i
UNIVERSITAS DIPONEGORO
ANALISIS TINGKAT RISIKO PENGAMBILAN AIRTANAH
PADA AKUIFER TERTEKAN DI CEKUNGAN AIRTANAH
KARANGANYAR-BOYOLALI, PROVINSI JAWA TENGAH
TUGAS AKHIR
ANNISA RIZQILANA
21100113130094
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
SEPTEMBER 2017
ii
UNIVERSITAS DIPONEGORO
ANALISIS TINGKAT RISIKO PENGAMBILAN AIRTANAH
PADA AKUIFER TERTEKAN DI CEKUNGAN AIRTANAH
KARANGANYAR-BOYOLALI, PROVINSI JAWA TENGAH
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana
ANNISA RIZQILANA
21100113130094
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
SEPTEMBER 2017
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir ini diajukan oleh
Nama : Annisa Rizqilana
NIM : 21100113130094
Departemen : Teknik Geologi
Fakultas : Teknik
Judul Tugas Akhir : Analisis Tingkat Risiko Pengambilan Airtanah pada
Akuifer Tertekan di Cekungan Airtanah Karanganyar-
Boyolali, Provinsi Jawa Tengah
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan diterima sebagai
bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana pada
Departemen Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas diponegoro
TIM PENGUJI
Pembimbing I : Dr.rer.nat. Thomas T. P., ST., M.Eng, (……….……)
Pembimbing II : Narulita Santi, ST., M.Eng. (……….……)
Penguji I : Ir. Henarno Pudjihardjo, M.T. (……….……)
Penguji II : Najib, ST, M.Eng, Ph.D (……….……)
Semarang,
Ketua Departemen Teknik Geologi
Najib, ST., M.Eng., Ph.D
NIP.197710202005011001
iv
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang
dikutip maupun yang dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : Annisa Rizqilana
NIM : 21100113130094
Tanda Tangan :
Tanggal : 5 September 2017
v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS
AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Diponegoro, Saya yang bertanda tangan di
bawah ini:
Nama : Annisa Rizqilana
NIM : 21100113130094
Departemen : Teknik Geologi
Fakultas : Teknik
Jenis Karya : Tugas Akhir
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty
Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul:
Analisis Tingkat Risiko Pengambilan Airtanah pada Akuifer Tertekan di
Cekungan Airtanah Karanganyar-Boyolali, Provinsi Jawa Tengah
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti
Noneksklusif ini, Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalihmedia/
formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan
mempublikasikan Tugas Akhir Saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis/ pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.
Dibuat di : Semarang
Pada tanggal : 5 September 2017
Yang menyatakan
Annisa Rizqilana
vi
KATA PENGANTAR
Cekungan Airtanah (CAT) Karanganyar-Boyolali merupakan cekungan
airtanah terbesar di Jawa Tengah. CAT tersebut memiliki luas 3.899 km2,
mencakup Kabupaten Karanganyar, Kabupaten Wonogiri, Kabupaten Sukoharjo,
Kabupaten Klaten, Kabupaten Boyolali, Kabupaten Semarang, Kabupaten Sragen,
dan Kota Surakarta. Pertumbuhan penduduk dan jumlah industri meningkatkan
penggunaan airtanah, terutama pada akuifer tertekan. Hal tersebut akan
menimbulkan dampak negatif jika dilakukan terus menerus tanpa pengawasan.
Penelitian ini dilakukan untuk memberikan rekomendasi pencegahan
dampak negatif terhadap pengambilan airtanah secara ilmiah dan mendasar.
Penelitian berisikan analisa terhadap kondisi geologi dan hidrologi bawah
permukaan, tingkat kerentanan pengambilan airtanah, dan tingkat risiko
pengambilan airtanah pada CAT Karanganyar-Boyolali. Penelitian dilakukan
dengan pengambilan data di lapangan, analisis dengan bantuan perangkat lunak,
serta penyusunan rekomendasi. Penyusunan rekomendasi dilakukan berdasarkan
hasil dari peta tingkat risiko pengambilan airtanah serta kondisi geologi dan
hidrologinya.
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan dalam
pengembangan wilayah administrasi yang termasuk dalam CAT Karangayar-
Boyolali, serta menjadi landasan bagi penelitian lain yang terkait.
Semarang, 5 September 2017
Penulis
vii
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada:
1. Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya dan Rasulullah SAW
sebagai pedoman hidup umat muslim.
