11. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Hidrologi Secara keseluruhan jumlah surnberdaya air di bumi adalah konstan karena air
selalu mengalami suatu siklus yang disebut dengan siklus hidrologi. Siklus air yang terdapat di bumi sering disebut daur hidrologi atau siklus hidrologi. Siklus hidrobgi meliputi suatu proses alamiah pergerakan air dimulai dari laut sarnpai akhirnya kembali ke laut lagi. Proses ini meliputi penguapan dan presipitasi. Perjalanan air dirnulai dari penguapan air permukaan ke atmosfir melalui proses evaporasi, dari tumbuhan melalui proses transpirasi dan dari gabungan antara keduanya melalui proses evapotranspirasi. Uap air yang terbentuk dari proses evaporasi, transpirasi dan evapotranspirasi tersebut setelah mencapai temperatur tit& kondensasi membentuk awan, jatuh ke bumi sebagai air hujan atau presipitasi. Sebagian air tersebut mengalir sebagai aliran permukaan melalui berbagai bentuk badan air seperti sungai, danau, rawa kemudian mengalir ke laut. Sebagian air yang lain mengalami infiltrasi dan perkolasi membentuk aliuan di bawah permukaan tanah menjadi aliran air tanah Dengan melalui berbagai macam cara akhirnya air tanah mengalir menuju laut (Todd, 1980). Secara diagram pergerakan air dalam siklus hidrologi dapat dilihat pada gambar 2. Kandungan isotop &lam air yang mengalami pergerakan berbeda
dari satu subsistem ke subsistem berikutnya, yang pada dasarnya dipengaruhi oleh faktor suhu. Pada suhu yang lebih tinggi kemungkinan terjadi fiaksinasi kandungan isotop semakin besar (Geih, 1980).
-
v Kondensasi Evaporasi / Evaporanspirasi A
Evaporasi / Evapomnsnirasi
*
l'resipitasi
-
P
Badan Air : Laut, wad& dl1
Aliran permukaan
Air t a n a l h
A
- A Aliran keluar I
*
I
Gambar 2. Skematik diagram siklus hidrologi
2.2. Air Tanah
Air tanah adalah air yang bergerak di dalam tanah yang terdapat di dalam ruang-ruang antma butir-butir tanah dan di dalam retak-retak batuan. Lapisan tanah
yang telah jenuh dengan air tanah dapat diitakan sebagai lapisan pengandung air atau sering disebut dengan lapisan akuifer (aquifer).Apabila permukaan air tanah ini bersifat bebas tanpa dibatasi oleh lapisan tanah yang kedap air (impermeable) di
bagian atasnya maka lapisan tersebut merupakan aknifer bebas (unconfined aquifer).
Bagian dasar lapisan a k u i ini bersifat kedap air dan terdapat pada bagian lapisan tanah yang jenuh air. Apabila yang mendasari lapisan ini merupakan Iapisan yang tidak jenuh air maka lapisan air tanah tersebut merupakan lapisan akuifier turnpang. Sumber utama dari air tanah adalah air hujan yang masuk ke dalarn tanah atau rnelalui badan air seperti sungai kemudian mengalami proses perkolasi menuju
akuii. Air yang mengalami proses infiltrasi masuk ke dalam tanah akan meningkatkan kelembaban tanah dan sesudah ~nelampauikapasitas jenuh rnaka air
akan bergerak vertikal rnasuk ke dalam lapisan air tanah oleh pengaruh grafitasi. Akuifer merupakan lapisan pembawa air yang mempunyai susunan sedemikian rupa sehingga dapat menyimpan dan mengalirkan air. Batuan akuifer rnempunyai sifat permeabel, terbent.uk dari batuan sedirnen, belurn mengalami konsolidasi bertekstur
kasar seperti pasir dan batuan sedirnen lain yang febih kasar dari itu (Bowner, 1978). Gerakan air tanah pada lapisan a k u i i mengikuti hukurn Darcy sebagai berikut :
Q = k l ( c~m 3 / j a m )
(2.1)
Q = debit air yang mengalir melalui potongan melintang tanah seluas A cm2 A
= penampang
dari saluran air
k = koefisien konduktiitas
I = gradien potensial kapiler dan gradien grafitasi. Jiia potensial kapiler dinyatakan dalam tekanan air h c m , maka gradien potensial akan sesuai dengan jarak 1 cm akan menjadi WZ. D e m i k h juga jika be& elevasi antara kedua ujung pada jarak 1 cm itu s a m a dengan z, maka gradien grafitasi menjadi zfl. Maka I = WI 2 z4
=
(h +/- z)/Z
Pada aliran yang menurun maka I = (71
+ z)/I
Sedangkan pada aliran yang naik maka I = (TI - z)/I Besaran k (koefisien konduktifitas) tergantung kepada macam tanah, kebmbaban tanah dan tegangan kapiler tanah, yang menumt Richards antara lempung, liat dan pasir mempunyai besaran koefisien konduktifitas yang berbeda-
beda (Suyono dan Takeda, 1979), dimana k = W p p . Lapisan tanah yang berada diantara permukaan tanah dan permukaan air tanah pada akuifer bebas merupakan lapisan tanah yang tidak jenuh air (unsaturated zone). Jenis, tekstur dan struktur tanah pada lapisan ini ikut menentukan bahan-bahan terlarut dari air tanah yang melewatinya dan sekaligus berhngsi sebagai filter. Sifat
dan kimia lapisan tanah ini juga menentukan kualitas air tanah terutama pada lapisan air tanah bebas dan akuifer tumpang (Laws, 1981).
Sumber air tanah selain air hujan dapat berasal dari &lam bumi sendiri meskipun dalam jumlah yang relatif kecil. Sumber tersebut meliputi: (1) connate water atau kantong air yang terperangkap dalarn lapisan tanah dan tejadi pada saat proses pengenhpan; (2) air metamorfik m e ~ p a k a n air yang keluar pada saat batuan mengalami proses metarnorfose; kedua jenis air tersebut diatas disebut air rejuvenil atau rejwened water; (3) air magma atau plutonik yaitu merupakan air juvenil yang berasal dari aktivitas magma; (4) air meteorik yang berasal dari atmosfir dan dapat mencapai lapisan jenuh secara langsung dan tidak langsung; (5) serta air marin yang berasal dari laut menerobos masuk ke dalam akuifer (Tood,1980).
2.3. Infiltrasi Air Hujan dalarn Tanah
Roses masuknya air hujan dari perrnukaan tanah ke &lam bumi sampai ke lapisan akuifer disebut infiltrasi. Pengertian ini menyatakan bahwa infiltrasi terbatas pada proses masuknya air permukaan sampai lapisan akuifkr. Selanjutnya gerakan air pada lapisan akuifer disebut perkolasi (Bouwer, 1979). Infiltrasi maksimum pada suatu kondisi tanah tertentu diebut sebagai kapasitas infiltrasi yang tergantung pada struktur tanah, tataguna tanah, suhu dan %or
iklirn setempat. Perubahan kapasitas infiltrasi dapat dipengaruhi oleh m u s h
penghujan dan kemarau serta kelembaban tanah. Jumlah curah hujan yang tidak melebii kapasitas infltrasi akan diteruskan semuanya mas& ke dalam tanah. Kalau jumlah curah hujan melebiii kapasitas infiltrasi, maka kelebihannya akan mengalir di pennukaan tanah sebagai air limpasan (run o n . Air limpasan ini akan mengalir ke
daerah yang elevasinya lebih rendah dan masuk ke &lam badan-badan air seperti
sungai, danau dan sebagainya. Tetapi pada daerah yang dilewati kemunglcinan melaui tanah yang mempunyai kapasitas infiitrasi yang lebih besar sehingga terinfiltrasi rnasuk ke dalarn lapisan tanah, demikian seterusnya sampai air limpasan tersebut masuk ke laut (Fetter, 1988).
