INTRUSI AIR LAUTNURUL FITRI RASYIDD 121 12 264TEKNIK LINGKUNGANBAB 9

INTRUSI AIR LAUT Proses masuknya air laut menggantikan air tawar Contoh beberapa tempat yg telah mengalami intrusi air laut:BelandaUSAJakarta Aqifer yang telah terkontaminasi air laut menjadi tidak dapat digunakan sebagai sumber air bersih bagi air minum, industri. Upaya dekontaminasi memerlukan biaya yang mahal

KUALITAS AIR LAUT1. Kandungan IonAir laut terutama dikenal karena kadar garam (salt, NaCl) yang tinggi. Sesungguhnya kandungan kimiawi air laut tidak hanya garam NaCl yang terlarut, tetapi juga mengandung beberapa macam kation dan anion dengan konsentrasi yang cukup tinggi. Umumnya kadar garam dalam air laut dianggap 35 bagian per seribu dan terdapat variasi misalnya daerah kering, laut merah, laut tengah, kadar garamnya diatas 35 ppt

Kandungan Ion Ion Utama Air Laut dengan Salinitas 35 pptLanjutan...........

Jenis IonKonsentrasiKhlorida 19,344Sodium (Natrium)10,773Sulfat2,712Magnesium1,294Kalsium0,412Kalium 0,399Bikarbonat0,142Bromida0,0674Strontium 0,0079Boron0,00445Fluorida0,00128

2. Salinitas dan KhlorinitasKandungan garam, jumlah ion yang terlarut per satuan berat air S(%) = Berat ion anorganik terlarut dalam garam / 1 kg air laut x 1000 Karena rasio massa dikalikan dengan angka 1000, maka satuan dari salinitas adalah ppt. kadar garam air laut bervariasi, tetapi umumnya mempunyai kisaran 33 sampai 37 ppt. salinitas diukur dengan alat yang disebut salinometer.dalam khlorinitas, dinyatakan dengan suatu persamaan :Salinitas = 1,80655 x khlorinitasdimana khlorinitas didefenisikan sebagai massa (dalam gram) ion halida, yang dinyatakan sebagai ion khlorida, yang dapat diendapkan dari 1000 g air laut oleh Ag+.

3. Densitas Air LautDensitas air laut adalah fungsi dari salinitas, suhu, dan tekanan. Tetapi parameter ini jarang diapkai dalam oceanografi untuk menyatakan densitas suatu perairan. Sebagai gantinya digunakan parameter lain yaitu (sigma).Parameter ini digunakan hanya untuk kemudahan penulisan. Harga (g/cm3) biasanya ditulis sampai 5 desimal di belakang koma. =1,02570Sigma () didefinikan sebagaiMenggunakan =1,02570 gr/cm3 makaBila digunakan satuan kg/m3 maka

Lanjutan...........

Di dalam oseanografi ada beberapa definisi untuk p = 0 adalah tekanan atmosfer p = patm = 0, tekanan di permukaan lautDistribusi densitas terhadap kedalaman diperlihatkan oleh gambar

Lanjutan...........

Dari gambar di tersebut dapat dilihat kedalaman 2000 m densitas air laut relatif konstan.Lapisan dimana densitas (t) berkurang dengan kedalaman disebut pynocline.Kestabilan kolom air ditentukan oleh stratifikasi dari densitas air laut.Stabil: bila harga t makin besar ke arah lapisan dalam. Tetapi akan mengakibatkan t berkurang terhadap kedalaman. Ini bisa saja membuat kita berpikir bahwa kolom air di daerah palung tersebut tidak stabil.Namun bila kita gunakan sebagai pengganti t kita akan melihat bahwa di palung sebenarnya tidak terjadi ketidakstabilan kolom air.

