Majalah Geologi Indonesia, Vol. 29 No. 2 Agustus 2014: 101-113

Gangguan Air Laut terhadap Kondisi Air Tanah di Wilayah Semarang, Jawa Tengah

Sea Water Intrusion to Groundwater Conditions in the area of Semarang, Central Java

Sudaryanto, Robert M. Delinom, Dadan Suherman, dan Rachmat Fajar Lubis

Pusat Penelitian Geoteknologi-LIPI, Jln. Sangkuriang Bandung 40135.

Corresponding Author: sudaryanto.ms@gmail.comDiterima: 14 Juni 2014; revisi: 23 Juni 2014; disetujui: 18 Agustus 2014

ABSTRAKKota Semarang sebagai ibukota Provinsi Jawa Tengah pada tahun 2012 dihuni oleh 1.559.198 jiwa. Jumlah penduduk yang tinggi akan berakibat meningkat pula konsumsi air yang dibutuhkan. Ke tersediaan air bersih dari PDAM yang terbatas telah mengakibatkan penduduk mencari solusi yang lebih mudah yaitu memanfaatkan air tanah dengan membuat sumur gali maupun sumur bor untuk keperluan sehari-hari. Pemompaan air tanah yang tidak terkendali akan menyebabkan turun-nya permukaan air tanah dan perubahan pola aliran air tanah. Penurunan permukaan air tanah pun akan memicu terjadinya intrusi air tanah bebas ke air tanah tertekan, dan pada wilayah pesisir dapat menyebabkan terjadinya intrusi air laut ke air tanah. Analisis kandungan kimia terhadap tiga belas percontoh air tanah tidak tertekan, sepuluh percontoh air tanah tertekan, dan analisis isotop stabil pada tujuh percontoh air tanah tertekan dan dua percontoh air tanah bebas menunjukkan indikasi adanya gangguan air laut terhadap kondisi air tanah di daerah ini. Kata kunci: air tanah, air laut, pemompaan, permukaan air tanah, gangguan

ABSTRACTSemarang, the capital of Central Java, populated by 1,559,198 people in 2012. The high population has cause the increased of water consumtion. The clean water avaibility which is sipplied by PDAM was is very limited and it drives people to substract groundwater by digging or drilling well to fulfil their water needs. The uncontrolled groundwater explotation already triggered groundwater level decrease and has changed the groundwater flow pattern. Groundwater level decrease has triggered water leakage from unconfined groundwater system to the confined system and also can triger seawater intrusion phenomenon. Chemical analysis from of thiteen unconfined groundwater samples, ten confined groundwater samples, and stable isotop analysis for of seven confined groundwater samples showed the indication of seawater influence to the groundwater condition in this area.Keywords: groundwater, sea water, subtraction, groundwater level, influence

101

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Semarang merupakan salah satu kota ter-besar di pulau Jawa dan merupakan ibukota Provinsi Jawa Tengah. Kota ini berada pada

kawasan pesisir pantai utara Jawa dengan jumlah penduduk pada tahun 2012 sebesar 1.559.198 jiwa (Bappeda dan BPS, 2013). Jumlah penduduk yang tinggi berakibat meningkatnya konsumsi air, energi, dan makanan. Seperti halnya yang terjadi di kota-kota besar seperti Jakarta, konsumsi

Majalah Geologi Indonesia, Vol. 29 No. 2 Agustus 2014: 101-113

102

permukaan tanah (bmt), maka kecepatan laju pe nurunan MAT air tanah tertekan selama 25 tahun rata-rata 0,7 - 0,8 m/tahun (Sihwanto dan Iskandar, 2000). Kedudukan MAT ter-dalam tahun 2010 telah mencapai 39,04 m bmt, dijumpai pada sumur pantau LIK Ka-ligawe (Sudaryanto, drr; 2010). Kedudukan ini sudah berada jauh di bawah permukaan air laut, bahkan telah dijumpai adanya kerucut permukaan air tanah pada kedudukan 38 m dari permukaan laut (dml). Kecepatan laju penurunan MAT yang disebabkan oleh suplai air tanah di cekungan Semarang berasal dari dataran rendah Semarang saja bukan dari tinggian di selatan Semarang (Sudaryanto dan Lubis, 2011).

Makalah ini menggambarkan sejauh mana gangguan (intrusi) air laut telah terjadi pada air tanah bebas (tidak tertekan) dan air tanah tertekan, maupun gangguan air tanah bebas terhadap air tanah tertekan di wilayah Semarang. Untuk mengetahui kondisi tersebut telah dilakukan pendataan dan pengukuran lapangan, antara lain posisi permukaan air tanah, pengambilan percon-toh untuk analisis isotop stabil dan kimia air. Tahapan selanjutnya mencari hubungan antara data yang didapat di lapangan, hasil analisis laboratorium yang dikaitkan dengan kondisi lingkungan serta geologi setempat.

