HUBUNGAN KONDISI GEOLOGI TERHADAP KARAKTERISTIK AIR TANAH *) Abriyan Ade Setiawan Abstrak Kebutuhan akan air bagi manusia semakin meningkat seiring dengan pertambahan penduduk dan pesatnya pembangunan. Air tanah merupakan salah satu sumber air dibumi yang dapat digunakan atau dimanfaatkan untuk memenuhi akan kubutuhan air bersih bagi masyarakat. Keberadaan air tanah sangat dikontrol oleh kendali geologi. Kondisi akuifer tempat terakumulasi nya air dibawah permukaan akan dipengaruhi oleh kendali geologi seperti lithologi, stratigrafi, struktur maupun geomorfologi permukaan. Kendali geologi tersebut akan mepengaruhi persebaran akuifer. Selain itu kendali geologi akan mempengaruhi kualitas dan kuantitas dari air tanah. Kualitasi air tanah akan dilihat dari kondisi fisik dan kimia air tanah. Kandungan kimia air tanah dipengaruhi oleh unsur dan sifat kimia yang dimiliki air tanah. Kata Kunci : Airtanah, geologi, kualitas, kuantitas
I. Pendahuluan Kebutuhan akan sumber daya air pada saat ini semakin meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk dan semakin pesatnya kegiatan pembangunan. Air tanah merupukan salah satu potensi yang dapat memenuhi kebutuhan akan air bersih bagi manusia. Air tanah merupakan air yang paling banyak digunakan oleh manusia dibandingkan air permukaan seperti air sungai, hal ini disebabkan karena air tanah memiliki kualitas yang baik serta peluang tercemar lebih kecil dari pada air permukaan. Ketersedian air tanah didaratan memiliki persentase 1,69 % dan menempati urutan nomor dua akan ketersedian air dipermukaan setelah glaciers. Air tanah merupakan air yang terletak dibawah permukaan tanah pada lapisan yang jenuh air. Air tanah terseimpan pada suatu lapisan, formasi, atau kelompok formasi satuan geologi yang permeable dalam kondisi jenuh air yang disebut akuifer. Pada saat ini keberadaan air tanah mulai sulit ditemukan. Hal ini disebabkan karena tata kelola dalam pengambilan air tanah tidak memperhatikan aspek lingkungan. Selain itu tata kelola lahan yang buruk juga akan dapat menybabkan kualitas dan kuantitas air tanah menurun. Kuantitas dan kualitas air tanah selain dipengaruhi oleh faktor external juga dipengaruhi oleh faktor internal yaitu kondisi geologi. Distribusi akuifer sangat dipengaruhi oleh kendali geologi seperti lithologi, stratigrafi, struktur maupun geomorfologi. Dalam pemahaman mengenai keberadaan air tanah, juga sangat saling terkait dengan kondisi geologi. Dalam proses pencarian (pemetaan) keberadaan air tanah kendali geologi akan menjadi petunjuk untuk menemukaan cadangan air tanah yang besar. Selain mempengaruhi secara kuantitas, kendali geologi juga akan mempengaruhi kandungan kimia dan fisika air tanah. Faktor lithologi sebagai akuifer akan mempengaruhi kualitas dari air tanah. II. Metode Penelitian Penelitian dimulai dengan melakukan kajian pustaka, pengumupulan data serta analisa laboratorium. Data yang digunakan pada penelitian ini antara lain : 1. Data primer Data primer yang digunakan adalah kedalaman dan ketinggian muka air tanah, analisa kimia dan fisika dari sample air yang diambil pada lokasi penelitian. 2. Data sekunder Data sekunder yang digunakan adalah peta geologi ragional.