-
Laju infiltrasi tertinggi terjadi pada lapisan tanah yang paling atas karena
kelembaban
tanah yang relatif kering dan kecepatan infiltrasinya akan semakin
menurun pada lapisan tanah yang semakii lembab di bagian bawah. Lapisan aerasi ini semakin meiuas ke arah lapisan tanah di bagian bawah. Pada lapisan t
d yang
sudah jenuh maka kecepatan infiltrasi menjadi stabil, misalnya lapisan tanah pa& dasar sungai atau danau. Suatu wilayah yang pada permukaan tanahnya terjadi infiltrasi dan lansung masuk ke dalam lapisan air tanah dalam disebut suatu daerah resapan (recharge area). Pada akuifer bebas, daerah resapannya meliputi seluruh
permukaan tanah yang ada di atasnya. Pada lapisan akuifer dalam, luas daerah resapannya lebih sempit dan terletak pada elevasi yang lebih tinggi (Hoefk, 1980). Pengolahan air tanah &pat
menentukan kualitas air. Pada lapisan air tanah
dangkal kualitas dan kuantitas air tanah lebih bersifat fluktuatif bila dibandingkan dengan air tanah &lam
Lingkungan fisik merupakan
faktor utarna yang
mempengaruhi pengisian dan pengambilan air tanah. Lapisan air tanah dangkal merupakan lapisan air tanah yang lebih mudah terpengaruh oleh kondisi lingkungan di daerah tersebut. Sedangkan untuk lapisan akuifer dalam, pengaruh lingkungan fisik pada wilayah tersebut tidak terlalu besar (Kumar, 1979).
Lapisan tanah yang terdapat di atas lapisan permdcaan air tanah merupakan lapisan yang tidak saturasi (unsaturated zone). Berbagai mekanisme f i s h dan kimia tejadi pada lapisan ini sehingga &pat menghambat bahan-bahan yang terlarvt maupun partikel yang ada &lam air merupakan sifkt adsorbsi oleh partikel-partikel tanah baik sifat ion& maupun koloidal. Pada lapisan tanah yang semi permeabel
material tanah mempunyai tekstur yang halus dapori-pori antar partikel tanah sangat
kecil, sehingga air dan bahan yang terlarut tidak bebas melewatinya. Lapisan tanah yang berstruktur halus ini mempunyai sifat penyaring air yang sangat halus (ultra f&asi),
penyaring aktif, dan selektor ionik sehingga memungkinkan terjadiiya
tekanan
osmotik
dan
perbedaan
potensial
listrik
dalam
lapisan
tanah.
Impermeabilitas lapisan tanah yang ditentukan oleh porositas antar partikel ditarnbah dengan sifat ionik dan koloidal ini b e r b g s i sebagai penyaring air tanah atau berfimgsi sebagai purifikasi (Appelo dan Postma, 1996).
2.4.
Pergerakan Air Tanah Secara umum yang disebut dispersi air tanah adalah mekanisme pergerakan
bahan-bahan material yang terkandung di dalam air pada suatu medium yang permeabel atau porous. Pergerakan ini membentuk pola penyebaran material yang terkandung di dalam air t d .
Dispersi sangat dipengaruhi oleh amh alirm air
tanah dan partikel-partikel yang terkandung di dalam lapisan air tauah. Dispersi dapat berbentuk longitudinal atau paralel dengan arah aliran air tanah dan transversal yaitu menyimpang dari arah aliran air tanah. Dua macam dispersi ini secara bersama-
sama membentuk konus terbuka searah aliran air tanah. Besar kecilnya sudut konus ditentukan oleh ukuran but-
tanah dan partikel yang mengalami diipersi (Stum
dan Morgan, 1970). Dispersi kimia fisik adalah proses difusi molekuler pada air tanah yang mempunyai perbedaan gradien konsentrasi molekuler. Apabila tidak terdapat penganrh lain, maka sebaran konsentrasi akan berbentuk normal. Makin jauh *i titik sumber dispersan maka konsentrasi dispersan akan semakin mengecil sampai akhirnya seluruh konsentrasi mengandung dispersan. Jarak tersebut dapat dikatakan sebagai kapasitas dispersi. Pengertian ini hanya terbatas pada medium air yang tidak terdapat pengaruh mekanis dalam
aliran air tanah. Jarak pencapaian dispersan
dipengaruhi oleh waktu, konsentrasi awal bahan dispersan, tekanan dan kecepatan aliran air tanah. Bahan-bahan dispersan yang masuk ke dalam sistem lapisan akuifer yang tidak terdapat secara alarni pada air tanah tersebut diitakan sebagai bahan kontaminan Bahan kontaminan yang dapat mempengaruhi sistem kehidupan pada lingkungan air tanah baik secara kimia, fisika, atau sebaran organisme, dikategorikan sebagai bahan pencemar lingkungan hidup. Bahan pencemar ini &pat berasal dari alam maupun aktivitas kegiatan m u s i a (h4amhm, 1994).
2.5. Kualitas Air Tanah
Salah satu m a d k t air air bagi kehidupan manusia adalah untuk mernenuhi berbagai kebutuhan diantaranya domestik dan industri. Tiap kebutuhan diperlukan
kualitas air tanah yang berbeda satu sama lain. Kualitas air tanah adalah kondisi fisik
kimia air tanah yang digambarkan oleh parameter fisik, kimia dan biologi dari air tanah tersebut yang dikaitkan dengan kualitas hidup. Istilah lain ymg digunakan
adalah mutu air tanah, yaitu kualitas air tanah yang digunakan bagi peruntukan tertentu. Penentuan kualitas air tanah didasarkan pada parameter konsentrasi zat kimia yang terkandung di dalarrmya. Air tanah merupakan bahan pelarut dari unsur-
unsur atau senyawa kirnia yang terlarut di dalarnnya. Secara m u m kualitas air tanah dapat d i u k ~ dengan ~ analisis kimia fisik dan biologi (Odum, 1971). Kualhs air tergantung pada
perpaduan antara air yang masuk ke dalam
tanah, batuan yang diiewati, dan pada akhirnya mencapai lapisan air tanah yang ada dalam a k u i . Dengan kata lain kualitas air tanah ditentukan oleh material yang
dilewatinya yaitu jenis tanah dan batuan, macam aliran, dan proses perubahan fisik
k i i maupun biologi air. Konsentrasi material yang terlarut d a b air tanah dapat meningkat atau turun sejalan dengan pergerakan air dalam siklus hidrologi. Jadi kualitas air tanah ditentukan oleh lingkungan yang mempengaruhi selama dalam
perjdanannya (Waite, 1984). Faktor-falctor lingkungan yang mempengaruhi tersebut diantaranya adalah : 1. Faktor iklim, yaitu meliputi curah hujan, temperatur, tekanan, dan kelembaban
udara. Air hujan melarutkan unsur-unsur kimia yang ada di atmosfk seperti Oz,
Con, N, dan SO4. Konsentrasi dan jenis unsur atau senyawa kimia yang terlarut dalarn air hujan dapat mencapai permukaan tanah.Temperatur clan tekanan udara ikut menentukan tingkat konsentrasi unsur-unsur yang terlarut dalam air hujan.
