BAB 5 ANALISIS DAN INTERPRETASI. 5.1 Analisis Data Anomali 4D Akibat Pengaruh Fluida

Transkripsi

1 BAB 5 ANALISIS DAN INTERPRETASI 5.1 Analisis Data Anomali 4D Akibat Pengaruh Fluida Secara umum, pada Gambar 5.1 dapat diamati 2 macam anomali gayaberat 4D, yaitu anomali rendah (mencapai -2 mgal) dan anomali tinggi (mencapai 55 mgal). Utara km Juli 22 s/d September Juli 22 s/d Desember Juli 22 s/d Juni Juli 22 s/d Juni 24 mikrogal Keterangan: Jalan Raya Sungai Sumur Pantau Juli 22 s/d Februari Juli 22 s/d November 25 Titik Pengukuran Gayaberat Gambar 5.1. Peta anomali gayaberat 4D akibat perubahan massa jenis fluida. Sebelas titik pengukuran gayaberat ditunjukkan dengan simbol + berwarna ungu. 32

2 Anomali rendah yang berhubungan dengan pengurangan massa jenis fluida tersebar mengikuti trend baratlaut - tenggara. Data sumur pantau yang menunjukkan penurunan muka air tanah dari tahun ke tahun (Gambar 5.2). Demikian juga untuk data sumur pantau yang lainnya (selain di lokasi yang dianalisis) menunjukkan penurunan ketinggian permukaan air tanah. Pada selang waktu yang semakin lebar, harga anomali rendah cenderung semakin negatif dan semakin meluas ke selatan. Anomali negatif 4D pada selang waktu awal berada pada kisaran -5 μgal berubah mencapai kisaran -2 μgal. Terdapat dua lokasi yang relatif lebih negatif dibanding sekitarnya, yaitu: sebelah selatan Mugasari, dan selatan Wonodri. Kedalaman (meter) Ketinggian Muka Air Tanahdi Sumur Pantau Citra Land (436271, ) Tahun Gambar 5.2. Data ketinggian muka air tanah sumur pantau di Citra Land. Daerah pengurangan air yang signifikan awalnya pada pusat kota, kemudian meluas sampai di daerah perbukitan. Semula hanya meliputi Randusari, Mugasari, Pleburan, Lempongsari, Wonodri dan Tegalsari. Perluasan sebaran anomali negatif pada selang waktu yang lebih lebar mencapai Jomblang dan Tanah putih, dimana topografinya memiliki elevasi yang lebih tinggi (perbukitan). Anomali tinggi yang berhubungan dengan penambahan massa jenis fluida terbagi menjadi dua bagian, di baratlaut dan timurlaut lokasi yang dianalisis. Pada selang waktu yang semakin lebar, harga anomali tinggi cenderung semakin positif. Anomali positif 4D pada selang waktu awal berada pada kisaran 5 sampai 1 μgal bertambah mencapai kisaran 55 μgal. Lokasi anomali positif yang relatif tinggi berada di sebelah utara Peterongan (di sebelah baratnya terdapat sungai). 33

3 Pada Gambar 5.3, ditunjukkan posisi dari titik pengukuran serta pengelompokkan daerah berdasarkan pola perubahan anomali yang sama. Pola kurva-kurva dapat dilihat pada Gambar 5.4 sampai 5.7. TuguMuda PEUGEOT T.PANDAN SimpangLima GKI TMP MARHAENS BTPN BASE TanahPutih AKPOL Gambar 5.3. Sebaran posisi dan nama titik pengukuran di lokasi yang dianalisis. Lingkupan dengan warna berbeda menunjukkan kelompok titik pengukuran dengan kecenderungan pola kurva yang sama. Pada Gambar 5.4 (bagian A), untuk titik pengukuran BASE yang relatif stabil, perubahan anomali 4D pada orde μgal terdapat kenaikan mencapai 2 μgal. Untuk titik pengukuran AKPOL, perubahan anomali 4D minimum dan maksimum mencapai 8 μgal. Penambahan massa jenis fluida dimungkinkan berasal dari selatan yang merupakan daerah recharge. Pada Gambar 5.4 (bagian B), perubahan anomali positif yang relatif tinggi (mencapai 6 μgal) dimungkinkan akibat penambahan massa jenis fluida (pemanfaatan air tanah di daerah tersebut tidak terlalu banyak) dan dominannya amblesan belum terkoreksi sempurna (karena terbatasnya titik pengukuran). Pada Gambar 5.5, untuk titik pengukuran BTPN, TMP, dan Tanah Putih secara umum mengalami perubahan anomali 4D yang semakin negatif. Perubahan anomali 4D minimum dan maksimum masing-masing mencapai: 2, 1, dan 7 μgal. Anomali negatif berhubungan dengan pemanfaatan air tanah yang sangat dominan di daerah ini. 34

