PENDAHULUAN 1 BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Penelitian Air merupakan kebutuhan utama setiap makhluk hidup, terutama air tanah. Kebutuhan manusia yang besar terhadap air tanah mendorong penelitian yang terus berkembang bukan hanya dalam hal kuantitas, namun juga terkait kualitas air tanah tersebut. Penelitian terhadap air tanah berkaitan erat dengan keadaan hidrogeologi yang terdiri dari tiga elemen utama yaitu geologi, fisika, dan kimia air tanah (Suharyadi, 1984). Elemen geologi dan fisika erat kaitannya dengan kuantitas air tanah yang berhubungan dengan keberadaan air tanah, dimensi, dan geometri akuifer air tanah, serta pola aliran atau persebaran air tanah. Sedangkan elemen kimia berkaitan dengan unsur-unsur kimia yang terkandung di dalam air tanah yang akan menentukan kualitas air tanah. Analisis geokimia air tanah menjadi sangat penting karena dapat menentukan ketersediaan air bersih, mengidentifikasi adanya pencemaran, serta mengenali adanya anomali yang sebabkan oleh kondisi geologi tertentu. Penelitian geokimia air tanah di wilayah Bayat, kabupaten Klaten, provinsi Jawa Tengah ini dilakukan karena pada penelitian sebelumnya pada kegiatan Field Camp on Engineering Geology & Hydrogeology daerah Bayat (RWTH Aachen Jerman UGM, dan Undip, Agustus 2015) diperoleh suatu data yang menunjukkan adanya anomali karakteristik kimia air tanah, yaitu berupa besarnya nilai konduktivitas elektrik (DHL) dan besarnya nilai konsentrasi Cl - pada beberapa sampel sumur air tanah yang ditemukan secara setempat-setempat. Dalam hal ini, pada beberapa sampel air sumur yang diteliti terdapat anomali
PENDAHULUAN 2 berupa adanya air yang terasa asin dan air yang keruh. Secara geologi, wilayah penelitian sebagian besar merupakan endapan kuarter vulkanik Gunung Merapi dan endapan aluvium, yang umumnya air tanah yang dikontrol oleh batuan vulkanik mempunyai kualitas yang baik (Suharyadi, 1984). Namun pada lokasi penelitian juga terdapat batuan dari formasi yang lebih tua yaitu Formasi Kebo- Butak yang tersusun dari litologi batupasir, batulanau, dan batulempung, dan sedimen silisiklastik yang tersingkap dipermukaan, serta formasi Semilir yang tersusun oleh batupasir tufan dan sedimen vulkaniklastik (Surono dkk, 1992). Selain itu, diperoleh informasi beberapa sumur yang berubah menjadi asin setelah gempa 26 Mei 2006. Pada air tanah, nilai konsentrasi Cl - yang tinggi ditemukan pada mata air panas pada sistem geothermal dan air formasi (Nicholson, 1993), pada intrusi air laut (Klassen et al, 2014), serta pada air tanah purba (Kelly et al, 2012), dan akibat proses antropogenik (Mashburn et al, 2003). Air tanah dengan konsentrasi Cl - yang tinggi dapat muncul ke permukaan akibat upflow dan outflow pada sistem hidrotermal yang dicirikan dengan suhu air yang cukup tinggi, upwelling dari air tanah pada batuan dasar akibat adanya sesar, maupun akibat proses pemboran (Nicholson, 1993). Maka dari itu, penelitian geokimia air tanah pada daerah tersebut dilakukan untuk menganalisis dan mengidentifikasi lebih lanjut mengenai kemunculan anomali geokimia air tanah, sehingga diharapkan dapat terpetakan persebaran anomali geokimia air tanah, dan diperoleh interpretasi geologi yang mencerminkan sistem hidrologi yang berkembang di daerah penelitian, sehingga dapat diketahui faktor penyebab kemunculan anomali geokimia air tanah.
PENDAHULUAN 3 Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dan pemahaman yang lebih jelas mengenai sistem hidrogeologi dan kondisi air tanah di daerah penelitian dari adanya anomali yang ditemukan. I.2. Rumusan Masalah Penelitian Berdasarkan latar belakang penelitian yang telah dijelaskan, maka dibuatlah beberapa rumusan masalah yang akan digunakan sebagai pedoman penelitian, antara lain: 1. Bagaimana kondisi geologi dan hidrogeologi daerah penelitian? 2. Bagaimana karakteristik geokimia air tanah daerah penelitian? 3. Apa faktor yang menyebabkan kemunculan anomali geokimia air tanah tersebut? 4. Bagaimana hubungan geokimia air tanah tersebut dengan kondisi geologi daerah penelitian? I.3. Maksud dan Tujuan Penelitian Maksud dari penelitian ini adalah untuk melakukan studi geologi, hidrogeologi, dan geokimia air tanah, serta menganalisis kemungkinan adannya kontrol geologi terhadap keberadaan air tanah pada daerah penelitian. Sedangkan tujuan dari penelitian ini antara lain untuk: 1. Mengetahui kondisi geologi dan hidrogeologi daerah penelitian. 2. Mengetahui tipe kimia air tanah, serta karakteristik fisik dan kimia air tanah daerah penelitian. 3. Menentukan pola persebaran anomali geokimia air tanah pada daerah penelitian.
