ANALISIS POTENSI INTRUSI AIR ASIN MENGGUNAKAN METODE ...

Proseding Seminar Nasional Fisika dan Aplikasinya

Sabtu, 21 November 2015

Bale Sawala Kampus Universitas Padjadjaran, Jatinangor

Kode Artikel: FB-02 | 1

ANALISIS POTENSI INTRUSI AIR ASIN MENGGUNAKAN METODE ANOMALI GRAVITY MIKRO ANTAR WAKTU

(STUDI KASUS: DKI JAKARTA)

REZKI NOVIANA AGUS*1)

, QUART FERRINA1)

, MAHMUD YUSUF2)

1)

Prodi Geofisika, Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (STMKG)

Jl. Perhubungan I no. 5, Komplek Meteorologi BMKG, Pondok Betung, Tangerang Selatan 15221, Telp./Fax (021) 73691621, www.stmkg.ac.id.

2)Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG)

Jalan Angkasa I no. 2, Kemayoran, Jakarta Pusat10720,Telp.(021) 4246321, www.bmkg.go.id.

Abstrak.Terjadinya pencemaran air tanah pada wilayah DKI Jakarta khusunya Jakarta bagian Utara melatarbelakangi studi kasus ini. Penelitian ini menggunakanmetode anomali gravity mikro antar waktu untuk menganalisis potensi intrusi air asin di wilayah DKI Jakarta sehingga dapat memantau perubahan kondisi hidrogeologi pada daerah tersebut.Pengambilan data gaya berat dilakukan sebanyak 2 (dua) kali oleh tim BMKG yakni pada bulan Oktober-November 2013 dan Oktober-November 2014 di titik yang sama sejumlah86 titik.Sebagai hasilnya, anomali gravity antarwaktu positif pada kisaran nilai 0.0016 mGal sampai dengan 0.1783 mGal yang berada di kawasan Jakarta bagian Utara hingga mencapai Jakarta Pusat mengindikasikan telah terjadinya intrusi air asin.Sedangkan anomali gravity antar waktu negatif pada kisaran nilai -0.1921 mGal sampai dengan -0.0017 mGal yang terjadi di kawasan Jakarta bagian Selatan mengindikasikan turunnya permukaan air tanah pada wilayah tersebut.

Kata kunci :intrusi air asin, anomali gravity mikro antar waktu, muka air tanah

Abstract. Groundwater contamination in Jakarta, especially in northern Jakarta, is the

reason for this case study. In this study, we use time-lapse micro gravity anomaly to

analyze the potential of saline water intrusion in Jakarta. Therefore we can keep an eye

on changes of hydrogeological conditions in that area. BMKG team collected the 86

points of data in October-November 2013 and 86 points of data too in October-

November 2014. In this study, we get positive value of time-lapse gravity anomaly in

the range of 0.0016 mGal to 0.1783 mGal in northern Jakarta to central Jakarta. It

indicates saline water intrusion. At the same time, we get negative value of time-lapse

gravity anomaly in the range of -0.1921 mGal to -0.0017 mGal in southern Jakarta. It

indicates decline of ground water level in this region.

Keywords :saline water instrusi,,time lapse micro gravity anomaly, ground water level

1. Pendahuluan

Beberapa dekade terakhir, DKI Jakarta sebagai pusat negara berkembang pesat

dalam hal jumlah penduduk dan kegiatan industri. Perkembangan ini tentu saja

diiringi dengan meningkatnya kebutuhan energi dan air bersih oleh masyarakat

Jakarta. Berbagai sektor memenuhi kebutuhan air bersih dengan mengandalkan

sumberdaya air tanah. Kegiatan eksploitasi air tanah secara terus menerus

*email : [email protected]

2 Rezki Noviana Agus, dkk

memiliki dampak negatif terhadap lingkungan, diantaranya penurunan muka air

tanah yang menyebabkan massa bawah tanah berkurang ditambah dengan beban

bangunan-bangunan bertingkat menyebabkan terjadinya amblesan tanah pada

wilayah DKI Jakarta. Lebih jauh lagi, penurunan ini mengubah keseimbangan

hidrostatik antar-muka air tanah tawar/asin di cekungan Jakarta yang dapat

mengakibatkan terjadinya intrusi air asin.

