bab i studi hidrogeokimia airtanah pada berbagai kondisi akuifer bebas kec imogiri kab bantul prov...

22
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Airtanah merupakan komponen utama dalam siklus hidrologi yang memiliki dua peranan penting, dimana salah satunya adalah untuk kebutuhan manusia. Aspek fenomena bentuklahan akan mempengaruhi kualitas maupun kuantitas dari airtanah. Formasi geologi dari setiap mineral batuan akan membentuk unsur atau senyawa kimia yang berpengaruh terhadap airtanah. Secara alamiah, airtanah mengandung unsur-unsur dalam jumlah tertentu yang berasal dari proses berlangsungnya siklus hidrologi dari pembentukan uap air di atmosfer hingga selama pengalirannya di dalam tanah (Heraclitus, cf Biswas, 1970 dalam Appelo dan Postma, 1993). Distribusi hujan wilayah merupakan jumlah/besarnya curah hujan yang diterima di suatu daerah. Besarnya curah hujan tergantung dari intensitas dan durasi curah hujan tersebut. Curah hujan merupakan sumber masukan bagi airtanah pada suatu wilayah. Airtanah sebagai salah satu sumberdaya air yang potensial banyak, sehingga mendapat perhatian dalam kaitannya dengan pemenuhan kebutuhan air minum. Sebagai sumberdaya air yang potensial dan banyak digunakan oleh manusia. Sumberdaya airtanah ini merupakan sumber kehidupan dan pendukung kehidupan manusia, sekaligus merupakan sumberdaya yang sangat menentukan hidup bagi kehidupan manusia. Kecamatan Imogiri memiliki ketersediaan airtanah bebas sebesar 242.025.893 m 3 /tahun, dengan kebutuhan air irigasi sebesar 445.465,66 m 3 /tahun dan kebutuhan air domestik sebesar 6.628.451,76 m 3 /tahun (Yuhdiyanto, 2007). Sepanjang arah aliran airtanah dari daerah/zona resapan hingga daerah penurapan airtanah melalui suatu perlapisan batuan. Setiap perlapisan batuan memiliki nilai konduktivitas dan tahanan jenis yang berbeda-beda yang menentukan kuantitas dari potensi airtanah. Kondisi akuifer tersebut memiliki perlapisan batuan yang berbeda-beda. Hal ini dipengaruhi aspek geomorfologi yang terkait erat hubungannya dengan aspek hidrologi, dimana aspek dari geomorfologi yaitu kontrol struktur geologi dan relief yang berpengaruh terhadap 1

Upload: saviourofnymph

Post on 27-Jul-2015

3.717 views

Category:

Documents


11 download

DESCRIPTION

Pendahuluan Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

TRANSCRIPT

Page 1: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Airtanah merupakan komponen utama dalam siklus hidrologi yang

memiliki dua peranan penting, dimana salah satunya adalah untuk kebutuhan

manusia. Aspek fenomena bentuklahan akan mempengaruhi kualitas maupun

kuantitas dari airtanah. Formasi geologi dari setiap mineral batuan akan

membentuk unsur atau senyawa kimia yang berpengaruh terhadap airtanah.

Secara alamiah, airtanah mengandung unsur-unsur dalam jumlah tertentu yang

berasal dari proses berlangsungnya siklus hidrologi dari pembentukan uap air di

atmosfer hingga selama pengalirannya di dalam tanah (Heraclitus, cf Biswas,

1970 dalam Appelo dan Postma, 1993). Distribusi hujan wilayah merupakan

jumlah/besarnya curah hujan yang diterima di suatu daerah. Besarnya curah hujan

tergantung dari intensitas dan durasi curah hujan tersebut. Curah hujan merupakan

sumber masukan bagi airtanah pada suatu wilayah.

Airtanah sebagai salah satu sumberdaya air yang potensial banyak,

sehingga mendapat perhatian dalam kaitannya dengan pemenuhan kebutuhan air

minum. Sebagai sumberdaya air yang potensial dan banyak digunakan oleh

manusia. Sumberdaya airtanah ini merupakan sumber kehidupan dan pendukung

kehidupan manusia, sekaligus merupakan sumberdaya yang sangat menentukan

hidup bagi kehidupan manusia. Kecamatan Imogiri memiliki ketersediaan

airtanah bebas sebesar 242.025.893 m3/tahun, dengan kebutuhan air irigasi

sebesar 445.465,66 m3/tahun dan kebutuhan air domestik sebesar 6.628.451,76

m3/tahun (Yuhdiyanto, 2007).

Sepanjang arah aliran airtanah dari daerah/zona resapan hingga daerah

penurapan airtanah melalui suatu perlapisan batuan. Setiap perlapisan batuan

memiliki nilai konduktivitas dan tahanan jenis yang berbeda-beda yang

menentukan kuantitas dari potensi airtanah. Kondisi akuifer tersebut memiliki

perlapisan batuan yang berbeda-beda. Hal ini dipengaruhi aspek geomorfologi

yang terkait erat hubungannya dengan aspek hidrologi, dimana aspek dari

geomorfologi yaitu kontrol struktur geologi dan relief yang berpengaruh terhadap

1

Page 2: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

sirkulasi airtanah di wilayah penelitian. Daerah penelitian memiliki karakteristik

bentuklahan yang bervariasi dengan jarak yang relatif dekat antara perbukitan

struktural, dataran koluvial dan bentuklahan fluvial. Kondisi sistem akuifer daerah

penelitian diilustrasikan pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Berbagai Sistem Akuifer dan Airtanah di Alam (Santosa dan Adji, 2004)

Dalam perjalanan siklus tersebut air akan mengalami perubahan komposisi

unsur-unsur kimia yang akan mempengaruhi kualitasnya. Memahami proses dan

reaksi yang terjadi pada airtanah, asal dan arah aliran airtanah dalam siklus

hidrologi dapat teridentifikasi dari kondisi awal hingga akhir arah aliran airtanah

dalam suatu jaring-jaring airtanah (flownets). Kualitas airtanah dapat diprediksi

dengan memahami proses dan reaksi yang terjadi dari awal hingga akhir aliran

airtanah. Komposisi kimia airtanah dan mineral batuan sebagai keseimbangan

massa. Proses reaksi pelarutan airtanah dapat diketahui dari nilai indeks

kejenuhan (Saturation Indeks/SI).

Hal ini berkaitan dengan proses pembentukan daerah di masa lalu yang

mempengaruhi keadaan masa sekarang. Wilayah Kecamatan Imogiri tersusun dari

beberapa formasi batuan. Berdasarkan Peta Geologi lembar Yogyakarta skala

1:100.000 Tahun 1995 Kecamatan Imogiri terdiri dari Formasi Semilir, Aluvium,

Endapan Gunungapi Merapi, Sambipitu, Wonosari dan Nglanggeran. Formasi

batuan tersebut ada dalam satu wilayah administrasi Kecamatan Imogiri. Adanya

perbedaan lapisan formasi batuan menyebabkan perbedaan sifat kemampuan

2

Page 3: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

dalam menyimpan air, bahkan pada beberapa kasus dapat mempengaruhi kualitas

airtanahnya (Todd, 1980; Suyono, 2000; Santosa, 2000).