Hidrogeologi Daerah penelitian mencerminkan bentang alam berupa dataran rendah pantai dan da-erah perbukitan, dengan ketinggian berkisar antara 0 - 500 m dpl. Morfologi dataran, mempunyai ketinggian antara 0 - 50 m dpl, terbentang luas di daerah dataran pantai mulai dari Kendal di bagian barat, Semarang di bagian tengah, hingga Demak di bagian timur. Morfologi dataran ini ditutupi oleh endapan aluvium, yang terdiri atas endapan sungai, endapan Delta Garang, dan endap-an pantai. Endapan aluvium merupakan material-material lepas, berupa pasir, lanau,

air meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk (Onodera drr, 2009). De-ngan tidak cukupnya ke tersediaan air bersih dari PDAM, penduduk mencari solusi yang paling mudah, yaitu memanfaatkan air tanah maupun air tanah tertekan dengan mem-buat sumur gali atau sumur pantek maupun sumur bor untuk keperluan sehari-hari. Pemompaan air tanah yang tidak terkendali akan menyebabkan turunnya permukaan air tanah yang dapat me ngakibatkan penurunan permukaan tanah (land subsidence) pada daerah yang cukup luas (Abidin, drr., 2010; Murdohardono, 2008; Raharjo, drr.). Kon-disi tersebut akan menyebabkan terjadinya genangan pasang naik air laut (rob) apabila penurunan permukaan tanah sama atau lebih rendah dari permukaan laut. Luas genangan pa sang air laut di wilayah Semarang pada tahun 2011 seluas 1538,8 Ha, yang me liputi delapan kecamatan (Ramadhany, 2012) dan se bagian besar terletak di Semarang bagian utara. Genangan pasang air (rob) tersebut me nyebabkan air tanah menjadi asin atau payau (Oktavia, 2012), terutama pada air tanah bebas tidak tertekan. Selanjutnya tu-runnya permukaan air tanah tertekan akan memicu terjadinya intrusi air tanah bebas ti-dak tertekan ke air tanah tertekan, atau dapat pula terjadi intrusi air laut ke air tanah (On-dera, drr; 2009; Marfai dan Lorenz, 2007). Kamra, drr. (2002) menyatakan pula bahwa penurunan permukaan air tanah karena pe-mompaan air tanah yang berlebihan seperti yang terjadi di Bangkok dan Jakarta, telah menyebabkan terjadinya transportasi air tanah bebas (tidak tertekan) secara vertikal ke dalam air tanah tertekan.

Di wilayah Semarang dan sekitarnya saat ini telah terjadi pengambilan air tanah yang tidak terkendali. Dampak yang timbul dicirikan dengan laju penurunan permukaan air tanah (MAT) tertekan yang cepat. Apabila di hitung sejak awal dekade 80 an MAT masih berkisar antara 2,0 - 7,5 m bmt dan tahun 2000 MAT telah mencapai antara 18,6 - 27,1 m bawah

Gangguan Air Laut terhadap Kondisi Air tanah di Wilayah Semarang Jawa Tengah (Sudaryanto drr.)

103

lempung, kerikil, dan kerakal. Morfologi perbukitan mempunyai ketinggian berkisar antara 50 - 300 m dpl (Gambar 1). Mor-fologi perbukitan berupa batuan vulkanik dari Formasi Damar dan endapan vulkanik produk Gunung Ugaran Purba yang terdiri atas batupasir, breksi, konglomerat dan tufa (Sihwanto dan Iskandar, 2000). Morfologi kerucut gunung api mempunyai ketinggian berkisar antara 300 - 500 m dpl. Batuan yang menutupinya adalah batuan endapan vulkanik muda produk Gunung Ungaran yang terdiri atas tufa andesitik, breksi, lava andesit, dan basal.

Sihwanto dan Iskandar (2000), menyatakan bahwa sistem akuifer air tanah dataran Sema-rang terdiri atas: Akuifer Endapan Kuar-ter dan Akuifer Formasi Damar. Akuifer Endapan Kuarter terdapat di dataran pantai. Penyebarannya tidak menerus ke arah la-teral, dengan litologi yang bervariasi dan di beberapa tempat dijumpai adanya lebih dari satu akuifer, dan setiap lapisan akuifer dipisahkan oleh lapisan yang kelulusannya relatif rendah. Litologinya berupa lapisan tipis pasir lempungan, pasir halus sampai kasar, atau kerikil yang tersisip dalam lapisan lempung plastis mengandung cang-

kang kerang, dengan lapisan penutup berupa lempung. Kedalaman akuifer bebas tidak tertekan kurang dari 30 m, dan kedalaman akuifer tertekan berkisar antara 30 - 90 m di bawah permukaan tanah setempat (bmt). Akuifer utama terdapat pada Formasi Damar de ngan se baran di daerah perbukitan Candi. Ke dalaman akuifer bebas (tidak tertekan) kurang dari 30 m, dan kedalaman akuifer tertekan berkisar antara 30 - 100 m bmt. Litologi kelompok akuifer terdiri atas konglomerat dan batupasir tufaan, dengan lapisan pe nutupnya bervariasi antara batu-lempung, tufa, maupun breksi.