Pada tahun 2009 saja kondisi Cekungan Air Tanah (CAT) Jakarta sudah

memasuki zona kritis hingga rusak akibat eksploitasi air tanah di atas ambang

batas normal yang direkomendasikan. Pengambilan air tanah pada CAT Jakarta

saat itu hampir melebihi setengah aliran air tanah yang masuk ke dalam akuifer

menengah dan dalam, kondisi demikian dapat di kategorikan sudah memasuki

zona kritis hingga rusak. Berdasarkan data Badan Geologi, ESDM, Neraca Air

Tanah Jakarta saat itu adalah potensi air tanah (dalam) 52 juta m3/thn sedangkan

pengambilan air tanah (dalam) 21 juta m3/thn (40%). Kepala Badan Geologi, R.

Sukhyar berkata bahwa kondisi cekungan air tanah Jakarta yang mencover 3

Provinsi (DKI Jakarta, Banten dan Jawa Barat) saat itu kondisinya sangat kritis

akibat eksploitasi air tanah yang berlebihan hingga mencapai 40%, seharusnya

maksimum hanya 20% agar tidak terjadi intrusi air laut ke daratan.Kondisi ini

sangat memprihatinkan sekaligus perlu segera dicarikan penanganannya [7].

Gambar 1. Ilustrasi proses terjadinya intrusi air laut. (a) Sebelum; (b) Sesudah [11].

Intrusi air asin (Gambar 1) adalah suatu peristiwa penyusupan air asin ke dalam

akuifer di mana air asin menggantikan atau tercampur dengan air tanah tawar

yang ada di dalam akuifer. Penyusupan ini akan menyebakan air tanah tidak dapat

dimanfaatkan, dan sumur yang memanfaatkannya terpaksa ditutup atau

ditinggalkan. Berdasarkan pengertian tersebut serta asal air asin, maka intrusi air

laut adalah intrusi air asin yang berasal dari air laut, sehingga hanya terjadi di

daerah pantai. Sementara intrusi air asin dapat terjadi di mana saja, bahkan di

daerah pedalaman (inland). Air asin adalah semua air yang mempunyai kadar

kegaraman yang tinggi. Tingkat kegaraman biasanya dicerminkan dari total

kandungan zat terlarut (Total Dissolved Solids/TDS). Air tanah tawar mempunyai

TDS kurang dari 1000 mg/l. Sementara air tanah payau/asin TDS-nya lebih dari 1000 mg/L. Dampak air payau terhadap kesehatan masyarakat yang menggunakan

air tersebut untuk dikonsumsi maupun kegiatan lain seperti mandi adalah dapat

mengganggu kesehatan. Hal ini disebabkan air payau yang mengandung NaCl

Analisis Potensi Intrusi Air Asin Menggunakan Metode Anomali Gravity.... 3

(Natrium Chloride) tinggi dapat mengganggu metabolisme yang terjadi di dalam

tubuh manusia [8].

Penelitian ini menggunakan metode anomaly mikro gravity antar waktu untuk

menganalisis pola intrusi air asin tersebut. Metode anomali mikro gravity

antarwaktu ini merupakan pengembangan dari metode gravity yang dicirikan

dengan pengukuran secara berulang dalam selang waktu tertentu.

Adapun Gambar 1 (a) dan (b) adalah simulasi terjadinya intrusi air asin. Air asin

memiliki densitas yang lebih tinggi dibandingkan air biasa, sehingga terjadinya

intrusi air asin mengakibatkan penambahan massa di bawah permukaan.

Penambahan massa bawah permukaan akan membuat nilai gravity lebih tinggi

dibandingkan saat sebelum terjadinya intrusi air asin.

Anomali gravity mikro antar waktu dapat bersumber dari anomali di permukaan

(geakan vertikal memiliki anomali sekitar 3 Gal/cm) dan anomali bawah

permukaan (pergerakan fluida dan perubahan densitas pada reservoir).

