90 PENELITIAN INTRUSI AIR LAUT DI KAWASAN SEMARANG UTARA DENGAN METODE GAYA BERAT MIKRO ANTAR WAKTU Supriyadi, Khumaedi, dan M. Yusuf 3, Proram Studi Fisika, Universitas Neeri Semaran 3 Badan Meteoroloi Klimatoloi Geofisika, Jakarta * e-mail: supriyadi@staff.unnes.ac.id; pryfis@yahoo.com Abstrak Telah dilakukan penelitian intrusi air laut denan menunakan metode Gaya berat mikro antar waktu di Semaran Utara. Penelitian ini dilatarbelakani oleh beberapa fenomena yan selama beberapa tahun terakhir ini terajadi di lokasi penelitian, yaitu amblesan, rob, banjir dan air sumur ali penduduk berasa asin yan disebabkan oleh intrusi air laut. Penukuran aya berat menunakan ravimeter tipe Scintrex Autorav CG-5. Periode penukuran aya berat adalah Oktober di 0 titik yan tersebar merata di daerah penelitian. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai anomali ayaberat mikro antar waktu selan periode tersebut menunjukkan bahwa ada berberapa daerah yan mempunyai nilai anomali positip yan berkorelasi denan kenaikan muka air tanah, anomali neatip berkorelasi denan penurunan muka air tanah, dan nol tidak terjadi perubahan apapun. Selanjutnya untuk memperoleh ambaran tentan dinamika muka air tanah, maka diunakan data radien vertikal ayaberatmikro antar waktu dan anomalinya menunjukkan hasil sebaai berikut anomali radien vertikal ayaberat mikro antar waktu bernilai neatip berarti terjadi penurunan muka air tanah, dan sebaliknya jika positip terjadi kenaikan muka air tanah. Hasil interpretasi 3D aya berat mikro antar waktu denan menunakan perankat lunak Gravblok menunjukkan beberapa daerah seperti Widoharjo dan sekitarnya, perumahan Semaran sekitarnya, dan perumahan Tloosari sekitarnya telah menalami intrusi air laut. Kata kunci: intrusi air laut, aya berat mikro antar waktu PENDAHULUAN Kota Semaran sebaai ibu kota propinsi Jawa Tenah telah tumbuh menjadi kota metropolitan denan jumlah penduduk lebih dari juta jiwa. Disampin itu telah berkemban pula menjadi kota industri, perdaanan, pelabuhan, pendidikan dan pariwisata. Saat ini kota Semaran merupakan salah satu kota yan menjadi pusat pertumbuhan utama, yan berfunsi sebaai terminal jasa dan distribusi dalam skala reional. Perkembanan kota Semaran tersebut akan menakibatkan meninkatnya kebutuhan air bersih untuk berbaai keperluan. Tuntutan kebutuhan air bersih yan meninkat akan memacu aktivitas eksploitasi air bawah tanah. Fenomenan ini menyebabkan dampak neatif terhadap kualitas maupun kuantitas air bawah tanah, antara lain penurunan muka airtanah, fluktuasi yan semakin besar serta penurunan kualitas air bawah tanah, serta terjadinya intrusi air laut di beberapa wilayah kota Semaran. Intrusi air laut yan terjadi di beberapa wilayah kota Semaran ini ternyata sudah meresap ke sumur ali yan dimanfaatkan oleh masyarakat untuk keperluan sehari hari, seperti mencuci, mandi dan sebainya. Sebaaimana penelitian yan telah dilakukan oleh Hendrayana (00, diketahui bahwa daerah utara Semaran intrusi air laut semakin meninkat sejak beberapa tahun terakhir, terutama pada daerah pemukiman pusat perkotaan dan di beberapa wilayah industri di baian utara, misalnya daerah sekitar Muara Kali Garan, Tanah Mas, Penapon dan Simpan Lima. Data intrusi air laut tersebut berdasarkan hasil pemantauan dari beberapa sumur ali
