positif adalah adanya intrusi air asin dan amblesan tanah.

9 Analisis Potensi Intrusi Air Asin Menggunakan Metode Anomali Gravity Kesimpulan Berdasarkan uraian dan hasil pembahasan, maka dapat disimpulkan hal hal sebagai berikut: 1. Anomali gravity antarwaktu positif berada pada kisaran nilai mgal sampai dengan mgal berada di kawasan Jakarta bagian Utara hingga mencapai Jakarta Pusat, diantaranya : Grogol Petamburan, Penjaringan, Tambora, Taman Sari, Pademangan, Tanjung Priok, Cilincing, Cakung, Kelapa Gading, Koja, Sawah Besar, Pulo Gadung, Jatinegara, Mampang, Matraman, Tebet, Setia Budi, Menteng, Pancoran, Cempaka Putih, Johar Baru, Senen, Kemayoran, Gambir. Penyebab anomali ini yaitu adanya intrusi air asin dan amblesan tanah. 2. Anomali gravity antar waktu negatif berada pada kisaran nilai mgal sampai dengan mgal berada di kawasan Jakarta bagian Selatan, diantaranya: Kembangan, Kebayoran Baru, Kebayoran Lama, Pesanggrahan, Mampang, Prapatan, Pasar Minggu, Pasar Rebo, Kramat Jati, Makasar, Duren Sawit, Jagakarsa. Penyebab anomali ini yaitu adanya eksploitasi air tanah yang besar sehingga menyebabkan kekosongan massa di bawah permukaan. Ucapan Terima Kasih Terimakasih kepada pihak Sekolah Tinggi Meterologi Klimatologi dan Geofisika (STMKG) yang telah bersedia menyediakan laboratorium sebagai fasilitas pendukung dalam melakukan penelitian ini.juga terima kasih kepada pihak Dinas Tata Air yang telah bersedia menyediakan data pendukung dalam penelitian ini.terimakasih secara khusus kepada Bapak Mahmud Yusuf yang telah memberikan kontribusi saran serta waktu untuk berdiskusi mengenai penelitian ini. Daftar Pustaka 1. Christine, Maria S, Penelitian: Air Tanah, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, Hendrayana, Heru, Dampak Pemanfaatan Air Tanah, Fakultas Teknik, Universitas Gajah Mada, Minardi, Suhayat, Hiden, Daharta Dahrin, dan Mahmud Yusuf, Analisa Penurunan Air tanah dan Amblesan Tanah dengan Metode Gravity Mikro dan Gradien Vertikal Antar Waktu: Studi Kasus di Jakarta, Jakarta: Jurnal Ilmu Dasar, Nishijima, Jun, Underground Fluid Flow Monitoring Using A10 Absolute Gravimeter in Indonesia and Japan. Jakarta: Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Octonavrilna, Litanya, Analisa Perbandingan Anomali Gravitasi dengan Persebaran Intrusi Air Asin (Studi kasus Jakarta ), Jakarta: Jurnal Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Telford, W.M., Geldart, L.P., and Sheriff, R.E. Applied Geophysics (2nd ed.): Cambridge, U.K., Cambridge University Press, diakses 07/11/ /11/2015.

10 10 Rezki Noviana Agus, dkk 9. diakses 08/11/ eterpaulin_1.jpg.html, diakses 08/11/ Manufacturer/dp/B000CSQRYS, diakses 08/11/ diakses 08/11/2015.