Berdasarkan hubungan tersebut, beberapa orang peneliti memanfaatkan metode

gravity mikro antar waktu ini untuk memonitor perilaku reservoir hidrokarbon (Hare dkk., 1999, Santoso dkk., 2004, Hare dkk., 2007), reservoir panas bumi

(Allis dan Hunt, 1986; Fujimitsu dkk., 2000), amblesan dan perubahan muka air

tanah (Branston dan Styles, 2000; Kadir dkk., 2004, dan Santoso dkk., 2006) [3].

Anomali Bouguer merefleksikan adanya operubahan densitas baik dalam arah

horizontal, maupun vertikal. Anomali pada stasiun di jelaskan sebagai :

dimana dan adalah nilai gravity observasi dan teoritis, a, b, dan c adalah

nilai konstanta koreksi udara bebas, bouguer, dan terrain. adalah ketinggian

stasitun dan selisih tinggi stastiun pengukuran terhadap lokasi sekitarnya.

Setiap stasiun diukur sebanyak dua kali, yaitu pada saat dan , sehingga anomaly bouguer pada setiap stasiun sesuai dengan persamaan berikut:

dan

Nilai pada setiap pengukuran adalah sama efek terrain ( sangatlah kecil

pada topografi yang relative datar ( untuk setiap perubahan

ketinggian 1 cm) sehingga koreksi ini dapat diabaikan.


Akibat tidak adanya perubahan ketinggian pada titik – titik pengukuran, maka

anomaly gravity antarwaktu adalah selisih antara gravity observasi yang diukur

pada saat dan .

2. Metode Penelitian

Pengukuran gravity dilakukan sebanyak 2 (dua) kali yaitu pada bulan Oktober-

November 2013 dan Oktober-November 2014 di 86 titik pengukuran yang

tersebar di daerah penelitian. Daerah penelitian adalah wilayah Propinsi DKI

Jakarta meliputi daerah seluas 32 x 32 km2 (Gambar 2).

Gambar 2. Peta daerah penelitian

Pengukuran gravity ini dilakukan dengan menggunakan gravimeter Scintrex

Autograv CG-5 yang mempunyai ketelitian pengukuran hingga 1 μGal (10-6

cm/s2) (Gambar 3a).Peralatan lain yang digunakan adalah GPS tipe Garmin 76

CSX dan altimeter Paulin (Gambar 3b dan 3c).


Gambar 3. (a) Gravimeter Scintrex Autograv CG-5 [8]; (b) Altimeter Paulin [9]; (c) GPS tipe

navigasi Garmin 76 CSX [10]

Penelitian ini menggunakan data gravity observasi tahun 2013 dan tahun 2014

sebagai data utama. Anomali gravity antarwaktu menunjukkan adanya perubahan

dari beberapa sumber. Data perubahan muka air tanah digunakan sebagai data

pendukung dalam menganalisa potensi terjadinya intrusi air asin.

3. Hasil dan Pembahasan

Identifikasi terjadinya intrusi air asin dilakukan dengan menggunakan data gravity mikro antarwaktu periode 2013 sampai dengan 2014.

Gambar 4. (a) Nilai gravity observasi tahun 2013; (b) Nilai gravity observasi tahun 2014

Nilai gravity observasi Jakarta berkisar pada rentang nilai 978124 mGal sampai dengan 978151 mGal.Nilai pengukuran gravity ini telah terkoreksi oleh koreksi pasang surut dan koreksi alat. Anomali gravity antarwaktu merepresentasikan perubahan nilai gravity observasi pada selang waktu tertentu. Hasilnya disajikan dalam peta sebagai berikut:

(a) (b) (c)


Gambar 5. Peta selisih nilai gravity observasi tahun 2013 sampai dengan 2014

Anomali gravity yang terukur di lapangan merupakan superposisi dari berbagai sumber. Gambar 5 menunjukkan keberadaan anomaligravity antarwaktu yang memiliki nilai (+), (-), dan (0). Nilai (+) dapat disebabkan adanya kenaikan muka air tanah, penurunan muka tanah (amblesan tanah) dan intrusi air asin. Nilai (-) dapat disebabkan adanya penurunan muka air tanah dan kenaikan muka tanah.Nilai (0) dapat diakibatkan penyebab anomali positif dan anomali negatif yang seimbang, atau tidak adanya perubahan.

