PREDIKSI POTENSI CADANGAN AIRTANAH MENGGUNAKAN PERSAMAAN DARCY DI KABUPATEN TANGERANG, PROVINSI BANTEN
DIMAS ARDI PRASETYA
TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Prediksi Potensi Cadangan Airtanah Menggunakan Persamaan Darcy Di Kabupaten Tangerang, Provinsi Bantenadalah benar karya saya denganarahan dari Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, April 2013
Dimas Ardi Prasetya NIM F44090042
ABSTRAK DIMAS ARDI PRASETYA. Prediksi Potensi Cadangan Airtanah Menggunakan Persamaan Darcy Di Kabupaten Tangerang, Provinsi Banten. Dibimbing oleh ROH SANTOSO BUDI WASPODO. Air sangat penting untuk kebutuhan manusia.Sumber air bersih yang dapat digunakan hanya 3% dari jumlah keseluruhan air di bumi.Salah satu sumber air bersih yang dapat digunakan adalah airtanah.Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan potensi cadangan airtanah di dalam akuifer di Kabupaten Tangerang menggunakan persamaan Darcy.Penelitian terbagi dari beberapa langkah, di antaranya tahap persiapan,tahap pengumpulan,pengolahan data, analisa data, dan pemaparan hasil. Data diperoleh dari pengukuran geolistrikmenggunakan perangkat lunak Schlumberger. Hasil pengukuran digunakan untuk menentukan jenis dan kedalaman dari batuan serta jenis akuifernya.Jejaring aliran dari akuifer menunjukkan skema aliran airtanah.Persamaan Darcy membutuhkan parameter yaitu nilai konduktivitas hidrolik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa akuifer didominasi oleh pasir lempungan. Dari perhitungan diperoleh rata-rata konduktivitas hidrolik sebesar 1 m/hari untuk akuifer dangkal dan 6,1 m/hari untuk akuifer dalamyang digunakan untuk perhitungan. Hasil prediksi debit airtanah dangkal sebesar 776.47 m3/hari, sedangkanpada akuifer dalam sebesar 4342,15 m3/ hari. Kata kunci: akuifer dangkal, akuifer dalam, geolistrik, konduktivitas hidrolik, prediksi cadangan airtanah,
ABSTRACT DIMAS ARDI PRASETYA. Prediction Of Groundwater Storage Potential By Darcy’s Law In Tangerang Regency, Banten Province. Supervised by ROH SANTOSO BUDI WASPODO. Water is very important for human beings. Only 3% of the total water availability on earth is supplied by water resourses. Other alternative is groundwater or water inside aquifer. The objective of this study was to predict the capacity of groundwater in aquifers in Tangerang regency using the Darcy equation. Theresearch consisted of several stages, such as the preparation phase, data collection, data processing, data analysis, and presentation of results. Data were obtained from geoelectric measurements using Schlumberger software, and were used to analyse the type and depth of rock layers. Beside, the data were also used to determined the position of confined and unconfined aquifer. The flownet of aquifer indicated the scheme of groundwater’s flow. Darcy equation required another parameter called hydraulic conductivity. The average of Hydraulic conductivity 1 m/day for confine aquifer and 6,1 m/day for unconfine aquifer was used in calculation. As theresult prediction of groundwater storages on unconfined aquifer was 776,47 m3/day, while on confined aquifer was 4342,15 m3/ day. Keywords: confined aquifer, hydraulic conductivity, geoelectric, prediction of groundwater storage, unconfined aquifer
PREDIKSI POTENSI CADANGAN AIRTANAH MENGGUNAKAN PERSAMAAN DARCY DI KABUPATEN TANGERANG, PROVINSI BANTEN
DIMAS ARDI PRASETYA F44090042 Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi : Prediksi Potensi Cadangan Airtanah Menggunakan Persamaan Darcy Di Kabupaten Tangerang, Provinsi Banten Nama : Dimas Ardi Prasetya NIM : F44090042
Disetujui oleh
Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo.,MT NIP 19620714 198703 1 004
Diketahui oleh
Dr. Yudi Chadirin, STP.,M.Agr Plh. Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur dipanjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Shalawat dan salam tidak lupadihaturkan pada Nabi Muhammad SAW atas segala suri tauladan yang telah diberikan. Judul penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari-Maret 2013 ini ialah Sumberdaya Air, dengan judul Prediksi Potensi Cadangan Airtanah Menggunakan Persamaan Darcy Di Kabupaten Tangerang, Provinsi Banten. Laporan ini ditulis berdasar kegiatan penelitian yang dilaksanakan di Kabupaten Tangerang, Provinsi Banten. Terima kasih penulis ucapkan kepada : 1. Dr.Ir.Roh Santoso Budi Waspodo, MT selaku dosen Pembimbing Akademik yang telah banyak memberikan masukkan pada penulisan skripsi ini. 2. Dr. Ir.Nora H.Pandjaitan,DEA dan Dr. Satyanto Krido Saptomo, MT, M.Sisebagai dosen penguji atas segala masukkan dalam penulisan kelengkapan skripsi ini. 3. Bapak, ibu dan adik serta keluarga tercinta yang selalu memberikan doa dan dukungan secara moral maupun spiritual dalam penyusunan skripsi ini. 4. Teman satu angkatan di Teknik Sipil dan Lingkungan angkatan 46, tim lapangan, tim BLH Kabupaten Tangerang, dan Bapak Pengki Irawan, STP,M.Si serta Ikatan Keluarga Mahasiswa Pati (IKMP) atas bantuan dan semangat yang diberikan dalam penyusunan skripsi. 5. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu-persatu yang telah membantu terlaksananya penelitian hingga tersusunnya laporan ini. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu diharapkan saran dan kritikan untuk perbaikan untuk penulis selanjutnya. Penulis berharap laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan. Bogor, Juli 2013 Dimas Ardi Prasetya