PENGARUH SALINITAS1. Pengaruh Salinitas terhadap TanamanBagi tanaman, kandungan garam atau salinitas mempuyai efek yang berbeda beda terhadap jenis tanaman. Banyak jenis tanaman yang memang toleran terhadap kandungan air asin yang tinggi misal pada tanaman yang tumbuh di daerah rawa pantai. Peningkatan kadar garam adalah : Penurunan jumlah air yang diantarkan ke daun, yang diperkirakan akibat perubahan tekanan osmotis. Akibat menurunnya perbedaan konsentrasi antara air sel dengan air tanah yang bergaram.diperkirakan akan menurun perbedaan tekanan osmotis relatif yang antara lain berfungsi menghisap air ke daun. Menyebabkan daun menjadi layu dan perubahan metabolisme akar.

Lanjutan...........

Tabel ini memperlihatkan pengaruh salinitas yang dinyatakan dengan konduktivitas jenuh tanah (Ecs) dalam milimhos / cm, yang diukur dari ekstraksi tanah yang dijenuhkan dengan air destilasi (aquadest), diaduk, kemudian diekstraksi dengan penghisap yang dilengkapi dengan saringan,

Jenis TanamanNilai Ecs untuk penurunan produksi 10% 25% 50%Juwawut 121618Kapas 101216Kedelai 5,579Turi 45,59Padi 568Jagung 567Rami 34,56,5Buncis 1,523,5Alpokat 1,5-4

Lanjutan...........

Jenis TanamanNilai Ecs untuk penurunan produksi 10% 25% 50%Bayam 5,578Tomat 46,58Broccoli468Kubis (kol)2,547Kentang 2,546Ubi jalar 2,53,56Selada 235Bawang 23,54Wortel 1,52,54Kacang 1,523,5Kurma 8-16Anggur 2,5-5Melon 3,5--Apel 2,5-5

Lanjutan...........

Untuk mengetahui secara praktis, seberapa jauh salinitas dapat mempengaruhi tanaman. Foth (1991) membagi salinitas tanah yang diukur dari nilai Ecs nya menjadi 5 kategori, dan pengaruhnya secara umum terhadap tanaman, yaitu :

Ecs 0 sampai dengan 1 : Pengaruh salinitas dapat diabaikanEcs 1 sampai dengan 4 : Produktivitas tanaman yang sensitif mulai tergangguEcs 4 sampai dengan 8 : Produktivitas beberapa tanaman mulai tergangguEcs 8 sampai dengan 16 : Hanya tanaman yang toleran yang dapat memberikan hasil yang baik.Ecs > 16 : Hanya tanaman yang sangat toleran yang dapat memberikan hasil yang sedikit memuaskan.

2. Pengaruh Salinitas pada TanahPengaruh salinitas pada tanah, terutama terasa pada tanah yang mempunyai tekstur halus dan mempunyai kandungan liat yang cukup banyak. Dapat diliat pada koloid liat yang dikelilingi oleh kation yang teradsorpsi membentuk lapisan ganda elektrik. Bila kation membentuk lapisan ganda didominasi oleh Na+, maka koloid liat tidak dapat saling mendekat dalam jarak yang cukup di mana gaya tarik van der waals lebih dominan dibanding gaya tolak elektrostatik.Gaya tolak elektrostatik yang menyebabkan deflokulasi partikel liat yang disebabkan oleh dua hal : Gaya van der Waals hanya efektif bila jarak antara partikel relatif sangat dekat, padahal kation Na+ dalam air akan di kelilingi oleh molekul air sehingga diameter lebih besar bila dibandngkan dengan kation lain. Muatan yang dimiliki oleh Na+ lebih sedikit bila dibandingkan dengan kation divalen lainnya, sehingga netto muatan partikel liat negatif atau belum sampai pada muatan tititk nol.

3. BIDANG KONTAK (INTERFACE) AIR LAUT DAN AIR TAWARApabila bidang kontak antara air laut dan air tawar bergeser kearah darat maka terjadi intrusi air laut. Bergesernya bidang kontak antara lain disebabkan: Berkurangnya aliran air tawar yang menuju kelaut, misal karena pemompaan air tawar yang berlebihan, Menurunnya suplai air tawar kedalam akifer karena sebab2 lain