Beberapa dekade akhir ini selama kurun waktu 20 abad terakhir, sepanjang

sejarah manusia dapat diestimasi sekitar 6 juta senyawa telah dihasilkan. Pada saat

ini, sekitar 1.000 senyawa kimia telah dapat disintesis setiap tahunnya. Bahkan

sekitar 60.000 sampai 95.000 sintesa bahan kimia yang ada telah diproduksi untuk

tujuan komersil (www. walhi. 2005). Jumlah polusi yang banyak tersebut selain

memberikan dampak bagi rusaknya ekosistem, juga berdampak terhadap

kesehatan manusia.

1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan kondisi geomorfologi Kecamatan Imogiri cukup beragam,

yang terkait dengan ketersediaan airtanah di daerah penelitian. Wilayah penelitian

sebagian besar dataran dan sebagian lainnya merupakan daerah perbukitan

struktural. Kondisi geomorfologi yang beragam tersebut, akan berpengaruh

terhadap variasi kimia airtanah pada wilayah penelitian. Selain didasarkan kondisi

lereng antara 3-8 % s.d. > 45 %, formasi batuan penyusun juga menentukan watak

atau karakteristik bentuklahan di wilayah penelitian.

Fenomena geomorfologi ini akan sangat berpengaruh terhadap aliran

airtanah, kondisi perlapisan batuan dan kimia airtanahnya. Berdasarkan

pemahaman di atas maka perlu dikaji secara mendalam aspek-aspek geomorfologi

wilayah Kecamatan Imogiri untuk menentukan hidrogeokimia airtanah. Maka

perumusan masalah dalam penelitian ini dapat dirangkum sebagai berikut:

(1) Bagaimanakah kondisi airtanah bebas pada sistem akuifer

(hidrostratigrafi) dan jaring-jaring airtanah di daerah penelitian?

(2) Bagaimanakah karakteristik tipe hidrogeokimia airtanah dan

persebarannya pada sistem akuifer bebas di daerah penelitian?

(3) Bagaimanakah arahan pemanfaatan airtanah di daerah penelitian?

Berdasarkan pemahaman dan kesadaran akan pentingnya informasi

kondisi akuifer, flownets dan hidrogeokimia airtanah. Maka, penulis mencoba

untuk mengkaji karakteristik hidrogeokimia airtanah di Kecamatan Imogiri

3

Page 4: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

sehingga penelitian ini berjudul: “Studi Hidrogeokimia Airtanah pada

Berbagai Kondisi Akuifer Bebas di Kecamatan Imogiri Kabupaten Bantul

Provinsi D.I. Yogyakarta”

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian dengan menggunakan pendekatan bentuklahan dan

pendekatan indeks kejenuhan airtanah, yaitu :

(1) Mengetahui kondisi airtanah bebas pada sistem akuifer (hidrostratigrafi)

dan jaring-jaring airtanah di daerah penelitian.

(2) Mengetahui dan menentukan karakteristik tipe hidrogeokimia airtanah dan

persebarannya pada sistem akuifer bebas di daerah penelitian.

(3) Menentukan arahan pemanfatan airtanah untuk kebutuhan air minum di

daerah penelitian.

1.4. Kegunaan Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu

pengetahuan geografi fisik dan lingkungan, tentang studi hidrogeokimia airtanah

dalam memecahkan masalah yang terkait dengan airtanah. Kebutuhan airtanah

dalam kegunaannya banyak digunakan untuk kebutuhan air minum. Selain itu,

hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai masukkan dan pertimbangan rencana

penyusunan pemanfaatan airtanah bagi instansi pemerintah setempat yang terkait

dalam upaya pengelolaan dan pengembangan sumberdaya airtanah.

1.5. Tinjauan Pustaka dan Penelitian Sebelumnya

1.5.1. Tinjauan Pustaka

Menurut Hagget (1972), Geografi merupakan pengetahuan yang

mempelajari fenomena geosfer dengan menggunakan pendekatan keruangan,

kelingkungan, dan kompleks wilayah. Berdasarkan definisi geografi tersebut ada

dua hal penting yang perlu dipahami, yaitu: (a) obyek studi geografi, dan (b)

pendekatan geografi. Pendekatan Keruangan (Spatial Approach) merupakan suatu

cara pandang atau kerangka analisis yang menekankan eksistensi ruang.

4

Page 5: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

Eksisitensi ruang dalam perspektif geografi dapat dipandang dari struktur (spatial

structure), pola (spatial pattern), dan proses (spatial processess).

Pendekatan Kelingkungan (Ecological Approach) lebih menekankan pada

keterkaitan antara fenomena geosfer tertentu dengan variabel lingkungan yang

ada, bukan menekankan pada eksistensi ruang. Pendekatan lingkungan, kerangka

analisisnya tidak mengkaitkan hubungan antara makhluk hidup dengan

lingkungan alam, melainkan dikaitkan pula dengan: (a) fenomena yang ada di

dalamnya terliput fenomena alam beserta relik fisik tindakan manusia, dan (b)

perilaku manusia yang meliputi perkembangan ide-ide dan nilai geografis serta

kesadaran akan lingkungan.

Pendekatan kompleks wilayah lebih menekankan pada tinjauan

permasalahan yang terjadi di suatu wilayah yang tidak hanya melibatkan pokok

elemen di wilayah itu dan selalu terkait dengan pokok elemen di wilayah lain.

Keterkaitan antar wilayah di suatu tempat tidak dapat dihindarkan dan dipisahkan,

karena setiap masalah tersebut tidak disebabkan oleh adanya faktor tunggal

melainkan terdapat faktor determinan yang bersifat kompleks.

Studi geomorfologi adalah salah satu bagian ilmu yang mempelajari bumi

di dalam dan permukaan, atau studi yang menitikberatkan pada bentuklahan

penyusun konfigurasi permukaan bumi. Konfigurasi permukaan bumi merupakan

cerminan dan interaksi dari proses endogen dan eksogen. Pengertian mengenai

geomorfologi lebih rinci diberikan oleh Verstappen (1977). Menurut Verstappen,

geomorfologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari bentuklahan (landform)

yang berada di permukaan bumi, baik yang berada di bawah atau di atas

permukaan air laut dengan penekanan pada asal mula (genesis) dan perkembangan

di masa mendatang kaitannya dengan konteks lingkungan dan material

penyusunnya.