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
3
Ruang Lingkup Penelitian
3
TINJAUAN PUSTAKA
4
METODE
4
Bahan
6
Alat
6
Prosedur Analisis Data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN Keadaan Umum Lokasi Penelitian
9 9
Pergerakan Airtanah
10
Pengolahan Data
10
SIMPULAN DAN SARAN
15
Simpulan
15
Saran
15
DAFTAR PUSTAKA
16
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR TABEL Nilai Parameter Darcy Hasil Perhitungan Prediksi Potensi Cadangan Airtanah Hasil Pehitungan Zona Eksploitasi Kategori Aman
12 13 13
DAFTAR GAMBAR 1. Diagram Alir Kerangka Perhitungan 2. Aplikasi di lapangan dan Parameter Perhitungan 3. Konfigurasi Schlumberger 4. Penampang melintang dari Selatan ke Utara 5. Penampang akuifer dangkal dan penjelasannya 6. Penampang akuifer dalam dan penjelasannya
2 5 6 11 12 12
DAFTAR LAMPIRAN 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Nilai Konduktivitas Hidrolik Peta Lokasi Pengukuran Geolistrik Jejaring Aliran (Flownet) Peta Hidrogeologi Lembar Jakarta-Serang Borlog Pengukuran Lanjutan Lanjutan Lanjutan
17 18 19 20 21 22 23 24
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang Air merupakan sumberdaya alam yang berlimpah di muka bumi, menutupi sekitar 71% dari permukaan bumi. Secara keseluruhan air di muka bumi, sekitar 98% terdapat di Samudera dan laut dan hanya 2% yang merupakan air tawar yang terdapat di sungai, danau dan bawah tanah. Diantara air tawar yang ada tersebut, 87% diantaranya berbentuk es, 12% terdapat di dalam tanah, dan sisanya sebesar 1% terdapat di danau dan sungai (Effendi,2007). Sumber air tanah yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi keperluan domestik,pertanian maupun industri dibagi menjadi dua macam,yaitu:air permukaan dan airtanah dimana semakin hari jumlahnya bukan semakin bertambah namun semakin berkurang. Disamping itu dengan dipacunya pertumbuhan ekonomi,permintaan akan sumberdaya air baik kuantitas maupun kualitasnya semakin meningkat. Hal ini menyebabkan sumberdaya air dapat menjadi barang langka. Kabupaten Tangerang adalah salah satu adalah salah satu Kabupaten yang saat ini menuju kepada profilekota metropolitan dimana pertumbuhan jasa dan perdangangan menunjukkan kemajuan yang positif.Aktivitas dari berbagai sektor terutama sektor swasta terlihat menonjol adalah semakin maraknya kegiatan perdangangan terutama bagian property yaitu pembangunan gedung-gedung perkantoran, pertokoan, apartemen dan perumahan-perumahan. Berkaitan dengan adanya pengembangan wilayah terhadap kondisi Geologi Kabupaten Tangerang, lebih khusus mengenai hidrogeologi, perlu dikaji bentuk lahan (landform) dan proses yang terjadi di permukaan bumi termasuk pergerakan material, air dan drainase (alur air dalam bumi). Dengan memperhatikan dinamika pertumbuhan pembangunan KabupatenTangerang dewasa ini,maka perlu dilakukan suatu kajian hidrogeologi Kabupaten Tangerang yang bisa menjadi refensi berbagai pihak dalam membuat kebijakan,program atau kegiatan pembangunan fisik Kabupaten ini.Salah satu kegiatan yang dilakukan adalah melakukan pengkajian potensi cadangan airtanah di Kabupaten Tangerang.Dalam pengkajian salah satu metode yang digunakan menggunakan Hukum Darcy untuk menentukan potensi cadangan airtanah.
Perumusan Masalah Kerangka pemikiran yang yang melatarbelakangi penelitian penentuan kandungan potensi cadangan airtanah karena terus meningkatnya kebutuhan akan air makaperlu adanya kajian mengenai hidrogeologi.Pengukuran dilakukan dengan menggunakan geolistrik atau metode tahanan jenis batuan. Pengukuran dilakukan untuk mendapatkan seberapa besar kandungan airtanah di Kabupaten Tangerang. Diagram alir perumusan kerangka perhitungan dapat dilihat padagambar1.
2
Mulai
-
Input Data Peta Hidrogeologi Peta Geologi Peta Topografi Peta Administrasi
Pengukuran Geolistrik
Karakteristik akuifer
Tinggi muka airtanah
Flownet (Jejaring Aliran)
Prediksi potensi cadangan airtanah
( Persamaan Darcy )
Selesai
Gambar 1. Diagram alir kerangka perhitungan
3 Tujuan Penelitian Penilaian mengenai Prediksi Potensi Cadangan Airtanah MenggunakanPersamaan Darcy di Kabupaten Tangerang, Provinsi Banten ini memiliki beberapa tujuan,yaitu: 1.Mengidentifikasi litologi lapisan tanah dan posisi ketebalan akuifer di lokasi penelitian. 3.Menentuhkan nilai konduktivitas hidrolik tanah 3.Prediksi potensi cadangan ketersediaan airtanah di Kabupaten Tangerang Penelitian bermanfaat untuk mengetahui posisi sebaran akuifer dangkal maupun akuifer dalam. Disamping itu peneilitian bermanfaat dalam memprediksi potensi cadangan airtanah di Kabupaten Tangerang serta dapat digunakan kepada masyarakat seberapa dalam dalam melakukan pemboran ekploitasi airtanah.
