LINGKUNGAN PENGENDAPAN

Dampak Sedimentasi terhadap Kualitas Perairan

Kegiatan pembukaan lahan di bagian hulu dan DTA untuk pertanian,

pertambangan dan pengembangan permukiman merupakan sumber sedimen dan

pencemaran perairan danau. Masuknya padatan tersuspensi ke dalam perairan

danau dapat meningkatkan kekeruhan air. Hal ini menyebabkan menurunnya laju

fotosintesis fitoplankton, sehingga produktivitas primer perairan menjadi turun,

yang pada gilirannya menyebabkan terganggunya keseluruhan rantai makan

(Haryani, 2001).

Sedimen yang dihasilkan oleh proses erosi akan terbawa oleh aliran dan

diendapkan pada suatu tempat yang kecepatannya melambat atau terhenti. Proses

ini dikenal dengan sedimentasi atau pengendapan. Asdak (2002) menyatakan

bahwa sedimen hasil erosi terjadi sebagai akibat proses pengolahan tanah yang

tidak memenuhi kaidah-kaidah konservasi pada daerah tangkapan air di bagian

hulu. Kandungan sedimen pada hampir semua sungai meningkat terus karena

erosi dari tanah pertanian, kehutanan, konstruksi dan pertambangan. Hasil

sedimen (sediment yield) adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi yang

terjadi di daerah tangkapan air yang dapat diukur pada periode waktu dan tempat

tertentu. Hal ini biasanya diperoleh dari pengukuran padatan tersuspensi di dalam

perairan danau.

Berdasarkan pada jenis dan ukuran partikel-partikel tanah serta komposisi

bahan, sedimen dapat dibagi atas beberapa klasifikasi yaitu gravels (kerikil),

medium sand (pasir), silt (lumpur), clay (liat) dan dissolved material (bahan

terlarut)

Ukuran partikel memiliki hubungan dengan kandungan bahan organic

sedimen. Sedimen dengan ukuran partikel halus memiliki kandungan bahan

organik yang lebih tinggi dibandingkan dengan sedimen dengan ukuran partikel

yang lebih kasar. Hal ini berhubungan dengan kondisi lingkungan yang tenang,

sehingga memungkinkan pengendapan sedimen lumpur yang diikuti oleh

akumulasi bahan organik ke dasar perairan. Pada sedimen kasar, kandungan bahan

organik biasanya rendah karena partikel yang halus tidak mengendap. Selain itu,

tingginya kadar bahan organic pada sedimen dengan ukuran butir lebih halus

disebabkan oleh adanya gaya kohesi (tarik menarik) antara partikel sedimen

dengan partikel mineral, pengikatan oleh partikel organik dan pengikatan oleh

sekresi lendir organisme (Wood, 1997).

Lingkungan Pengendapan ESTUARIA

Sedimen merupakan tempat tinggal tumbuhan dan hewan yang ada di

dasar. Sedimen terdiri dari bahan organik yang berasal dari hewan atau tumbuhan

yang membusuk kemudian tenggelam ke dasar dan bercampur dengan lumpur dan

bahan anorganik yang umumnya berasal dari pelapukan batuan (Sverdrup, 1966).

Kebanyakan perairan pesisir didominasi oleh substrat lunak. Substrat lumpur

berasal dari sedimen yang terbawa oleh sungai ke perairan pesisir.

Claphman (1973) menyatakan bahwa air sungai mengangkut partikel

Lumpur dalam bentuk suspensi, ketika partikel mencapai muara dan bercampur

dengan air laut, partikel lumpur akan membentuk partikel yang lebih besar dan

mengendap di dasar perairan.

Sedimen estuaria adalah secara fisiologis merupakan lingkungan yang

kaku untuk kebanyakan invertebrata karena range kadar garamnya ( 14±30 0/00),

fluktuasi temperatur dan pasang surut. Banyak spesies yang umum digunakan

dalam pengujian toksisitas di perairan laut dan tawar, tidak sesuai untuk

mengukur toksisitas sedimen di estuaria karena toleransi kadar garam yang sempit

atau tidak ada spesies endemik di estuaria.

Sedimen laut menurut asalnya diklasifikasikan menjadi tiga kelompok

yaitu lythogenous, biogenous dan hydrogenous. Lythogenous adalah sediment

yang berasal dari batuan, umumnya berupa mineral silikat yang berasal dari

pelapukan batuan. Biogenous adalah sedimen yang berasal dari organisme berupa

sisa-sisa tulang, gigi atau cangkang organisme, sedangkan hydrogenous

merupakan sedimen yang terbentuk karena reaksi kimia yang terjadi di laut

(Hutabarat dan Stewart, 1985).