Jurnal Fisika Vol. 3 No., Mei 03 9 penduduk yan tersebar, maupun dari kualitas sumur bor di beberapa tempat. Di daerah Semaran intrusi air laut ini diperkirakan sudah mencapai sejauh km ke arah selatan aris pantai. Fenomena intrusi air laut ini telah diteliti oleh beberapa peneliti denan menunakan berbaai pendekatan, yaitu pendekatan sosial, ekonomi, linkunan dan penereparan teknoloi untuk menatasi intrusi air laut di Semaran. Beberapa peneliti diantaranya adalah Amri (008 melakukan penelitian penyebab intrusi air laut akibat elomban pasan. Suhartono et al (0 melakukan penelitian intrusi air laut di kota Semaran denan melakukan uji kualitas air sumur bor. Suhartanto et al (0 melakukan investiasi penyebaran intrusi air laut di Benkulu menunakan metode Geolistrik. Berdasarkan kajian penelitian yan selama ini telah dilakukan terlihat bahwa penelitian intrusi air laut pada umumnya menunakan pendekatan hidroeoloi dan menunkan metode Geolistrik. Fakta ini memberi peluan untuk menerapkan metode ayaberat mikro antar waktu. Selain ramah linkunan, metode ini mempunyai kelebihan untuk menetahui sebaran intrusi air laut secara vertikal maupun lateral. Data disajikan dalam bentuk perubahan densitas bawah permukaan yan merupakan inversi dari nilai ayaberat yan diperoleh dari penukuran di lapanan. LANDASAN TEORI Gayaberat mikro antar waktu merupakan selisih nilai anomali Bouuer tiap titik penukuran pada interval waktu tertentu. Sarkowi (00 menyatakan ayaberat mikro antar waktu sebaai berikut: t ( t ( ( ( t Jika elevasi stasiun berubah pada dua periode penukuran tersebut, maka persamaan ( dapat dituliskan menjadi : ( t ( ( h ( h c ( h 3 obs ( h obs ( ( ( ( ( c c dimana Δ (Δt : anomali Gayaberat mikro antar waktu, (t : anomali Bouuer lenkap penukuran periode pertama, (t : anomali Bouuer lenkap penukuran periode kedua, : ayaberat observasi penukuran obs( pada t, obs( : ayaberat observasi penukuran pada t, : ayaberat teori pada lintan φ ( untuk penukuran t, : ayaberat teori pada ( lintan φ untuk penukuran t, h : elevasi titik amat pada penukuran t, h : elevasi titik amat pada penukuran t, Δh : beda elevasi titik amat denan toporafi sekelilin penukuran t, Δh : beda elevasi titik amat denan toporafi sekelilin penukuran t. Kadir et al (999 menyatakan bahwa untuk benda 3 dimensi denan distribusi rapat massa,,, ayaberat mikro antar waktu di titik P(z pada permukaan dinyatakan denan persamaan (3 sebaai berikut:,,, tz ( t G d d d 3 / 0 ( x ( y ( z (3 Berdasarkan pemodelan matematik dan simulasi data sintetik menunjukkan bahwa perubahan elevasi titik amat 50 cm menyebabkan perubahan koreksi medan sebesar 3 Gal atau 0.06 Gal untuk perubahan elevasi cm (Sarkowi, 007, sehina perubahan koreksi medan akibat perubahan elevasi titik amat dapat diabaikan. Untuk c 3 0 persamaan ( 3 dapat disederhanakan menjadi persamaan (4. obs obs G ( 0 ( c h (,,, t( z x ( y ( z dd d c ( h (4 Persamaan (4 menunjukkan bahwa selisih nilai ayaberat hasil penukuran obs obs disebabkan oleh perubahan rapat massa bawah permukaan yan berhubunan denan perubahan kedalaman muka air tanah, intrusi air laut dan perubahan elevasi titik amat (amblesan. METODE PENELITIAN Pada penelitian ini, untuk keperluan penelitian intrusi air laut dikembankan teknik penukuran yan dikenal sebaai radien vertikal aya berat nikro antar waktu. Ilustrasi teknik penukuran ini adalah melakukan penukuran ayaberat di titik yan sama denan menempatkan ravimeter di permukaan tanah dan pada ketinian 50 cm (Gambar. Gradien vertikal ayaberat dapat dihitun denan persamaan (5 berikut.