Ruang Lingkup Penelitian Sesuai dengan tujuan dan sasaran yang ingin dicapai dalam penelitian ini, maka lingkup kegiatan ini mencakup tahap persiapan,tahap pengumpulan,pengolahan data, analisa data, dan pemaparan hasil.
4
TINJAUAN PUSTAKA Air tanah adalah air tawar yang terletak di ruang pori-pori antara tanah dan bebatuan dalam. Air tanah juga berarti air yang mengalir di lapisan aquifer di bawah water table. Terkadang berguna untuk membuat perbedaan antara perairan di bawah permukaan yang berhubungan erat dengan perairan permukaan dan perairan bawah tanah dalam di aquifer (yang kadang-kadang disebut dengan "air fosil"). Akuifer (aquifer) adalah suatu lapisan, formasi, atau kekompakan satuan geologi yang permeabel baik yang terkonsolidasi (pasir) dengan kondisi jenuh air dan mempunyai suatu besaran konduktifitas hidrolik (K) yang berfungsi menyimpan airtanah dalam jumlah besar sehingga dapat membawa air (atau air dapat diambil) dalam jumlah yang ekonomis. Dengan demikian, akuifer pada dasarnya adalah kantong air yang berada di dalam tanah. Dapat dikatakan juga merupakan lapisan pembatas atas dan bawah suatu confined aquifer.Lapisan batuan yang dapat menyimpan dan meluluskan air dengan kapasitas yang besar, misalnya: pasir, campuran pasir dan kerikil, batuan tufa. Confined aquifer merupakan akuifer yang jenuh air yang dibatasi oleh lapisan atas dan bawahnya merupakan aquiclude dan tekanan airnya lebih besar dari tekanan atmosfer. Pada lapisan pembatasnya tidak ada air yang mengalir (non-flux). Unconfined aquifer merupakan akuifer jenuh air (saturated). Lapisan pembatasnya yang merupakan aquitard hanya pada bagian bawahnya dan tidak ada pembatas aquitard di lapisan atasnya. Pembatas lapisan atas berupa muka airtanah. Dengan kata lain merupakan akuifer yang mempunyai muka airtanah. Parameter atau ukuran yang dapat menggambarkan kemampuan tanah dalam melewatkan air disebut sebagai konduktivitas hidrolik (hydraulicconductivity) (Klute dan Dirksen 1986 diacu dalam Kurnia et al. 2006). Tingkat kemampuan tanah untuk melewatkan air sangat dipengaruhi oleh kadar air tanah. Oleh karena itu, konduktivitas hidrolik tanah dibedakan menjadi 2, yakni konduktivitas hidrolik dalam keadaan tidak jenuh dan dalam keadaan jenuh. Setiap tanah mempunyai lapisan akuifer yang berbeda-beda. Lapisan akuifer biasanya dikenal dengan lapisan akuifer dangkal dan akuifer dalam. Lapisan akuifer dalam biasanya memiliki debit yang relatif besar dan memliki kualitas yang lebih baik daripada air pada lapisan akuifer dangkal. Secara umum pelapisan akuifer dan parameter sebagai aplikasi pehitungan di lapangan ditunjukkan pada gambar 2.
5
Gambar2. Aplikasi di lapangan dan Parameter Perhitungan (Fetter,1994)
METODE Penelitian ini dilakukan dari bulan Januari sampai Maret 2013 di Kabupaten Tangerang,Provinsi Banten. Kabupaten Tangerang merupakan salah satu Kabupaten di Provinsi Banten, terletak dibagian Timur dengan luas wilayah sekitar 959,6 km2(9,93 persen dari luas wilayah Provinsi Banten). Letak Kabupaten Tangerang secara astronomi antara 106020’–106043’ Bujur Timur dan 6000’ – 6020’ Lintang Selatan. Wilayah Administrasi Pemerintahan Kabupaten Tangerang, terdiri dari 29 Kecamatan, 28 Kelurahan dan 246 Desa. Kondisi topografi wilayah Kabupaten Tangerang merupakan wilayah dataran dengan ketinggian antara 0 – 85 m diatas permukaan laut. Dataran rendah sebagian besar berada di wilayah Utara yang berbatasan dengan Laut Jawa, sedangkan dataran tinggi berada di wilayah bagian tengah ke arah Selatan. Di bawah permukaan tanah terdapat pelapisan batuan yang terbedakan antara satu dengan yang lain karena mempunyai karakteristik fisika tertentu. Dengan metode geofisika dapat diduga jenis litologi, kedalaman dan struktur lapisan batuan di bawah permukaan tanah. Metode geofisika secara garis besar terbagi menjadi dua yaitu bersifat statis dan dinamis (Damtoro,2007). Geolistrik merupakan geofisika yang bersifat dinamis yang menggunakan frekuensi gelombang elektromagnetik yang dapatmemperkiraan ketebalan dan jenis litologi di bawah permukaan, untuk daerah dengan ukuran lokal sampai menengah.Geolistrik ini dapat untuk mendeteksi adanya lapisan tambang yang mempunyai kontras resistivitas dengan lapisan batuan pada bagian atas dan