PENDAHULUAN 4 4. Menghubungkan penemuan anomali geokimia air tanah dengan kondisi geologi daerah penelitian. I.4. Ruang Lingkup Penelitian I.4.1 Lokasi, Luas, dan Kesampaian Daerah Penelitian Wilayah penelitian difokuskan pada daerah Bayat meliputi desa Brangkal, Melikan, Kadilanggon, Pacing, Bogem, Paseban, Nengahan, Beluk, Krikilan, Kebon, Banyuripan, Jarum, Tancep, Jambakan, Dukuh, Tegalrejo, kecamatan Bayat, kabupaten Klaten, dan desa Ngerangan dan Tegalrejo, kabupaten Gunung Kidul, provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta (Gambar 1.1). Daerah ini berada di bagian selatan kabupaten Klaten, berbatasan dengan kabupaten Gunung Kidul, provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta di sebelah selatan, dan berbatasan dengan kabupaten Wonogiri di sebelah timur. Wilayah penelitian memiliki luasan kurang lebih 6 km x 3,5 km. Wilayah penelitian dapat dicapai dengan kendaraan bermotor kurang lebih 20 km kearah selatan dari pusat kota Klaten, atau sekitar 40 km dari kampus Universitas Gadjah Mada.
PENDAHULUAN 5 Gambar 1.1. Peta lokasi penelitian
PENDAHULUAN 6 I.4.2. Ruang Lingkup Kegiatan Penelitian Pada penelitian ini Penulis membatasi pada analisis hidrogeologi dan geokimia air tanah, untuk menentukan persebaran anomali kimia air tanah, dan memprediksi kemungkinan adanya faktor geologi yang mengontrol kemunculan anomali tersebut dari data geokimia yang diperoleh, dan memprediksi akuifer sumber air yang ada pada daerah penelitian. Dalam rangka penelitian tersebut, ruang lingkup kegiatan dalam penelitian dibagi menjadi 3, yaitu: 1. Ruang lingkup geologi, berupa pemetaan geologi daerah penelitian untuk mengetahui kondisi geologi daerah penelitian, meliputi kegiatan-kegiatan berikut: - Pemetaan geomorfologi - Pemetaan litologi - Pemetaan struktur geologi, berupa kekar, sesar, maupun lipatan. Pada ruang lingkup kegiatan ini juga dilakukan pengambilan sampel batuan untuk dilakukan analisis laboratorium berupa analisis petrografi dan analisis XRF untuk mengetahui komposisi kimia batuan. 2. Ruang lingkup hidrogeologi, berupa pemetaan hidrogeologi dari sumur gali maupun sumur bor pada daerah penelitian untuk mengetahui pola aliran air tanah, meliputi kegiatan-kegiatan berikut: - Pengukuran kedalaman air tanah - Pengukuran kedalaman sumur - Pengukuran tebal air tanah 3. Ruang lingkup geokimia air tanah, berupa pengambilan data karakteristik geokimia air tanah meliputi nilai ph, daya hantar listrik (DHL), kandungan
PENDAHULUAN 7 garam terlarut (TDS), dan suhu air. Kemudian dilakukan pengambilan sampel air tanah untuk analisis laboratorium dengan menggunakan ion chromatograph untuk mengetahui konsentrasi kation dan anion mayor penyusun air tanah. Kemudian dilakukan analisis berupa pengeplotan data ke dalam diagram-diagram sebagai berikut: - Pengeplotan Diagram Kurlov - Pengeplotan Diagram Trilinier Piper - Pengeplotan Diagram Fingerprint - Pengeplotan Diagram Komposisi Setelah semua data dianalisis kemudian dilakukan evaluasi untuk menentukan hubungan antara kondisi geologi dan hidrogeologi terhadap karakteristik geokimia air tanah pada daerah penelitian. I.5. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian yang dilakukan ini adalah sebagai berikut: 1. Memberikan informasi yang komprehensif mengenai kondisi hidrogeologi, geokimia air tanah, dan kondisi geologi di daerah penelitian. 2. Memberikan pemahaman kepada masyarakat/pembaca mengenai adanya anomali air tanah di daerah penelitian. 3. Sebagai informasi yang dapat digunakan untuk kepentingan akademis mengenai kondisi air tanah di daerah penelitian.