Posisi bidang kontak air tawar dan air asin yang kemungkinan terjadi

1. Relasi Ghyben - HerszbergRelasi Ghyben-Herszberg (awal abad ke 20) menunjukan suatu hubungan antara densitas air laut dan air tawar dalam menunjukan letak bidang kontak air tawar dan air laut.Untuk memperkirakan kedalaman bidang kontak dari permukaan air digunakan rumus:Z = [t/(a t)] htDimana:z = kedalaman permukaan bidang kontak (m)ht= tinggi kolom air tawar diatas ttk yg ditinjau (m)t, a = densitas air tawar, air asinGambar bidang kontak air tawar dan air laut menurut Ghyben-Herszberg

2. Persamaan GloverBerdasarkan persamaan relasi Ghyben Herszberg, Glover (1964) telah melakukan koreksi untuk konsep hidrolis harus memperhitungkan komponen aliran vertikal dan bidang aliran ke laut yang lebih lebar. Berikut ini gambarnya :Sehingga di peroleh persamaan untuk memperkirakan posisi bidang kontak air tawar air asin sebagai berikut :z2= 2qxt / (a- t)K + q2t2 / (a- t)2 K2

Lanjutan...........

dimana x dan z adalah jarak seperti terlihat dalam gambar (m), q adalah debit akifer menuju ke laut per satuan panjang pantai (m3/ detik / m), dan K adalah konduktivitas hidrolik akifer (m/detik)

Selanjutnya, dengan asumsi densitas air tawar dan air laut 1 dan 1,025 g/cm3, persamaan tersebut digunakan untuk memperkirakan lebar zone di mana air tawar merembes ke laut. Dengan substitusi z = 0 ke dalam persamaan sebelumnya, maka diperoleh :

W = qt / 2(a- t)K

dimana W adalah lebar bidang rembesan air tawar menuju ke laut (m) sedangkan kedalaman z0 yaitu kedalaman bidang kontak pada bibir pantai yang diperoleh dengan substitusi x = 0 ke dalam persamaan berikut :

z0 = qt / (a- t)K

Persamaan diatas menunjukkan bahwa posisi kontak yang dihitung dengan persamaan sebelumnya lebih dekat dibandingkan dengan persamaan Ghyben Herszberg.

3. UpconingBila dilakukan pemompaan air tawar, maka posisi bidang kontak antara air asin dan air tawar di bawah pompa akan bergeser ke atas mendekati ujung pipa hisap pompa. Pergeseran bidang kontak ini disebabkan oleh menurunnya permukaan atau tekanan air akibat drawdown sehingga kontak bidang membentuk kerucut, yang disebut sebagai upconing. Dengan asumsi tersebut, dapat memperkirakan kenaikan bidang kontak / upconing yang terjadi :

zt = tQ / 2(a- t)KhL (1- 2t nL / 2t nL + (a- t)Kvt

dimana zt adalah ketinggian puncak upconing (m), Q adalah debit pemompaan (m3/detik), Kh dan Kv adalah konduktivitas hidrolik arah mendatar dan arah vertikal (m/detik), L adalah jarak antara ujung pipa hisap pompa dengan bidang kontak sebelum pemompaan dimulai (m)

Lanjutan...........

Untuk waktu yang tidak terhingga, di mana perubahan permukaan piezometrik dianggap konstan atau telah tercapai keseimbangan. Ketinggian upconing air asin dalam kondisi telah terjadinya keseimbangan zt (m), adalah sebagai berikut :

Z= tQ / 2(a- t)KxL

Menurut Schmorak dan Mercado (1969), persamaan diatas umumnya sesuai dengan hasil observasi lapangan untuk ketinggian upconing 0,4 L sampai dengan 0,6 L. Bila ketinggian upconing melebihi nilai ada kemungkinan terjadi ketidakstabilan upconing, dalam arti posisi puncak upconing tidak stabil, sehingga kemungkinan air asin dapat masuk ke dalam sumur setiap saat. Oleh karena itu, penentuan debit pengambilan yang aman perlu memperhitungkan ketinggian upconing yang mungkin terjadi, sehingga masuknya air asin ke dalam sumur dapat dicegah.

Lanjutan...........

Gambar upconing yang disebabkan oleh pemompaan air tawar yang berada diatas air asin