4 Pada Gambar 5.6, perubahan anomali 4D minimum dan maksimum mencapai 2 μgal (PEUGEOT) dan 3 μgal (GKI). Anomali 4D pada kedua titik pengukuran ini adalah positif, berhubungan dengan penambahan massa jenis fluida. Pada tahap akhir dari pola kurva, nilainya menunjukkan penurunan. Hal ini dapat dimungkinkan adanya pemanfaatan air tanah yang mulai bertambah dari pada sebelumya MARHAENS (A) mikrogal May-2 Dec-2 Jun-3 Jan-4 Aug-4 Feb-5 Sep-5 Mar-6 Selang waktu (Juli 22 sebagai acuan) mikrogal BASE AKPOL (B). -1. May-2 Dec-2 Jun-3 Jan-4 Aug-4 Feb- 5 Sep-5 Mar-6-2. Selang waktu (Juli 22 sebagai acuan) Gambar 5.4. Kurva perubahan anomali 4D (dalam μgal), pada titik pengukuran (lingkupan berwarna oranye pada gambar 5.2) yang memiliki kecenderungan semakin positif. (A) menunjukkan perubahan anomali yang relatif lebih signifikan dibanding (B). Pada Gambar 5.7, perubahan anomali 4D minimum dan maksimum mencapai 16 μgal (T PANDAN), 12 μgal (SimpangLima), 5 μgal (TuguMuda). Anomali 4D memiliki kecenderungan negatif pada tahap awal dan menjadi positif pada akhirnya. Anomali negatif (awal), dimungkinkan karena pemanfaatan air 35

5 tanah oleh warga sekitar. Anomali positif (akhir), berhubungan dengan penambahan massa jenis fluida. Sangat dimungkinkan terpengaruh juga dengan amblesan, intrusi air laut, rob yang mulai terjadi seperti daerah di utaranya Gambar 5.5. Kurva perubahan anomali 4D (dalam μgal), pada titik pengukuran (lingkupan berwarna biru pada gambar 5.3) yang memiliki kecenderungan semakin negatif. Gambar 5.6. Kurva perubahan anomali 4D (dalam μgal), pada titik pengukuran (lingkupan berwarna kuning pada gambar 5.3) yang memiliki anomali positif namun semakin berkurang nilainya. 36

6 Gambar 5.7. Kurva perubahan anomali 4D (dalam μgal), pada titik pengukuran (lingkupan berwarna hijau pada gambar 5.3) yang memiliki kecenderungan negatif pada tahap awal dan menjadi positif. 5.2 Analisis dan Interpretasi Hasil Pemodelan Pada Gambar 5.8 penampang U-S hasil pemodelan inversi, secara umum menunjukkan bahwa daerah yang dilintasi penampang mengalami pengurangan massa jenis fluida (skala warna ungu). Pada selang waktu yang semakin lebar, pengurangan massa jenis fluida semakin banyak. Hal ini diamati dari harga perubahan kontras densitas yang semula berkisar pada -.5 g/cc menjadi kisaran -.15 g/cc. Pada tiga selang waktu awal, pengurangan massa jenis fluida hampir merata di setiap lapisan. Setelah selang waktu Juli 22 s/d Juni 24, pengurangan air yang lebih dominan terdapat pada kedalaman lapisan 5 dan 1 meter. Daerahnya meliputi Simpang Lima, Pleburan, Wonodri, dan Tegalsari (UTM X 4361, UTM Y s/d 9227). Kontras densitas positif sekitar.2 g/cc yang berhubungan dengan penambahan massa jenis fluida muncul di bagian utara (selang waktu Juli 22 s/d November 25). Hal ini bisa mengindikasikan adanya rob dan atau intrusi air laut sudah mencapai daerah di sekitar Miroto. 37

