universitas diponegoro aplikasi analisis spasial...
TRANSCRIPT
UNIVERSITAS DIPONEGORO
APLIKASI ANALISIS SPASIAL UNTUK PENENTUAN ZONA
IMBUHAN DAN ZONA LEPASAN AIRTANAH, CEKUNGAN
AIRTANAH (CAT) KARANGKOBAR,
PROVINSI JAWA TENGAH
TUGAS AKHIR
TRUMAN SIMAREMARE
21100113120041
FAKULTAS TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI
SEMARANG
APRIL 2018
ii
UNIVERSITAS DIPONEGORO
APLIKASI ANALISIS SPASIAL UNTUK PENENTUAN ZONA
IMBUHAN DAN ZONA LEPASAN AIRTANAH, CEKUNGAN
AIRTANAH (CAT) KARANGKOBAR,
PROVINSI JAWA TENGAH
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
TRUMAN SIMAREMARE
21100113120041
FAKULTAS TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI
SEMARANG
APRIL 2018
iii
iv
v
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini kupersembahkan kepada kedua orangtua saya,
Manat Simaremare dan Besti Rajagukguk. Terimakasih atas semua bimbingan,
kasih sayang, usaha, niat, harapan dan investasi doa-doa yang selalu kalian
panjatkan setiap waktu.
Rejoice in hope, be patient ini tribulation, be constant in prayer.
Romans 12:12
The will of God will never lead you where the grace of God can’t protect you.
Don’t ever let someone tell you that you can’t do something. Not even me. You got
a dream, you protect it. When people can’t do something themselves, they’re
gonna tell you that you can’t do it. You want something, go get it. Period.
Will Smith
(The Pursuit Of Happiness)
Remember Red, hope is a good thing, maybe the best of things, and no good thing
ever dies.
Tim Robbins
(The Shawshank Redemption)
vii
KATA PENGANTAR
Daerah penelitian berada di wilayah administrasi Kabupaten Banjarnegara
(6 Kecamatan), dan Kabupaten Wonosobo (2 Kecamatan), Provinsi Jawa Tengah.
Bertambahnya jumlah penduduk akan meningkatkan kebutuhan air bersih dan juga
akan mempengaruhi penggunaan lahan di daerah penelitian. Jika pemanfaatan
airtanah dan penggunaan lahan tidak berlandaskan kelestarian lingkungan, maka
dapat menimbulkan kerusakan dan penurunan kualitas dan kuantitas airtanah di
wilayah tersebut.
Suatu cekungan airtanah harus memiliki daerah imbuhan dan daerah lepasan.
Kedua daerah ini memiliki fungsi dan pengelolaan yang berbeda. Daerah imbuhan
diprioritaskan menjadi kawasan hutan lindung karena daerah ini adalah daerah
tangkapan air. Daerah lepasan dapat dikelola dengan mengontrol pengambilan
airtanahnya. Penentuan zona imbuhan dan lepasan air tanah dapat dilakukan dengan
metode geospasial. Diharapkan dengan adanya studi ini dapat memberikan
pengetahuan mengenai daerah imbuhan dan lepasan. Sehingga dapat mengatasi
permasalahan kebutuhan air bersih di daerah penelitian dan penanganan yang tepat
untuk menjaga keseimbangan airtanah wilayah di CAT Karangkobar.
Semarang, April 2018
Penulis
viii
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat dan kasih-
Nya sehingga Tugas Akhir yang berjudul “ Aplikasi Analisis Spasial Untuk
Penentuan Zona Imbuhan dan Zona Lepasan Airtanah, Cekungan Airtanah (CAT)
Karangkobar, Provinsi Jawa Tengah” dapat tersusun hingga selesai. Dalam
penyusunan Tugas Ahir ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Tuhan Yesus atas segala berkat, kasih, janji dan pengorbanannya.