Faktor-faktor geomorfologi menurut Panizza (1996), yaitu aspek

morfologi merupakan studi geomorfologi mengenai bentuklahan yang

mempelajari mengenai relief secara umum, yang meliputi morfografi, yakni aspek

yang bersifat pembagian suatu daerah seperti teras sungai, tanggul alam, kipas

aluvial, plato, kerucut gunungapi, dan sebagainya. Aspek lainnya adalah

5

Page 6: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

morfometri, yakni aspek kuantitatif dari suatu daerah, seperti kemiringan lereng,

bentuk lereng, ketinggian, beda tinggi, kekasaran medan, bentuk lembah sungai,

tingkat pengikisan, dan pola aliran. Aspek morfogenesa merupakan studi

geomorfologi tentang proses yang menyebabkan terjadinya bentuklahan dan

proses yang menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan bentuklahan. Aspek

morfokronologi merupakan studi mengenai evolusi pertumbuhan atau

perkembangan bentuklahan, yang di dalamnya termasuk juga menentukan dan

membagi bentuklahan dan proses yang mempengaruhinya dari segi umur relatif

dan umur mutlak. Aspek morfoaransemen merupakan studi mengenai susunan

dari pertumbuhan atau perkembangan bentuklahan yang memberikan gambaran

tidak hanya dari luarnya saja, tetapi juga memberikan gambaran tentang asal mula

terjadinya dan struktur perlapisan bawah permukaannya.

Komposisi kimia airtanah adalah hasil kombinasi dari komposisi air yang

memasuki akuifer airtanah dan reaksi dengan mineral-mineral yang terdapat

dalam batuan yang mungkin mengubah komposisi air (Appelo dan Postma, 1993).

Di dalam pendistribusiannya airtanah terpengaruh adanya suatu sistem dari siklus

hidrologi, sehingga siklus tersebut memiliki faktor-faktor terjadinya siklus,

diantaranya adalah komposisi kimia dalam siklus hidrologi yang terjadi di sistem

tersebut seperti pada Gambar 1.2. A Sc h em a t i c O v er v i ew

o f Pr o c esses t h a t Af f ec t t h e Wa t er Q u a l i t y i n T h e H yd r o l o g i c a l Cyc l e

1. Evaporation2. Transpiration3. Selective Uptake by Vegetation4. Oxidation/ Reduction5. Cation Exchange6. Dissolution of Mineral7. Precipitation of Secondary Mineral8. Mixing of Water9. Leaching of Fertilisers, Manure10. Pollution11. Lake/Sea Biological Processes

1

23 4 5 6 7

1

78

8

5

11

9

11

1

10

10

clay

fresh

salt

1

1. Evaporation2. Transpiration3. Selective Uptake by Vegetation4. Oxidation/ Reduction5. Cation Exchange6. Dissolution of Mineral

7. Precipitation of Secondary Mineral8. Mixing of Water9. Leaching of Fertilisers, Manure10. Pollution

11. Lake/Sea Biological Processes

Gambar 1.2. Siklus Hidrologi : Faktor Hidrologi yang Berpengaruh terhadap Kualitas Air

(www. walhi.com, 2005)

6

Page 7: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

Komposisi kimia air secara alami dipengaruhi oleh faktor iklim, geologi,

geomorfologi/lereng, vegetasi, waktu dan aktivitas manusia. Berbagai proses dari

setiap komposisi kimia yang terjadi akan memiliki komposisi unsur atau senyawa

kimia tertentu, seperti proses pendinginan magma dengan kontak udara yang

menghasilkan mineral pembentuk batuan yaitu mineral batuan mafik dan mineral

batuan felsik. Mineral adalah suatu zat (fasa) padat dari unsur (kimia) atau

persenyawaaan (kimia) yang dibentuk oleh proses-proses anorganik, dan

mempunyai susunan kimiawi tertentu dan penempatan atom-atom secara

beraturan di dalamnya, atau dikenal sebagai struktur kristal (Doddy, 1987)

Perjalanan airtanah dari daerah imbuhan hingga daerah penurapan didalam

prosesnya mengalami proses waktu yang lama dan mengalami kontak dengan

berbagai batuan yang mempengaruhi perubahan komposisi kimia dan kualitas

airtanah itu sendiri. Sehingga dari beberapa proses pelarutan dan atau

pengendapan mineral dapat melalui pendekatan keseimbangan kimia termasuk

didalamnya hukum aksi massa dan perhitungan Nerst. Komposisi kimia batuan

kerak bumi, komposisi air laut dan atmosfer adalah signifikan dalam

mengevaluasi sumber pelarutan dalam air tawar secara alami (Hem, 1971).

Menurut Freeze dan Cheery, 1979 dalam Koedoatie, 1996 bahwa

komposisi kimia didalam air hujan umumnya terdiri atas : SiO2, Ca, Mg, Na, K,

NH4, HCO3, SO4, Cl, NO3. Kandungan unsur utama dalam airtanah meliputi

Calcium (Ca2+), Magnesium (Mg2+), Sodium (Na+), Potasium (K+), Chlorida (Cl-),

Sulfat (SO42-), dan Bikarbonat (HCO3

-) atau Karbonat (CO3-). Beberapa unsur

tersebut bersama-sama unsur minor lainnya secara alamiah dapat menyebabkan

perubahan kualitas airtanah (Fetter, 1994)

Proses reaksi kimia antara unsur-unsur yang bereaksi dengan hasil reaksi-

nya akan membentuk suatu kesetimbangan, konsentrasi unsur yang bereaksi akan

sama dengan konsentrasi unsur yang dihasilkan. Reaksi kesetimbangan massa

yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut :

aA + bB ≈ cC + dD (1)

Nilai a, b, c dan d adalah jumlah molekul dari unsur-unsur tersebut. Waktu

yang dibutuhkan untuk mencapai kesetimbangan membutuhkan tahunan bahkan

7

Page 8: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

ribuan tahun, yang dipengaruhi adanya intervensi atau gangguan. Gangguan atau

intervensi yang terjadi dapat berupa suatu unsur reaksi lain, pengambilan unsur

yang dihasilkan, perubahan tekanan dan perubahan temperatur. Kondisi dan status

mineral selama proses reaksi kimia dalam proses mencapai kesetimbangan pada

suatu titik waktu ataupun ruang dapat diketahui dengan suatu parameter yang

dikenal dengan nama indeks kejenuhan (Koedoatie, 1996).

Airtanah selama mengalir dalam akuifer mengalami proses pelarutan,

hidrolisis, pengendapan, penyerapan, pertukaran ion, oksidasi-reduksi. Pada suatu

massa batuan yang sama, kualitas airtanah yang terdapat di dalamnya kurang lebih

mempunyai kualitas yang seragam. Kualitas airtanah pada akuifer dapat berubah

dari tipe batuan satu ke tipe yang lain, melalui stratigrafi yang berbeda dan karena

proses hidrogeokimia yang berlangsung pada waktu tertentu akibat adanya proses

tersebut akan menentukan tipe airtanah. Proses perubahan tipe airtanah tersebut

akan mencapai kesetimbangan (Koedoatie, 1996).

Menurut Santosa dan Adji (2006), tentang potensi airtanah, baik dari segi

kualitas maupun kuantitasnya, tidak pernah lepas dari karakteristik material

penyusun batuan dimana airtanah itu berada, yang selalu terkait dengan akuifer.

Pembentukan akuifer merupakan proses yang berlangsung sangat lama, seiring

dengan proses geologi yang menyusun dan membentuk morfologi suatu daerah.

Genesis dan karakteristik batuan penyusun suatu daerah merupakan hal yang

sangat berpengaruh terhadap proses pembentukan akuifer dan tipe akuifer yang

terbentuk.

