PENGEMBANGAN METODE PENGELOLAAN AIRTANAH DENGAN TEORI PERMAINAN (Studi Kasus Cekungan Air Tanah Salatiga) TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh ERWAN HARJANTO NIM : 22707011 (Program Studi Teknik Air Tanah) FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009
ABSTRAK PENGEMBANGAN METODE PENGELOLAAN AIRTANAH DENGAN TEORI PERMAINAN (Studi Kasus Cekungan Airtanah Salatiga) Oleh ERWAN HARJANTO NIM : 22707011 Dengan adanya pelimpahan wewenang ke daerah, kemungkinan terjadi kebijakan pengelolaan airtanah yang tidak terkoordinasi pada suatu cekungan air tanah lintas wilayah administrasi kabupaten/kota. Wilayah penelitian secara administratif terletak di wilayah Provinsi Jawa Tengah, meliputi Kota Salatiga, Kabupaten Semarang. Penelitian ini bermaksud untuk mengetahui pengaruh pengambilan airtanah dari suatu daerah terhadap daerah lain dengan simulasi aliran airtanah dan bertujuan memperoleh kerangka kebijakan Pengelolaan Air Tanah CAT Salatiga berdasarkan pendekatan Teori Permainan. Perkiraan penurunan muka airtanah dalam jangka waktu 5 tahun, 10 tahun, dan 20 tahun adalah sebagai berikut : Pengambilan Airtanah Kota Salatiga Kabupaten Semarang Perkiraan interval penurunan muka airtanah (meter) 5 tahun 10 tahun 20 tahun Standar Diturunkan Standar Diturunkan Standar Diturunkan 1 4 1-3 1-5 1-5 1-6 1-6 1-4 1-4 1-6 1-6 1-8 1-8 Berdasarkan pendekatan Teori Permainan, dalam jangka waktu 5 tahun kebijakan yang memberikan hasil terbaik untuk Kota Salatiga dan Kabupaten Semarang adalah kebijakan pengambilan air tanah standar, yaitu untuk Kota Salatiga sebesar 8019 m 3 /hari dan Kabupaten Semarang 11372 m 3 /hari. Untuk jangka waktu 10 tahun, kebijakan yang memberikan hasil terbaik untuk Kota Salatiga dan Kabupaten Semarang adalah kebijakan pengambilan air tanah standar, yaitu untuk Kota Salatiga sebesar 8082 m 3 /hari dan Kabupaten Semarang 12267 m 3 /hari. Sedangkan untuk jangka waktu 20 tahun, kebijakan yang memberikan hasil terbaik untuk Kota Salatiga dan Kabupaten Semarang adalah juga kebijakan pengambilan air tanah standar, yaitu untuk Kota Salatiga sebesar 8203 m 3 /hari dan Kabupaten Semarang 14695 m 3 /hari. Kata kunci : Pengelolaan airtanah, Teori Permainan i
ABSTRACT There is a possibility an uncoordinated groundwater management in groundwater basin because the regions are allowed to regulate the groundwater resources within their administrative boundaries. This research area is located in Salatiga City and Semarang Region, Central Java. The purposes of this research are to estimate the influence of groundwater exploitations from a region to another region in a groundwater basin, and to obtain groundwater management framework in Salatiga Groundwater Basin based on game theory approaches. The estimation of drawdown in five years, ten years, and twenty years are: Estimation of drawdown (meter) Groundwater Withdrawal Salatiga City Semarang Region five years ten years twenty years standard decrease standard decrease standard decrease 1 4 1-3 1-5 1-5 1-6 1-6 1-4 1-4 1-6 1-6 1-8 1-8 Base on the Game Theory approaches, groundwater policy that gives the best pay off to Salatiga City and Semarang Region in five years is a standard groundwater withdrawal, which Salatiga City withdraws 8,019 m 3 /day and Semarang Region withdraws 11,372 m 3 /day, in ten years is a standard groundwater withdrawal, which Salatiga City withdraws 8,082 m 3 /day and Semarang Region withdraws 12,267m 3 /day, and in twenty years is a standard groundwater withdrawal, which Salatiga City withdraws 8,203 m 3 /day and Semarang Region withdraws 14,695 m 3 /day. Key word: Groundwater Management, Game Theory ii