III. Pembahasan dan Diskusi A. Kondisi Geologi Kondisi alami dan distrubusi akuifer dalam sistem geologi dikendalikan oleh lithologi, stratigrafi, struktur dan geomorfologi. Kondisi geologi ini akan mempengaruhi kualitas dan kuantitas dari air tanah. 1) Petrologi Lithologi merupakan susunan fisik dari media penyimpan air tanah atau yang disebut dengan akuifer. Susunan fisik ini termasuk komposisi mineral, tekstur, hubungan antar butir yang terbentuk dari sedimentasi maupun batuan yang yang menampilkan sistem geologi. Perbedaan lithologi akan mempengaruhi akuifer pada daerah telitian. Berikut ini adalah beberapa karakteristik akuifer dari beberapa jenis lithologi : a. Akuifer batuan vulkanik Permeabilitas dihasilkan dari rekahan dan mempunyai porositas yang bersar dan baik sebagai akuifer Mengandung sedikit zat padat yang terlarut Unsur besi terbebaskan dari mineral piroksen, mika dan amphibol yang terlarutkan Unsur atau ion sulfat dihasilkan dari oksida sulfat seperti pirit, dan relatif sedikit b. Akuifer batuan sedimen Kontak antara air tanah dengan batuan relatif luas dan waktu yang lama karena permeabilitas rendah Zat padat yang terlarut tergantung unsur yang menyusunnya Batuan yang didominasi silika murni tanpa adaanya semen mimiliki zat padat yang terlarut lebih rendah Batuna yang mengandung semen yang dapat larut 2- mengandung unsur SO 4, CI -, Na +, Mg 2+ dan Ca 2+, dalam jumlah yang biasa lebih besa dari pada batuan karbonat c. Akuifer Batuan Karbonat Pelarutan tergantung pada CO 2 bebas dan kecepatan pelarutan tergantung pada komposisi batuan Proses dolomitisasi menyebabkan porositas menjadi lebih besar Aliran air tanah melalui rekahan Banyak mengandung ion karbonat dan sedikit sulfat dan klorida Zat padat terlarut rendah karena daya larut yang kecil
d. Akuifer Batuan Kristalin Permeabilitas dihasilkan oleh rekahan atau lubah gas Karena banyak mengandung rekahan dan lubang gas, maka sebagian besar batuan kristalin memiliki porositas dan permeabilitas yang baik Sedikit mengandung zat padat terlarut karena banyak mengandung senyawa silikat 2) Stratigrafi Stratigrafi menjelaskan mengenai geometris dan antara macammacam lapisan, dasar dan formasi dalam geologi sistem dari asal terjadinya sedimentasi. Susunan batuan sedimen berlapis akan menghasilkan bentukan akuifer yang berbeda sehingga akan mempengaruhi cekungan air tanah nya. Misalnya pada parched akuifer yang terbentuk akibat adanya lapisan yang kedap air terletek diatas lapisan yang jenuh air secara melensa sehingga membentuk sebuah cekungan air tanah. Pada lapisan yang belum terkonsolidasi lithologi stratigrafi merupakan pengendali yang penting. Berdasarkan susunan stratigrafi dan ada tidaknya lapisan penyekat maka akuifer pada daerah telitian termasuk kedalam jenis akuifer bebas dengan muka air tanah freatik. 3) Struktur Struktur seperti retakan, pecahan, lipatan dan patahan merupakan sifat-sifat geometri dari sistem geologi yang dihasilkan dari perubahan bentuk akibat adanya proses deposition dan proses kristalisasi maupun akibat tektonik dari batuan. Dalam pemetaan air tanah untuk mencari potensi air tanah struktur batuan merupakan salah satu hal yang harus dikaji. Sturktur seperti sesar perlu dikaji untuk mengetahui apakah keberadaan struktur tersebut dapat berupa zona impermeable atau merupakan zona hancuran yang dapat meningkatkan permeabilitas batuan. Selain itu kekar atau rekahan pada batuan batuan yang padu dapat meningkatkan nilai permeabilitas dan menjadi porositas sekunder yang dapat menjadi jalan bagi masuknya air tanah pada akuifer. Pada penelitian mengenai peran sesar terhadap karakter dan arah aliran air tanah pada endapan volkanik di lereng tenggara Gunung Gede, diketahui jika sesar yang terdapat pada daerah telitian menjadi faktor yang mengontrol munculnya mata air disekitar lereng Gunung Gede (Ismawan dkk, 2013).