Pada Gambar 5 terlihat anomali gravity antarwaktu positif berada pada kisaran nilai 0.0016 mGal sampai dengan 0.1783 mGal berada di kawasan Jakarta bagian Utara hingga mencapai Jakarta Pusat, diantaranya: Grogol Petamburan, Penjaringan, Tambora, Taman Sari, Pademangan, Tanjung Priok, Cilincing, Cakung, Kelapa Gading, Koja, Sawah Besar, Pulo Gadung, Jatinegara, Mampang, Matraman, Tebet, Setia Budi, Menteng, Pancoran, Cempaka Putih, Johar Baru, Senen, Kemayoran, Gambir.

Sementara itu, anomali gravity antar waktu negatif berada pada kisaran nilai -0.1921 mGal sampai dengan -0.0017 mGal berada di kawasan Jakarta bagian Selatan, diantaranya: Kembangan, Kebayoran Baru, Kebayoran Lama, Pesanggrahan, Mampang, Prapatan, Pasar Minggu, Pasar Rebo, Kramat Jati, Makasar, Duren Sawit, Jagakarsa.Hal tersebut terjadi karena adanya penurunan muka air tanah yang tinggi di wilayah Jakarta Pusat sehingga mengakibatkan adanya kekosongan massa yang besar pada wilayah tersebut dan menimbulkan anomali negatif.


Anomali ini kemudian dibandingkan dengan peta perubahan muka air tanah sebagai berikut:

Gambar 6. Perubahan muka air tanah Jakarta tahun 1985 – 2008 [4]

Gambar 6 menjelaskan pola penurunan muka air tanah sejak tahun 1985 sampai

dengan 2008. Penurunan muka air tanah yang terjadi pada tahun 1985 dimulai dari

daerah Jakarta bagian Utara dan terus membesar sampai Jakarta bagian tengah

memiliki nilai penurunan muka air tanah yang tinggi.

Pada tahun 1997 terlihat sumber penurunan muka air tanah bertambah kembali di

sekitar kecamatan Penjaringan dan mulai semakin membesar penurunannya

hingga tahun 2008. Berikut adalah peta perubahan muka air tanah berdasarkan

data sumur pantau dari Dinas Tata Air Jakarta:

Gambar 7. (a) Peta muka air tanah tahun 2013 (b) Peta muka air tanah tahun 2014


Gambar 8. Peta perubahan muka air tanah tahun 2013 sampai dengan tahun 2014

Perubahan muka air tanah diukur pada sumur pantau selama periode 2013 sampai

dengan 2014.Dalam periode ini, perubahan tertinggi berada di kawasan Pancoran,

Jakarta Pusat yang mencapai 4.54 meter.Hal ini merupakan suatu kewajaran

mengingat daerah ini memiliki gedung-gedung bertingkat yang memiliki

kebutuhan air dalam skala yang besar.Penurunan tertinggi kedua berada di daerah

Kecamatan Penjaringan sebesar 3.86 meter.

Apabila suatu daerah memiliki banyak sumur yang menyadap air tanah,

pemompaan akan membentuk suatu kerucut penurunan. Hal ini sesuai dengan

hasil pemetaan pada Gambar 8.Pemompaan yang tinggi dan terus menerus terjadi

dapat memicu terjadinya intrusi air asin, yakni aliran air payau atau asin ke arah

darat [1].

Berdasarkan Gambar 8 secara umum wilayah yang mengalami anomali gravity

positif mengalami perubahan muka air tanah 0 sampai dengan 0.4 meter, sehingga

anomali yang terjadi diidentifikasikan akibat adanya intrusi air asin. Berdasarkan

penelitian Litanya (2009) terdapat kontur nilai klorin yang tinggi terkonsentrasi

pada bagian barat laut Jakarta yang mendukung kebenaran adanya intrusi air asin

di daerah tersebut. Kontur tersebut mengarah ke Selatan yang memungkinkan

wilayah intrusi air asin semakin meluas [5].

Beberapa titik seperti Penjaringan, Pancoran, dan Cilincing memiliki penurunan

muka air tanah yang tinggi. Hal ini mengidentifikasikan penyebab anomali positif

adalah adanya intrusi air asin dan amblesan tanah.