7 Utara km 1 2 Periode Juli 22 s/d September UTM Y Periode Juli 22 s/d Desember UTM Y Periode Juli 22 s/d Februari UTM Y Periode Juli 22 s/d Juni UTM Y Periode Juli 22 s/d Juni UTM Y Periode Juli 22 s/d November UTM Y gr/cc U S Gambar 5.8. Sebaran kontras densitas penampang U-S hasil pemodelan data gayaberat mikro 4D dengan teknik inversi, pada irisan UTM X=

8 Utara km 1 2 Periode Juli 22 s/d September UTM X Periode Juli 22 s/d Desember 23 Periode Juli 22 s/d Juni UTM X UTM X Periode Juli 22 s/d Juni UTM X gr/cc Periode Juli 22 s/d Februari 25 Periode Juli 22 s/d November UTM X UTM X B T Gambar 5.9. Sebaran kontras densitas penampang B-T hasil pemodelan data gayaberat mikro 4D dengan teknik inversi, pada irisan UTM Y=

9 Utara km gr/cc Selang Waktu Juli 22 s/d September 22 Selang Waktu Juli 22 s/d Juni 23 Selang Waktu Juli 22 s/d Desember Keterangan: Jalan Raya Sungai Selang Waktu Juli 22 s/d Juni Selang Waktu Juli 22 s/d Februari Selang Waktu Juli 22 s/d November 25 Gambar 5.1. Sebaran kontras densitas hasil pemodelan data gayaberat mikro 4D dengan teknik inversi, pada irisan horisontal kedalaman 99 meter. 4

10 Pada Gambar 5.9 penampang B-T hasil pemodelan inversi, secara umum menunjukkan terdapat daerah yang mengalami penambahan dan pengurangan massa jenis fluida. Pada selang waktu yang semakin lebar, pengurangan dan penambahan massa jenis fluida semakin banyak. Hal ini diamati dari harga perubahan kontras densitas yang semula berkisar pada rentang -.5 s/d. g/cc menjadi kisaran dengan rentang -.3 s/d.7 g/cc. Pada tiga selang waktu awal, pengurangan massa jenis fluida terjadi pada daerah sekitar Mugasari dan Peleburan (UTM X , UTM Y 92267). Setelah selang waktu Juli 22 s/d Juni 24, zona pengurangan air melebar ke sebelah barat (mencapai daerah Barusari). Di Mugasari merupakan yang paling dominan terjadi pengurangan air, terutama pada kedalaman lapisan 1 meter. Kontras densitas positif yang berhubungan dengan penambahan massa jenis fluida muncul di bagian timur. Semakin lebar selang waktu, semakin banyak juga massa jenis fluida yang bertambah. Hal ini akibat adanya sumber air yang berada di sebelah timur dan selatan, dimana pada daerah tersebut dekat dengan sungai yang secara umum berarah utara-selatan. Pada Gambar 5.1 penampang horizontal (kedalaman 99 meter) hasil pemodelan inversi, secara umum pola penyebaran kontras densitas positif dan negatif mirip dengan pola pada peta anomali 4D akibat perubahan massa jenis fluida (Gambar 5.1). Kontras densitas negatif mengikuti trend baratlaut-tenggara. Harga perubahan kontras densitas yang semula berkisar pada rentang -.5 s/d.1 g/cc menjadi kisaran dengan rentang -.3 s/d.4 g/cc. Daerah pengurangan air yang signifikan, awalnya pada pusat kota, kemudian meluas ke selatan dan ke barat. Semula meliputi daerah: Randusari, Mugasari, Pleburan, Lempongsari, Wonodri dan Tegalsari, kemudian zona pengurangan air tanah meluas sampai daerah: Barusari, Simpang Lima, Jomblang dan Tanah putih. Kontras densitas positif sangat dominan terdapat di sebelah timurlaut lokasi yang dianalisis. Pada selang waktu yang semakin lebar, harga kontras 41