4) Geomorfologi Geomorfologi atau satuan bentuk lahan akan menghasilkan karakteristik air tanah yang berbeda-beda. Baik dari segi kuantitatif maupun kualitatif. Hal ini disebabkan karena masing-masing bentuk lahan dihasilkan dari berbagai proses yang berbeda-beda. Kondisi topografi dan litologi merupakan aspek geomorfologi yang mempunyai pengaruh kontrol morfostruktur dan hidromorfologi terhadap karakteristik sebaran hidrogeologi, yang mempunyai pengaruh terhadap sirkulasi airtanah. Selain itu geomorfologi juga akan mempengaruhi ketebalan dari akuifer. Berikut ini adalah beberapa karakteristik air tanah pada beberapa bentuk lahan : a) Satuan Bentuk Lahan Vulkanik Bantuk lahan pada gunungapi biasanya didominasi oleh endapan-endapan piroklastik yang umumnya berupa pelapukan yang tebal, berpori dan tidak kompak berselang-seling dengan dengan lapisan-lapisan aliran lava yang umumnya kedap air. Susunan perlapisan endapan gunung api tersebut menyebabkan terakumulasinya air tanah yang cukup besar pada kaki gunung api ataupun pada pemotongan lereng. Gambar 1. Sistem Akuifer G. Api (Mandel & Shiftan, 1981) Pada penelitian tentang karakter dan arah aliran air tanah pada lereng tenggara Gunung Gede didapatkan jika mata air banyak terdapat pada bagian lereng Gunung Gede yang didominasi oleh endapan piroklastik (Ismawan, dkk, 2013). Pada penelitian yang dilakukan di lereng selatan Gunung Merapi membuktikan bahwa aktivitas Gunung Merapi terhadap datarankaki gunungapi telah membentuk sistem akuifer yang sangat
signifikan, berbentuk kantong-kantong (paleo chanel) (Sri Mulyaningsih, 2006). b) Satuan Bentuk Lahan Karst Karst merupakan bentang alam yang sangat spesifik secara morfologi, geologi maupun hirdogeologi. Dalam kaitannya dengan hidrogeologi, bentuk lahan karst memiliki sistem hidrogeologi yang berbeda dengan sistem hidrogeologi dari bentuk lahan lainnya. Karakteristik akuifer karst oleh sebgain besar hidrolog dianggap tidak mudah karena sifatnya yang heterogen dan anisotropis ( Ford and Williams,1992). Gambar 1. Sistem Akuifer Karst (Mandel & Shiftan, 1981) Batu gamping didekat permukaan tanah memiliki kecenderungan terhadap terjadinya retakan, dan karena proses lanjut dari pelarutan air hujan kemudian membentuk conduit sehingga terbentuk porositas sekunder. Menurut Domenico and Schwarts (1990) komponen aliran di akuifer karst dibedakan menjadi dua yaitu secara diffuse dan conduit. Karakteristik komponen aliran diffuse dapat mengikuti prinsip kerja hukum Darcy. Sedangkan komponen aliran conduit karaktersistiknya tidak dapat mengikuti prinsip kerja hukum Darcy. Sifat batuan karbonat yang mempunyai banyak rongga percelahan dan mudah larut dalam air, menyebabkan sistem drainase permukaan tidak berkembang dan lebih didominasi oleh sistem drainase bawah permukaan. Pada bentuk lahan karst air tanah banyak terperangkap pada sungai bawah tanah atau goa goa yang banyak berkembang pada daerah karst akibat pelarutan batugamping. c) Satuan Bentuk Lahan Fluvial
Bentuk lahan fluvial merupakan jenis bentuk lahan yang terbentuk akibat proses fluviatil. Proses fluviatil terdiri atas proses erosi, sedimentasi dan transportasi. Proses ini banyak menghasilkan materil-materil lepas yang dapat menjadi media penyimpan air. Pada penelitian mengenai cekungan air tanah di Palu, Sulawesi Tengah. Diketahui jika cekungan air tanah di Palu terdapat pada dataran aluvium yang merupakan hasil dari proses fluviatil, berdasarkan kualitasa dan kuantitas dari air tanahnya, cekungan air tanah palu termasuk kedalam