2. Najib S.T., M.Eng. Ph.D selaku Ketua Departemen Teknik Geologi,
Universitas Diponegoro.
3. Tri Winarno, ST., M.Eng selaku dosen wali yang telah memberikan arahan
selama perkuliahan.
4. Dr.rer.nat Thomas Triadi Putranto, ST., M.Eng selaku dosen pembimbing I
yang telah menyempatkan waktu untuk dapat memberi arahan, kritik, saran
dan kesempatan untuk berdiskusi.
5. Ahmad Syauqi Hidayatillah, ST., MT selaku dosen pembimbing II yang
telah menyempatkan waktu untuk dapat memberi arahan, kritik, saran dan
kesempatan untuk berdiskusi.
6. Kedua orang tua penulis, Manat Simaremare dan Besti Rajagukguk yang
selalu mendoakan dan memberikan dukungan moral dan material kepada
penulis sepanjang waktu.
7. Seluruh dosen Teknik Geologi Universitas Diponegoro yang sudah
memberikan ilmu selama masa perkuliahan.
8. Seluruh staff dan karyawan Teknik Geologi Universitas Diponegoro yang
sudah banyak membantu penulis dalam kelancaran perkuliahan.
9. Dimas Wahyu, Dimas Galih, dan Iman Lufti yang telah telah ikut membantu
pengambilan data dari awal sampai ahir.
10. Keluarga besar Jaket Merah “HMTG MAGMADIPA” Univeristas
Diponegoro yang penulis cintai dan banggakan
11. Saudara penulis, Kak Joys, Kak Hero, Kak Maybe, Adek Juni, Adek
Godbles. Terimakasih sudah menjadi saudara yang saling menguatkan.
12. Abang panutan saya, Bang Moko, Bang Azwar, dan Bang Deni, kalian
seperti saudara tapi beda ibu.
13. Sahabat saya Angela Chyntia Natalya. Terimakasih buat waktu, dukungan,
perhatian dan motivasinya.
14. Anak kosan Wisma GHB, Reniel, Dedi, Fajar, Rama, Bang Ben, Bang
Indra, Pak Mian dan Mas Eko, yang telah menjadi teman berbagi.
15. Teman saya, Muhammad Alamshah, Adhelian Gufron Nurachman, Rahmad
Syafrizal Ginting, Diki Aulia, Asriel Kein, Rismauly Yunita dan juga teman
bimbingan saya, Salomo, David, Taufiqurahman. Terimakasih buat waktu
kalian berikan disaat yang tepat.
16. Seluruh pihak terkait yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
ix
SARI
Cekungan Air Tanah (CAT) Karangkobar terletak di wilayah administrasi
Kabupaten Banjarnegara dan Kabupaten Wonosobo. CAT Karangkobar memiliki
luas sekitar 299,6 km2. Daerah ini terletak di daerah dengan kondisi geologi yang
banyak dipengaruhi oleh aktivitas gunungapi. Secara regional sistem akuifer pada
daerah ini merupakan sistem akuifer dengan aliran airtanah melalui ruang antar
butir dan rekahan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendeliniasi daerah
imbuhan dan daerah lepasan airtanah di CAT Karangkobar. Pengambilan data
lapangan dilakukan dengan mengamati kondisi geologi dan geomorfologi,
mengukur tinggi muka airtanah, mengamati pemanfaatan airtanah dan penggunaan
lahan di seluruh CAT Karangkobar. Penentuan zona imbuhan dan lepasan
dilakukan dengan metode geospasial menggunakan perangkat lunak Surfer dan
ArGis. Metode ini dilakukan dengan pembobotan (scoring). Parameter yang
digunakan dalam pembobotan ini terdiri dari 5 parameter, yaitu: kelulusan batuan,
curah hujan, jenis tanah penutup, kemiringan lereng dan kedalaman muka airtanah
tidak tertekan. Nilai maksimal yang didapat dari pembobotan ini adalah 65
sedangkan nilai minimal adalah 39. Daerah imbuhan berada pada nilai bobot 53-
65, daerah ini berada dibagian utara CAT Karangkobar dengan penggunaan lahan
didominasi oleh kawasan hutan lindung dan kawasan pertanian. Daerah lepasan
berada pada nilai bobot 39-52, daerah ini berada pada bagian selatan CAT
Karangkobar dengan penggunaan lahan didominasi oleh kawasan pertanian dan
pemukiman.