PENGEMBANGAN METODE PENGELOLAAN AIRTANAH DENGAN TEORI PERMAINAN (Studi Kasus Cekungan Airtanah Salatiga) Oleh : ERWAN HARJANTO NIM : 22707011 Program Studi Teknik Air Tanah Institut Teknologi Bandung Menyetujui, Bandung, Juli 2009 Pembimbing I, Pembimbing II, Prof.Dr.Ir. Sudarto Notosiswoyo, M.Eng NIP. 130 528 334 Dr.Ir. Lilik Eko Widodo, MS NIP. 131 990 814 iii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Dekan Sekolah Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. iv
Kupersembahkan kepada : Istriku tercinta Koos Wardani Murti, Kedua orangtua, Kakak-kakakku, beserta keponakannku v
KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kepada Allah SWT, karena atas segala kehendak-nya, penyusun telah diberi kekuatan, kesehatan, dan kesempatan untuk melakukan penelitian dan menyelesaikannya dalam suatu tesis Penulis sangat berterima kepada Menteri Pendidikan Nasional yang telah memberikan dukungan pembiayaan melalui program Beasiswa Unggulan hingga penyelesaian tesis berdasarkan DIPA Sekretaris Jenderal DEPDIKNAS Tahun Anggaran 2007 sampai dengan 2009. Selain itu, dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Prof.Dr.Ir. Sudarto Notosiswoyo, M.Eng dan Dr.Ir. Lilik Eko Widodo, MS, selaku dosen pembimbing yang telah memberikan saran, bimbingan, dan motivasi sehingga penyusunan tesis ini terselesaikan dengan baik. 2. Ir. Lambok M. Hutasoit, M.Sc, Ph.D, selaku Dekan FITB-ITB, dan Dr.Eng.Imam A.Sadisun, ST, MT., selaku Ketua Program Magister Teknik Air Tanah FITB-ITB. 3. Dr.Ir. Lilik Eko Widodo, MS., selaku dosen wali dan para dosen, beserta staf akademik di lingkungan Program Magister teknik Air Tanah, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, Institut Teknologi Bandung, atas semua ilmu, pengetahuan, dan pengalaman yang telah diberikan kepada penulis. 4. Bupati Boyolali, Kepala BKD, dan Kepala Bagian Perekonomian Kabupaten Boyolali yang telah memberikan izin dan kesempatan kepada penulis dalam menempuh program magister ini. 5. Pemerintah Provinsi Jawa Tengah, Pemerintah Kota Salatiga, dan Pemerintah Kabupaten Semarang yang telah memberikan izin kepada penulis dalam pengambilan data penelitian 6. Rekan-rekan mahasiswa Magister Teknik Airtanah atas rasa kebersamaan, kekeluargaan, dan motivasinya selama menempuh pendidikan. vi
7. Rekan-rekan di Bagian Perekonomian Kabupaten Boyolali atas dukungannya 8. Berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu Penulis penyadari masih banyak kelemahan dan kekurangan dalam penyusunan tesis ini, untuk akan lebih bijaksana apabila ada masukan, kritik, dan saran yang bersifat membangun untuk hasil yang lebih baik dan pada akhirnya semoga tesis ini dapat memberikan manfaat. Bandung, Juli 2009 Erwan Harjanto vii
DAFTAR ISI ABSTRAK... ABSTRACT. LEMBAR PENGESAHAN.. PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS... LEMBAR PERUNTUKAN.. KATA PENGANTAR.. DAFTAR ISI. DAFTAR LAMPIRAN. DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL. i ii iii iv v vi viii x xi xii Bab I Pendahuluan. 1 I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Formulasi Masalah 2 I.3 Maksud dan Tujuan.. 2 I.4 Ruang Lingkup Penelitian. 3 Bab II Tinjauan Pustaka... 5 II.1 Persamaan Aliran Airtanah... 5 II.2 Pemodelan Airtanah.. 6 II.3 Teori Permainan 12 Bab III Metodologi Penelitian... 19 III.1 Bahan dan Peralatan.. 20 III.2 Tahapan Penelitian 20 viii