Karakteristik sedimen akan mempengaruhi morfologi, fungsional, tingkah

laku serta nutrien hewan benthos. Hewan benthos seperti bivalva dan gastropoda

beradaptasi sesuai dengan tipe substratnya. Adaptasi terhadap substrat ini akan

menentukan morfologi, cara makan dan adaptasi fisiologis organisme terhadap

suhu, salinitas serta faktor kimia lainnya (Razak, 2002). Disamping tipe substrat,

ukuran partikel sedimen juga berperan penting dalam menentukan jenis benthos

laut (Levinton, 1982).

Partikel sedimen mempunyai ukuran yang bervariasi, mulai dari yang

kasar sampai halus. Menurut Buchanan (1984) berdasarkan skala Sedimen terdiri

dari beberapa komponen bahkan tidak sedikit sediment yang merupakan

pencampuran dari komponen-komponen tersebut. Adapun komponen itu

bervariasi, tergantung dari lokasi, kedalaman dan geologi dasar (Forstner dan

Wittman, 1983). Pada saat buangan limbah industri masuk ke dalam suatu

perairan maka akan terjadi proses pengendapan dalam sedimen. Hal ini

menyebabkan konsentrasi bahan pencemar dalam sedimen meningkat.

Logam berat yang masuk ke dalam lingkungan perairan akan mengalami

pengendapan, pengenceran dan dispersi, kemudian diserap oleh organisme yang

hidup di perairan tersebut. Pengendapan logam berat di suatu perairan terjadi

karena adanya anion karbonat hidroksil dan klorida (Hutagalung, 1984).

Logam berat mempunyai sifat yang mudah mengikat bahan organik dan

mengendap di dasar perairan dan bersatu dengan sedimen sehingga kadar logam

berat dalam sedimen lebih tinggi dibanding dalam air (Hutagalung, 1991)

Logam berat mempunyai sifat yang mudah mengikat dan mengendap di

dasar perairan dan bersatu dengan sedimen, oleh karena itu kadar logam berat

dalam sedimen lebih tinggi dibandingkan dalam air (Harahap, 1991).

Konsentrasi logam berat pada sedimen tergantung pada beberapa faktor

yang berinteraksi. Faktor-faktor tersebut adalah :

1. Sumber dari mineral sedimen antara sumber alami atau hasil aktifitas

manusia.Melalui partikel pada lapisan permukaan atau lapisan dasar sedimen.

2. Melalui partikel yang terbawa sampai ke lapisan dasar.

3. Melalui penyerapan dari logam berat terlarut dari air yang bersentuhan.

Beberapa material yang terkonsentrasi di udara dan permukaan air

mengalami oksidasi, radiasi ultraviolet, evaporasi dan polymerisasi. Jika tidak

mengalami proses pelarutan, material ini akan saling berikatan dan bertambah

berat sehingga tenggelam dan menyatu dalam sedimen. Logam berat yang

diadsorpsi oleh partikel tersuspensi akan menuju dasar perairan, menyebabkan

kandungan logam di air menjadi lebih rendah. Hal ini tidak menguntungkan bagi

organisme yang hidup di dasar seperti oyster dan kepiting sebagai filter feeder,

partikel sedimen ini akan masuk ke dalam sistem pencernaannya (Williams,

1979).

Logam berat yang masuk ke sistem perairan, baik di sungai maupun lautan

akan dipindahkan dari badan airnya melalui tiga proses yaitu pengendapan,

adsorbsi, dan absorbsi oleh organisme-organisme perairan (Bryan, 1976).

Proses pengendapan berdasarkan tenaga pengangkutnya.

Pengendapan oleh air

Batuan hasil pengendapan oleh air disebut sedimen akuatis. Bentang alam

hasil pengendapan oleh air, antara lain meander, dataran banjir, tanggul alam

dan delta.

a. Meander

Meander merupakan sungai yang berkelok - kelok yang terbentuk

karena adanya pengendapan. Proses berkelok-keloknya sungai dimulai

dari sungai bagian hulu. Pada bagian hulu, volume air kecil dan tenaga

yang terbentuk juga kecil. Akibatnya sungai mulai menghindari

penghalang dan mencari rute yang paling mudah dilewati. Sementara, pada

bagian hulu belum terjadi pengendapan.

Pada bagian tengah, yang wilayahnya mulai datar aliran air mulai

lambat dan membentuk meander. Proses meander terjadi pada tepi sungi,

baik bagian dalam maupun tepi luar. Di bagian sungai yang aliranya cepat

akan terjadi pengikisan sedangkan bagian tepi sungai yang lamban

alirannya akan terjadi pengendapan. Apabila hal itu berlangsung secara

terus-menerus akan membentuk meander.