Kualitas air sangat penting artinya bagi kehidupan saat ini. Kualitas air

dalam hal ini mencakup keadaan fisik, kimia, dan biologi yang dapat

mempengaruhi ketersediaan air untuk kebutuhan manusia, pertanian, industri

rekreasi, dan pemanfaatan lainnya (Asdak, 1995). Hal itu tergantung kekuatan ion

yang ada dalam air tersebut. Semakin tinggi konsentrasi unsur kimia terlarut

dalam airtanah maka kualitas airtanah semakin rendah. Daya Hantar Listrik

(DHL) dapat menjadi indikator berapa jumlah ion terlarut dalam airtanah.

Penggunaan airtanah untuk keperluan rumah tangga terutama untuk air minum

8

Page 9: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

harus memenuhi syarat yaitu termasuk kelas tawar. Klasifikasi jenis air menurut

jumlah garam terlarut dapat dilihat pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1. Klasifikasi Jenis Air Menurut Jumlah Garam Terlarut

No Jumlah garam terlarut (mg/l) Keterangan 1 0-1.000 Tawar 2 1.000-10.000 Payau 3 10.000-100.000 Asin 4 > 100.000 Sangat asin

Sumber: Todd, 1980 Material batuan pembentuk akuifer atau formasi geologi yang dapat

berfungsi sebagai akuifer adalah endapan aluvial, batugamping, batuan vulkanik,

batu pasir, batuan beku, dan batuan malihan. Pada endapan aluvial, hampir 90%

airtanah terdapat pada material lepas, yaitu kerikil dan pasir. Batugamping

mempunyai variasi yang besar dalam densitas, kesarangan, dan kelulusan. Variasi

ini tergantung dari derajat pemampatan dan perkembangan rekahan pada saat

pembentukannya. Batuan vulkanik mempunyai sifat dapat membentuk suatu

akuifer dengan kelulusan tinggi, karena karakteristik dari batuan ini berpori-pori

dan mempunyai banyak retakan. Batu pasir dan konglomerat merupakan batuan

yang terbentuk dari kerikil dan pasir yang tersemen, bila keduanya mempunyai

banyak retakan akan diperoleh hasil air baik, sedangkan pada batuan beku dan

batuan malihan merupakan jenis batuan yang relatif kedap air dan bukanlah

akuifer yang baik (Todd, 1980).

Berdasarkan proses-proses yang terjadi pada akuifer, dapat disimpulkan

bahwa komposisi airtanah berasal dari pelarutan mineral batuan dan pelarutan

silika dan kation-kation pada tanah. Beberapa batuan menjadi sumber kandungan

klorida dan sulfat melalui proses pelarutannya, bahkan sebagai penerima ion

hidrogen. Ion hidrogen yang berperan dalam proses pelapukan batuan berasal dari

respirasi bahan organik dan oksidasi sulfida. Sebagian besar pelarutan bikarbonat

berkaitan erat dengan batuan karbonat, pada batuan non-karbonat ion hidrogen

terbentuk melalui proses pelarutan CO2 yang bereaksi dengan batuan

(Hem, 1970).

9

Page 10: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

Geomorfologi berkaitan erat dengan hidrologi airtanah, yaitu sebagai

tempat terdapat dan berlangsungnya siklus hidrologi airtanah. Adanya rembesan

(seepage) dan mataair (spring) merupakan salah satu contoh pengaruh

geomorfologi terhadap airtanah, keberadaan mataair dikontrol oleh kondisi

topografi, kondisi geologi dan geometri akuifer. Sistem aliran airtanah

menghubungkan daerah resapan airtanah dengan daerah penurapan airtanah yang

dibatasi oleh berbagai kondisi akuifer yang tergantung dari perlapisan batuan

(stratigrafi). Aliran airtanah dalam satu sistem akan berpola tertentu dengan

volume air, bentuk material, sistem aliran, dan potensial perubahan energi. Dalam

suatu akuifer memiliki jenis material dengan karakteristik tertentu. Karakteristik

tersebut akan mempengaruhi kecepatan aliran air sehingga mempengaruhi lama

kontak air dengan material di dalamnya. Dengan demikian perubahan komposisi

kimia air dapat terjadi dalam suatu sistem aliran airtanah.

Menurut Toth (1963) dalam Kodoatie (1996), sistem aliran airtanah dibagi

menjadi tiga sistem yaitu; sistem aliran lokal, sistem aliran subregional, dan

sistem aliran regional. Sistem lokal memiliki karakteristik kedalaman dangkal,

jarak aliran pendek, arah aliran dan besarnya bervariasi, waktu tinggal di suatu

tempat pendek, temperatur dan tekanan rendah, lithologi homogen, memiliki

unsur dominan HCO3, Ca, dan Mg, Memiliki efek pembilasan penuh, TDS rendah

dan dipengaruhi musim. Aliran subregional dengan karakteristik antara sistem

lokal dan regional, memiliki unsur dominan NaSO4 dan Cl, memiliki efek

peningkatan TDS, sedikit atau tidak dipengaruhi musim, sedangkan sistem aliran

regional memiliki karakteristik kedalaman besar, jarak aliran panjang, laju aliran

tunak, waktu tinggal di suatu lama, temperatur dan tekanan tinggi, memiliki TDS

tinggi, tidak dipengaruhi oleh musim dan iklim. Sistem aliran ini dalam perubahan

aliran sulit berubah tetapi jika dalam waktu yang panjang bisa terjadi dan jika

terjadi perubahan sangat sulit untuk dibenahi. Sistem aliran airtanah digambarkan

pada model jaring-jaring airtanah yang berisikan kontur airtanah dan arah aliran

airtanah di suatu media akuifer.

Proses yang paling berpengaruh terhadap komposisi kimia airtanah adalah

proses pelarutan dan pengendapan mineral batuan. Analisis terhadap indeks

10

Page 11: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

kejenuhan akan menjelaskan proses-proses yang terjadi di dalam kimia airtanah

terhadap reaksi airtanah dengan mineral batuan. Menurut Appelo dan Postma

(1994) dalam Jankowski (2001), indeks kejenuhan merupakan suatu indeks yang

menunjukkan kemampuan air dalam melarutkan mineral tertentu dalam batuan.

Indeks kejenuhan airtanah merupakan nilai log dari perbandingan daya larut

produk (K) dengan produk aktivitas ion (IAP) yang diperoleh dari analisis

airtanah.

1.5.2. Penelitian Sebelumnya

Widayatto (1990), melakukan penelitian pada DAS Serang tentang

pengaruh litologi terhadap kualitas air sungai. DAS Serang yang meliputi daerah-

daerah dengan litologi dan formasi batuan yang berbeda-beda, adanya perbedaan

ini tentunya akan berpengaruh terhadap kualitas air sungai yang mengalir

diatasnya. Berdasarkan analisis terhadap kualitas air mataair dan air aliran dasar

sebagai imbuhan aliran air sungai yang terdapat di daerah penelitian, diperoleh

hasil bahwa terdapat pengaruh litologi pada kualitas air sungai. Formasi Sentolo

dan sebagian daerah yang berbatuan andesit bertipe CaMg dan HCO3-, dengan

dominansi tipe CaHCO3 pada seluruh daerah. Penelitian yang dilakukan

membedakan pengaruh litologi terhadap tipe kimia air yang dihasilkan, sehingga

hanya dihasilkan pernyataan kualitas air yang sama berada pada litologi yang

sama.

