BAB 4 PENGELOLAAN SUMBER DAYA AIR TANAH KASUS WILAYAH JABODETABEK Tujuan utama dari pemanfaatan air tanah adalah sebagai cadangan, untuk memenuhi kebutuhan air bersih jika air permukaan sudah tidak memungkinkan lagi dimanfaatkan baik secara kuantitatif (yang biasanya dilakukan oleh perusahaan air minum) maupun secara kualitatif karena air permukaan sudah terkotori sehingga membahayakan untuk konsumsi penduduk. Oleh karena itu, alternatif pasokan air yang dilakukan dengan ekstraksi air tanah sifatnya hanya sementara dan terbatas pada air tanah dangkal. Penggunaan air tanah harus tidak melebihi kapasitas maksimum yaitu jumlah maksimum air tanah yang secara teknis dapat diekstraksi tanpa mengganggu kesetimbangan dan stabilitas pasokan. Istilah safe yield atau batas aman sebagai salah satu indikator penggunaan debit air tanah secara maksimum didefinisikan sebagai pengambilan (pemompaan) air tahunan sedemikian sehingga tidak : Melebihi pengisian (recharge) tahunan rata rata Menurunkan muka air tanah sehingga batasan biaya pemompaan tidak terlampaui. Menurunkan muka air tanah sehingga memungkinkan masuknya (intrusi) air dengan kualitas yang tidak diinginkan. (Domenico dan Schwartz, 1990) Untuk usaha mempertahankan pemanfaatan air tanah yang berkesinambung-an (sustainable), perlu diterapkan konsep manajemen daerah aliran air tanah (groundwater basin management). Untuk wilayah Jakarta Bogor Depok Tangerang - Bekasi (JABODETABEK), air tanah di cekungan tersebut berasal dari daerah tangkapan air di kawasan gunung Salak, Halimun, Gede dan Pangrango di Kabupaten Bogor, dan di utara kawasan Puncak, yang potensinua secara kuantitatif bergantung pada curah hujan di kawasan tersebut. Setelah 36
meresap kedalam tanah, air hujan yang menjadi air tanah mengalir ke hilir di bawah permukaan tanah, dan akan terbagi menjadi air tanah dalam dan air tanah dangkal. Air tanah dalam ada pada bagian bawah lapisan batuan (kedap air) dan pengisian ulangnya (imbuhan) berlangsung dari air hujan di daerah pengisiannya (di kawasan yang disebutkan diatas), sedangkan air tanah dangkal disamping mendapatkan imbuhannya dari daerah tangkapan yang sama, juga mendapatkan imbuhan lokal dari air hujan yang jatuh diatasnya. Lapisan pembawa air tanah atau akuifer, adalah struktur geologi yang berupa kombinasi antara pasir dan lempung yang sangat heterogen dan kompleks. Dari kombinasi struktur tanah dalam akuifer ini, dan melalui pengujian hidrogeologis, akuifer dapat dikatagorikan menjadi dua jenis akuifer, yakni akuifer artesis atau akuifer tertekan (confined), dan akuifer tidak tertekan (unconfined). Gambar 4.1. memperlihatkan tipikal potongan melintang tegak situasi akuifer (dangkal dan dalam) dan daerah pengisiannya (recharge area). Gambar 4.1 : Potongan Melintang Lapisan Bawah Muka Tanah. (McWhorter dan Sunada, 1977) 37
Tinggi muka air tanah dalam akuifer artesis sama dengan permukaan akuifer itu sendiri. Karena akuifer ini seperti saluran tertutup, air tanah yang mengalir dalam keadaan tertekan dengan tinggi tekan sama dengan elevasi muka tanah di daerah imbuhan atau recharge (prinsip bejana berhubungan) dikurangi dengan kehilangan tekanan karena adanya gesekan antara media akuifer dengan air tanah pada saat mengalir (Hukum Darcy). Walaupun secara fisik letak air tanah di akuifer ini ada pada posisi sangat dalam, akan tetapi kadang kadang (tergantung pada lokasinya) mempunyai tekanan yang relatif tinggi. Bahkan di beberapa lokasi, air tanah dapat menyembur