9 z h0 h mgal/m (5 z h 0 h ( Penukuran ulan dilakukan di titik yan sama pada bulan Mei dan Oktober pada tahun 0. bulan Oktober. Hal ini bersesuaian denan bulan Mei (musim penhujan dan sebaliknya bulan Oktober (musim kemarau. Intrusi air laut yan memberi kontribusi pada anomali radien berat diperkirakan berasal dari beberapa sunai yan yan berada di kawasan perumahan Tloasari dan kawasan utara kota Semaran yan lansun berbatasan denan laut Jawa. Perubahan Data Curah Hujan Mei-Oktober 0 00 80 60 Gambar. Ilustrasi teknik radien vertikal aya berat HASIL DAN PEMBAHASAN Peta kontur anomali radien vertikal bulan Mei dan Oktober tahun 0 seperti pada Gambar. Secara umum ada tia kemunkinan, yaitu positip (+ berhubunan denan kenaikan muka air tanah, neatip ( - berhubunan denan penurunan muka air tanah dan nol menindikasikan tidak terjadi perubahan. 933000 93000 Marina U 0 0.5 km Jumlah Curah Hujan (mm 40 0 00 80 60 40 0 0 Tanjun Mas Kalibanten Teloosari Stasiun pencatat curah hujan Gambar 3. Data perubahan curah hujan periode Mei-Oktober 0 dari 3 stasiun yan berada di Semaran bawah Analisis 3D data ayaberat mikro antar waktu pada periode penkuran yan sama di atas denan menunakan perankat lunak Gravblok seperti pada Gambar 4. Hasil analisis berupa hara densitas pada beberapa kedalaman di lokasi penelitian. Kel. Tambak Harjo 99000 97000 Simpan 5 95000 93000 43000 433000 435000 437000 439000 44000 Gambar. Anomali radien vertikal ayaberat mikro antar waktu periode Mei-Oktober 0 Berdasarkan Gambar, telihat bahwa nilai (+ terjadi di beberapa tempat, misalnya di perumahan Tloosari, di kawasan utara kota Semaran sekitar pelabuhan Tanjun Mas. Hara (+ ini diperkirakan disebabkan oleh kenaikan muka air tanah akibat curah hujan. Data curah hujan selama tahun 0 seperti pada Gambar 3. Curah hujan bulan Mei lebih besar dibandinkan (a
Jurnal Fisika Vol. 3 No., Mei 03 93 (b (c Gambar 4. Peta kontur densitas pada kedalaman 0-5 m (a, 6-0 m (b, -5 m (c Berdasarkan peta jenis tanah di wilayah kota Semaran (Gambar 5 diketahu i bahwa daerah penelitian, lapisan tanahnya didominasi oleh lempun denan densitas,6 r/cm 3. Gambar 5. Peta jenis tanah di wilayah kota Semaran Pada Gambar 4 terlihat bahwa beberapa lokasi penelitian pada kedalaman sampai 5 meter ditemukan hara densitas melebihi hara,6 r/cm 3, artinya bahwa pada kedalaman tertentu telah terjadi intrusi air laut yan menyebakan nilai densitasnya membesar. Berikut ini dipaparkan daerah dan kedalaman yan menalami intrusi air laut sebaai berikut: kedalaman 0-5 meter (Widoharjo dan sekitarnya, kedalaman 6-0 meter (Widoharjo dan sekitarnya, perumahan Tloosari dan sekitarnya, dan kedalaman -5 meter (Widoharjo dan sekitarnya. Hasil analisis berdasarkan anomali radien aya berat mikro antar waktu dan aya berat mikro antar waktu salin memperkuat. Anomali radient vertikal aya berat mikro antar waktu menunjukkan kenaikan muka air tanah akibat curah hujan dan intrusi air laut. Hasil ini didukun denan analisis 3D aya berat mikro antar waktu yan menhasilkan data densitas akibat intrusi di tempat-tempat yan berkecenderunan sama, yaitu perumahan Tloosari dan daerah