6
bawahnya.Dapat juga untuk mengetahui perkiraan kedalaman bedrock untuk fondasi bangunan. Metode geolistrik terdiri dari beberapa konfigurasi, misalnya yang ke 4 buah elektrodanya terletak dalam suatu garis lurus dengan posisi elektroda AB dan MN yang simetris terhadap titik pusat pada kedua sisi yaitu konfigurasi Wenner dan Schlumberger (Damtoro, 2007). Umumnya metode geolistrik yang sering digunakan adalah yang menggunakan empat buah elektroda yang terletak dalam satu garis lurus serta simetris terhadap titik tengah, yaitu dua buah elektroda arus (AB) di bagian luar dan dua buah elektroda tegangan (MN) di bagian dalam.Kombinasi dari jarak AB/2, jarak MN/2, besarnya arus listrik yang dialirkan serta tegangan listrik yang terjadi akan didapat suatu harga tahanan jenis semu (Apparent Resistivity). Disebut tahanan jenis semu karena tahanan jenis yang terhitung tesebut merupakan gabungan dari banyak lapisan batuan di bawah permukaan yang dilalui arus listrik. Berikut adalah metode geolistrik dengan menggunakan konfigurasi schlumberger :
Gambar3. Konfigurasi Schlumberger (Flathe dan Leibold 1967) Kegiatan penelitian dilakukan dalam beberapa tahapan, yakni pengumpulan bahan pustaka serta pengukuran dan pengambilan data di lokasi penelitian. Setelah itu melakukan pengolahan data lapang yang didapat dengan menggunakan bantuan program Progress Version 3.0 kemudian tahap selanjutnya melakukan analisis dengan menggunakan persamaan Darcy untuk memperoleh prediksi potensi cadangan airtanah di Kabupaten Tangerang.
Bahan Penggunaan beberapa peta digunakan sebagai bahan untuk menunjang pengukuran sangat diperlukan. Peta yang dipergunakan antara lain peta hidrogeologi, geologi, topografi, serta peta administrasi.
7
Alat Beberapa peralatan lapang penunjang pada survei geolistrik yang digunakan diantaranya : 1. Alat pengukur Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Earth Meter tipe AZ 3000 G100. Alat ini menggunakan input power dari accu 12V, 45 A dengan output yang dihasilkan mulai dari 5-500 A. Alat ini digunakan untuk mengukur nilai tahanan jenis batuan pada akuifer. 2. Elektroda Elektroda yang digunakan terbuat dari logam alumunium, tembaga, ataupun baja tahan karat.Elektroda yang dipergunakan terdiri dari empat buah.Elektroda yang dipergunakan untuk elektroda arus dan elektroda potensial masing-masing dua buah. 3. Kabel Penghubung Kabel penghubung berfungsi untuk menghubungkan elektroda dengan alat ukur.Kabel yang dibutuhkan memiliki hambatan rendah dan terisolasi dengan baik. Dibutuhkan kabel sepanjang 500 m sebanyak dua unit untuk elektroda arus dan 300 m sebanyak dua unit untuk elektroda potensial 4. Ohmmeter Alat ini dipergunakan untuk melakukan pengecekan terhadap sambungan antara kabel dengan elektroda 5. AVO meter digital AVO meter yang diperlukan sebanyak satu unit. AVO meter dapat difungsikan sebagai alat ukur kuat arus, hambatan, dan tegangan dalam satu unit. 6. Kompas geologi Kompas geologi dipergunakan untuk mengetahui posisi pengukuran (jika tidak terdapat alat ukur GPS) 7. Palu Palu yang digunakan sebanyak empat unit.Palu difungsikan untuk menancapkan elektroda ke dalam tanah sedalam 40 cm atau sesuai kondisi tanah. 8. Alat Komunikasi Alat komunikasi dapat berupa Handy Talky atau Handphone. Alat komunikasi berfungsi untuk koordinasi dalam proses pengukuran. 9. Seperangkat Komputer beserta perlengkapannya dan software (Progress Version 3.0)
Prosedur Analisis Data Teknik pengolahan data dilakukan dengan mengunakan software Microsoft Excel, Surfer 10, dan progress version 3.0.Data yang diolah dengan Microsoft Excel berupa data wilayah beserta data koordinat titik pengukuran.Surfer menampilkan gambar penampang dari kedudukan akuifer, sedangkan progress version 3.0 berguna untuk menampilkan dan mengolah data geolistrik.