keatas dengan sendirinya jika sumur bor mencapai akuifer artesis ini. Oleh karena itulah sebutan lain dari air tanah dalam ini adalah air tanah artesis karena karakteristik akuifer dan air tanahnya selalu ada dibawah tekanan. Untuk air tanah dangkal yang mengalir dalam akuifer dangkal (unconfined), tinggi muka air mengikuti tinggi muka tanah setempat (beberapa meter dibawah muka tanah). Tekanan air pada permukaan air tanah ini sama dengan tekanan atmosfer setempat. Tinggi muka air tanah atau tinggi tekan pada air tanah dalam pada kondisi normal dan seimbang mempunyai elevasi yang sama dengan muka air tanah di daerah pengisian (prinsip bejana berhubungan). Air tanah adalah sumberdaya air yang paling penting untuk wilayah Depok dan juga DKI Jakarta. Saat ini diperkirakan 60% warga Jakarta dan sebagian besar industri di JABODETABEK mengandalkan air tanah (Anonim, 1994). Pengambilan air tanah dengan debit yang lebih tinggi daripada kecepatan proses keseimbangan dapat mengakibatkan terjadi penurunan yang ekstrim dari tinggi muka air tanah (untuk air tanah dangkal) atau penurunan tinggi tekan pada air tanah artesis. Pada kondisi ini terjadi peristiwa depresi dan berakibat pada terbentuknya kerucut depresi (cone depression). Semakin besar debit pengambilan airnya akan semakin tinggi besaran penurunan ini. Gambar 4.2. dibawah ini memperlihatkan kerucut depresi yang terjadi akibat pemompaan air tanah, baik pemompaan air tanah dangkal maupun air tanah dalam. Perilaku terjadinya kerucut depresi ini, disamping besaran volume pemompaan air tanah, juga sangat bergantung pada kondisi tanah setempat. Terjadinya kerucut depresi ini bersifat lokal. Dalam skala ruang, luasnya pengaruh kerucut tergantung pada karaktiristik tanahnya seperti angka kelaluan, porositas, tingkat kompaksi dsb. 38
Akuifer Unconfined (air tanah dangkal) Akuifer Confined (air tanah artesis) Gambar 4.2 : Kerucut Depresi Saat Pemompaan Air Tanah (Freeze & Cherry, 1979). Kelancaran proses akumulasi meresapnya air tanah dan reaksi akuifer menghadapi ekstraksi atau pengambilan air tanah, diperlihatkan dengan penurunan muka air tanah dan bergantung pada karakteristik akuifer. Karakteristik akuifer ini secara geologis dapat diperlihatkan dari jenis batuan endapan, gradasi butir, heterogenitas lapisan tanah dan beberapa parameter geologis lainnya. Reaksi akuifer menghadapi ekstraksi ini memperlihakan kemampuan akuifer mengalirkan air tanah. Akuifer yang mempunyai heterogenitas tinggi dan angka kelaluan hidrolis rendah akan memperlihatkan depresi kerucut yang dalam, sementara akuifer yang mempunyai angka kelaluan tinggi memberikan reaksi depresi kerucut yang dangkal dan lebih luas. Untuk akuifer yang dekat dengan badan air permukaan atau akuifer yang dekat dengan dinding kedap air akan memberikan reaksi berbeda. Untuk situasi seperti ini, depresi kerucut terbentuk tidak simetris.sebagai ilustrasi, Gambar 4.3 menjajikan perilaku reaksi akuifer terhadap ekstraksi atau pengambilan air tanah. Jika ekstraksi berlangsung terus menerus dan dalam jumlah besar, hingga melebihi batas amannya (safe yield), maka keseimbangan tata air tanah akan terpengaruh, dan depresi kerucut tidak dapat kembali ke kondisi semula. Meskipun secara geologi sumberdaya air tanah memperlihatkan potensi yang besar, memiliki banyak faktor keterbatasan. Akumulasi dari keterbatasan ini menghasilkan resultante berupa sumberdaya air tanah tidak berlanjut, artinya pemanfaatan air tanah secara jangka panjang atau permanen, akan menimbulkan masalah negatif jika tidak dikelola dengan baik. 39