2. Faktor litologi tanah dan bat-
merupakan sumber mineral yang terlarut di
dalam air tanah. Batuan beku seperti batuan v u b i k tidak mudah larut dalam
air, tetapi
melarutkan sedikit silika. Batuan sedimen umumnya melarutnan
kalsium, sodium, sulfat dan bikatbonat. 3. Kandungan karbon dioksida dan oksien l e b i banyak dipengaruhi oleh proses
fotosintesis dan transpirasi dari tanaman 4. Waktu tinggal (residence time) air, ikut menentukan jumlah konsentrasi mineral
yang terlarut. Makin lama air tersebut tinggal &lam batuan tertentu maka semakin besar mineral tersebut terlarut dalam air. Kualitas air tanah berbeda pada dirnensi dan waktu dimana air tanah tersebut berada Pada liigkungan perkotaan yang padat penduduknya, pada lingkungan industri, dan pada daerah pegunungan yang tidak tercemar lindi air limbah akan mempunyai kualitas yang tidak sama.
Musim penghujan d m kernarau dapat
mempengaruhi tingkat konsentrasi unsur-unsur tertentu yang terlarut dalam air.
Bahkan dalam waktu yang singkat dapat terjadi perubahan tingkat konsentrasi w u r unsur tertentu (Wuryadi, 1981).
2.6. Kimia Air Tanah
Seperti telah disebutkan sebelumnya, unsur atau senyawa kimia yang terkandung di dalam air tanah tidak hanya ditentukan oleh limbah buangan dari kegiatan manusia, tetapi litologi tanah dan batuan ikut menentukan zat kimia yang t e r h d u n g di dalamnya. Beberapa contoh air tanah yang diambil dari suatu lapisan
akuiier tertentu pada lokasi yang sama akan sangat mungkin mempunyai jenis unsur dan senyawa kirnia yang sama T i e dari air tanah didasarkan pada unsur-unsur
mayor kation yang ada dalam air tanah tersebut yakni Mg, Ca,Na, clan K. Sedan&an unsur anion meliputi Cl, S O c HC03,dan COs. Tipe air tanah didasarkan atas k l a s i f i i Stui&and, trililier Piper, clan diagram Stiff (Appelo clan Postma, 1996).
Secara ahmi air hujan mempunyai tingkat kernasaman &man pH sekitar 5,6 yang disebabkan oleh terlarutnya karbon dioksida dalam udara. Kepadatan lalu lintas dan daerah industri menyumbangkan pencemaran karbon dioksida terbesar
dalam udara clan dapat menyebabkan penurunan kua-
hujan di lokasi tersebut.
Para peneliti menemukan bahwa jumlah curah hujan mempunyai korelasi yang signifrkan dengan pH, DHL, dan anion kation air hujan. Sernakin besar jurnlah curah hujan semakin rendah tingkat keasaman, DHL, serta anion dan kationnya. Faktor-&&tor yang mempengaruhi kualitas air hujan secara urnum adalah
sumber uap air dan inateri yang terkandung dalam atmasfer baik gas maupun debu. Materi gas terdiri atas NO*, C02, dan
02.
h4aterj padat antara lain debu clan asap
terdii atas partikel-partikel garam, beberapa spora j a m dan bakteri. Partikel tersebut mengikat uap air dan pada temperatur tertentu kemudian terjadi kondensasi partikel-partikel tersebut dan jatuh ke bumi sebagai air hujan (Manahan, 1994).
.
Aktivitas manusia di bumi mempengaruhi komposisi materi-materi yang ada dalam atmosfer misalnya transportasi dan industri. Hujan asam selain disebabkan oleh polutan akibat kejadian alam seperti gunung api, dapat juga disebabkan oleh tercemarnya atmosfer oleh kegiatan manusia, rnisalnya kegiatan industri yang
menghasillcan polutan sulfat dan nitrat. Semakin kompoleks kehidupan di atas bumi
akan semakin banyak bahan polutan yang mencemari atmosfer bum< clan kualitas air hujan akan semakin menurun Reaksi kimia yang tejadi antar rnateri di atmosfir diebabkan oleh adanya katalis beberapa unsur logam, sinar matahari dan sinar ultra violet (Manafian, 1994). Air hujan yang jatuh ke buhi dikonsumsi oleh sejumIah elemen yang ada di
atmosfer selarna dalam proses kondensasi dan jatuhnya air hujan sarnpai diatas permukaan bumi. Air tersebut sebagian mengalir sebagai air t i p a s a n (run o f f )dan sebagian lainnya terinfiltrasi masuk ke dalarn tanah. Air hujan yang jatuh di daerah perkotaan clan menjadi air limpasan di daerah perkotaan (urban runom merupakan sumberdaya air tanah yang sangat d i a p k a n bagi kehidupan di daerah perkotaan. Selama jatuhnya dan perjalannya sebagai urban runoff t a e b u t air hujan ini telah membasuh dan melarutkan bahan k i i a dari berbagai limbah perkotaan yang ada, yang terdapatpada pepohonan, bangunan, dan pada badan-badan air m
i selokan,
rawa, sungai dan danau yang telah tercernar oleh polutan perkotaan. Sepanjang perjalanannya, konsentrasi polutan tidak konstan tetapi tergantung dari media yang dilewati. Air limpasan perkotaan (urban run off) yang mengandung sejumlah bahan kimia polutan tersebut, urban runoff akan mengalir mengikuti gaya gravitasi menuju elevasi lebii rendah menuju badan-badan air seperti sungai, danau, dan ke laut. Sebagian meresap masuk ke dalam tanah sebagai akuifer dan mengalir sebagai aliran air tanah ( L w o , 1990).
Di daerah pantai air t-ya
sering tercemar oleh air laut yang menerobos
mas& ke dalam lapian air tanah. Intrusi air hut dapat menyebabkan perubahan komposisi kimia pada air tanah. Reaksi yang terjadi dapat berupa reaksi sulfat, karbon, kalsium, natrium, atau asam-asam lemah yang lain. Prosesnya k e m u n g k i i berupa pelarutan atau pengendapan. Pada suatu daerah yang terintrusi air laut terjadi proses kontaminasi air laut terhadap lapisan air tanah. Indikator terbdap terjadinya intrusi air laut pada air tanah yang urnum dipergunakan adalah peningkatan konsentrasi klorida dalam air tanah, dan daya hantar listrik (DHL). Indikator lain adalah ion bikarbonat, yang pada umumnya mempunyai konsentrasi tinggi pada air hujan dan rendah pada air laut. Penyebab utama terjadinya intrusi air laut adalah terganggunya keseimbangan a k u i r , yang disebabkan oleh pengambilan air tanah yang melebihi kapasitas. Pada kondisi normal, air hut terdapat di bagian bawah dari air tawar karena densiti air laut l e b i besar dari air tawar. Tetapi dengan adanya pengaruh turbulensi, maka air laut dapat bercampur dengan air tanah. Wilayah bat.% pencampuran antara air laut dan air tanah disebut interface, dan bersifat sangat dinamis, fluktuasinya dipengaruhi oleh pasang surut air hut serta tekanan air tanah dan air sung&. Pengambilan air tanah yang melebii kapasitas aman (safe yield) dapat mengurangi tekanan air tanah clan menggerakkan interface ke arah daratan. Kapasitas aman (safe yield) adalah jumlah terbesar pengambilan air tanah yang diijinkan tetapi tidak mengganggu keseimbangan antara air tanah dan air laut pada derah interface (Domenico dan S c h w a , 1990).