4. Kesimpulan

Berdasarkan uraian dan hasil pembahasan, maka dapat disimpulkan hal–hal sebagai berikut:

1. Anomali gravity antarwaktu positif berada pada kisaran nilai 0.0016 mGal

sampai dengan 0.1783 mGal berada di kawasan Jakarta bagian Utara hingga

mencapai Jakarta Pusat, diantaranya : Grogol Petamburan, Penjaringan,

Tambora, Taman Sari, Pademangan, Tanjung Priok, Cilincing, Cakung,

Kelapa Gading, Koja, Sawah Besar, Pulo Gadung, Jatinegara, Mampang,

Matraman, Tebet, Setia Budi, Menteng, Pancoran, Cempaka Putih, Johar

Baru, Senen, Kemayoran, Gambir. Penyebab anomali ini yaitu adanya intrusi

air asin dan amblesan tanah.

2. Anomali gravity antar waktu negatif berada pada kisaran nilai -0.1921 mGal

sampai dengan -0.0017 mGal berada di kawasan Jakarta bagian Selatan,

diantaranya: Kembangan, Kebayoran Baru, Kebayoran Lama, Pesanggrahan,

Mampang, Prapatan, Pasar Minggu, Pasar Rebo, Kramat Jati, Makasar, Duren

Sawit, Jagakarsa. Penyebab anomali ini yaitu adanya eksploitasi air tanah

yang besar sehingga menyebabkan kekosongan massa di bawah permukaan.

Ucapan Terima Kasih

Terimakasih kepada pihak Sekolah Tinggi Meterologi Klimatologi dan Geofisika (STMKG) yang telah bersedia menyediakan laboratorium sebagai fasilitas pendukung dalam melakukan penelitian ini.Juga terima kasih kepada pihak Dinas Tata Air yang telah bersedia menyediakan data pendukung dalam penelitian ini.Terimakasih secara khusus kepada Bapak Mahmud Yusuf yang telah memberikan kontribusi saran serta waktu untuk berdiskusi mengenai penelitian ini.

Daftar Pustaka

1. Christine, Maria S, Penelitian: Air Tanah, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, 2012.

2. Hendrayana, Heru, Dampak Pemanfaatan Air Tanah, Fakultas Teknik, Universitas Gajah Mada, 2002.

3. Minardi, Suhayat, Hiden, Daharta Dahrin, dan Mahmud Yusuf, Analisa Penurunan Air tanah dan Amblesan Tanah dengan Metode Gravity Mikro dan Gradien Vertikal Antar Waktu: Studi Kasus di Jakarta, Jakarta: Jurnal Ilmu Dasar, 2014.

4. Nishijima, Jun, Underground Fluid Flow Monitoring Using A10 Absolute Gravimeter in Indonesia and Japan. Jakarta: Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2014.

5. Octonavrilna, Litanya, Analisa Perbandingan Anomali Gravitasi dengan Persebaran Intrusi Air Asin (Studi kasus Jakarta 2006-2007), Jakarta: Jurnal Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, 2009.

6. Telford, W.M., Geldart, L.P., and Sheriff, R.E. Applied Geophysics (2nd ed.): Cambridge, U.K., Cambridge University Press, 1990.

7. http://www.esdm.go.id/berita/geologi/42-geologi/2749-cekungan-air-tanah-jakarta-kritis.html, diakses 07/11/2015.

8. http://georie.blogspot.co.id/2011/05/intrusi-air-laut.html,diakses 07/11/2015.


9. http://www.scintrexltd.com/gravity.html, diakses 08/11/2015 10. http://s1131.photobucket.com/user/TheRelicstore/media/Nov2012Ebay/Altim

eterPaulin_1.jpg.html, diakses 08/11/2015. 11. http://www.amazon.com/Garmin-GPSMAP-Waterproof-Discontinued-

Manufacturer/dp/B000CSQRYS, diakses 08/11/2015. 12. http://putradaribunda.blogspot.co.id/2011_04_01_archive.html, diakses

08/11/2015.

ANALISIS POTENSI INTRUSI AIR ASIN MENGGUNAKAN METODE ...

Documents

Transcript of ANALISIS POTENSI INTRUSI AIR ASIN MENGGUNAKAN METODE ...