Kata Kunci : Airtanah, cekungan airtanah Karangkobar, metode geospasial,
daerah imbuhan dan daerah lepasan airtanah.
x
ABSTRACT
Karangkobar groundwater basin located in Banjarnegara District and
Wonosobo District. Karangkobar groundwater basin area is about 299,6 km2. This
area is located in a region with geological condition which is heavily affected by
volcanic activity. Regionally, aquifer system in this region is aquifer system with
groundwater flow through pore spaces and fractures. The purpose of this research
is to deliniate recharge and discharge zone of groundwater in Karangkobar
groundwater basin. Field data retrieval was done by observing geological condition
and geomorphology, measuring groundwater level, observing groundwater
utilization, and land use in Karangkobar groundwater basin. Recharge and
discharge zone determination is done by geospatial method using Surfer and ArGis
software. This method is done with scoring method. Parameters used in this scoring
consists of five parameters: permeability of rock, rainfall, soil type, slope and depth
of superficial groundwater level. Maximum value in this scoring is 65 and minimum
value is 39. Recharge zone score is on 53-65, which is located in the north of
Karangkobar groundwater basin with the use of land dominated by protected forest
sector and agriculture sector. Discharge zone score is on 39-52, which is located in
the south of Karangkobar groundwater basin with land use dominated by cultural
sector and settlement.
Keywords : Groundwater, Karangkobar groundwater basin, geospatial method,
recharge and discharge zone.
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ........................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ................................................... iv
HALAMAN PERSYARATAN PUBLIKASI ......................................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................ vi
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
UCAPAN TERIMAKASIH ................................................................................. viii
SARI ....................................................................................................................... ix
ABSTRACT ............................................................................................................... x
DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xv
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2 Permasalahan ........................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 2
1.4 Ruang Lingkup Penelitian ....................................................................... 2
1.4.1 Ruang Lingkup Daerah Penelitian .................................................. 2
1.4.2 Batasan Penelitian .......................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................... 3
1.6 Penelitian Terdahulu ................................................................................ 5
1.7 Sistematika Penulisan .............................................................................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 7
2.1 Kondisi Geologi Regional ....................................................................... 7
2.1.1 Fisiografi Regional ......................................................................... 7
2.1.2 Geologi Regional ............................................................................ 9
2.1.3 Struktur Geologi ........................................................................... 13
2.1.4 Tingkat Pelapukan ........................................................................ 13
2.1.5 Tata Guna Lahan .......................................................................... 14
2.2 Hidrogeologi Regional .......................................................................... 16
2.3 Hidrologi ................................................................................................ 19
2.3.1 Siklus Hidrologi ............................................................................ 19
2.3.2 Karakteristik Akuifer Airtanah ..................................................... 20
2.3.3 Jenis Akuifer ................................................................................. 20
2.3.4 Pola Pengaliran ............................................................................. 21
2.4 Cekungan Airtanah ............................................................................... 23
2.5 Identifikasi Daerah Imbuhan dan Lepasan Airtanah ............................. 27
2.6 Penentuan Daerah Imbuhan dan Lepasan Airtanah ............................... 29