2.7. Isotop Alam Air Tanah
Isotop alam adalah isotop yang secara damiah terdapat di alam, atau keberadaannya disebabkan oleh adanya peristiwa-peristiwa yang tejadi di alam. Dalam kaitannya dengan riset intrusi air laut ini maka isotop alam yang dimalcsudkan adalah isotop dari atom penyusun molekul air (H20) yang terdiri atas isotop
deuterium (HZ) dan
oksigen-18 ('80). Dengan kedua jenk isotop air i@ maka
berapa fenomena hidrologis sistem hidrologi air tanah dapat diungkapkan, antara lain mekanisme intrusi air laut dan asal usul air tanah (IAEA-TRS 210, 1981). Deuterium. Ada tiga jenis isotop hidrogen yang ada di dam diantaranya
adalah hidrogen yang bermasa satu ('H), isotop dengan masa dua yaitu deuterium ('H), dan isotop hidrogen bermasa tiga yaitu tritium ( 3 ~ )Ketiga . jenis isotop tersebut
&pat membentuk senyawa molekul air (HzO). Besarnya kelimpahan atom 'H terhadap 'H di alam adalah berkisar antara (l,5 - 2) 1o4
.
Oksigen-18. Di alam terdapat tiga jenis isotop oksigen yaitu isotop oksigen dengan masa 16 (160), isotop oksigen dengan rnasa 17 (170), dan oksigen dengan masa 18 ("0). Kelimpahan atom "0 clan ''0 terhadap '"0 masing-masing ada& 1/10.000 dan 1/1.250. Berbagai kemungkinan komposisi hidrogen dan oksigen di dalarn molekul air
adalah
HZ'"O,
' ~ 2 ~ ~Dari 0 .
H2H160, z~2160, H2170, H2H170, 2 ~ 2 1 7 0 , ~
~H*H'~O, ~ dan ~
sembilan kemungkinan komposisi tersebut yang terpenting &lam
kaitannya dengan ketelitian analisisnya adalah komposisi H2160,H ' H ' ~ ~dan , HZ"O. Komposisi isotop alam deuterium dan oksigen-18 dalam air dinyatakan dengan suatu
0
,
harga selisih relatif terhadap standar, yaitu Standard Mean Ocean Water (SMOW). Nilai kandungan isotop alam dinyatakan dalam hubungan :
6
=
Rs
- Rst Rst
x lo00
o /
00
dimana nilai kandungan rasio isotop relatif 6 (delta) dinyatakan dalam satuan permil,
Rs a d a h rasio isotop 'HA3 ittau 180/160 dari -pel 2~~
dan Rst adalah rasio isotop
dan '80/160 daxi standar. Nilai delta yang positip menunjukkan kandungan
isotop berat suatu sampel lebih besar dari standar (enriched). Sedangkan
delta
dengan nilai negatif menunjukkan bahwa sampel tersebut mempunyai komposisi isotop berat yang lebih kecil dari standar (depleted).
Fraksnasi Isotop. Fraksinasi isotop dapat terjadi apabila suatu sampel yang memiliii N molekul isotop ringan dan Ni molekul isotop berat mengalami proses penguapan dan mengakibatkan perubahan komposisi molekul isotop ringan menjadi N* dan isotp berat menjadi Ni*. Apabila komposisi isotop Ni/N tidak sarna dengan Ni*M*, maka sampel tersebut telah mengalami proses fraksinasi isotop. Di dalam sampel air, yang dimaksud dengan NVN tidak lain adalah molekul H2180/ H2160
untuk oksigen dan H ~ H ' ~ OH2160 / untuk hidrogen. Penyebab utama terjadinya proses hksinasi dalam penguapan, pertama
adalah perbedaan berat molekul dari senyawa air yang mengandung isotop berat dan yang mengandung isotop ringan. Penyebab lain adalah perbedaan difusitas antara molekul HzO, H2H160 , dan ~
2
~ Di~ &lam 0 .
proses penguapan, masa air menerima
energi panas dari l w dan menyebabkan molekul-molekul tersebut meninggalkan
masa air dengan kecepatan yang berbeda. M a k i kecil berat molekulnya , maka s e m a k i cepat molekul air tersebut meninggallcan masa sampel air. Pada suhu rendah, energi kinetik dari molekul air juga rendah sehingga kecepatan menguap juga rendah. Ada kemmgkinan molekul yang menguap akan terkondensasi kembaii ke permukaan -pel
air. Tetapi pada suhu yang tinggi energi panas yang diterima
oleh masing-masing molekul air juga tinggi, sehingga masing-masing molekul mempunyai kesempatan sama untuk meninggalkan fiise cair. Faktor fiaksinasi atau koefisien eaksinasi isotop d a m (a)merupakan fimgsi dari suhu yaitu rasio uap/ rasio cair, pada deuterium clan oksigen-18 (Hoefs, 1980). Pada air hujan fiaksinasi ini mempengaruhi komposisi isotop alarn yang terkandung di dalamnya. Suhu udara dan jumlah curah hujan rnenyebabkan proses W s i n a s i yang berbeda-beda. Makin tinggi altitude lokasi jatuhnya air hujan akan semakii depleted kandungan isotop alamnya (altitude efect).
Menurut b i l
penelitian dari para peneliti terdahulu setiap kenailcan elevasi 100 m akan menyebabkan penurunan (depleted) sekitar 0,25 o/oo untuk oksigen-18 dan sekitar 2,5 o/oo untuk deuterium w i n tinggi jumlah curab hujan, kandungan isotopnya
semakin depleted (amout efecf). Untuk itu maka dalam perhitungan terhadap kandungan isotop air hujan diperlukan harga rata-rata tertimbang dari komposisi isotop secara bulanan. Di dalam studi hidrologi harga rata-rata terimbang ini sangat penting karena nilai isotop air hujan yang meresap ke ddarn air tanah merupakan akumulasi air hujan yang meresap mas& ke dalam tanah sesuai dengan lokasi tersebut. Persamaan garis regresi linear hubungan antara deuterium dan oksigen-18
dari sampel air hujan pada wifayah tertentu disebut local meteorik water line.
Sedangkan untuk seluruh dunia disebut global meteorik water line dengan persamaan 6 'H
=8
6 '80 + 10 (IAEA-TRS 206, 1981).
2.8. Kriteria Baku Mutu Air Minum Air yang dipergunakan untuk memenuhi peruntukan tertentu memerlukan
persyaratan tertentu agar penggunaannya tidak menimbullcan akibat yang tidak diinginkan.