2. Keluarga besar penulis yang selalu memberikan doa, dukungan moril dan
materiil, serta motivasi kepada penulis.
3. Dr.rer.nat. Thomas Triadi Putranto, ST., M.Eng., selaku dosen pembimbing
I yang telah memberikan bimbingan, ilmu, dan motivasi hingga selesainya
laporan ini.
4. Narulita Santi, ST., M.Eng., selaku dosen pembimbing II telah memberikan
bimbingan dan selalu menerima mahasiswanya dengan baik.
5. Yoga Aribowo, S.T., M.T., selaku dosen wali yang selalu memberikan
pengarahan dalam merencanakan perkuliahan.
6. Seluruh Dosen Teknik Geologi Universitas Diponegoro, yang telah
memberikan pembelajaran dan pengalaman selama perkuliahan.
7. Hafids Galant Amirrul atas do’a, dukungan, dan banyak bantuannya dalam
penyusunan Tugas Akhir.
8. Teman-teman “Cokor Inc.”, “Libra Management”, “GeoRanger”, Ruru, dan
Tejo atas kesenangan diantara kepenatan tiada akhir.
9. Teman-teman “Penduduk Hidro” yang banyak memberi dukungan,
masukan, dan saran selama penyusunan laporan ini.
10. Seluruh teman-teman “HMTG MAGMADIPA” dan angkatan 2013 yang
telah mewarnai hari hari saya selama berkuliah.
11. Seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu dalam penyelesaian laporan ini.
Semarang, 5 September 2017
Penulis
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini saya persembahkan untuk kedua orangtua saya yang telah
membesarkan saya dan mencukupi kebutuhan jasmaniah dan rohaniah
saya tanpa mengeluh.
“Hidup bukan tentang mencari dirimu, hidup adalah tentang menciptakan
dirimu”
-George Bernard Shaw
“Peace be upon you for what you patiently endured, and excellent is the
final home”
-Qur’an 13:24
ix
Sari
Cekungan Airtanah (CAT) Karanganyar-Boyolali merupakan cekungan
airtanah terbesar di Jawa Tengah. CAT tersebut memiliki luas 3.899 km2,
mencakup Kabupaten Karanganyar, Kabupaten Wonogiri, Kabupaten Sukoharjo,
Kabupaten Klaten, Kabupaten Boyolali, Kabupaten Semarang, Kabupaten Sragen,
dan Kota Surakarta. CAT Karanganyar-Boyolali memiliki potensi airtanah yang
sangat melimpah. Pertumbuhan penduduk dan industri yang terus bertambah pada
daerah CAT Karanganyar-Boyolali dikhawatirkan menurunkan kuantitas airtanah.
Hal tersebut diakibatkan oleh meningkatnya pengambilan airtanah pada akuifer
tertekan. Oleh karena itu, diperlukan rekomendasi tindakan pencegahan dampak
negatif dari pengambilan airtanah. Untuk memberikan rekomendasi dibutuhkan
pengetahuan mengenai kondisi geologi, kondisi hidrogeologi, tingkat kerentanan
dan tingkat risiko terhadap pengambilan airtanah. Kondisi geologi dan hidrogeologi
diketahui berdasarkan data log sumur bor dan hasil pengolahan geolistrik yang
dikorelasikan. Penyusunan tingkat kerentanan dan tingkat risiko dilakukan dengan
pengkelasan dan pertampalan beberapa parameter. Parameter yang digunakan
dalam penentuan tingkat kerentanan adalah karakteristik respon akuifer,
karakteristik daya simpan akuifer, ketebalan akuifer, kedalaman muka airtanah, dan
jarak dengan garis pantai. Untuk menentukan tingkat risiko pengambilan airtanah
digunakan pertampalan tingkat kerentanan dengan penggunaan lahan yang telah
dikelaskan. Dari penelitian diketahui bahwa batuan penyusun CAT Karanganyar-
Boyolali adalah tanah penutup, batulempung, batulanau, batupasir, breksi, tuff, dan
lava. Tanah penutup bertindak sebagai zona vados, batupasir merupakan akuifer,
breksi merupakan akuitar, tuff, batulempung, dan batulanau sebagai akuiklud, dan
lava sebagai akuivug. Tingkat kerentanan pada CAT adalah menengah dan tinggi.
tingkat kerentanan tinggi tersebar setempat pada Kabupaten Klaten, Kabupaten
Sukoharjo, dan Kota Surakarta. Tingkat risiko terhadap pengambilan airtanah
terbagi menjadi tingkat risiko rendah, menengah dan tinggi. Persebaran tingkat
risiko merata pada setiap wilayah administrasi. Pada daerah dengan tingkat risiko
menengah dan tinggi disarankan untuk melakukan kajian dan pengawasan lebih
lanjut mengenai pengambilan airtanah.