PENDAHULUAN 8 I.6. Peneliti Terdahulu Daerah Bayat merupakan kompleks studi geologi yang lengkap dan telah diteliti oleh banyak peneliti terdahulu. Sebagian besar penelitian dilakukan terhadap litologi dan tatanan geologi, dan masih jarang dilakukan penelitian terhadap kondisi dan sistem hidrogeologi pada daerah tersebut. Beberapa peneliti yang pernah melalukan penelitian di daerah Bayat dan sekitarnya antara lain: 1. Djaeni, dkk (1982) dalam Peta Hidrogeologi Lembar Yogyakarta skala 1 : 250.000 menyebutkan bahwa daerah Bayat tersusun atas batuan endapan vulkanik muda dengan kelulusan tinggi hingga sedang pada bagian utara, aluvium endapan dataran kerikil dan pasir dengan sisipan lempungan dengan kelulusan tinggi hingga sedang pada bagian tengah, seri dari campuran endapan vulkanik dengan sedimen endapan marin dengan kelulusan rendah pada bagian selatan, dan sekis dengan kelulusan rendah hingga kedap air setempat berada di tengah. Berdasarkan keterdapatan air tanah dan produktivitas akuifer daerah Bayat dibagi menjadi akuifer dengan produktivitas sedang dengan muka air tanah beragam dari dekat permukaan sampai lebih dalam dari 10 m pada bagian utara, akuifer dengan produktivitas sedang tetapi setempat-setempat, tidak menerus, tipis, terletak pada bagian tengah, dan daerah air tanah langka di bagian selatan dan setempat di tengah. Aliran air tanah dari utara ke selatan. Selain itu juga dilalui sesar dengan kelurusan relatif barat-timur. 2. Surono, dkk (1992) dalam Peta Geologi Regional Lembar Surakarta- Giritontro skala 1 : 100.000 menyebutkan bahwa daerah Bayat tersusun oleh endapan gunungapi Merapi berumur Kuarter, endapan aluvium tua berumur Kuarter, secara setempat batugamping berumur Tersier, batupasir tufan dan
PENDAHULUAN 9 dan sedimen vulkaniklastik berumur Tersier, batupasir berumur Tersier, dan batuan malihan yang berumur lebih tua. Terdapat juga sesar-sesar yang memotong batuan-batuan pada lokasi ini. Secara keseluruhan daerah ini didominasi oleh batuan gunungapi Merapi berumur Kuarter. 3. Samodra (2012) dalam tesis Prodi Ilmu Lingkungan Universitas Gadjah Mada dengan judul Zonasi Tingkat Risiko Bencana Gempabumi di Kecamatan Bayat, Kabupaten Klaten, Propinsi Jawa Tengah, menyebutkan bahwa wilayah Bayat tersusun oleh litologi berupa sedimen lepas, sedimen kompak, serta batuan beku dan metamorf. Penelitian dengan metode geolistrik, georadar, dan mikrotremor menunjukkan adanya sedimen yang tebal (>30 m) yang melintang barat timur di sebelah selatan Perbukitan Jiwo Barat dan Jiwo Timur, dan menerus ke timur hingga di perbatasan dengan Kecamatan Cawas. Berdasarkan rekaman georadar, terdapat sesarsesar yang tertimbun di bawah endapan fluviovulkanik maupun endapan aluvium di daerah desa Jarum, dimana sesar-sesar tersebut tidak teramati di permukaan. 4. RWTH Aachen, UGM, dan Undip (2015) dalam pemetaan Water Type Analysis in Bayat Region menyebutkan adanya konsentrasi klorida yang dominan dan anomali nilai konduktifitas elektrik pada beberapa sampel yang diambil yang diakibatkan oleh upwelling dari klorida. Diprediksi bahwa kondisi geokimia air tanah dipengaruhi oleh kondisi geologi daerah tersebut, namun tidak berlaku pada semua sampel yang diteliti. Terdapat adanya aliran air tanah yang mengalir melalui suatu sesar. Perkiraan zona upwelling air tanah dan pola aliran air tanah pada daerah Jiwo Timur diidentifikasi dari barat daya ke timur laut.
PENDAHULUAN 10 5. Budiman (2016) dalam Laporan Akhir Penentuan Kedalaman Airtanah Berdasar Metode Geolistrik Desa Tegalrejo, Kecamatan Bayat, Kabupaten Klaten, Propinsi Jawa Tengah, diperoleh suatu hasil log batuan, dimana pada daerah penelitian tersusun oleh soil/tanah pada endapan paling atas pada kedalaman 0-0.6 meter, kemudian perselingan batupasir-batulempung sampai kedalaman 10 meter, kemudian batupasir sebagai akuifer dangkal pada kedalaman 10-16 meter, kemudian batupasir, batulempung, breksi, kemudian di bawahnya batupasir sebagai akuifer air tanah pada kedalaman 127-176 meter, dan di bawahnya terdapat breksi, batupasir, dan batulempung pada tiga titik yang berbeda.