Meander biasanya

terbentuk pada

sungai bagian

hilir, dimana

pengikisan dan

Pengendapan

terjadi secara berturut turut. Proses pengendapan

yang terjadi secara terus menerus akan

menyebabkan kelokan sungai terpotong dan

terpisah dari aliran sungai, Sehingga terbentuk

oxbow lake.

b. Delta

Pada saat aliran air mendekati muara, seperti danau atau laut maka

kecepatan aliranya menjadi lambat. Akibatnya, terkadi pengendapan

sedimen oleh air sungai. Pasir akan diendapkan sedangkan tanah liat dan

Lumpur akan tetap terangkut oleh aliran air. Setelah sekian lama, akan

terbentuk lapisan - lapisan sedimen. Akhirnya lapian lapisan sediment

membentuk dataran yang luas pada bagian sungai yang mendekati

muaranya dan membentuk delta.

Pembetukan delta memenuhi beberapa syarat. Pertama, sedimen

yang dibawa oleh sungai harus banyak ketika akan masuk laut atau danau.

Kedua, arus panjang di sepanjang pantai tidak terlalu kuat. Ketiga , pantai

harus dangkal. Contoh bentang alam ini adalah delta Sungai Musi,

Kapuas, dan Kali Brantas.

c. Dataran banjir dan tanggul alam

Apabila terjadi hujan lebat, volume air meningkat secara cepat.

Akibatnya terjadi banjir dan meluapnya air hingga ke tepi sungai. Pada

saat air surut, bahan yang terbawa oleh air sungai akan terendapkan di tepi

sungai. Akibatnya, terbentuk suatu Dataran di tepi sungai. Timbulnya

material yang tidak halus (kasar) terdapat pada tepi sungai. Akibatnya tepi

sungai lebih tinggi dibandingkan dataran banjir yang terbentuk. Bentang

alam itu disebut tanggul alam.

Pengendapan oleh Air Laut

Batuan hasil pengendapan oleh air laut disebut sedimen marine.

Pengendapan oleh air laut dikarenakan adanya gelombang. Bentang alam hasil

pengendapan oleh air laut, Antara lain pesisir, spit, tombolo, dan penghalang

pantai.

Pesisir merupakan wilayah pengendapan di sepanjang pantai. Biasanya

terdiri dari material pasir. Ukuran dan komposisi material di pantai sangat

berfariasi tergantung pada perubahan kondisi cuaca, arah angin, dan arus laut.

Arus pantai mengangkut material yang ada di sepanjang pantai. Jika terjadi

perubahan arah, maka arus pantai akan tetap mengangkut material material ke

laut yang dalam. ketika material masuk ke laut yang dalam, terjadi

pengendapan material. Setelah sekian lama, terdapat akumulasi material yang

ada di atas permukaan laut. Akumulasi material itu Disebut spit.

Jika arus pantai terus berlanjut, spit akan semakin panjang. Kadang kadang

spit terbentuk melewati teluk dan membetuk penghalang pantai (barrier

beach).

Terbentuknys split

Apabila di sekitar spit terdapat pulam, biasanya spit akhirnya tersambung

dengan daratan, sehingga membentuk tombolo.

Tombolo

Pengendapan oleh angin

Sedimen hasil pengendapan oleh angin disebut sedimen aeolis. Bentang

alam hasil pengendapan oleh angin dapat berupa gumuk pasir (sand dune).

Gumuk pantai dapat terjadi di daerah pantai maupun gurun. Gumuk pasir

terjadi bila terjadi akumulasi pasir yang cukup banyak dan tiupan angin yang

kuat. Angin mengangkut dan mengedapkan Pasir di suatu tempat secara

bertahap sehingga terbentuk timbunan pasir yang disebut gumuk pasir.

Gumuk pasir

Pengendapan oleh gletser.

Sedimen hasil pengendapan oleh gletser disebut sedimen glacial. Bentang

alam hasil Pengendapan oleh gletser adalah bentuk lembah yang semula

berbentuk V menjadi U. Pada saat musim semi tiba, terjadi pengikisan oleh

gletser yang meluncur menuruni lembah. Batuan atau tanah hasil pengikisan

juga menuruni lereng dan mengendap di lemah. Akibatnya, lembah yang

semula berbentuk V menjadi berbentuk U.