Suwantinawati (1997), melakukan penelitian untuk mengetahui agihan dan

penyebab adanya airtanah asin yang terjadi di daerah antara Sungai Progo dan

Sungai Serang Kabupaten Kulonprogo, DIY. Penelitiannya dilakukan dengan

menggunakan dasar unit geomorfologi sebagai acuan pengambilan sampel dan

dianalisis dengan metode klasifikasi Revelle, sedangkan penentuan tipe kimia

airtanahnya menggunakan Diagram Piper Segiempat. Hasil penelitiannya

menunjukkan adanya sebaran airtanah asin yang terjadi dibeberapa unit

geomorfologi fluvial yang letaknya jauh dari pantai, dengan sebaran yang tidak

merata tetapi terjadi pada titik-titik tertentu. Satuan geomorfologi yang digunakan

sebagai dasar pengambilan sampel tidak dapat menunjukkan batas perubahan

11

Page 12: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

kualitas airtanah, pada satu satuan geomorfologi terdapat variasi tipe airtanah.

Keasinan yang terjadi bukan karena intrusi air laut, tetapi disebabkan oleh adanya

connate water yang terjebak pada material batuan saat pembentukan daratan

dimasa lampau.

Suyono (2000), menyebutkan bahwa di DIY terdapat 8 satuan airtanah

utama, yaitu: satuan airtanah Gunungapi Merapi; satuan airtanah Ledok

Wonosari; satuan airtanah Pegunungan Kulonprogo; satuan airtanah Perbukitan

Baturagung; satuan airtanah Akuifer Gumuk Pasir; satuan airtanah Akuifer daerah

Karst; satuan airtanah dataran Alluvial; dan satuan airtanah Perbukitan Sentolo.

Daerah penelitian termasuk ke dalam satuan airtanah Perbukitan Baturagung,

yang meliputi sebagian besar Kecamatan Imogiri. Setiap satuan airtanah memiliki

karakteristik yang berbeda, baik dari material penyusun (stratigrafi), proses

geologis dan geomorfologis yang mempengaruhi agihan airtanah dan ketersediaan

akuifer sebagai wadah airtanah tersebut.

Wibowo (2005), melakukan tentang hidrogeokimia airtanah bebas di

berbagai satuan bentuklahan di sebagian DAS Bogowonto wilayah Kecamatan

Kokap-Temon, Kabupaten Kulon Progo. Penelitiannya dilakukan dengan

menggunakan dasar satuan bentuklahan lalu membuat peta jaring-jaring airtanah

sebagai acuan pengambilan sampel airtanah dan mineral, setelah itu data dianalisis

dengan analisis tipe kimia airtanah menggunakan diagram piper segiempat,

analisis grafik, analisis mineral, dan analisis indeks kejenuhan. Hasil penelitian

hidrogeokimia ini menunjukkan bahwa sistem aliran airtanah di daerah penelitin

terbagi tiga sistem aliran airtanah lokal yaitu sistem aliran airtanah perbukitan

denudasional, sistem aliran airtanah dataran aluvial, dan sistem aliran airtanah

beting gisik.

Penelitian tersebut menghasilkan pula hidrokimia yang didominasi oleh

unsur-unsur HCO3-, Ca2+, dan Mg2+. Unsur-unsur Cl- dan SO4

2- yang dominan di

beberapa titik sampel bukan merupakan unsur kimia air yang berasal dari air laut

terjebak tetapi unsur yang bersumber dari pelapukan kelompok mineral

feldspathoids. Perubahan hidrogeokimia dipengaruhi oleh mineral dominan

penyusun akuifer. Komposisi mineral yang berpengaruh terhadap komposisi kima

12

Page 13: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

airtanah dihasilkan dari pelapukan batuan penyusun akuifer, terutama oleh

kelompok mineral feldspathoids.

Berdasarkan hasil beberapa penelitian yang telah dilakukan di lokasi

penelitian yang akan diteliti, daerah penelitian mempunyai karakteristik yang

kompleks sehingga akan menghasilkan potensi airtanah yang bervariasi. Kualitas

airtanah selain dipengaruhi litologi turut juga dipengaruhi oleh proses yang

terjadi, sehingga batas litologi tidak dapat dijadikan tolok ukur pembatas kualitas

airtanah. Oleh karena itu letak perbedaan penelitian ini adalah pada tujuan antara

karakteristik mineral batuan dengan komposisi kimia airtanah pada daerah

penelitian yang menggunakan parameter tingkat kejenuhan reaksi berdsarakan

arah aliran airtanah dengan menggunakan analisis hidrogeokimia akuifer, analisis

kesetimbangan massa dan analisis resistivitas batuan penyusun akuifer.

Yuhdiyanto (2007), melakukan penelitian mengenai ketersediaan

airtanah bebas untuk kebutuhan domestik dan irigasi di dataran kaki volkan

merapi muda dan lereng kaki Perbukitan Baturagung Kecamatan Imogiri,

Kabupaten Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Tujuan dari penelitian tersebut

yaitu mengetahui karakteristik akuifer, menghitung ketersediaan airtanah bebas,

dan menganalisis kebutuhan airtanah bebas untuk kebutuhan domestik dan irigasi.

Hasil dari penelitian tersebut adalah untuk kebutuhan kegiatan irigasi

sebesar 445.465,66 m3/tahun, sedangkan untuk kebutuhan domestik 6.628.451,76

m3/tahun, sedangkan ketersediaan airtanah pada daerah peneltian adalah

242.025.893 m3/tahun. Oleh karena itu, daerah penelitian aman dalam

menggunakan ketersediaan airtanah dalam penggunaan airtanah untuk kebutuhan

domestik dan kegiatan irigasi.

Utami (2007), melakukan penelitian tentang variasi nilai indeks kejenuhan

airtanah terhadap mineral kalsit pada berbagai komponen aliran Gua Surupan,

Desa Argopeni, Kecamatan Ayah, Kebumen, Jawa Tengah. Penelitian tersebut

bertujuan mengetahui sebaran spasial dari indeks kejenuhan airtanah karst pada

berbagai komponen aliran di sepanjang Gua Surupan serta memberikan

gambaran mengenai agresivitas dan proses-proses hidrogeokimia terhadap

mineral kalsit di daerah penelitian. Sampel air yang dianalisis di laboratorium

13

Page 14: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

14

meliputi kation (Ca2+, Mg2+, Na+, K+) dan anion (Cl-, SO42-, HCO3

-). Selanjutnya,

setelah komposisi kimia airtanah ditentukan, dilakukan analisis indeks kejenuhan

(saturation indices = SI) airtanah terhadap mineral kalsit menggunakan bantuan

perangkat lunak NETPATH (Plummer 2.1.3, 1991) untuk mengenali derajat

proses-proses hidrogeokimia terhadap mineral kalsit.