11 densitas positif cenderung semakin bertambah. Daerahnya meliputi: Karang Turi, Sambirejo, Pandean Lamper, Gayamsari, dan Peterongan. 5.3 Interpretasi Arah Pergerakkan Fluida Secara umum, pada lokasi yang dianalisis pergerakkan air tanah dominan menuju ke barat. Hal ini ditunjukkan dengan adanya kontras densitas positif berada di timur, sedangkan kontras densitas negatif berada di tengah dan barat lokasi yang dianalisis. Hasil ini berkorelasi dengan pergerakkan air tanah regional (Marsudi, 2) seperti pada Gambar 3.3. Gambar Skematik penentuan arah pergerakkan fluida berdasar kontras densitas. Definisi penentuan arah pergerakkan fluida berdasar data anomali gayaberat 4D, diilustrasikan pada Gambar Pergerakkan fluida yang dimaksud di sini adalah aliran berdasar pada sebaran kontras densitas yang dimodelkan dari anomali gayaberat 4D. Daerah yang terdapat kontras densitas negatif, berkaitan dengan daerah yang mengalami pengambilan air ke permukaan untuk keperluan konsumsi warga sekitar. Sedangkan daerah yang terdapat kontras densitas positif, berkaitan dengan daerah yang mengalami penambahan air tanah. Gambar 5.12 menunjukkan skematik arah vektor dari pergerakkan fluida berdasar contoh nilai sebaran densitas. Pada lokasi yang dianalisis ini, 42

12 pergerakkan fluida secara umum menuju daerah yang kontras densitasnya relatif lebih positif atau lebih negatif. Formulasi pendekatan persamaan diferensial, dirrectional derivative, digunakan untuk membantu interpretasi pola arah aliran. Nilai kontras densitas tersebar dalam bentuk grid, sehingga bisa diturunkan dalam arah x dan y: Resultannya diberikan oleh persamaan berikut: Pada Gambar 5.13, resultan ditunjukkan dengan panjang anak panah. Semakin panjang anak panah, nilanya semakin besar. Sedangkan arahnya dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut: ρ NW ρ N ρ NE ρ W ρ ρ E ρ SW ρ S ρ SE (.9) (.) (-.214) (-.239) (-.361) (.75) (.832) (.524) (.767) (.761) (.461) (.45) (.5) (-.4) (-.432) (-.561) (-.524) (-.57) (-.667) (-.661) (-.6) (.214) (.239) (.361) untuk kontras densitas positif (.) untuk kontras densitas negatif (-.9) Gambar Formulasi pendekatan persamaan diferensial, dirrectional derrivative, untuk membantu interpretasi pola arah aliran fluida untuk kontras densitas positif dan negatif. Hasil interpretasi pergerakkan fluida pada Gambar 5.14 menunjukkan ada dua daerah (Mugasari dan selatan Wonodri) yang menjadi pusat pengambilan air 43

13 Utara km tanah relatif dominan, sehingga aliran cenderung menuju daerah tersebut (daerah dengan lingkaran biru). Sedangkan daerah dengan lingkaran kuning (utara Peterongan) merupakan daerah penambahan air yang dimungkinkan berhubungan dengan sumber air, mengingat lokasinya yang dekat dengan Daerah Aliran Sungai. Pemanfaatan lahan di daerah ini berupa pasar, yang relatif lebih sedikit pemanfaatan air tanahnya dibanding dengan di daerah Mugasari yang banyak pemukiman penduduknya Selang Waktu Juli 22 s/d September 22 Selang Waktu Juli 22 s/d Juni Selang Waktu Juli 22 s/d Desember Selang Waktu Juli 22 s/d Juni 24 Selang Waktu Juli 22 s/d Februari Selang Waktu Juli 22 s/d November g/cc Keterangan: Arah Aliran Fluida (pada kontras densitas negatif) Arah Aliran Fluida (pada kontras densitas positif) Garis Kontur densitas Gambar Tampilan arah pergerakkan fluida berdasar sebaran kontras densitas pada irisan horisontal kedalaman 99 meter. 44

14 Gambar Interpretasi pergerakkan fluida (berdasar gambar 5.13). Untuk pengambilan air tanah yang lebih seimbang, kita bisa tentukan daerah eksploitasi yang baik. Nilai kontras densitas yang didapatkan dari pemodelan inversi berbanding langsung dengan saturasi air di dalam tanah. Dengan demikian, mulai penambahan saturasi >4% (.4 g/cc) dianggap merupakan lokasi yang baik untuk eksploitasi. Daerah dengan kriteria tersebut terdapat pada Pandean Lamper, Gayamsari, dan di sebelah utara Peterongan. 45