2.6.1 Parameter Klasifikasi .................................................................... 30
2.6.2 Tahapan Klasifikasi ...................................................................... 32
xii
2.7 Konduktifitas Hidrolika Batuan............................................................. 32
2.8 Tanah Penutup Pada Daerah Penelitian ................................................. 34
2.9 Klasifikasi Iklim .................................................................................... 38
BAB III METODOLOGI PENELITIAN............................................................... 39
3.1 Metode Penelitian .................................................................................. 39
3.2 Alat dan Bahan Penelitian .................................................................... 32
3.3 Tahapan Penelitian ............................................................................... 40
3.4 Hipotesis Penelitian ............................................................................... 43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 44
4.1 Kondisi Geologi dan Daerah Penelitian ................................................ 44
4.1.1 Morfologi Daerah Penelitian ........................................................ 39
4.1.2 Geologi Daerah Penelitian ............................................................ 48
4.2 Kondisi Hidrogeologi ............................................................................ 52
4.2.1 Batas CAT Karangkobar .............................................................. 52
4.2.2 Titik Minatan ................................................................................ 54
4.2.3 Pemanfaatan Airtanah................................................................... 56
4.2.4 Kedalaman Muka Airtanah ........................................................... 57
4.2.5 Kondisi Iklim Daerah Penelitian .................................................. 60
4.3 Penentuan Zona Imbuhan dan Lepasan Airtanah dengan Menggunakan
Metode Spasial ...................................................................................... 62
4.4 Hasil Pembobotan .................................................................................. 76
4.5 Kesesuaian Dengan Tata Guna Lahan CAT Karangkobar .................... 79
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 81
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 81
5.2 Saran ....................................................................................................... 82
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 83
LAMPIRAN ........................................................................................................... 87
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Cekungan Airtanah (CAT) Provinsi Jawa Tengah ............................. 4
Gambar 2.1 Fisiografi Jawa Tengah ....................................................................... 8
Gambar 2.2 Peta Geologi Regional CAT Karangkobar ....................................... 10
Gambar 2.3 Kolom Stratigrafi dan Kesebandingan Daerah Penelitian ................ 11
Gambar 2.4 Peta Tata Guna Lahan CAT Karangkobar ........................................ 15
Gambar 2.5 Peta Hidrogeologi Regional CAT Karangkobar ............................... 17
Gambar 2.6 Siklus Hidrologi ................................................................................ 19
Gambar 2.7 Jenis Akuifer ..................................................................................... 21
Gambar 2.8 Jenis Pola Pengaliran ........................................................................ 22
Gambar 2.9 Batas Cekungan Airtanah ................................................................. 26
Gambar 2.10 Ciri Umum Daerah Imbuhan dan Daerah Lepasan Airtanah
Berdasarkan Arah Umum Aliran Airtanah ....................................... 28
Gambar 2.11 Ciri Khusus Daerah Imbuhan dan Daerah Lepasan Airtanah
Sistem Akuifer Kerucut Gunungapi ................................................ 29
Gambar 2.12 Ciri Khusus Daerah Imbuhan dan Lepasan
Sistem Akuifer Tertekan .................................................................. 29
Gambar 2.13 Kisaran Nilai Konduktifitas Hidrolika dan Permeabilitas ............. 34
Gambar 2.14 Jenis Tanah .................................................................................... 38
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................... 40
Gambar 4.1 Peta Morfologi CAT Karangkobar .................................................. 45
Gambar 4.2 Satuan Dataran Antar Perbukitan Wanayasa ................................... 46
Gambar 4.3 Satuan Punggungan/Perbukitan Aliran Piroklastik Karangkobar ... 47