Hasil analisa dari penelitian ini menunjukkan indeks kejenuhan

terhadap mineral kalsit menunjukkan bahwa variasi indeks kejenuhan pada

berbagai komponen aliran secara spasial tidak menunjukkan pola tertentu.

Namun secara temporal terdapat pola kecenderungan meningkatnya indeks

kejenuhan airtanah dari bulan Juni, Agustus dan November. Dari nilai indeks

kejenuhan juga dapat diketahui bahwa sebagian besar airtanah yang berada di

daerah penelitian telah jenuh terhadap mineral kalsit dan mengalami

pengendapan atau pengkristalan mineral kalsit. Faktor yang dapat berpengaruh

terhadap nilai indeks kejenuhan airtanah yaitu resistensi batuan, kandungan

CO2, pH, suhu, EC dan resident time (waktu tinggal). Secara ringkas penelitian

sebelumnya disajikan pada Tabel 1.2.

Page 15: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

Tabel 1.2. Telaah Pustaka Penelitian Sebelumnya Peneliti Judul Penelitian Tujuan Penelitian Metode Penelitian Hasil Penelitian

Widayatto, 1990 Pengaruh Litologi terhadap Kualitas Air Sungai di DAS Serang Kabupaten Kulonprogo

- Mengetahui pengaruh litologi terhadap kualitas air sungai dan fomasi batuan yang berbeda-beda.

- Mengetahui perbedaan kualitas air sungai padaformasi batuan yang berbeda-beda.

- Mengetahui kualitas mataair dan air aliran dasar sebagai imbuhan air sungai di daerah penelitian

- Analisa laboratorium kualitas airtanah

- Metode Diagram Piper segiempat dalam penentuan tipe kimia air

- Terdapatnya pengaruh litologi pada kualitas air.

- Formasi Sentolo dan sebagian daerah berbatuan andesit bertipe CaMg dan HCO3 dengan dominasi tipe kimia air CaHCO3 pada seluruh daerah.

- Kualitas air yang sama berada pada litologi yang sama pula

Suwantinawati, 1997 Agihan Airtanah Asin dan Penyebab Keasinan Airtanah di Daerah antara Sungai Progo dan Sungai Serang

- Mengetahui agihan dan penyebab airtanah asin yang terjadi di daerah antara antara Sungai Progo dan Sungai Serang Kabupaten Kulonprogo

- Analisis kualitas air dengan Metode Revelle

- Analisis tipe kimia air dengan Metode Diagram Piper Segiempat

- Adanya sebaran airtanah asin yang terjadi pada beberapa unit geomofologi fluvial.

- Terdapat variasi tipe airtanah pada satuan geomorfologi

- Keasinan airtanah bukan terjadi karena intrusi air laut, akan tetapi karena adanya connate water.

Suyono, 2000 Kajian Geografis Airtanah di D. I. Yogyakarta

- Mengetahui agihan airtanah di Provinsi D. I. Yogyakarta

- Mengetahui ketersediaan airtanah akuifer sebagai wadah airtanah tersebut.

- Metode pemetaan satuan geomorfologi dalam pembagian tipe satuan airtanah daerah penelitian.

- Analisis kunatitatif dalam perhitungan ketersediaan airtanah di daerah penelitian dengan “spesific yield”

- Terdapat 8 satuan airtanah utama, yaitu : satuan airtanah Gunung Api Merapi, satuan airtanah Ledok Wonosari, satuan airtanah Pegunungan Kulonprogo, satuan airtanah Perbukitan Baturagung, satuan airtanah akuifer Gumuk Pasir, satuan airtanah satuan airtanah akuifer Daerah karst, satuan airtanah dataran alluvial dan satuan airtanah Perbukkitan Sentolo.

15

Page 16: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

Lanjutan Tabel 1.2. Peneliti Judul Penelitian Tujuan Penelitian Metode Penelitian Hasil Penelitian

Wibowo, 2005 Hidrogeokimia Airtanah Bebas di Berbagai Satuan Bentuklahan Sebelah Timur Sungai Bogowonto Kecamatan Temon Kabupaten Kulonprogo.

- Mengetahui sistem aliran airtanah.

- Menentukan karakteristik hidrogeokimia airtanah bebas, baik dari komposisi, proses sumber unsur penyusun dan sebarannya.

- Mengetahui karakteristik hidrogeokimia dalam setiap satuan bentuklahan.

- Metode analisis yang digunakan adalah analisis tipe kimia dengan diagram piper segi empat, analisis grafik, analisis mineral, analisis indeks kejenuhan

- Metode pengambilan sampel dengan dasar satuan bentuklahan dan flownets dengan model 2 dimensi “three point problem”.

- Analisa laboratorium sampel mineral batuan.

- Metode indeks kejenuhan airtanah dengan klasifikasi, yaitu : SI = 1 terjadi kesetimbangan/ stabil, SI < 1 terjadi pelarutan dan SI > 1 terjadi pengendapan.

- Terbagi 3 sistem aliran airtanah, yaitu : sistem airtanah lokal perbukitan denudasional, sistem airtanah dataran alluvial, dan sistem airtanah betinggisik.

- Dominasi unsur HCO3-,

Ca2+, dan Mg2+. - Unsur Cl-dan SO4

2- dari pelapukan feldspathoids.

Yuhdiyanto, 2007 Ketersediaan Airtanah Bebas untuk Kebutuhan Domestik dan Irigasi di Dataran Kaki Volkan Merapi Muda dan Lereng Kaki Perbukitan Baturagung Kecamatan Imogiri, Kabupaten Bantul, Daerah Istimewa Yogyakarta

- Menghitung ketersediaan airtanah dan hasil aman penurapan airtanah.

- Menganalisis kebutuhan airtanah untuk kebutuhan domestik dan irigasi

- Menganalisis karakteristik akuifer.

- Metode Schlumberger analisa model hidrostratigrafi resistivity penyusun batuan akuifer.

- Metode anlisis kuantitatif “spesific yield”

- Metode model 2 dimensi “three point problem” dalam pembuatan flownets.

- Ketersediaan airtanah 242.025893 m3/ tahun. Kebutuhan irigasi sebesar 445.465,66 m3/ tahun, sedangkan kebutuhan domestik sebesar 6.628451,76 m3/ tahun

16

Page 17: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

17

Lanjutan Tabel 1.2. Peneliti Judul Penelitian Tujuan Penelitian Metode Penelitian Hasil Penelitian

Utami, 2007 Variasi Nilai Indeks Kejenuhan Airtanah terhadap Mineral Kalsit Pada Berbagai Komponen Aliran Gua Surupan, Desa Argopeni, Kecamatan Ayah, Kebumen, Jawa Tengah

- Mengetahui sebaran spasial dari indeks kejenuhan airtanah karst pada berbagai komponen aliran di sepanjang Goa Surupan.

- Memberikan gambaran hubungan mengenai

- agresivitas dan proses-proses hidrogeokimia terhadap mineral kalsit

- Metode indeks kejenuhan airtanah dengan klasifikasi, yaitu : SI = 1 terjadi kesetimbangan/ stabil, SI < 1 terjadi pelarutan dan SI > 1 terjadi pengendapan.