8
Persamaan Darcy digunakan dalam proses analisis data dalam pendugaan cadangan airtanah baik akuifer dangkal maupun akuifer dalam. Persamaan didekati menggunakan rumus : Q=KxixA dengan i=
δh δL
A = W x b akuifer Keterangan : Q K i δh δL A w b akuifer
SehinggaQ = w x b akuifer x K x
= Debit, m3/hari = Konduktivitas hidrolik, m/hari = Gradien hidrolik = Beda kedalaman muka airtanah,m = Panjang lintasan airtanah,m = luas penampang akuifer,m2 = Panjang penampang akuifer,m = Ketebalan Akuifer,m
δh δL
9
HASIL DAN PEMBAHASAN Keadaan Umum Lokasi Penelitian Kabupaten Tangerang terletak di bagian Timur Provinsi Banten pada koordinat 106°20’-106°44’ Bujur Timur dan 5°58’-6°21’ Lintang Selatan. Kabupaten Tangerang termasuk salah satu daerah yang menjadi bagian dari wilayah Provinsi Banten. Terletak pada posisi geografis dengan batas-batas: 1. Sebelah utara berbatasan dengan Laut Jawa, dengan panjang garis pantai ± 51 Km. 2. Sebelah timur berbatasan dengan Kota Tangerang Selatan,Kota Tangerangdan DKI Jakarta 3. Sebelah selatan berbatasan dengan Kabupaten Bogor (Provinsi Jawa Barat)dan Kabupaten Lebak 4. Sebelah barat berbatasan dengan Kabupaten Serang dan Lebak. Luas wilayah Kabupaten Tangerang sebesar ± 95.961 ha atau ± 959,61 km2.Kabupaten Tangerang merupakan wilayah dengan suhu yang relatif panas dengan kelembaban yang tinggi. Temperatur udara berdasarkan penelitian di Stasiun Geofisika Klas I Tangerang rata-rata berkisar antara 23,2 0C s/d 33,20C.Secara topografi, Kabupaten Tangerang sebagian besar berada pada ketinggian 0 – 85 m diatas permukaan laut. Berdasarkan ketinggian wilayah, Kabupaten Tangerang dapat dibagi dua bagian, dataran rendah dan dataran tinggi. Dataran rendah memiliki ketinggian dari 0-25 m diatas permukaan laut yang terletak di bagian utara. Secara hidrogeologi diperoleh 2 jenis akuifer, yaitu akuifer bebas dan akuifer dalam. Kondisi hidrogeologi Kabupaten Tangerang meliputi : 1.Akuifer Bebas(Unconfined Aquifer) Akuifer bebas di Kabupaten Tangerang umumnya disusun oleh pasir, pasir lempungan, lempung pasiran. Batas atas lapisan tersebut berada pada kedalaman antara 2 – 16 m bawah muka tanah (bmt) setempat. Ketebalan akuifer bervariasi antara 12 – 23 m. Konduktivitas hidrolik antara 0.8 – 23,4 m/hari. Gradient hidrolik akuifer bebas mengikuti kontur muka tanah setempat. 2. Akuifer Dalam (Confined Aquifer) Akuifer dalam atau akuifer tertekan di Kab tangerang disusun oleh pasir, batu pasir/breksi pasir, dan pasir lempungan. Batas atas akuifer dalam dijumpai pada kedalaman 40 – 80 m bmt setempat. Konduktivitas hidrolik diperkiran 8,9 – 21,4 m/hari. Airtanah dalam berasal dari selatan sebagai resapan airtanah ke utara sebagai daerah discharge. Menurut peta hidrogeologi regional lembar Jakarta, Pusat Geologi Lingkungan Tahun 1993 maka dapat didefinisikan tipologi kondisi geologi di Kabupaten Tangerang terdiri dari aluvial (Qa),tufa banten (Qpvb) dan batu gamping koral (Ql). Aluvial terdiri dari kerakal, pasir, lanau dan lumpur.Tufa banten terdiri dari tufa, batu apung, batu pasir dan tufaan. Sedangkan batuan penyusun terdiri daripasir, breksi pasir/batu pasir, pasir lempungan dan lempung pasiran.
10
Pergerakan Airtanah Setiap pemukaan tanah memiliki kemiringan yang memungkinkan terjadi adanya pergerakan airtanah. Permukaan airtanah bebas memiliki gradien, maka air akan bergerak menuju arah yang memiliki gradien rendah. Gradien ini sering disebut dengan gradien hidrolik. Dari peta permukaan airtanah yang memuat peta kontur maka dapat diketahui pergerakan airtanah. Pergerakan airtanah dapat diketahui dengan pola garis aliran airtanah. Garis aliran adalah suatu garis sepanjang mana butir-butir air akan bergerak dari bagian hulu ke bagian hilir melalui media tanah yang tembus air (permeable). Garis kontur penting digunakan untuk mengetahui arah pergerakan airtanah pada wilayah Kabupaten tangerang. Dengan mengetahui arah pergerakan airtanah, maka dapat diketahui area penampang akuifer dari pergerakan airtanah. Area penampang akuifer ini merupakan salah satu parameter yang dibutuhkan dalam memperhitungkan dalam perhitungan prediksi cadangan airtanah menggunakan persamaan Darcy. Setiap batuan memiliki kemampuan yang berbeda-beda untuk meloloskan air sehingga pergerakan airtanah juga dipengaruhi oleh kondisi batuan yang ada di dalam tanah. Salah satu parameter yang digunakan dalam perhitungan debit air dengan persamaan Darcy adalah konduktivitas hidrolik. Konduktivitas hidrolik (K) sering disebut juga sebagai permeabilitas atau koefisien permeabilitas. Konduktivitas hidrolik merupakan tingkat dimana airtanah mengalir melalui satuan luas akuifer atau akuitar di bawah gradien unit hidrolik (Dawson and Istok,1991). Porositas yang besartidak selalu disertai oleh permeabilitas yang baik dalam meloloskan airtanah. Sebagai contoh lapisan lempung, di wilayah studi penelitian banyak ditemukan kandungan lempung. Porositas lapisan lempung sangat besar, tetapi permeabilitasnya kecil karena rongga atau ruangnya sangat kecil. Arah pergerakan airtanah di Kabupaten Tangerang yaitu mengikuti kontur tanah setempat dengan arah aliran air berdasarkan jejaring aliran airtanah berasal dari selatan mengalir ke utara yang tersaji pada lampiran 2.