Widoharjo sekitarnya KESIMPULAN Berdasarkan hasil yan telah diperoleh pada tahun 0, maka dapat disimpulkan bahwa radien anomali ayaberat mikro antar waktu selan periode tersebut menunjukkan bahwa ada beberapa daerah yan mempunyai nilai anomali positip yan berkorelasi denan kenaikan muka air tanah, anomali neatip berkorelasi denan penurunan muka air tanah dan nol tidak terjadi perubahan apapun. Selanjutnya berdasarkan penolahan 3D aya berat diketahui beberapa daerah menalami intrusi air laut pada kedalaman tertentu. Daerah tersebut adalah Widoharjo dan sekitarnya, perumahan Semaran Indah dan sekitarnya dan perumahan Tloosari dan sekitarnya. Meninat pada penelitian ini periode penukuran relatif pendek, maka faktor amblesan diabaikan sehina sumber anomali ayaberat mikro antar waktu adalah dinamika air tanah yan berupa kenaikan muka air tanah, penurunan muka air tanah atau intrusi air laut. Intrusi air laut terjadi pada musim kemarau (sesuai denan data curah hujan pada tahun 0 dan 03 di kota Semaran. Jika imbuhan air hujan sedikit atau tidak ada sama sekali, maka interface akan menjorok ke arah darat. Perubahan di dalam tanah
94 oleh imbuhan atau perubahan luar aliran dalam daerah air tawar, menyebabkan perubahan interface. Penurunan aliran air tawar yan masuk ke laut menyebabkan interface bererak ke dalam tanah dan menhasilkan intrusi air asin ke dalam akuifer. Selain itu, akibat penunaan air tanah yan berlebihan sementara imbuhan air hujan terbatas menyebabkan interface menjadi naik ke atas sehina air yan dikonsumsi menjadi asin akibat penaruh air laut. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada DPM DIKTI yan telah mendanani keiatan penelitian melalui HIBAH KOMPETENSI tahun anaran 0 denan kontrak Nomor: 4/SPH/PL/Dit.Litabmas/III/0 Tanal 7 Maret 0 PUSTAKA Amri K., Aplikasi model intrusi air laut akibat elomban pasan (kasus sunai air Benkulu, Prosidin seminar Sain dan Teknoloi II, 7-8 Nopember 008, Universitas Lampun. Hendrayana, H., Intrusi Air Asin ke dalam Akuifer di Daratan, 00, Website: http://heruhendrayana.staff.um.ac.id/web/ down/intrusi.pdf., download 4 April 008. Kadir, W.G.A., Santoso, D., dan Sarkowi, M. (999 : Time Lapse Vertical Gradient Microravity Measurement for Subsurface Mass Chane and Vertical Ground Movement (Subsidence Identification, Case Study : Semaran alluvial plain, central Java, Indonesia, Proceedins of the 7 th SEGJ International Symposium, Sendai Japan 4 6 November 004, pp. 4-46. Sarkowi, Gayaberat mikro Antar Waktu untuk Analisa Perubahan Kedalaman Muka Air Tanah (Studi Kasus Dataran Aluvial Semaran, Doktor, Disertasi, ITB,, 00. Suhartanto B., Pramana A., Wardoyo, Firman M., Sumarno, Investiasi penyebaran intrusi air laut di kota Benkuku denan metode Geolistrik tahanan jenis studi kasus daerah kampun Cina Sumur Melele dan Berkas, Laporan penelitian, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Penetahuan Alam, Universitas Benkulu, 0. Suhartono E., Purwanto, Suripin, Model intrusi air laut terhadap tanah pada akuifer di kota Semaran, prosidin Seminar Nasional Penelolaan Sumberdaya Alam dan Linkunan, September 0, hal. 30-35.