Bab IV Hasil Penelitian dan Pembahasan 23 IV.1 Geomorfologi 23 IV.2 Geologi.. 26 IV.3 Hidrologi... 28 IV.4 Hidrogeologi. 30 IV.5 Pemanfaatan Airtanah... 33 IV.6 Pemodelan Aliran Airtanah... 35 IV.7 Kebijakan Pengelolaan Airtanah... 51 Bab V Kesimpulan dan Saran 70 V.1 Kesimpulan... 70 V.2 Saran. 71 DAFTAR PUSTAKA ix
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1 Data Stasiun Curah Hujan.... LAMPIRAN 2 Data dan Perhitungan Pertumbuhan Jumlah Penduduk CAT Salatiga LAMPIRAN 3 Perhitungan Kebutuhan Air CAT Salatiga LAMPIRAN 4 Data Log Bor Sumur.. LAMPIRAN 5 Kondisi Batas Tanpa Aliran Model.... LAMPIRAN 6 Kondisi Batas Sungai Model LAMPIRAN 7 Penyebaran Kondisi Batas Imbuhan... LAMPIRAN 8 Penyebaran Kondisi Batas Evapotranspirasi... LAMPIRAN 9 Penyebaran Nilai Konduktivitas Hidraulik.... LAMPIRAN 10 Hasil Simulasi Kondisi Tunak. LAMPIRAN 11 Hasil Simulasi Kondisi Tidak Tunak... LAMPIRAN 12 Hasil Simulasi Kebijakan Pengambilan Airtanah Kota Salatiga Standar, Kabupaten Semarang Standar... LAMPIRAN 13 Hasil Simulasi Kebijakan Pengambilan Airtanah Kota Salatiga Standar, Kabupaten Semarang Turun... LAMPIRAN 14 Hasil Simulasi Kebijakan Pengambilan Airtanah Kota Salatiga Turun, Kabupaten Semarang Standar... LAMPIRAN 15 Hasil Simulasi Kebijakan Pengambilan Airtanah Kota Salatiga Turun, Kabupaten Semarang Turun... LAMPIRAN 16 Penampang Melintang Model.. LAMPIRAN 17 Deskritisasi Model LAMPIRAN 18 Initial Head untuk Model Kondisi Tunak.... LAMPIRAN 19 Lokasi Sumur Observasi Kondisi Tunak..... LAMPIRAN 20 Lokasi Sumur Observasi Kondisi Tidak Tunak.... LAMPIRAN 21 Lokasi Penyebaran Sumur Eksploitasi... LAMPIRAN 22 Peta Wilayah Penelitian... LAMPIRAN 23 Peta Kontur MAT Daerah Penelitian... x
DAFTAR GAMBAR Gambar I.1 Lokasi penelitian CAT Salatiga.... 4 Gambar II.1 Diagram proses pemodelan 7 Gambar II.2 Kondisi batas dalam pemodelan airtanah. 11 Gambar II.3 Diagram alir penelitian.... 22 Gambar III.1 Peta morfologi CAT Salatiga.. 25 Gambar IV.1 Peta geologi CAT Salatiga... 27 Gambar IV.2 Peta curah hujan CAT Salatiga... 29 Gambar IV.3 Peta hidrogeologi CAT Salatiga....... 32 Gambar IV.4 Korelasi sumur bor untuk diagram pagar sistem akuifer CAT 36 Salatiga Gambar IV.5 Diagram pagar sistem akuifer CAT Salatiga... 37 Gambar IV.6 Model konseptual 3 dimensi sistem akuifer CAT Salatiga... 38 xi
DAFTAR TABEL Tabel II.1 Komponen model.... 9 Tabel II.2 Kondisi batas model 12 Tabel II.3 Two person zero-sum game. 14 Tabel II.4 Matrik Pay Off.. 15 Tabel II.5 Two person nonconstant-sum game.... 17 Tabel IV.1 Neraca air CAT Salatiga... 28 Tabel IV.2 Jumlah penduduk CAT Salatiga... 33 Tabel IV.3 Perkiraan kebutuhan air tanah CAT Salatiga... 34 Tabel IV.4 Nilai conductance sungai..... 40 Tabel IV.5 Zona penyebaran nilai imbuhan... 41 Tabel IV.6 Zona penyebaran nilai evapotranspirasi...... 41 Tabel IV.7 Zona konduktivitas hidraulik... 42 Tabel IV.8 Nilai acuan specific yield.. 43 Tabel IV.9 Nilai acuan porositas 43 Tabel IV.10 Model aliran airtanah pada kondisi tunak 45 Tabel IV.11 Model aliran airtanah pada kondisi tidak tunak.. 47 Tabel IV.12 Perkiraan kebutuhan air tanah CAT Salatiga. 53 Tabel IV.13 Matrik pay off two person nonconstant-sum game.... 54 Tabel IV.14 Matrik pay off kebijakan pengelolaan CAT Salatiga tahun 63 2013. Tabel IV.15 Matrik pay off kebijakan pengelolaan CAT Salatiga tahun 65 2018. Tabel IV.16 Matrik pay off kebijakan pengelolaan CAT Salatiga tahun 67 2028. Tabel V.1 Perkiraan interval penurunan muka airtanah... 70 xii