Pengolahan Data Setelah melakukan pengumpulan data lapangan, pengolahan data dilakukan dengan bantuan program Microsoft Excel. Data yang diolah adalah data lapang yang masih berupa tegangan dan kuat arus yang dialirkan ke lapisan tanah. Data yang diperoleh dari hasil pengukuran lapang adalah adalah berupa tahanan jenissemu batuan. Tahanan jenis semu batuan selanjutnya diolah menggunakan programProgress Version 3.0. Proses pengolahan data dimulai dengan pemasukkan data, melakukan estimasi model parameter, dan melakukan iterasi pada proses pengolahan pada program. Pendugaan lapisan akuifer dilakukan berdasarkan nilai tahanan jenis batuan hasil pengukuran, yakni terletak pada batuan yang mengandung pasir atau batuan yang mampu meloloskan airtanah.
11 Interpretasi data hasil pengukuran dilakukan untuk mengetahui penampang vertikal lapisan tanah. Penampang vertikal lapisan tanah yang diperoleh sering disebut sebagai diagram pagar atau borlog. Borlog dimanfaatkan untuk menghitung seberapa ketebalan akuifer dan kedalaman lapisan akuifer di daerah pengukuran. Penentuan perhitungan cadangan airtanah dalam penelitian ini tidak menggunakan seluruh data borlog yang diperoleh. Penentuan data borlog dalam perhitungan prediksi potensi cadangan airtanah berdasarkan jejaring aliran (flownet). Panjang penampang akuifer dangkal meliputi Kecamatan Pagedangan, Kecamatan Legok, Kecamatan Panongan, Kecamatan Jambe, Kecamatan Tigaraksa, Kecamatan Solear, Kecamatan Cisoka. Sedangkan panjang penampang akuifer dalam meliputi Kecamatan Pagedangan, Kecamatan Legok, dan Kecamatan Panongan. Penampang melintang akuifer dari Selatan ke Utara dapat dilihat padagambar 4.
Gambar 4. Penampang melintang akuifer dari Selatan ke Utara Pada gambar 5 terlihat penampang 3 dimensi kontur tanah dan beserta dimensi masing-masing parameter perhitungan Darcy untuk perhitungan prediksi akuifer dangkal.
12
Gambar 5. Penampang akuifer dangkal dan penjelasannya Pada gambar 6 terlihat penampang 3 dimensi kontur tanah dan beserta dimensi masing-masing parameter perhitungan Darcy untuk perhitungan akuifer dalam.
Gambar 6. Penampang akuifer dalam dan penjelasannya Pada gambar 5 dan gambar 6 terlihat ketebalan sebesar 22 m untuk akuifer dangkal dan 33 m untuk akuifer dalam, sedangkan untuk panjang penampang akuifer dangkal sebesar 30 km dan akuifer dalam 18,6 km. Panjang lintasanairtanahdari garis S-U yang terlampir pada lampiran 2 sebesar 34 km. Perhitungan cadangan airtanah dihitung berdasarkan nilai-nilai parameter yang digunakan dalam persaman Darcy.Dari parameter perhitungan yang diperoleh dari hasil pengukuran lapang dan dari data penunjang maka didapatkan data yang tersaji dari tabel1 berikut :
13
Tabel 1. Nilai parameter persamaan Darcy Nilai akuifer dangkal
Variabel Konduktivitas hidrolik
1
Nilai akuifer dalam
Satuan
6,1 Meter/hari
Ketebalan lapisan
22
33 Meter
Panjang penampang akuifer
30
Beda kedalaman muka air tanah
40
40 Meter
Panjang lintasan airtanah
34
34 Kilometer
18,3 Kilometer
Dari pola laju aliran airtanah tanah dapat diketahui panjang lintasan airtanah dan panjang penampang akuifer dengan menggunakan peta.Ketebalan lapisan akuifer didapatkan dari hasil rata-rata kandungan lapisan akuifer di daerah penyelidikan, sehingga diharapkan mampu mewakili ketebalan akuifer yang ada.Nilai konduktivitas hidrolik diperoleh dari hasil rata-rata lapisan batuan yang dapat meloloskan air di daerah penyelidikan.Luas Penampang akuifer dangkal didapatkan sebesar 660.000 m2 sedangkan luas penampang akuifer dalam sebesar 605.055 m2. Luas penampang akuifer didapatkan dari hasil kali dari ketebalan lapisan akuifer dan panjang penampang akuifer. Setelah melakukan perhitungan, diperoleh pada kandungan cadangan pada akuifer dangkal sebesar 776,47 m3/hari. Pada akuifer dalam mempunyai kandungan air sebesar4342,15 m3/hari. Akuifer dalam dapat dimanfaatkan untuk berbagai kegiatan yang membutuhkan kapasitas air yang lebih besar seperti kegiatan industri dan jasa. Dari proses perhitungan hasil cadangan airtanah dapat dinyatakan memiliki debit kecil, hal ini disebabkan karena batuan penyusunnya tidak terlalu dapat meloloskan air. Hal itu dibuktikan dengan adanya pemanfaatan sumber-sumber air selain airtanah setempat.Untuk hasil lebih jelasnya disajikan dalam tabel 2. Tabel 2. Hasil Perhitungan Prediksi Potensi Cadangan Airtanah Jenis airtanah
Dangkal Dalam
3
Prediksi potensi cadangan airtanah (m /hari)
776,47 4342,15
14
Terdapatnya ketentuan besarnya batasan pengambilan airtanah yang tercamtum dalam Kepmen ESDM Nomor 1451.K/10/MEM/2000 tentang Pedoman Teknis Pemerintah di Bidang Pengelolaan Air Bawah Tanah , maka batasan eksploitasi airtanah yang tergolong kategori aman adalah sebesar kurang dari 40 % dari total ketersediaan airtanah yang tersedia. Dari ketentuan tersebut dapat dihitung besar eksploitasi airtanah yang dapat dilakukan untuk dapat masuk kategori aman. Hasil perhitungan disajikan pada tabel 3. Tabel 3. Hasil Perhitungan Zona Eksploitasi Kategori Aman Jenis airtanah