kategori sedang-tinggi (Zefftini, 2013). Pada penelitian lain yang dilakukan untuk mengetahui sebaran akuifer dan pola aliran air tanah di Kecamatan Batuceper Kota Tanggerang, diketahui jika tipe akuifer yang berkembang pada Kecamatan ini adalah sistem endapan aluvium pantai ( Mohamad Sapari dkk, 2006). Morfologi pada endapan aluvium pantai umumnya datar sampai sedikit bergelombang. Dari segi kuantitas, air tanah pada endapan ini dapat menjadi sumber air tanah yang baik, terutama pada lensa-lensa batupasir lepas. Tetepi dari segi kualitas air tanah pada akuifer endapan aluvium pantai tergolong buruk yang ditandai dengan bau, warna kuning, keruh karena tingginya kandungan garam, besi serta mangan. Berdasarkan stratigrafi penyusun akuifer bahwa satuan bentuklahan yang tersebar di Aluvium dengan litologi penyusun akuifer material permeabilitas tinggi, dan memiliki ketebalan akuifer yang tebal. B. Analisa Kualitas Air 1. Analisa Kimia Pada saat proses gerakan air melewati batuan atau tanah menyebabkan terjadinya terjadinya pelarutan mineral-mineral yang ada pada batuan. Hal ini menyebabkan kandungan kimia air tanah akan berubah seiring dengan batuan yang dilewatinya. Terdapat 2 (dua) proses kimia didalam huungan antara air dan batuan yaitu, proses kimia primer dan proses kimia sekunder ( Todd, 1984). Proses kimia primer adalah proses yang menyebabkan terdapatnya kandungan unsur-unsur mineral batuan yang larut dalam air tanah akibat terjadinya aliran air tanah yang melewati batuan, sedangkan proses sekunder merupakan proses ion enchange dan subtitusi sifat-sifat kimia airtanah padawaktu air melakukan kontak dengan bahan mineral padat.
Adapun unsur-unsur kimia yang terlarut didalam air terbagi menjadi tiga golongan yaitu : Unsur mayor element : Ca 2+, Mg 2+, Na +, K + (Kation) dan 2- HCO 3-, SO 4, Cl - -, NO 3 (Anion). Unsur minor element : Fe, Al, Cu, Ag, PO 4, NO 2, I Unsur trace element : Hg, Pb, Zn, Ni, As Selain dilihat dari unsur kimianya, analisa kualitas air tanah juga dilihat dari sifat kimianya seperti : Kesadahan Kesadahan atau kekerasan disebabkan oleh kandungan Ca dan Mg. Untuk menentukan besarnya kesadahan dapat dilakukan dengan dengan titrasi dengan satuan ppm (part per million) mg/l. Total Dissolved Solids (TDS) Total Dissolved Solids adalah jumlah konsentrasi padatan yang terkandung didalam air. Daya Hantar Listrik ( DHL) Daya hantar listrik adalah sifat menghantarkan listrik dari air. Air yang mengandung garam maka DHL-nya semakin tinggi. Dari analisa unsur kimia dan sifat kimia air tanah, maka dapat ditentukan jenis air tanah dari daerah yang diteliti. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, jika kondisi geologi akan mempengaruhi kualitas dan kandungan unsur kimia air tanahnya. Pada penlitian yang dilakukan di Kecamatan Bruno, Kabupaten Purwerojo Jawa tengah oleh Fivry Wellda Maulana, diketahui jika Kecamatan Bruno Kabupaten Jawa Tengah secara geomorfologi termasuk kedalam satuan geomorfologi struktural berupa perbukitan yang secara dominan tersusun atas batuan yang relatif resisten yaitu breksi, lava, batua beku, batugamping dan batupasir. Akuifer pada Kecamatan Bruno didominasi oleh akuifer yang tersusun atas batuan vulkanik, batugamping dan batuan beku andesit. Berdasarkan analisa kimia terhadap sample air tanahnya diketahui jika jenis air tanahnya adalah Magnesium bikarbonat dengan kandungan unsur kimia yang dominan adalah unsur Na, Mg dan HCO 3. Kandungan unsur kimia tersebut sesuai dengan material pengisi akuifer yang mengandung air tanahnya. Dimana unsurunsur tersebut didapatkan dari:
