.

LAPORAN AKHIR KEGIATAN

PENELITIAN DISERTASI DOKTOR

KAJIAN EVOLUSI AIRTANAH BEBAS SEBAGAI aUKTI KUNCIPRINSIP DASAR "UNIFORMITARIANISM' DALAM GEOMORFOLOGI

DI WILAYAH KEPESISIRAN KABUPATEN KULONPROGODAERAH ISTIMEWA YOGYAKART A

LANGGENG WAHYU SANTOSA

DILAKSANAKAN ATAS BIAYADirektorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional,sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Disertasi Doktor

Nomor: 481/SP2H/PP/DP2MNl/201 0, tanggal 11 Juni 2010

LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKATUNIVERSITAS GADJAH MADA

NOVEMBER,2010

INTISARI

Prinsip dasar geomorfologi menyatakan bahwa proses-proses geomorfologi masalampau meninggalkan bekas dan memberikan ciri yang spesifik pada fenomenabentanglahan saat ini; sebaliknya fenomena yang ada pada bentanglahan saat inimerupakan bukti kunci proses-prosesgeomorfologi masa lampau. yang disebut denganprinsip "Uniformitarianism".Salah satu fenomena yang menarik untuk dikaji. kaitannyadengan prinsip dasar geomorfologi tersebut adalah keterdapatan variasi airtanah bebasyang berasa payau hingga asin pada bentanglahan Kuarter di Kabupaten Kulonprogobagian selatan. Tujuan penelitian ini adalah: (i) mengkaji pengaruh genesis bentuklahanterhadap hidrostratigrafiakuifer; dan (ii) mengkaji evolusi airtanah bebas pada berbagaisatuanbentuklahandengan hidrogeokimiasebagaigeoindikator.dan mengkajifaktor-faktoryang menyebabkanvariasi karakteristikairtanahbebasdi daerah penelitian.

Metode penelitian adalah metode survey yang menekankan pada pengukuran dataprimerterhadap obyek kajian.yaitu: aspek genesisbentuklahan.hidrostratigrafiakuifer.danhidrogeokimia airtanah bebas. Kerangka dasar analisis dalam penelitian ini adalahbentuklahan(landform) sebagai obyek kajian utama dalam geomorfologi. Data diukur dandipilih secara area purposive samplingdan stratifiedsampling,dengan mempertimbangkanpola sebaran satuan bentuklahandan karakteristikairtanah bebas. Selanjutnyadata diolahdan dianalisis secara kuantitatif dan kualitatif untuk mendapatkangambaran secara nyatatentang nilai dan sebaran keruangan (spatial) dari masing-masingobyek kajian di daerahpenelitian.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pertama "genesis bentuklahan berpengaruhterhadappembentukan hidrostratigrafiakuifer di daerah penelitian". Di daerah penelitiantersusun atas 3 (tiga) sistem akuifer, yaitu: Sistem Akuifer Dataran Fluviomarin, SistemAkuifer Dataran Banjir dan Tanggul Alam, serta Sistem Akuifer Kompleks Beting Gisik.Swale, dan Gumuk Pasir. Masing-masing sistem akuifer mempunyai karakteristik yangkhas, yang ditunjukkan oleh sistem dan pola perlapisan material penyusun akuifer danvariasi karakteristik airtanah bebas. Kedua bahwa "genesis bentuklahan berpengaruhterhadap evolusi airtanah bebas yang ditunjukkan oleh variasi proses hidrogeokimiaairtanah bebas yang spesifik pada setiap satuan bentuklahandi daerah penelitian". Padasatuan bentuklahan kompleks beting gisik, swale, dan gumuk pasir, serta pada satuanbentuklahandataran banjir dan tanggul alam. didominasi oleh kelompok airtanah bebastipe bikarbonatdan semi bikarbonat,dengan senyawa utama Ca(HC03h dan Mg(HC03h.Pada satuan bentuklahandataran fluviomarinterbentuk 3 (tiga) kelompok airtanah bebas.yaitu: tipe klorida, tipe sulfat, dan tipe semi bikarbonat.Airtanah bebas tipe klorida (CaCI2dan MgCb) mendominasi bagian tengah daerah penelitian yang berasosiasidengan polaaliran Sungai Serang, Teluk Wates dan Teluk Panjatan purba. Airtanah bebas tipe sulfat(CaS04) terdapat secara lokal di sekitar belokan mendekati muara Sungai Serang dan didepan Teluk Panjatan purba, yang berasosiasi dengan keterdapatan laguna purba didaerah penelitian pada kala Pleistosen. Selebihnya pada satuan bentuklahan dataranfluviomarin. airtanah bebas didominasi oleh tipe semi bikarbonat yang umumnyamembentuk senyawa Ca(HC03h. Faktor-faktor yang menyebabkan variasi karakteristikairtanahbebas di daerah penelitian,adalah: (i) proses penguapanair laut zona lithoraldanpelarutankristal garam oleh air hujan ke dalam airtanah bebas membentuktipe evaporatewater, (ii) proses pertukaran kation (cation exchange) antara mineral lempung marindenganairtanah membentukair fosil (connatewater);(iii) proses reduksi sulfat dari bahan-bahan organik bekas laguna purba membentuktipe airtanah sulfat (sulfate water);dan (iv)proses pelarutan mineral-mineral pasir marin dan aluvium sungai membentuk tipe airbikarbonatdan semi karbonat.