Prediksi potensi cadangan airtanah 3
(m /hari)
Jumlah eksploitasi kategori zona aman 3
(m /hari)
Dangkal Dalam
776,47 4342,15
40%*776,47 = 310,58 40%*4342,15 = 1736,86
Pada akuifer dangkal daerah yang bagus untuk dimanfaatan potensi airtanah adalah daerah yang berada pada wilayah bagian utara Kabupaten Tangerang. Hal ini disebabkan karena wilayah Kabupaten Tangerang bagian utara mempunyai elevasi yang lebih rendah. Salah satu akibat selanjutnya dari pengambilan airtanah yang berlebihan dan tidak terkendali adalah penurunan muka airtanah, yang akan menimbulkan dampak lanjutan, berupa semakin terbatasnya jumlah airtanah, dan dapat memicu amblesan tanah. Permasalahan ini akan menjadi tanggung jawab bersama, khususnya para pengelola daerah karena akibatnya bisa berdampak luas, bahkan tidak mengenal batas-batas administratif.
15
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil penelitian “Prediksi Potensi Cadangan Airtanah Menggunakan Persamaan Darcy di Kabupaten Tangerang, Provinsi Banten”, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Litologi di Kabupaten Tangerang terdiri dari pasir, breksi pasir/batu pasir, pasir lempungan dan lempung pasiran sehingga untuk daerah tertentu banyak mengandung airtanah. Ketebalan akuifer dangkal bervariasi berkisar 12-23 meter sedangkan akuifer dalam bervariasi berkisar 27-39 meter. 2. Konduktivitas hidrolik untuk akuifer dangkal sebesar 1 m/hari sedangkan akuifer dalam sebesar 6,1 m/hari. 3. Dari hasil perhitungan didapatkan prediksi potensi cadangan airtanah dangkal sebesar 776,47 m3/hari dan prediksi cadangan airtanah dalam sebesar 4342,15 m3/hari.
Saran Berdasarkan penelitan yang telah dilakukan, maka dirumuskan beberapa saran sebagai berikut : 1. Untuk menjaga kondisi tanah di daerah eksploitasi maka harus ada batasan jumlah airtanah yang akan dieksploitasi agar tidak terjadi cekungan airtanah yang signifikan, disamping itu eksploitasi airtanah yang berlebihan dapat memberikan dampak negatif seperti penurunan muka tanah, penurunan muka airtanah, dan intrusi airlaut. 2. Sosialisasi kepada masyarakat sekitar hendaknya dilakukan agar masyarakat tahu seberapa dalam harus membuat sumur bor. 3. Pembuatan sumur resapan di berbagai kawasan yang dirasa memiliki potensi cadangan airtanah yang relatif sedikit. 4. Menurut Kepmen ESDM Nomor 1451.K/10/MEM/2000 tentang Pedoman Teknis Pemerintah di Bidang Pengelolaan Air Bawah Tanah, maka dapat dikatagorikan eksploitasi zona aman adalah sebesar 40 % dari total jumlah airtanah yang ada. 5. Dalam setiap titik pengukuran, data spasi elektroda AB/2 hendaknya dilakukan sekurang-kurangnya 28 kali, sehingga dapat diketahui batas lapisan akuifer dalam.
16
DAFTAR PUSTAKA Anonim.2012a.Kabupaten Tangerang Dalam Angka Tahun 2012.Biro Pusat Statistika Kabupaten Tangerang. Arsyad S.2000.Konservasi Air dan Tanah.IPB Press,Bogor. Chow, V.T. 1964. Handbook of Applied Hydrology. Mc Graw Hill, New York Damtoro J.1999.Perbedaan Penggunaan Beberapa Filter Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Pada Program Komputer.Teknologi Indonesia Jilid XXII,No 1-2. Bandung. Fetter, C.W. 1994. Applied Hydrogeology. 3rd Ed. Merrill Publishing Company. Ohio, USA. Kepmen ESDM Nomor 1451.K/10/MEM/2000 tentang Pedoman Teknis Pemerintah di Bidang Pengelolaan Air Bawah Tanah. Kusnandar,Husna.2012.Prediksi Potensi Cadangan Airtanah Menggunakan Persamaaan Darcy Di Kota Tangerang Selatan, Provinsi Banten [skripsi]:Bogor.Institut Pertanian Bogor. Lee T R.1999.Water Management in the 21st Century.Edward Elgar Publising.Cheltenham UK. Mays LW.2005.WaterResourses Engineering.Second Edition.John Wiley & Sons,United State of Amarica. Mori K..2006.Hidrologi Untuk Pengairan (diterjemahkan dari :Manual on Hidrology,penerjemah :L.Taulu).Pradnya Paramita,Jakarta. Mutowal,Wakid.2008.Penentuan Sebaran Akuifer dan Pola Aliran Airtanah Dengan Metode Tahanan Jenis (Resitivity Method) Di Desa Cisalak, Kecamatan Sukmajaya,Kota Depok,Provinsi Jawa Barat {skripsi]:Bogor,Institut Pertanian Bogor. Nemec, J. 1972. Engineering Hydrology. Mc Graw-Hill, London Pemerintah Kabupaten Tangerang.Rencana Tata Ruang Wilayah Kabupaten Tangerang Tahun 2011-2031,Tangerang. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No 43 Tahun 2008. Rusmana, E, dkk. (2001). Peta Geologi Lembar Serang Skala 1:100000. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung Rusmana, E, dkk. (2001). Peta Geologi Lembar Jakarta Skala 1:100000. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung Sukardi P.1986.Peta Hidrogeologi Indonesia Skala 1:250 000 Lembar Jakarta.Direktorat Tata Lingkungan,Bandung. Sosrodarsono S,Takeda K.1993.Hidrology Untuk pengairan.Pradnya Paramita,Jakarta. Todd DK.1995.Groundwater Hydrology.Second Edition.John Wiley & Sons,Singapore. Todd DK.Mays LW.2005.Groundwater Hydrology.Third Edition.John Wiley & Sons,Singapore.