Kata Kunci: Cekungan airtanah, Jawa Tengah, Pengambilan airtanah, Akuifer
tertekan, Tingkat kerentanan, Tingkat risiko
x
Abstract
Karanganyar-Boyolali Groundwater Basin (CAT) is the largest
groundwater basin in Central Java. It is 3.899 km2, includes Karanganyar Regency,
Wonogiri Regency, Sukoharjo Regency, Klaten Regency, Boyolali Regency,
Semarang Regency, Sragen Regency, and Surakarta City. CAT Karanganyar-
Boyolali has huge groundwater potential. The increasing of population and
industrial development may decrease the quantity of groundwater. This is happen
because enormous exploitation of groundwater in confined aquifer. Therefore,
recommendation to prevent the impact of negative groundwater exploitation is
required. It is required to understand geological condition, hydrogeological
condition, vulnerability level, and risk level is needed to give recommendation.
Geological and hydrogeological condition discovered by arthesis well log and
geoelectrical data, which are correlated. Vulnerability and risk assessment made by
classifying and overlying parameters. Characteristic of aquifer response,
characteristic of aquifer storability, aquifer thickness, depth of groundwater level,
and distance from shoreline are the parameters of vulnerability assessment.
Vulnerability level can be overlaid with land use value to got risk assessment. The
result shows that CAT Karanganyar-Boyolali is composed by top soil, siltstone,
mudstone, sandstone, breccia, tuff, and lava. Top soil acted as vadose zone,
sandstone acted as aquifer, breccia acted as aquitard, tuff, siltstone, and mudstone
acted as aquiclude, and lava acted as aquifuge. Vulnerability level of CAT
Karanganyar-Boyolali is in between medium and high level. High vulnerability
level is spread out locally at Klaten Regency, Sukoharjo Regency, and Surakarta
City. Risk level of groundwater exploitation divided to high, medium, and low
level. Those risk level area spread evenly in every regency. It is recommended to
conduct another research and control about groundwater exploitation in medium
and high risk level area.
Keyword: Groundwater basin, Central Java, Groundwater exploitation, Confined
aquifer, Vulnerability level, Risk level
xi
DAFTAR ISI
Halaman Sampul i
Halaman Judul ii
Halaman Pengesahan iii
Halaman Pernyataan Orisinalitas iv
Halaman Pernyataan Persetujuan Publikasi v
Kata Pengantar vi
Ucapan Terimakasih vii
Halaman Persembahan viii
Sari ix
Abstrak x
Daftar Isi xi
Daftar Tabel xiii
Daftar Gambar xiv
BAB I Pendahuluan
1.1 Latar belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Penelitian 2
1.4 Manfaat Penelitian 3
1.5 Ruang Lingkup Penelitian 3
1.6 Batasan Penelitian 5
1.7 Penelitian Terdahulu 5
1.8 Sistematika Penulisan 6
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1 Geologi Regional 7
2.2 Hidrogeologi 13
2.3 Kerentanan Airtanah 21
2.4 Risiko Pengambilan Airtanah 27
2.5 Hipotesa Penelitian 29
BAB III Metodologi
3.1 Alat dan Bahan Penelitian 31
3.2 Tahapan Pelaksanaan Penelitian 32
3.3 Diagram Alir Penelitian 36
BAB IV Hasil dan Pembahasan
4.1 Kondisi Geologi dan Hidrogeologi Bawah Permukaan 39
4.2 Tingkat Kerentanan Pengambilan Airtanah pada Akuifer Tertekan 62
4.3 Tingkat Risiko Pengambilan Airtanah pada Akuifer Tertekan 65
4.4 Rekomendasi Pencegahan 67
xii
BAB V Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 70
5.2 Saran 71
Daftar Pustaka 73