- Indeks kejenuhan terhadap mineral kalsit menunjukkan pola tidak tertentu pada komponen aliran secara spasial, namun secara temporal dari bulan Juni, Agustus, dan November

- menunjukkan pola kecenderungan.

- Kondisi airtanah telah jenuh terhadap mineral kalsit dan mengalami pengendapan atau pengkristalan mineral kalsit, dengan faktor yang berpengaruh, yaitu resistensi batuan, kandungan CO2, pH, suhu, EC, dan resident time (waktu tinggal).

Riesdiyanto, 2008 Studi Hidrogeokimia Airtanah Bebas pada Berbagai Bentuklahan di Kecamatan Imogiri Kabupaten Bantul Provinsi D. I. Yogyakarta

- Mengetahui kondisi airtanah bebas pada sistem akuifer (hidrostratigrafi) dan jaring-jaring airtanah di daerah penelitian.

- Mengetahui dan menentukan karakteristik tipe hidrogeokimia airtanah dan persebarannya pada sistem akuifer bebas di daerah penelitian.

- Menentukan arahan pemanfatan airtanah untuk kebutuhan air minum di daerah penelitian.

- Model hidrostratirafi akuifer dan metode 2 dimensi “three point problem” untuk pembuatan jaring-jaring airtanah.

- Metode Diagram piper segiempat untuk menentukan tipe kimia airtanah.

- Metode indeks kejenuhan airtanah dengan klasifikasi, yaitu : SI = 1 terjadi kesetimbangan/ stabil, SI < 1 terjadi pelarutan dan SI > 1 terjadi pengendapan.

- Baku mutu air PerMenKes PP No. 82 Tahun 2001.

Hasil yang diharapkan : - Model hidrostratirafi akuifer

dan sistem arah aliran airtanah dari berbagai kondisi akuifer bebas di daerah penelitian.

- Variasi indeks kejenuhan airtanah bebas dan persebarannya dari berbagai kondisi akuifer bebas di daerah penelitian.

- Mengetahui dominasi tipe kimia airtanah di daerah penelitian

Page 18: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

1.6. Kerangka Pemikiran

Tenaga geotektonik merupakan tenaga endogen di dalam bumi yang

mengakibatkan pengangkatan, pembumbungan, dan pelipatan. Tenaga tersebut

bekerja pada setiap satuan konfigurasi permukaan bumi yang mempengaruhi

material penyusun di dalam satuan bentuklahan. Proses-proses geomorfologi

pembentuk satuan bentuklahan, akan berpengaruh terhadap material penyusun,

dimana keterdapatan airtanah dalam wadahnya (akuifer) di suatu bentuklahan

terkait dengan material penyusun batuan di suatu wilayah pembentukannya akibat

dari proses yang bekerja pada masa lampau hingga sekarang dan akan datang.

Selain faktor material penyusun, besarnya curah hujan yang diterima di suatu

wilayah akan menentukan ketersediaan airtanah di dalam satuan bentuklahan.

Sumber utama airtanah adalah air hujan yang jatuh di permukaan bumi.

Selama proses pengalirannya menjadi airtanah, tidak keseluruhannya menjadi

airtanah, akan tetapi juga menjadi air permukaan (sungai, danau, dan komponen

air permukaan). Proses masuknya airtanah kedalam zone tanah terjadi secara

infiltrasi dan perkolasi di bawah zone perakaran. Infiltrasi merupakan masuknya

air hujan secara vertikal ke dalam tanah, sedangkan perkolasi merupakan

masuknya airtanah secara vertikal ke dalam batuan melalui pori-pori batuan. Oleh

karena itu, masukan air hujan bagi airtanah di setiap daerah sangat bervariasi.

Besarnya curah hujan yang diterima di setiap wilayah berbeda-beda tergantung

kepada topografi permukaan di suatu tempat.

Kondisi airtanah tidak terlepas dari aspek bentuklahan dari kondisi

geomorfologi lingkungan di suatu wilayah. Faktor geomorfologi tersebut

dipengaruhi oleh faktor proses geomorfologi yang berasal dari tenaga endogen

atau eksogen yang mempengaruhi dan membentuk suatu bentuklahan di

permukaan bumi (morfogenesa), faktor bentuk (relief/topografi) dari konfigurasi

permukaan bumi (morfografi) dan besarnya volume kuantitas bentuklahan

(morfometri); seperti bentuk lereng, ketinggian, beda tinggi, pola aliran. Faktor

evolusi dari pertumbuhan dan perkembangan bentuklahan yang menentukan dan

membagi bentuklahan dari segi umur relatif dan umur mutlak (morfokronologi).

Faktor susunan dari pertumbuhan atau perkembangan bentuklahan yang

18

Page 19: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

memberikan gambaran tidak hanya dari luarnya saja, tetapi juga memberikan

gambaran tentang asal mula terjadinya dan struktur perlapisan bawah

permukaannya (morfoaransemen).

Kualitas airtanah memiliki komposisi kimia tertentu dari berbagai mineral

batuan penyusun di suatu media akuifer, dimana faktor geomorfologi yang terjadi

berpengaruh pada kondisi akuifer yang terbentuk pada wilayah penelitian.

Kualitas airtanah merupakan representasi dari komposisi unsur-unsur kimia yang

menyusunnya, komposisi kimia airtanah berasal dari hasil proses reaksi kimia air

dengan lingkungan yang dilalui selama poses pengalirannya. Kualitas airtanah

dapat pula dicirikan dari daya hantar listrik, yang befungsi sebagai penentu

potensi kualitas airtanah untuk peruntukan air minum. Akumulasi ion-ion terlarut

semakin tinggi maka semakin rendah kualitas airtanah tersebut.

Sistem aliran airtanah dari daerah tangkapan menuju daerah resapan

selama proses pengalirannya melalui berbagai kondisi akuifer. Proses pengaliran

tersebut menyebabkan perbedaan komposisi unsur-unsur yang terkandung di

dalam airtanah. Secara kualitas, airtanah akan mengalami proses reaksi kimia

yang mengalir di dalam suatu akuifer. Perbedaan proses dan reaksi kimia

menghasilkan perbedaan komposisi kimia air dengan kondisi akuifer melalui

sistem aliran airtanah.

Proses reaksi kimia airtanah dari awal hingga akhir dari kondisi

lingkungannya selalu menuju reaksi kesetimbangan. Reaksi tersebut terus-

menerus terjadi antara unsur-unsur yang bereaksi di suatu kondisi akuifer selama

proses pengaliran airtanah. Proses reaksi kimia airtanah dapat diketahui dengan

indeks kejenuhan airtanah. Apabila, indeks kejenuhan airtanah = 1, maka

mengalami kondisi setimbang atau stabil, indeks kejenuhan airtanah > 1, maka

mengalami pengendapan dan indeks kejenuhan airtanah < 1, maka mengalami

pelarutan.