Peruntukan air rninum bagi penduduk menuntut persyaratan yang
tertinggi karena menyangkut kehidupan manusia secara langsung tanpa peluang terjadinya penguraian atau pengurangan kadar bahan yang membahayakan dan tanpa peluang untuk menambah bahan yang dibutuhkan. Bahan-bahan yang terkandung di dalam air minum d i i a p k a n mengandung ukuran yang cukup bagi bahan yang dibutuhkan dan mengandung ukuran yang sekecil mungkii bagi bahan yang membahayakan kehidupan rnanusia. Oleh karena itu dalam hal kriteria ukuran maka ditentukan ukuran maksimum bagi pembatasan
bahan yang membahayakan dan ukuran minimum bagi bahan yang tidak dibutuhkan atau diajukan ukuran minimum clan maksimum bagi bahan yang dibutuhkan sampai pada kadar tertentu. Kurang dari minimum akan mengalami defisiensi dan lebih dari maksimum akan mengalami toksisitas (Waite, 1984). Penetapan kriteria parameter umumnya didasarkan atas macam bahan yang kelebihannya atau kekurangannya akan segera menimbullcan gangguan terhadap fungsi hidup organ rnanusia atau sistem kehidupan lainnya. Oleh karena itu dapat
dimengerti kalau kemudian dari berbagai parameter yang diajukan untuk suatu peruntukan tertentu terdapat perbedaan antara satu peratman dengan peraturan yang lain, mengingat kernungkinan bentuk tangapan yang berbeda antara kelompok rnanusia di suatu tempat dengan tempat lainnya. Kedua rnacam kriteria tersebut yaitu kriteria macam dan ukuran parameter kualitas air dapat dikatakan sebagai pembatas peruntukan pada tiap surnberdaya air
yang ada. Apabila ini diabaikan apalagi dilewati, maka kemungkinan dapat terjadi akibat yang tidak diinginkan. Ada dua macam akibat yang &pat terjadi kalau kendala tersebut diewati, yaitu akibat yang segera tamp& (akut) dan akibat yang penampakannya bejalan &lam waktu yang lama (kronis) (Fergusson, 1991). Dengan mernperhatikan kemungkinan timbulnya akibat yang akut maupun yang kronis tersebut, mendorong diadakannya aturan-aturan yang memberi batas
-
aman bagi penggunaan suatu sumber air bagi peruntukan tertentu. Aturan yang
dibuat dimaksud untuk memberikan batasan macam parameter yang perlu diperhatikan berikut ukuran yang dapat diterima, apabila air dari suatu sumber akan digunakan langsung bagi suatu peruntukan tanpa pengolahan. Pengolahan air bagi peruntukan tertentu dengan demikian diarahkan untuk tercapainya kriteria ukuran yang ditetapkan di dalam aturan tersebut. Adakalanya ukuran dan rnacam parameter yang ditetapkan ti&
lagi sesuai
dengan lingkungan hidup tertentu. Walaupun secara teoritis dapat dicari dukungan terhadap penetapan kriteria tersebut, akan tetapi sulit untuk mencapainya, maka keadaan ini kemudian rnemberi peluang timbulnya penetapan kriteria ukuran dengan
mempergunakan suatu kisaran (range). Oleh karena itu wajar kalau suatu aturan kelak akan muncul dengan dua macam kriteria : yang dianjurkan (suggested) dan yang diperbolehkan. Kriteria "yang dianjurkan" dekat sekali dengan ukuran ideal, sedang kriteria "yang diperbolehkan" ditetapkan dengan sangat memperhatikan
kenyataan-kenyataan lingkungan yang ada dengan demikian a k a lebii mudah untuk dilaksanakan. Di Indonesia dewasa ini yang dipergunakan sebagai dasar aturan yang menyangkut peruntukan air-rninum adalah Peraturan Menteri Kesehatan R.I. No. 41 6/MENKES/PER/IX/l990 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air. Dari
peraturan ini diajukan macam-macam parameter menyangkut parameter fisika, kimia, radioaktivitas dan mikrobiologi. Peraturan hi mempergunakan juga dua
macam kriteria batas yaitu minimal dan maksimal yang diperbolehkan dan dengan demikian memberi peluang bagi penyesuaian terhadap keadaan Indonesia. Penetapan kriterk lcualitas air-minum, baik kriteria p m t e m y a maupun ukurannya, memerlukan rangkaian penelitian yang cukup lama dan meliputi beberapa tahap penelitian yang tidak mudah dan memerlukan paduan beberapa disiplin kegiatan. Tahap-tahap penelitian penetapan kriteria kualitas air minum antara lain :
I ) Penelitian untuk memonitor kecenderungan sifat-sifat parameter air dan penelitian tentang tanggapan (respons) W u k hidup (tumbuhan, binatang dan rnanusia) terhadap parameter-parameter tersebut pada ukuran yang ditemukan di dalam air. Termasuk dalam tahap ini adalah tentang tingkat
kandungan dan kecenderungan kandungan bahan yang terdapat di dalam tubuh makbluk tersebut beserta gejala-gejala yang diakibatkan Dari tahap ini akan diketahui sifat dan kecenderungan sifat air (dilihat dari parameter-parameter yang diukur) dan akibat serta kecenderungan akibat yang tejadi atas makhluk hidup yang mempergunakan air tersebut, terrnasuk manusia. Hasil terakhir tahap ini adalah ditemukannya kriteria parameter
(macam parameter apa saja yang perlu dibatasi) clan kriteria ukuran (berapa batas ukuran yang &pat diterima tanpa memberi akibat baik akut Inaupun
kronis) untuk
suatu lingkungan. Dapat
dirnengerti bahwa
tahap
ini
membutuhkan waktu lama dan melibatkan banyak tenaga, pikiian dan biaya. Kesulitanya adalah keadaan Iingkungan cepat sekali berubah dan adakalanya dapat rnenyimpang sama sekali dari kecenderungan yang teIah ditemukan melalui penelitian yang sebelumnya. Ini salah satu kendala yang dihadapi
dalam penetapan kriteria kualitas air untuk suatu peruntukan. 2)
Tahap kedua yang kemudian adalah penyusunan berbagai pedoman untuk berbagai segi kehidupan yang berhubungan dengan kriteria (parameter dan ukurannya) yang sudah ditetapkan sebagai ukuran besar. Misalnya pedoman tentang perlakuan yang perlu diberikan pihak-pihak yang memberi peluang turunnya kualitas air (atas dasar perubahan ukuran parameter-parameter yang telah ditetapkan), pedoman tentang perlakuan-perlakuan terhadap sumber air untuk mencapai kriteria yang dtetapkan, pedoman tentang pengaturan lingkungan agar kriteria yang telah ditetapkan dapat dipertahankan bagi suatu
kualitas air pada surnber air tertentu, clan pedoman dari segi lain misalnya hukum, ekonomi,
sosial, budaya.
Pemikiran,
percobaan dan berbagai
pertimbangan-pertimbangan di butuhkan agar diperoleh pemantapan bagi kriteria yang telah ditetapkan, atau kalau memang ditemukan hal-ha1 lain dapat dilakukan perubahan-pe~bahankriteria yang lebii sesuai dengan kebutuhan hidup. 3) Tahap ketiga merupakan tahap pembakuan menyangkut peraturan perundangan
dengan segala sanksinya setelah memperhatikan kesiapan sosial, ekonomi dan budaya masyarakat. Ketiga tahap tersebut di atas analog dengan pemikian Waldbot dan George
L. 1973, yang mengajukan pemikirannya ddam bidang kesehatan industri : yang diajukan adalah 3
langkah dasar,
yaitu
criteria
establishment,
guideline
establishment dan standard establishment. Tiap peraturan yang diundangkan hanya dapat berlaku dengan baii kalau manusia yang terlibat menyadari sepenuhnya keterlibatan mereka dalam kepentingan yang sarna dengan diundangkannya peraturan tersebut. Penyuluhan, penerangan dan pendidikan dengan demikian sangat diperlukan untuk memantapkan pelaksanaan peraturan yang telah ditetapkan (Soetaryono, 1997). Tiap tahap penelitian merniliki kesulitannya masing-masing, seperti misalnya penetapan kriteria ukuran maksimum kehadiran suatu parameter dalam air minum Tidak mungkin penetapannya hanya berhenti pada pengukuran kadar bahan tersebut
di &lam air. Batas yang dapat &terima oleh manusia sulit untuk dapat segera
ditetapkan, oleh karena umumnya dilakukan dengan pendekatan berbagai bio-assay dengan mempergunakan hewan-coba. Hasil penelitian ini dicoba untuk dialogikan pada berbagai kemungkinan yang &pat terjadi pada manusia dengan berbagai bentuk penyesuian yang dianggap perlu. Hal ini kadang-kadang disesuaikan dengan ditemukannya beberapa kasus toksisitas yang dialami oleh manusia oleh bahanbahan sintetik maupun a * ,
sehingga dapat ditelusuri berbagai akibat yang dapat
dialami oleh manusia. Oleh karena itu penentuan batas ukuran suatu parameter bagi air-minum, sudah mwpakan pekerjaan yang cukup panjang. Mulai dari menetapkan ada dan tidaknya (eksistensinya) sampai dengan akibat-akibat yang ditimbulk. Pengukuran yang dapat ditunjukkan oleh parameter kualitas air itu sendiki, disebut sebagai parameters of exposure, termasuk pengukuran yang ada di dalam air (Laws, 1981).