17 Lampiran 1.Nilai Konduktivitas Hidrolik Nilai Konduktivitas Hidrolik (Todd,1995) Material Hydraulic Conductivity m/day
Type of Meas urement* Gravel, coarse 150 R Gravel, medium 270 R Gravel ,fine 450 R Sand, coarse 45 R Sand, medium 12 R Sand, fine 2.5 R Silt 0.08 H Clay 0.0002 H Sandstone, fine-grained 0.2 V Sandstone, medium-grained 3.1 V Limestone 0.94 V Dolomite 0.001 V Dune sand 20 V Loess 0.08 V Peat 5.7 V Schist 0.2 V Slate 0.00008 V Till, predominantly sand 0.49 R Till, predominantly gravel 30 R Tuff 0.2 V Basalt 0.01 V Gabbro,weathered 0.2 V Granite, weathered 1.4 V *H merupakan konduktivitas hidrolik horizontal, R merupakan sampel kemasan (repacked sample), V merupakan konduktivitas hidrolik vertikal.
18
Lampiran 2.Peta Lokasi Pengukuran Geolistrik
Sumber Peta : Album peta RTRW Kabupaten Tangerang 2011-2031
19 Lampiran 3. Jejaring Aliran (Flownet)
Kosambi (Dadap)
-6.05
-6.1
Rajeg (Pangarengan) Kemiri (Kemiri)
Sepatan (Karet Jaya)
Legenda:
Pasar Kemis (Sindangsari)
-6.15 Garis kontur
Cikupa Balaraja
-6.2
Balaraja(Cisedeh) (Sentul) Balaraja
Jayanti
Arah aliran
Balaraja
-6.25
Cisoka
Curug
Tiga Raksa
Kelapa Dua
Panongan
Solear Pagedangan
-6.3
Jambe
Legok
Cisauk
Pondok Aren (Pondok Cabe)
-6.35 106.35
106.4
106.45
Sumber : Waspodo,2010
106.5
106.55
106.6
106.65
106.7
106.75
20
Lampiran 4. Peta Hidrogeologi Lembar Jakarta-Serang
Sumber Peta : Album peta RTRW Kabupaten Tangerang 2011-2031
21 Lampiran 5. Borlog Pengukuran
22
Lampiran 6. Lanjutan
23 Lampiran 7. Lanjutan
24
Lampiran 8. Lanjutan
25
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pati pada tanggal 22 Desember 1990 dan merupakan anak pertama dari dua bersaudara pasangan Bapak Priya dan Ibu Hartini. Pada tahun 2003 penulis menyelesaikan penidikan SD Sidoharjo, Pati. Kemudian penulis melanjutkan pendidikan pada jenjang Sekolah Menengah Pertama Negeri 1 Pati dan lulus pada tahun 2006. Tahun 2006 penulis melanjutkan ke pendidikan Sekolah Menengah Atas Negeri 3 Pati dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun 2009 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor program S-1 melalui jalur Undangan Saringan Masuk IPB (USMI)di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan dan menyelesaikan program sarjana pada tahun 2013. Selama menjadi mahasiswa, penulis juga aktif dalam organisasi Bioenergi and Environmental Comunity (BEC), Ketua Organisasi mahasiswa Daerah “Ikatan Keluarga Mahasiswa Pati (OMDA IKMP) periode 2010-2011. Penulis juga menjadi seorang pengajar di bimbel “Mitra Siswa” sebagai pengajar fisika dan menjadi staff pengajar “Nurul Ilmi Center (NIC)” sebagai pengajar materi eksak untuk SD, SMP, dan SMA. Penulis juga sering mengikuti kajian Hidrologi dan Hidrogeologi mulai semester 6. Penulis melakukan kajian praktek lapangan di Perum Jasa Tirta II, Purwakarta, Jawa Barat dengan topik “Mempelajari Aspek Manajemen Sumberdaya Air Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Di Waduk Ir.H.Djuanda Purwakarta”. Selanjutnya penulis melakukan penelitian di bidang hidrogeologi dengan judul “Prediksi Potensi Cadangan Airtanah Menggunakan Persaaan Darcy Di Kabupaten Tangerang, Provinsi Banten” di bawah bimbingan Dr.Ir.Roh Santoso Budi Waspodo, MT.