Unsur Na ( Natrium ) diperoleh dari pelapukan mineral plagioklas dan mineral lempung yang banyak terkandung pada batuan vulkanik maupun sedimen. Unsur Mg ( Magnesium) diperoleh dari endapan laut yang kaya mineral kalsit, dolomit. Selain itu unsur Mg juga didapatkan dari pelapukan batuan beku intermedit-asam. Unsur HCO 3 (Bikarbonat) diperoleh dari karbondioksida yang berada diatmosfer atau dari pelarutan batuan karbonat. Sedangkan berdasarkan tingkat kesadahan (Hr) air tanah pada Kecamatan Bruno tergolong mmiliki tingkat kesadahan dengan kategori sangat keras. Hal ini disebabkan karena persentase kation sangat dominan dengan kandungan Mg. Sedangkan berdasarkan nilai DHLnya, mutu airtanah di Kecamtan Bruno dapat diklasifikasikan sebagai baikcukup baik. Pada penelitian lain yang dilakukan didaerah Dermaji, Kecamatan Lumbir, Kabupaten Banyumas, Jawa Tengah diketahui jika air tanah pada daerah tersebut bertipe Ca-HCO 3 atau Kalsium Bikarbonat ( Bayu Setya dkk, 2012). Tipe kalsium bikarbonat umumnya mempunyai kandungan kation Na +, Mg 2+ dalam kadar yang hampir sama dan kalsium Ca 2+ dalam kadar yang lebih tinggi, serta kandungan anion bikarbonat yang dominan. Tipe air tanah ini sesuai dengan lithologi penyusun tubuh akuifer, yaitu batupasir, batulempung dan batugamping. IV. Kesimpulan Kondisi Geologi seperti lithologi, stratigrafi, struktur dan geomorfologi akan mengontrol persebaran serta kualitas dan kuantitas air tanah Perbedaan petologi akuifer akan memberikan karakteristik air tanah yang berbeda-beda Stratigrafi dari lapisan akuifer akan mempengaruhi geometri dari lapisan akuifer dan kuantitas air tanah Struktur batuan dapat menjadi media yang impermeable ataupun menjadi jalur bagi air tanah untuk terakumulasi Suatu bentuk lahan atau geomorfologi akan menghasilkan karakteristik air tanah yang berbeda, karena masing-masing bentuk lahan dihasilkan dari berbagai proses yang berbeda-beda
Kualitas air tanah sangat dipengaruhi oleh unsur dan sifat kimia yang terkandung. Unsur dan sifat kimia air tanah dikontorol oleh petrologi akuifer. Daftar Pustaka Denny Juanda, 2006, Hidrogeologi Kawasan Gunungapi Dan Karst Di Indonesia, Balai Pertemuan Ilmiah ITB Haryono. Eko & Nugroho, Tjahyo, Geomorfologi dan Hidrologi Karst, Bahan Ajar Studi Karst, Fakultas Geografi UGM Ismawan, Rahayudin.Yudi dkk, 2013, Peran Sesar Terhadap Karekter Dan Arah Aliran Air Tanah Pada Endapan Volkanik Di Lereng Tenggara G. Gede Kabupaten Cianjur, Jawa Barat, Pusat Pendidikan Dan Pelatihan Geologi, Universitas Padjadjaran. Nugroho.Tjahyo, Sudarmadji.dkk, 2006, The Distribution Of Flood Hydrograph Recession Constant Of Bribin River For Gunung Sewu Karst Aquifer Characterization, Indonesian Cave and Karst Journal (Vol.2, No. 2, Nov 2006) Sapari. Muhammad, Mardiana. Undang,dkk, 2006, Sebaran Akuifer dan pola Aliran air tanah Kecamatan Batuceper, Kota Tanggerang, Banten, Jurnal Geologi Indonesia, Vol 1 No 3 Setya. Bayu, & Sunarwan. Bambang, 2012, Geologi dan Studi Fasies Kimia Air Tanah Daerah Dermaji dan Sekitarnya Kecamatan Lumbir, Kabupaten Banyumas, Jawa Tengah, Teknik Geologi Unpak Wellda. Fivry, 2013, Hubungan Airtanah Dan Kondisi Geologi Dalam Penentuan Kualitas Dan Potensi Airtanah Kecamatan Bruno, Kabupaten Purwerejo, Jawa Tengah, Teknik Geologi UPN Veteran Yogyakarta Zeffitni, 2013, Potensi Airtanah Di Cekungan Airtanah (Cat) Palu Berdasarkan Satuan Hidromorfologi Dan Hidrogeologi, Jurnal Geografi, Volume 11 Nomor 22,Desember 2013 : 97 106