Kontaminan dapat ditemukan dalam contoh air yang diambil dari suatu air tanah,
tetapi belum term bahan tersebut dapat dijumpai dalam tubuh organisme
yang mempergunakan air tersebut atau hidup dalam air tersebut. Ada dua macam kemungkinan yang dapat terjadi : bahan kontaminan tersebut tidak terserap oleh organisme yang bersan&utan atau kemampuan elirninasi terhadap bahan tersebut sangat sempurna sehingga semua bahan yang mmuk dikeluarkan kembali dari dalam tubuh (Fergusson, 1991). Kejadian seperti ini memberi pengertian bahwa penentuan kriteria parameter yang dianggap berbahaya tidak cukup dilakukan dengan pengukuran jumlah bahan kontaminan di &lam
air saja, akan tetapi perlu pula diukur kadar b a b n
tersebutdalam tub& (internal exposure). Pengukuran yang dapat dilakukan pada rnanusia adalah pengukuran pada tinja, kemih, dan darah. Kesulitan lain ddam penetapan kriteria ukuran adalah kemungkinan yang dapat terjadi yang mempunyai sifat bahan kontaminan yang dapat terjadi yang mempunyai sifat bahan kontaminan baik di dalam lingkungan air rnaupun dalam jaringan tubuh. SX3t toksisitas suatu bahan kontaminan terhadap tubuh manusia adakalanya sangat dipengaruhi oleh kehadiran bahan lain. Dua bahan toksis &pat saling menguatkan (sinergistik) atau saling melemahkan (antagonistik) pengaruhnya pada tubuh. Hal ini mestinya diperhitungkan dengan seksarna dalam penetapan kriteria ukuran, sehingga &pat diketahui batas-batasnya kalau kontaminan itu sendiri atau ada bersama kontarninan lain yang saling berpengaruh. Sebagai contoh misalnya Cd yang
bersifat antagonistik dengan Fe, Cu dan Zn;
semisalnya dapat
mengamankan pengaruh Hg, pada Mo yang rendah, maka retensu Cu dalam hati
akan meningkat, Pb dapat bersifat antagonist& dengan Ca, Fe dan Cu (Manahan, 1994)
Pengaruh bahan kontaminan ada yang baru &pat dilihat setelah jangka waktu yang cukup lama clan bahkan bersifat mutagenik misalnya baru dapat dilihat pada generasi berikutnya. Hal ini akan mempersulit penetapan segera suatu kriteria ukuran
kualitas air-minum bagi kepentingan manusia. Cara terbaik yang dapat diternpuh adalah mengambil kriteria yang sudah ada yang dipergunakan oleh sebagian besar negara di dunia ini (misalnya peraturan mengenai ukuran baku untuk air-rninum oleh WHO) dengan sedikit penyesuaian
untuk tingkat ekonomi penduduk, keadaan sosial budaya dan lingkungan Indonesia yang tropis. Namun demikian untuk penyesuaian inipun diperlukan data penelitian yang memadaii menyangkut kecenderungan kualitas air, adat kebiasaan penduduk
dalam menggunakan air, jumlah pengc-, kontaminan-bahan konta
'
daya adaptasi penduduk terhdap
tertentu (Fardiaz, 1995). ..
2.9. Cara Pengambilan Air Tanah Pengambilan air tanah (water yield) &pat dilakukan dengan berbagai cara clan sumber air yang dipergunakan dapat berupa akifer terkekang akifer bebas atau akifer tumpang. ~embuatansumur sebagai upaya pengambilan air tanah sudah lama dipergunakan orang. Pembuatan sumur dapat pengertian ini adalah pembuatan lubang dari permukaan tanah menembus lapisan-lapisan tanah sampai mencapai lapisan akifer, menampung untuk sementara waktu air yang terkumpul dari akifer kedalam lubang yang dibuat dan kemudii mengambilnya dengarLtirnba atau pornpa. Kualitas dan kuantitas air tanah yang diambil dari sumur i@ dipengaruhi oleh kondisi akifer yang dijadikan sumber, Singh (1980), menunjukkan adanya 3 -or yang mengatur perkembangan penggunaan surnur, yaitu : 1) Geologi permukaan burni 2) Porositas dan permeabilitas akifer 3) Jurnlah air yang tersimpan pada lapisan tanah
Makin poros dan permeabel akifer, makin mudah pengambilan air dari akifer tersebut. Narnun sebaliknya akan rnakhi cepat mengalami pengurangan kapasitas
tarnpungnya dan akan mudah mengalami fluktuasi akibat h b u h a n (recharge) yang tidak sesuai dengan jumlah pengambilannya (water yield). Surnur yang terletak pada bagian atas dari lapisan akifer yang miring (sloping) ke bawah, akan menerima air hanya pada saat permukaan a k i f i cukup tinggi, yang hanya terjadi pada m u s h hujan. Sebaliknya sumur yang terletak pada dataran di bagian bawahnya, akan Iebih banyak menyimpan
air dan tidak akan mengalami kekeringan walaupun musim
kernarau. Pengaruh geologi pada permukaan bumi terhadap
sumur-sumur yang
bersumber pada akifer ikut menentukan jumlah air yang terkandung dalam akifer,
dan akan menentukan junk& air yang &pat diambil dari sumur yang bersumber pada akifer tersebut. Pada lapisan akifer terkekang, umumnya mengandung jumlah
air yang relatif tetap dan dibeberapa daerah dapat dilcatakan tidak banyak dipengaruhi oleh penbahan musim, terutama di daerah yang jauh dari wilayah pengisian kembali (recharge-area). Pada akifer bebas tebal lapisan tanah yang mengandung air sangat tergantung pada m u s h dan ini &an menentukan jumlah air yang dapat diambil melalui sumur-sumur yang bersumber pada akifer tersebut (Singh, 1980). Dewasa ini diienal berbagai macam sumur yang klasifiisinya didasarkan atas macam surnber air yang dipergunakan (macam akifemya) clan cara pembuatannya. Atas dasar macam akifer orang mengenal dua macam sumur yaitu sumur dangkal yang mempergunakan akiier bebas sebagai sumbernya clan surnur &lam yang mempergunahn akifer terkekang sebagai sumbernya.
Sumur dangkal menggunakan akifer bebas atau kadang-kadang pada suatu daerah dapat juga berupa akifer tumpang sebagai sumber airnya Sifatnya sesuai dengan sifat akiiernya, yaitu : fluktuatif, mudah dipengaruhi oleh -or--or lingkungan, kualitas airnya sangat b e ~ a r i a stergantung i dari kondisi lingkungannya Sumur dalam karena bersumber pada akifer-terkekang, maka kuantitas airnya tidak
fldctmtii, tidak banyak dipengaruhi oleh lingkungan kecuali di daerah pengisian kembali, kualitasnya hanya bervariasi oleh macam tanah yang menyusun akiiernya, sehingga hanya bervariasi pada kandungan bahan-bahan anorganik alami. Hal ini dengan sendirinya tidak akan berlaku apabii terjadi retakan dindiig akiier, sehingga memungkinkan terjadinya perkolasi dari daerah sekitarnya. Apabila didasarkan atas cara pembuatannya, maka jenis sum=
dibedakan
menjadi : sumur gali, dan sumur bor. Cara penggalian umumnya dilakukan pada pembuatan sumur dangkal, dan secara tr&isional umumnya bersifat terbuka dengan cara pengambilan air baik dengan mempergunakan timba atau dengan pompa. Cata pengeboran atau pembuatan lubang dengan cara rnenekan dan memukul (driving). Sumur dalam dengan sumber air akifer tykekang mi adakalanya disebut juga s u m artesis dan artois apabila permdcaan airnya &pat mencapai permukaan tanah atau lebih tinggi.