Lampiran 75
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Perkembangan jumlah penduduk dan industry pada CAT
Karanganyar-Boyolali 1
Tabel 1.2 Penelitian terdahulu pada Cekungan Airtanah (CAT)
Karanganyar-Boyolali 5
Tabel 2.1 Stratigrafi regional Cekungan Airtanah (CAT) Karanganyar-
Boyolali 9
Tabel 2.2 Klasifikasi relief berdasarkan sudut lereng dan beda tinggi 10
Tabel 2.3 Parameter kerentanan terhadap pengambilan airtanah 21
Tabel 2.4 Nilai konduktivitas hidrolik (K) berdasarkan materialnya 24
Tabel 2.5 Nilai porositas efektif pada suatu material 23
Tabel 2.6 Nomor kurva (CN) untuk tata guna lahan di wilayah perkotaan 25
Tabel 2.7 Nilai akhir kerentanan akuifer terhadap pengambilan 27
Tabel 2.8 Klasifikasi tingkat risiko pengambilan airtanah 28
Tabel 4.1 Pembobotan nilai karakteristik respon akuifer CAT Karanganyar-
Boyolali 50
Tabel 4.2 Perhitungan daya simpan akuifer CAT Karanganyar-Boyolali 53
Tabel 4.3 Pembobotan nilai karakteristik daya simpan akuifer CAT
Karanganyar-Boyolali 53
Tabel 4.4 Pembobotan nilai ketebalan akuifer CAT Karanganyar-Boyolali 55
Tabel 4.5 Pembobotan nilai kedalaman muka airtanah CAT Karanganyar-
Boyolali 57
Tabel 4.6 Pembobotan nilai jarak dari garis pantai Cekungan Airtanah
Karanganyar-Boyolali 59
Tabel 4.7 Nilai parameter tingkat kerentanan pengambilan airtanah CAT
Karanganyar-Boyolali 61
Tabel 4.8 Tingkat kerentanan pengambilan airtanah CAT Karanganyar-
Boyolali 62
Tabel 4.9 Pembobotan penggunaan lahan CAT Karanganyar-Boyolali 64
Tabel 4.10 Risiko pengambilan airtanah CAT Karanganyar-Boyolali 66
Tabel 4.11 Rekomendasi pencegahan dampak negatif pengambilan airtanah
CAT Karanganyar-Boyolali 68
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Peta administrasi Cekungan Airtanah Karanganyar-Boyolali 4
Gambar 2.1 Peta geologi regional Cekungan Airtanah Karanganyar-Boyolali 8
Gambar 2.2 Peta geomorfologi Cekungan Airtanah Karanganyar-Boyolali 11
Gambar 2.3 Skema macam akuifer Peta keterdapatan airtanah Cekungan
Airtanah Karanganyar-Boyolali 15
Gambar 2.4 Interaksi airtanah dengan air permukaan 15
Gambar 2.5 Ilustrasi waktu yang dibutuhkan dalam pengisian airtanah pada
daerah yang humid (A) dan semi-arid (B) 16
Gambar 2.6 Siklus Hidrologi 17
Gambar 2.7 Peta keterdapatan airtanah Cekungan Airtanah Karanganyar-
Boyolali 19
Gambar 2.8 Peta rencana tata ruang dan wilayah Cekungan Airtanah
Karanganyar-Boyolali 30
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian 36
Gambar 4.1 Persebaran titik sumur bor dan bawah permukaan yang diperoleh 38
Gambar 4.2 Penampang geologi bawah permukaan Cekungan Airtanah
Karanganyar-Boyolali 40
Gambar 4.3 Penampang hidrologi bawah permukaan Cekungan Airtanah
Karanganyar-Boyolali 45
Gambar 4.4 Peta kontur muka airtanah pada CAT Karanganyar-Boyolali 49
Gambar 4.5 Peta karakteristik respon akuifer CAT Karanganyar-Boyolali 51
Gambar 4.6 Peta karakteristik daya simpan akuifer CAT Karanganyar-
Boyolali 54
Gambar 4.7 Peta ketebalan akuifer CAT Karanganyar-Boyolali 56
Gambar 4.8 Peta kedalaman muka airtanah akuifer CAT Karanganyar-
Boyolali 58
Gambar 4.9 Peta jarak dengan garis pantai CAT Karanganyar-Boyolali 60
Gambar 4.10 Peta tingkat kerentanan terhadap pengambilan CAT
Karanganyar-Boyolali 63
Gambar 4.11 Peta pembobotan rencana tata ruang dan wilayah CAT
Karanganyar-Boyolali 65
Gambar 4.12 Peta tingkat risiko pengambilan airtanah wilayah CAT
Karanganyar-Boyolali 67