Struktur batuan sedimen, kebanyakan sedimen diteransport oleh arus yang

akhirnya diendapkan, sehingga ciri utama batuan sedimen adalah berlapis. Batas

antara satu lapis dengan lapis lainnya disebut bidang perlapisan. Bidang

perlapisan dapat terjadi akibat adanya perbedaan : warna, besar butir, dan atau

jenis batuan antara dua lapis. Struktur sedimen lain yang umum dijumpai pada

batuan sedimen adalah lapisan bersusun (granded bedding) dan lapisan silang siur

(cross bedding), gelembur gelombang (riplemark), dan rekah kerut (mud cracks).

Terjadinya struktur-struktur sedimen tersebut disebabkan oleh mekanisme

pengendapan dan kondisi serta lingkungan pengendapan tertentu.

Didalam sedimen umumnya terut terendapkan sisa-sisa organisme atau

tumbuhan, yang karena tertimbun,terawetkan. Dan selama proses Diagenesis tidak

rusak dan turut menjadi bagian dari batuan sedimen atau membentuk lapisan

batuan sedimen. Sisa-sia organisme atau tumbuhan yang terawetkan ini

dinamakan fossil. Jadi fosill adalah bukti atau sisa-sisa kehidupan zaman lampau.

Dapat berupa sisa organisme atau tumbuhan, seperti cangkang kerang, tulang atau

gigi maupun jejak ataupun cetakan.

Fasies sedimentasi dapat diartikan sebagai kenampakan atau sifat fisik

umum satu bagin sebuah tubuh batuan yang berbeda dari bagian yang lainnya.

Dengan mempelajari perbedaan karekteristik pada lapisan-lapisan batuan serta

fasiesnya dapat diketahui mekanisme, kondisi dan tempat pengendapan sedimen

sebelum menjadi batuan.

Dari studi lingkungan pengendapan dapat digambarkan atau direkontruksi

geografi purba dimana pengendapan terjadi. Secara umum dikenal 3 lingkungan

pengendapan, lingkungan darat transisi, dan laut. Beberapa contoh lingkungan

darat misalnya endapan sungai dan endapan danau, ditransport oleh air, juga

dikenal dengan endapan gurun dan glestsyer yang diendapkan oleh angin yang

dinamakan eolian. Endapan transisi merupakan endapan yang terdapat di daerah

antara darat dan laut seperti delta,lagoon, dan litorial. Sedangkan yang termasuk

endapan laut adalah endapan-endapan neritik, batial, dan abisal.

Proses sedimenter meninggalkan tanda (mark) pada batuan sedimen.

Tanda ini akan terekam dalam beberapa karakteristik seperti tekstur, struktur,

kandungan fosil dan komposisi mineral. Dari beberapa karakteristik tersebut yang

terpenting adalah tekstur dan struktur. Tekstur merupakan kanampakan terkecil

dari suatu batuan yang meliputi ukuran, bentuk dan orientasi dari individu-

individu butir penyusunnya. Struktur sedimen dalam hal ini struktur primer

merupakan kenampakan skala besar dari batuan sedimen itu sendiri, seperti

perlapisan, laminasi, perlapisan silang-siur, ripple mark, track, trail dan jejak-jejak

lain yang terbentuk oleh organisme.

Struktur sedimen dihasilkan oleh beberapa macam proses sedimenter,

termasuk di dalamnya adalah aliran fluida, aliran gravitasi sedimen, deformasi

sedimen lunak dan aktivitas biogenik. Struktur sedimen digunakan secara meluas

dalam memecahkan beberapa macam masalah geologi, karena struktur ini

terbentuk pada tempat dan waktu pengendapan, sehingga struktur ini merupakan

kriteria yang sangat berguna untuk interpretasi lingkungan pengendapan.

Beberapa aspek lingkungan sedimentasi purba yang dapat dievaluasi dari data

struktur sedimen di antaranya adalah mekanisme transportasi sedimen, arah aliran

arus purba, kedalaman air relatif, dan kecepatan arus relatif. Selain itu beberapa

struktur sedimen dapat juga digunakan untuk menentukan atas dan bawah suatu

lapisan.

Beberapa tipe struktur sedimen dapat diukur untuk memberikan informasi

tentang asal mula, pengendapan, dan sejarah sedimen. Sebagai contoh perlapisan

silang-siur. Struktur ini merupakan struktur sedimen primer yang dapat

dipergunakan sebagai petunjuk arah arus purba atau menentukan arah transportasi

sedimen. Dengan mengukur kedudukan perlapisan silang siur dan mengolahnya

dengan metode statistika akan didapat arah umum dari perlapisan silang siur yang

merupakan arah dari arus purba.