2.10. Intrusi AirLaut Jakarta sebagai salah satu kota yang berada di wilayah pantai, mempunyai permasalahan
air
tanah
yang
dieksploitasi
secara
terus
menerus
tanpa
memperhitungkan daya dukung lingkungan termasuk sumberdaya air yang tersedia,
maka akan memperbesar kemungkinan terjadinya penyusupan air laut. Parameter yang hams menjadi perhatian utarna adalah keseimbangan jumlah air yang mas& ke dalarn tanah sebagai hasil infiltrasi air permukaan terhadap air bersih yang disedot dari bawah permukaan (Stuifzand, 1988). Kondisi daur hidro-geohidrologi secara alamiah bagi wilayah DKI Jakarta &m sekitarnya sudah tidak mungkin dapat dipertahankan lagi. Dengan demikian konservasi secara modern sudah hams dilakukan dengan jalan mempercepat proses peresapan air yang berada di pennukaan ke bawah permukaan secara gravitasi dengan sumur peresapan dan dengan sistem mekanis (injeksi) ke dalam perut bumi Sebagai ilustrasi yang sangat ideal dengan anggapan bahwasanya tanah dalam
keadaan homogen, maka Baden-Ghyben dan Herzberg menyusun suatu fenornena tentang keseimbangan yang terjadi antara air tanah segar dan air tanah asin (air laut) pada suatu pulau atau daratan. Kejadian ini lebih tepat m e m b e r i i hubungan antma air tawar Wesh water
=A dan air laut/air asing (saline water
= s).
Berdasarkan perhitungan, maka penurunan air tawar pada satu satuan tertentu akan mengakibatkan kenaikan air laut/air asing sebesar 40 kali penurunan air tawar tersebut. OIeh sebab itu peresapan air secara gravitasi dan mekanis ditambah dengan resapan secara alamiah sangat diperlukan untuk menekan penyusupan lebih jauh dari air laudair asin tersebut ke arah daratan.
Skernatik gambaran proses mekanisme intrusi air hut terhadap air tanah dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Keseimbangan hubungan antara air tawar dan air asin di daerah pantai pada keadaan tanah dan batuan homogen dan isotrop (Badon - Ghyben, 1889, Herzberg, 1901)
Intensitas tekanan air hujan ( P ) akan seimbang pada suatu titik tertentu untuk
permukaan air asin (9clan air tawar V) sehingga : P
= pt.g.Hf = ps.g.Hs
Hf
=
(2.2)
Hs {P/PB
(2.3)
Hf - Hs = h ((@/&-I) pf
(2.4)
Hs(ps-p?/ pf
(2.5)
=
Jadi Ah
=
Hf--Us
Atau Hf / H s
=
=
(1025-1000)/1000
1/40
(2.6) (2.7)
Dimana ps = 10025 ton/rn3 d m pf = 1000 ton/rn3 Beberapa kernungkinan penyebab terjadinya intrusi air laut adalah sebagai berikut : dataran pantai Jakarta secara u m u m tersusun oleh endapan berfasies hut
dan darat dengan ukuran butiran berupa lempung (halus - sangat halus) sampai kerikil (kasar-sangat kasar). Dari jenis batuan penpisun tersebut dimungkinkan terjadiiya penyusupan karena adanya aliran air asin dari batu lempuug berfasies laut ke dalam sistem alciier tawar, serta kernungkinan intrusi air laut sendii akibat berkurangnya tekanan dari air tawar yang tersedot secara terus menerus (Todd, 1980). Intrusi air laut di wilayah DKI dapat diketahui berdasarkan pendekatan hasil analisa kualitas air tanah, hidrolika air tanah serta lingkungan formasi batuan yang menjadi akifemya. Indikator lain yang dapat d i j a d i i dasar untuk menentukan apakah air tanah terkontaminasi dengan air laut atau tidak, &pat digunakan metode isotop alam. Dalam penelitian ini, teknologi isotop alam digunakan untuk identifikasi
adanya pencemaran terhadap air tanah dengan air lad. rasio amara konsentrasi air Iaut terhadap isotop air tawar dapat ditentukan dengan metode ini. Apabila air tanah terintrusi oleh air laut, maka kandungan isotop alamnya akan cenderung semakin kaya (enriched) dan sebaliknya. Kandungan isotop alam air hut adalah nol, baik mtuk deuterium rnaupun oksigen- 18. Dalam gambar hubungan antara deuterium dan
oksigen-18, air tanah yang terinrrusi air Iaut akan berada pada garis intrusi (Geih, 1980).
2.1 1. Tinjauan Umum Lokasi ~enelitian
Keadaan urnurn lokasi penelitian terletak di wilayah DKI Jakarta dan sekitarnya. Lokasi DKI Jakarta adalah terletak pada 6"12' Lintang Selatan clan 106O48' Bujur Timur. Luas wilayah DKI Jakarta adalah 661,52 krn2
panjang garis pantai 53 km. Suhu udara berkisar antara 22,2"C
, denhgan
- 33,9 OC. Tingkat
kelembaban udara rata-rata adalah 78%. Kecepatan angin rata-rata adalah 3,5 rn/det (BPS, 2000). Lokasi penelitian &pat dilihat pada gambar 4. Data yang berkaitan dengan sistem air tanah dapat diuraikan sebagai berikut:
Derdasarkan atas tingkat kelerengannya, morfologi daerah penelitian sebagian besar merupakan daemh dataran yang membentang mulai dari Tangerang di bagian
barat sarnpai daerah Bekasi di bagian timur. Di bagian lam merupakan daerah landai yang menernpati bagian selatan daerah penelitian meliputi tirnur dan barat daerah Depok, tingkat kelerengannya berkisar antara 0-0,5 %.
Keterangan
-----
Batas Wilayah DKI Jakarta Sungai
Gambar 4. Peta lokasi penelitian
Batuan yang mengontrol morfologi tersebut terutama endapan yang bersifat lepas sampai agak pady bedcuran lempung sampai bongkahan. Elevasi daerah penelitian berkisar
antara 2,O-6,O
m di daerah pantai dan 60 m di batas bagian
sehtan daerah penelitian Sungai-sungai yang mengalir di daerah penelitian, di bagian selatan dip&
oleh aliran air tanah sedangkan di daerah pantai (bagian
utara) justru memasok sistem aliran air tanah.
Geologi Daerah penelitian
dibentuk oleh endapan kuarter yang dialasi oleh sat-
batuan yang bemmw tersier. Endapan kuarta tersebut tadiri atas endapan ahvium (sungai, pantai) dan endapan kipas aluviurn Endapan but dijumpai di sepanjang pantai Jakarta, tersusun oleh lempung, lanau, geIuh (loam) dan pasir. Deretan pernatang pantai (beach-ridges) dijurnpai dengan sebaran sejajar dengan garis pantai, t d i atas pasir berukuran butir sedang sampai kasar, terpilah baik, dan bersifat lepas. Ketebalan endapan pematang pantai
berkisar antara 2,O-5,O m Endapan alur sungai lama (old river deposits) umurnnya mempunyai sebaran yang relatif tegak lurus garis pantat terdiri atas kerikil, pasir, lempung, dan lanau. Kerikil dan pasir tersebut terpilah buruk sampai sedang (poorlymoderately sorted), dengan ketebalan mencapai 1 5 rn
Pada daerah yang lebih ke arah selatan, ditutupi oleh endapan kipas aluvium yang terdiri atas pasir, Ianau dan lempung yang semuanya bersifat tub. Endapan ini berasal dari pengerjaan ulang (reworked) batuan hasil gunungapi Gede dan Salak
oleh sungai-sungai yang mengalir di daerah tersebut. Endapan berukuran butir kasar (pasir kasar, kerikil dan bongkah) dijumpai di luar d a e d penelitian, yang relatif
dekat dengan batuan induknya Singkapan batuan tertua di sekitar daerah penelitian dijumpai di dasar tebing K. Cisadane, terdiri atas batu lumpur dengan sisipan batu gamping yang berumur
Miosen. Endapan tersebut d i i g a p sebagai alas enciapan Kuarter di daerah studi. Peta geobgi DKf Jakarta dan s e k i y a dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Peta Geologi Jakarta Skala 1 : 250.000
KETERANGAN :
:Wm
a ::.:.:.:.