Gambar 4.3 :Perilaku reaksi akuifer terhadap ekstraksi (Freeze dan Cherry, 1979) Untuk wilayah pantai, pemakaian air tanah yang tidak terkendali akan menyebabkan terjadinya intrusi air laut. Pemakaian air tanah diwilayah pantai yang berlebihan menyebabkan penurunan muka air tanah terutama di daerah yang sumur bornya cukup banyak. Penurunan muka air tanah ini menunjukkan bahwa laju pengambilan melebihi kecepatan pengisian kembali. Akibatnya adalah terjadinya intrusi atau peresapan air laut ke dalam akuifer yang semula berisi air tawar dan juga menyebabkan amblesan tanah (subsidence). Intrusi atau penyusupan air laut adalah masuknya air laut ke dalam lapisan tanah melalui akuifer di daerah pantai. Penyusupan air laut ini dapat terjadi karena beberapa sebab antara lain : Penurunan muka air tanah atau bidang pisometrik di daerah pantai. Pengambilan atau pemompaan air tanah yang berlebihan sehingga mengakibatkan terjadinya penurunan muka air tanah. Masuknya air laut ke daratan melalui sungai, kanal-kanal, rawa dan lain-lain. 40
Menurut teori Ghyben Herzberg (Todd, 1959) hubungan kesetimbangan antara air laut dengan air tanah tawar pada akuifer pantai pada keadaan statis adalah sesuai dengan kesetimbangan hidrostatiknya. Dengan adanya perbedaan density antara air laut dan air tanah tawar, maka bidang batas antara air laut dengan air tanah tawar tesebut tergantung dari kesetimbangan hidrostatik antara keduanya. Hal secara sederhana dapat diterangkan seperti pada Gambar 4.4. Gambar 2.4 : Skema Ideal Distribusi Air Asin Dan Air Tawar Pada Akuifer Tak Tertekan Berdasarkan Rumus Ghyben-Herzberg. Pada keadaan setimbang, tekanan hidrostatik pada titik A = B. Jadi : P A = P B ρ s x h s x g = ρ f X h s X g + f x h f x g ρ f hs = ---------- x hf ρ s - ρ f dimana : ρ s = density air laut. ρ f = density air tanah tawar. 41
h s = kedalaman muka air laut dari titik A. h f = kedalaman muka air tanah dari permukaan air laut. g = percepatan gravitasi. Jika : density air laut, ρ s = 1,025 gram/cm 3 density air tawar, ρ f = 1,000 gram/cm 3 persamaan disederhanakan menjadi : h s = 40 h f Dari persamman di atas dapat diketahui bahwa intrusi air laut secara teoritis akan terjadi pada lapisan tanah pada kedalaman sekitar h f di bawah muka air laut. Persamaan tersebut berlaku apabila permukaan air tanah berada di atas permukaan air laut dan muka air tanah (bidang pisometrik) miring kearah air laut. Mekanisme penyusupan air laut kedalam akuifer secara sederhana dapat diterangkan sebagai berikut. Pada daerah pantai dimana tidak ada pengambilan air tanah, maka batas antara air asin dan air tanah tawar adalah dalam keadaan setimbang seperti pada Gambar 4.5. Gambar 4.5 : Kondisi Kesetimbangan Akuifer Di Daerah Pantai Sebelum Adanya Pengambilan Atau Pemompaan Air Tanah. 42
Jika pada daerah tersebut terdapat pengambilan air tanah yang berlebihan sehingga laju pangambilan air tanah lebih besar daripada laju pengisian kembali secara alami, maka akan menyebabkan penurunan muka air tanah dan air laut akan masuk kedalam akuifer air tawar untuk mengisi kekosongan akibat pengambilan air tanah yang berlebihan tadi. Akhirnya air yang dipompa keluar akan terkontaminasi oleh air laut. Mekanisme tersebut secara sederhana dapat diterangkan seperti pada Gambar 4.6. Gambar 4.6 : Mekanisme Intrusi Air Laut Ke Dalam Akuifer Air Tawar Di Daerah Pantai Akibat Pengambilan Air Tanah Yang Berlebihan. 43