Gambar 4.4 Satuan Kerucut Gunungapi Bisma................................................... 47
Gambar 4.5 Satuan Batupasir Tuffan .................................................................. 48
Gambar 4.6 Peta Geologi dan Titik Lokasi Pengamatan .................................... 49
Gambar 4.7 Satuan Tuff ...................................................................................... 50
Gambar 4.8 Satuan Endapan Danau dan Aluvium .............................................. 51
Gambar 4.9 Satuan Breksi Vulkanik ................................................................... 52
Gambar 4.10 Profil Sayatan CAT Karangkobar .................................................. 52
Gambar 4.11 Peta Titik Minatan CAT Karangkobar .......................................... 55
Gambar 4.12 Titik Minatan Airtanah dan Sumur Gali CAT Karangkobar ......... 56
Gambar 4.13 Pemanfaatan Airtanah CAT Karangkobar ..................................... 57
Gambar 4.14 Peta Pemanfaatan Airtanah CAT Karangkobar ............................. 58
Gambar 4.15 Peta Kedalaman Muka Airtanah Tidak Tertekan ........................... 59
Gambar 4.16 Peta Curah Hujan CAT Karangkobar ............................................. 61
Gambar 4.17 Peta Kelulusan Batuan .................................................................... 64
Gambar 4.18 Peta Skor Kelulusan Batuan ........................................................... 65
Gambar 4.19 Peta Skor Curah Hujan ................................................................... 67
Gambar 4.20 Peta Jenis Tanah Penutup ............................................................... 69
Gambar 4.21 Peta Skor Jenis Tanah Penutup ....................................................... 70
Gambar 4.22 Peta Kemiringan Lereng ................................................................. 72
Gambar 4.23 Peta Skor Kemiringan Lereng ........................................................ 73
xiv
Gambar 4.24 Peta Skor Kedalaman Muka Airtanah
Tidak Tertekan................................................................................ 75
Gambar 4.25 Peta Hasil Pembobotan ................................................................... 77
Gambar 4.26 Peta Zona Daerah Imbuhan dan Lepasan Airtanah ........................ 78
Gambar 4.27 Peta Kesesuaian Zona Imbuhan dan Zona Lepasan dengan Peta
Tata Guna Lahan CAT Karangkobar ............................................. 80
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi Bentang Alam Dataran dan Pegunungan Gunungapi ........... 9
Tabel 2.2 Sistem Klasifikasi Derajat Pelapukan Batuan ....................................... 14
Tabel 2.3 Penggunaan Lahan di CAT Karangkobar ............................................. 14
Tabel 2.4 Nilai Bobot Parameter Resapan Air ...................................................... 30
Tabel 2.5 Nilai Peringkat Kelulusan Batuan ......................................................... 31
Tabel 2.6 Nilai Peringkat Curah Hujan ................................................................. 31
Tabel 2.7 Nilai Peringkat Tanah Penutup.............................................................. 31
Tabel 2.8 Nilai Peringkat Kemiringan Lereng ...................................................... 31
Tabel 2.9 Nilai Peringkat Kedalaman Muka Airtanah Tidak Tertekan................. 31
Tabel 2.10 Perwakilan Nilai Konduktifitas Hidrolika ........................................... 33
Tabel 2.11 Beberapa Padanan Nama Tanah dalam Beberapa Sistem Klasifikasi
Tanah dengan Modifikasi ...................................................................... 34
Tabel 2.12 Klasifikasi Koppen-Geiger Mengenai Pembagian Kelas Iklim .......... 38
Tabel 3.1 Alat dan Bahan Penelitian ..................................................................... 39
Tabel 4.1 Curah Hujan Per-Kecamatan di CAT Karangkobar Tahun 2015.......... 60
Tabel 4.2 Perhitungan Skor Parameter Kelulusan Batuan .................................... 63
Tabel 4.3 Perhitungan Skor Parameter Curah Hujan ............................................ 68
Tabel 4.4 Perhitungan Skor Parameter Jenis Tanah Penutup ................................ 71
Tabel 4.5 Perhitungan Skor Parameter Kemiringan Lereng ................................. 71
Tabel 4.6 Perhitungan Skor Parameter Kedalaman Muka Airtanah
Tidak Tertekan ....................................................................................... 74
Tabel 4.7 Zonasi Daerah Imbuhan dan Lepasan Airtanah .................................... 76
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Titik Minatan Hidrogeologi .............................................................. 87