:Endapan Pematang Pantal : Rpas A W ~
0:Tuf Banten \st..
: Formad Genteng
Gambar 5. Peta geologi DKI Jakarta dan sekitamya.
Geologi Cekungan Jakarta
a) Geologi Pemukaan Batuan di daerah p e n y e l i d i tersusun oleh endapan yang terbentuk pada lingkugan darat dan laut. Endapan permukaan yang terdapat di daerah dataran Jakarta terdiri atas tiga satuan, yaitu Satuan batupask tufan dan konglomeratanf
kipas aiuvium, Endapan pematang pantai dan Aluvium. S e c m singkat uraian masing-masing satuan adalah seabgai berikut : Satuan Batupasir Tufaan dan Konglomeratan/Kipas Aluvium Tuf halus berlapis, tuf konglomeratan berselang-seling dengan tuf pasiran dan tuf batuapung. Satuan ini membentuk morfologi kipas, pengendapannya diduga pada lingkungan darat, bahan pembentukannya berasal dari batuan gunung api muda di Daratan Tinggi Bogor. Umur satuan ini di duga PIisosen
Akhir atau lebii muda. Tebal satuan ini diduga
*
300 m Satuan i n i
terhampar sangat luas, dari selatan di daerah Boyor membentuk kipas aluvium sampai ke bagian utara sekitar Pasar Jum'at. Penyebarannya berada di sebelah timur S. Cisadane dan di utara Serpong satuan ini tersebar di sebelah timur S. Angke. Aluvium Terdiri atas lempung, pasir, kerikil, kerakal dan bongkahan. Endapan ini meIiputi endapan pantai sekarang, endapan sungai dan rawa. Satuan ini terhampar di sepanjang pantai Tangerang-Jakarta-Bekasi dan sepanjang lembah sungai besar.
Endapan Pematang Pantai Terdiri atas pasir halus-kasar, sebarannya berarah barat timur, searah dengan bentuk pantai sekarang. Di bagian timur sekitar Cilincing sebarannya
berarah barat daya-timur laut, saling sejajar satu dengan yang lain. Sedangkan
d i
bagian barat di daerah Kapuk dan Cengkareng sebarannya
berarah tenggara - barat laut, saling sejajar satu dtmgan yang lain. Air tanah
dangkal yang terdapat pada pematang pantai ini umumnya bersifat tawar meskipun berada dekat pantai, sedangkan air tanah dangkal yang terdapat pada lembah antar pematang pantai umumnya bersifaf payau. b) Geologi Bawah Permukaan Formasi Bojongmanik Terdiri atas batu pasir dan batu lempung dengan sisipan batu gamping. Formasi Bojongmanik berumur Miosen Tengah, clan diendapkan dalam lingkungan laut dangkal terbuka, sublitoral dalam. Tebal formasi ini diperkirakan rnencapai 1000 m formasi ini tersingkap di daerah Prumpung, Gunungsindur dan Cilangkap. Formasi Genteng Terdiri atas tuf batu apung, batu pasir tufim, breksi andesit, konglomerat dan sisipan lempung tufan Formasi
in1
diduga berumur Pliosen Awal-Pliosen
Tengah dan diduga diendapkan dalam lingkungan litoral hingga darat. Tebal sat-
ini diperkirakan puluhan sampai ratusan meter, terdapat di daerah
selatan Tangerang sebelah barat S. Cisadane.
m
Formasi Serpong Tersusun oleh konglomerat, batu pasir, batu lanau, batu lempung dengan sisa t a n , konglomerat batu apung dan tuf batu apung. Di duga Formasi
Serpong berumur Pliosen Akhir dan diendapkan pada sungai tua sebagian diendapkan pada lingkungan rawa. Tebal Formasi ini
*
100 m sebaran
Formasi ini disepanjang S. Cisadane. Batuan Gunung api
TufBanten Tuf Banten terdiri atas tuf, breksi batu apung dan batu pasir tufan, satuan ini
diduga berumur Plistosen Awal - Tengah dan diendapkan &lam lingkun%an darat sampai daerah pasang surut. Penyebaran satuan ini di sebelah timur S. Cisadane sekitar Serpong. Endapan Gunung Api Mu& Endapan Gunung .Api Muda terdii atas breksi, lahar, lava bantal, dan tuf breksi berselingan dengan tuf pasir atau tuf halus. Batuan gunung api ini diduga berumur Plistosen dan diendapkan dalam lingkungan darat, diperkiiakan bersumber dari G. Sidamanik. Di lembar geologi Bogor satuan ini disebut sebagai sat-
volkanik tua tak terurai. Tebal satuan ini meliputi puluhan sarnpai
ratusan meter. Sebarannya terdapat di sebelah barat S. Cisadane di sekitar Pmmgpanjang dan memanjang ke arah tenggara.
Hidrogeologi Regional Sistem Alcuifer
Daerah penelitian termasuk dalam sebuah cekungan yang disebut Cekungan Artois Jakarta Dalam studi yang telah dilakukan oleh DGTL, batas cekungan di sebelah selatan kira-kira terletak di sekitar Depok, di sebelah barat dan timur rnasingrnasing
K. Cisadane clan K. Bekasi, sementara batas di daerah utara adalah laut
Jawa. Cekungan Artois Jakarta disusun oleh endapan Kuarter yang mempunyai ketebalan mencapai sekitar 250 m. ketebalan akuiier tunggal (single aqu~yerlayer) ketebalannya antara 1,O-5,O m, terutama berupa lanau sampai pasir halus. Koefisien kelulusan horizontal (coeflcienr of m/lx&
horizontal permeabti@, Kh) antara 0,lO-40
sementara koefisien kelulusan vertikahya
(coefficient of
vertival
permeablity, Kv), berdasarkan hasil sirnulasi aliran air tanah Jakarta, sekitar seperlimaribu
Kh
(Kv/Kh=1/5000).
Koefisien
keterusan
(coencient
of
trammissivity) endapan Kuarter tersebut sekitar 250m2/hari. Air tanah pa& endapan Kuarter mengalu pada sistem akuifer ruang antar butir.
Di daerah dekat pantai, umumnya didominasi oleh air tanah payadasin yang berada di atas air tanah tawar kecuali di daerah yang disusun oleh endapan sungai lama dan pernatang pantai. Akuifer produktif yang dijumpai mulai sekitar kedalaman 40 m (akuifer tertekan atas), mencapai kedalaman maksimum sekitar 150 m Hingga saat ini, pembagian sistem akuifer yang dianut oleh berbagai penelitian air tanah Cekungan Artois Jakarta, adalah sebagai berikut :
PENAMPANG HIDROGEOLOGI CEKUNGAN AIRTANAH JAKARTA "
II : Kelomp& aUfer tedslcan dss 111 : Kelompdcakuifer tedehm ten@ 0
3
6Km
u
I
I
Gambar 6. Sistem akuifer DKI Jakarta dan sekitarnya (Soekardi, 1975)