Konsep dasar perlapisan silang siur

Variasi energi selama transportasi sedimen menyebabkan reaksi variabel

dari pengendapan selektif ukuran butir tertentu, bentuk butir, dan berat butir

sampai erosi dan pembebanan diferensial dari pengendapan sedimen sebelumnya.

Pengaruh transportasi dan pengendapan mempunyai sifat skalar yang

memperlihatkan kebesaran tanpa menunjukkan arah transportasi, misalnya besar

butir, bentuk butir dan lain-lain. Di samping mempunyai sifat skalar, transportasi

dan pengendapan juga mempunyai sifat vektor, yaitu besaran yang menunjukkan

arah (dalam hal ini arah transportasi), misalnya perlapisan silang-siur, gelembur

gelombang, dan lain-lain.

Jadi perlapisan silang siur, adalah struktur sedimen primer yang

mempunyai arah. Struktur ini sangat umum dijumpai pada batuan sedimen yang

berukuran lanau hingga pasir. Perlapisan silang siur dibentuk oleh arus air/angin

yang daya angkut suspensinya semakin berkurang, sehingga muatan suspensinya

jatuh dan diendapkan ke muka secara gravity sliding (longsoran gravitasi) dalam

bentuk bidang-bidang perlapisan sejajar.

Pada struktur perlapisan silang siur terdapat 3 parameter yang berubah-

ubah menurut tempat dan keadaan, yaitu :

1. Azimut atau arah kemiringan; merupakan fungsi dari arah aliran arus yang

terkuat.

2. Inklinasi, yaitu sudut lancip yang dibentuk oleh bidang fore set dengan

bidang perlapisan bottom set (true bedding). Dalam proses sidementasi,

sudut-sudut inklinasi merupakan sudut rebah yang besarnya tergantung

kepada kekuatan arus. Arus yang kuat akan membentuk sudut inklinasi

yang besar.

3. Ketebalan lapisan fore set yang bervariasi tergantung pada banyaknya

suspensi yang dibawa oleh arus dan lamanya proses sedimentasi

berlangsung.

Metode Analisis

Ada beberapa macam metode yang dapat dipergunakan untuk menentukan

tendensi sentral dari suatu kedudukan perlapisan silang-siur, misalnya diagram

mawar (rose diagram) yang pada prinsipnya menggunakan pendekatan modus dan

analisis vektor. Mengingat besaran yang terukur pada struktur perlapisan silang-

siur merupakan besaran vektor, maka perhitungan tendensi sentralnya dapat

didekati dengan metode analisis vektor. Metode analisis vektor ini dapat dibagi

menjadi 2 macam, yaitu analisis vektor 2-dimensi dan analisis vektor 3-dimensi.

Analisis Vektor 2-Dimensi

Data azimut perlapisan silang siur diukur dalam jumlah tertentu sesuai

dengan kaidah statistika yang berlaku. Untuk menentukan tendensi sentral dari

data-data azimuth perlapisan silang-siur dilakukan dengan menghitung besarnya

rata-rata dari data tersebut. Besarnya rata-rata dapat dihitung secara vektor (vector

mean) dan secara aritmatika (arithmatic mean). Untuk lebih jelasnya dapat dibaca

pada Davis (1986). Besarnya rata-rata dengan menggunakan analisis vektor 2-D

dapat diturunkan dengan rumus-rumus sebagai berikut :

Misalkan arah tiap-tiap azimuth dari suatu perlapisan silang-siur adalah  maka

besaran vektor untuk masing-masing sumbu adalah sbb.:

vektor resultannya adalah:

sedangkan besar sudut resultannya adalah :

Analisis Vektor 3-Dimensi

Berbeda dengan analisis vektor 2-D yang hanya menggunakan azimuth

dari perlapisan silang siur, analisis vektor 3-D menggunakan kedudukan bidang

perlapisan silang siur sebagai data. Data yang digunakan dalam perhitungan

meliputi azimuth dan dip atau kemiringan bidang perlapisan silang-siur.

Perhitungan dengan menggunakan analisis vektor dapat dilakukan dengan

menguraikan kedudukan bidang ( , ) secara statistik dapat dilakukan sebagai

berikut :

dengan :

= azimuth, dan  = dip

DAFTAR PUSTAKA

http://warmada.staff.ugm.ac.id/Strsed/

http://hagi.or.id/download/Resonansi/Resonansi-HAGI-6.pdf 

http://elcom.umy.ac.id/elschool/muallimin_muhammadiyah/file.php/1/materi/

Geografi/LITHOSFER.pdf 

http://www.damandiri.or.id/file/marganofipbbab2.pdf