Kata kunci: airtanah bebas, bentuklahan. evolusi airtanah, genesis. hidrogeokimia, dan hidrostratigrafi

Hi

ABSTRACT

The basic principle of geomorphology explain that past geomorphology processes leftthe real traces and reflect to specific characteristic on present landscape phenomena; theother way, the present landscape phenomena is the key to the past geomorphologyprocesses, that called by "Principle of Uniformitarianism". One of interesting phenomena tobe studied related with the basic principle of geomorphology is availability of the brackish tosaline groundwater variety in the unconfined aquifer in Quarternary landscape of thesouthern part of Kulonprogo District. Purposes of this research are: (i) to study theinfluence of landform genesis on aquifer hydrostratigraphy; and (ii) to study the evolution ofthe groundwater in the unconfined aquifer with the hydrogeochemical as an geo-indicator,and to study the factors underlying variation of groundwater characteristic in the unconfinedaquifer in the research area.

The research uses a survey method that emphasized on the measurement of primarydata, such as landform genesis aspects, aquifer hydrostratigraphy, and groundwaterhydrogeochemical in the unconfined aquifer. The framework of analysis in this research islandform, as a main object in the geomorphology. Data are measured and selected byusing area purposive sampling and stratified sampling technique, base on distributionpattern of landform unit and variation of groundwater characteristic in the unconfinedaquifer. Moreover, data are processed and analyzed using quantitative and qualitativemethods in obtaining a real descript of the value and the spatial distribution of each of theobjects of study in the research area.

The results of the research indicate that first "landform genetic influences on theforming of aquifer hydrostratigraphy in the research area". The research area consists of 3aquifer systems, Le. the Fluviomarine Plain Aquifer System, Flood Plain and Natural LeveeAquifer System, and the Complex Aquifers of Beach Ridge, Swale, and Sand Dunes. Eachof the aquifer system has the typical characteristic, showed by system and pattern ofmaterial stratigraphy in the aquifer and variation of groundwater characteristic in theunconfined aquifer. Second result indicates that "landform genetic influences on evolutionof groundwater in the unconfined aquifer, reflected from the variation of groundwaterhydrogeochemical processes in the research area". At the landform units of complex of thebeach ridges, swale, and sand dunes, flood plain and natural levee, are includedbicarbonate and semi carbonate groundwater in the form of Ca(HC03h and Mg(HC03hcompounds. At the fluviomarine plain landform is formed 3 groundwater type, i.e. chloride,sulphate, and semi carbonate type. Chloride groundwater (CaCI2 and MgCI2 type)especially in the middle of this landform, associated with the drainage pattern of SerangRiver, Wates and Panjatan Bay in the past. Sulphate groundwater (CaS04 type) locally isaround the Serang River shifting near the estuary, Wates and Panjatan Bay in the past,associated with the location of lagoon in the past (Pleistocene era). At the others area inthe fluviomarine plain landform, generally groundwater in the unconfined aquifer belongingto semi bicarbonate type in the form of Ca(HC03h compound. Factors the influencing ofthe variety of the groundwater characteristic in the unconfined aquifer in the research areaare: (i) the process of see water evaporation of lithoral zone that left salty crystals, andcontinued by the process of salty crystals dilution into groundwater in the unconfinedaquifer, forming evaporate water, (ii) the process of cation exchanges from marine clayminerals of lithoral zone to form connate water, (iii) the reduction process due to thedecomposition of organic materials at lagoon in the past forming sulfate water, and (iv) thedilution of marine sand and fluvial alluvium minerals to form bicarbonate and semibicarbonate water.

Key words: genesis, groundwater evolution, hydrogeochemical, hydrostratigraphy. landform, and groundwater

iv