Penelitian hidrogeokimia airtanah ini, berdasarkan sistem arah aliran

airtanah dari daerah tangkapan hingga daerah resapan airtanah di suatu kondisi

akuifer. Penelitian ini juga mengkaitkan unsur kimia mineral batuan, sehingga

mengetahui proses reaksi kimia yang terjadi. Oleh karena itu, penelitian ini

19

Page 20: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

berguna untuk pemanfaatan airtanah, terutama untuk air minum bagi masyarakat

di daerah penelitian. Skema kerangka pemikiran pada Gambar 1.3.

Proses Geomorfologi

Satuan Bentuklahan

Kondisi Akuifer : 1. Sistem arah aliran airtanah 2. Penampang Vertikal Akuifer

Kondisi Geologi : 1. Struktur Geologi 2. Material Batuan Penyusun

Komposisi

Kimia Airtanah

Arahan Pemanfaatan Kegunaan

Proses Infiltrasi dan Perkolasi

Airtanah untuk Air Minum

Proses Indeks Kejenuhan Airtanah

Karakteristik Hidrogeokimia Airtanah Daerah Penelitian

Gambar 1.3. Diagram Alir Kerangka Pemikiran

1.7. Batasan Istilah

Airtanah adalah air yang berada di bawah permukaan tanah pada zone jenuh air

dengan tekanan hidrostatis sama atau lebih besar daripada tekanan udara di

dalam suatu wadah/akuifer (Todd,1980).

Akuifer adalah formasi sarang yang mengandung air dan bebatuan lulus, pasir, atau

kerikil yang mampu menyerahkan atau meluluskan jumlah air yang berarti

(Todd,1980).

Akuifer tidak tertekan adalah akuifer ini disebut juga sebagai akuifer bebas (freatik)

dengan batasnya adalah muka airtanah (Seyhan, 1990).

Akuifer tertekan adalah akuifer ini disebut juga akuifer artesis atau akuifer tekanan

di mana airtanah tertutup antara 2 strata yang relatif kedap air, identik dengan

batas piezometrik (Seyhan, 1990).

20

Page 21: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

Akuifer semi tertekan adalah merupakan kasus khusus akuifer bertekanan yang

dibatasi oleh lapisan-lapisan semi permeabel (Seyhan, 1990).

Bentuklahan merupakan bentang permukaan lahan yang mempunyai relief khas

karena pengaruh kuat dari struktur kulit bumi dan akibat dari proses alam

yang bekerja pada batuan di dalam ruang dan waktu tertentu. Masing-masing

bentuklahan dicirikan oleh adanya perbedaan dalam hal struktur dan proses

geomorfologi, relief/topografi dan material penyusun (lithologi) (Suharsono,

1988).

Daya Hantar Listrik adalah perbandingan antara deciSiemens per meter atau

konsentrasi dari akumulasi kegaraman, dengan konduktans centimeter kubik

air dengan standar temperatur 25o C (Santosa, 2000b)

Eh adalah potensial reduksi-oksidasi di dalam sistem yang berhubungan dengan pH

untuk mengkalkulasikan distribusi penyebaran proses reduksi dan oksidasi

(Deutsch, 1997).

Geografi adalah ilmu tentang bumi; terutama menyangkut bentuk permukaan, iklim,

penduduk, fauna, flora dan potensi kegiatan ekonomi; dengan kata lain (a)

ilmu ini memperhatikan fisik permukaan bumi, persebaran penduduk/kegiatan

sosial dan persebaran potensi serta kegiatan ekonomi dalam kerangka

kewilayahan; ilmu geografi sangat dekat dengan penataan ruang, karena

memberikan peta data dan analisis geografi tentang wilayah tertentu (b)

geografi merupakan bagian yang sangat penting bagi perencanaan tata ruang

(www.google-wikipedia.com, 2004).

Geologi adalah ilmu yang mempelajari komposisi, struktur, dan sejarah bumi;

meliputi bahan-bahan yang membentuk bumi, kekuatan-kekuatan yang

mempengaruhi bahan tersebut, serta struktur yang menjadi akibatnya terhadap

lingkungannya (Panizza, 1996).

Geomorfologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari bentuklahan (landform)

yang berada di permukaan bumi, baik yang berada di bawah atau di atas

permukaan air laut dengan penekanan pada asal mula (genesis) dan

perkembangan di masa mendatang kaitannya dengan konteks lingkungan dan

material penyusunnya (Verstappen, 1977).

21

Page 22: Bab I Studi Hidrogeokimia Airtanah pada Berbagai Kondisi Akuifer Bebas Kec Imogiri Kab Bantul Prov Yogyakarta

Hidrogeokimia adalah ilmu yang berhubungan dengan susunan kimia air alam,

perubahannya dan penyebab itu, yang berkaitan dengan kerangka geologi

(www.google-wikipedia.com, 2004).

Indeks Kejenuhan (saturation index) merupakan suatu indeks yang menunjukkan

kemampuan air dalam melarutkan mineral tertentu dalam batuan (Jankowski,

2001).

Jaring-Jaring Airtanah adalah peta yang menunjukkan arah aliran dan ketinggian

muka airtanah, arah aliran selalu membentuk tegak lurus terhadap garis

ketinggian airtanah (Todd, 1980).

Model Hidrogeokimia adalah suatu alat yang membantu menginterpretasikan reaksi

hidrogeokimia di akuifer, sehingga diaplikasikan untuk berbagai kebutuhan

seperti menghitung laju reaksi kimia airtanah, memprediksi tingkat

kontaminasi airtanah, dan juga untuk mengestimasi arah dan kecepatan aliran

airtanah (Jankowski, 2001 dalam Adji., dkk, 2005).

Model Hidrostratigrafi (hydrostratigraphy model) adalah suatu model yang dibuat

untuk menggambarkan stratum atau susunan geologis penyusun akuifer

(Todd, 1980 dan Zohdy, 1980; Santosa, 2000a).

Pendugaan geolistrik (geoelectrical sounding) adalah suatu metode geofisika untuk

mengetahui susunan perlapisan batuan atau material penyusun akuifer di

bawah permukaan tanah secara vertikal (Todd, 1980 dan Zohdy, 1980;

Santosa, 2000b).

pH adalah aktivitas ion hidrogen atau logaritma negatif dari kepekatan ion hidrogen

yang digunakan sebagai penunjuk keasaman (pH < 7) dan kebasaan (pH > 7)

(Deutsch, 1997).

Purposive Sampling adalah pengambilan sampel berdasarkan pada pertimbangan-

pertimbangan atau keinginan berdasarkan kemudahan dalam pengambilan

sampel (Krumbein, 1960 dalam Seyhan, 1980)

Sistem Airtanah adalah karakteristik dari batasan tipe-tipe airtanah dan aliran

airtanah, volume, dari konversi kapasitas energi, perubahan sistem secara

terus menerus dan kondisi wilayah (Engelen, 1986 dalam Koedoatie, 1996)

Stratigrafi adalah perlapisan batuan. Faktor litologi, struktur geologi dan stratigrafi

merupakan informasi penting dalam evaluasi sumberdaya air (Todd,1980)

22