LOKASI PENELITIAN

Lokasi penelitian terletak di Kota Sema-rang, yang secara geografis terletak pada 6o56’ - 7o07’ LS dan 110o16’ - 110o30’ BT. Secara administratif di sebelah utara diba-tasi oleh laut Jawa, di sebelah selatan oleh Kabupaten Semarang, di sebelah barat oleh Kabupaten Kendal, dan di sebelah timur oleh Kabupaten Demak. Topografi, daerah Semarang utara hingga pantai merupakan dataran rendah, sedangkan bagian selatan

Selatan(Meter)

Lahar Gunung Unggaran366

698365

859 850 564 57130

27

25 420 22

69

586112 116 21 603 161 387 58

Laut Jawa

K. Garang

Batas Perkiraan Akuifer Positp

Ketidak Selarasan

Mata airPasir, Kerikil Breksil

Skala Datar0 1,3 2,6 3,9 km

0 1 2 3 cmBreksil lahar dan lava

Sesar

Lempung Pasiran

Batupasir tufaan, konglomerat

Arah aliran air tanah

Nomor lokasi sumur bor

Breksi Volkanik Formasi Damar Endapan Aluvium500 500

400 400

300 300300 300

200 200

100 100

-100

25

A B

-100

0 0

(Meter)Utara

KETERANGAN

:: :

: : ::

: :

Gambar 1. Penampang Akuifer Cekungan Air tanah Semarang (Sihwanto dan Iskandar, 2000).

Majalah Geologi Indonesia, Vol. 29 No. 2 Agustus 2014: 101-113

104

merupakan perbukitan. Kota ini memiliki dua daerah yang secara geografis keadaan-nya berlawanan; bagian utara berupa dataran rendah, sedangkan bagian selatan mempunyai ketinggian 270 m di atas per-mukaan laut (dpl). Kota Semarang meliputi luas wilayah 373,7 km2, yang secara admi-nistratif merupakan Provinsi Jawa Tengah (Gambar 2).

METODE

Pengamatan, pengukuran, dan pengambilan percontoh air dilakukan terhadap air tanah bebas (tidak tertekan) dan air tanah tertekan yang tersebar di wilayah Semarang dan seki-tarnya. Percontoh air yang dikumpulkan ber-jumlah 23, yang terdiri atas 13 percontoh air tanah bebas (tidak tertekan) yang diambil dari sumur gali penduduk dan 10 percontoh air tanah tertekan yang diambil dari sumur pan-tau. Alat yang digunakan untuk pengambilan percontoh air adalah water sampler vertical yang terbuat dari fiber glass, dengan volume sekitar 600 ml. Percontoh air tanah diambil dan dikelompokkan berdasarkan kedalaman

akuifer percontoh diambil. Kelompok akuifer 1 pada air tanah bebas tidak tertekan dengan kedalam an 0 hingga -20 m, kelompok akui-fer 2 pada air tanah dengan kedalaman -20 hingga -130 m (bmt). Pengukuran parameter kimia maupun fisika (pH, DHL, dan tem-peratur) di lapangan menggunakan alat water quality checker merk Horiba tipe U 10.

Untuk keperluan analisis kimia, percontoh air dimasukkan ke dalam botol polyetilen 500 ml, dan disimpan di dalam ice box berisi es. Dari 23 percontoh air yang dikumpulkan selanjutnya dilakukan analisis kimia. Analisis kimia ion utama yaitu ion natrium (Na+), kali-um (K+), kalsium (Ca2+), magnesium (Mg2+), sulfat (SO4

2-), klorida (Cl-), dan bikarbonat (HCO3

-) dilakukan di laboratorium kimia air terakreditasi Pusat Penelitian Geoteknologi LIPI di Bandung. Metode yang digunakan adalah spektrofotometri serapan atom (AAS) untuk natrium, kalium, kalsium, dan mag-nesium, sedangkan untuk sulfat dilakukan analisis dengan metode turbidimetri, klorida secara titrimetri argentometri, dan bikarbonat dengan metode titrimetri asam basa.

Untuk keperluan analisis isotop stabil 18O dan 2H percontoh air disimpan di dalam

Cilegon Jakarta

INDONESIA

Jawa Barat

Bandung Semarang

Jawa Tengah

Jawa Timur

Surabaya

Denpasar

Bali

o 106 BT o 108 BT o 110 BT o 112 BT o 114 BT

o 106 BT o 108 BT o 110 BT o 112 BT o 114 BT

o 6 LS

o 8 LS

o 6 LS

o 8 LS

U

0 1 2 3 4 5cm

0 38.69 193.35km

Gambar 2. Lokasi Penelitian

Gangguan Air Laut terhadap Kondisi Air tanah di Wilayah Semarang Jawa Tengah (Sudaryanto drr.)

105

botol polyetilen 100 ml yang tertutup rapat untuk mencegah penguapan dan kontak dengan udara. Dari seluruh percontoh air yang diambil dipilih tujuh percontoh dari air tanah dalam dan dua dari air tanah be-bas tidak tertekan untuk dianalisis isotop stabilnya. Data oksigen 18 dan deuterium didapat dari keseimbangan CO2 pada suhu 25o C konstan dan reduksi seng pada 420o C, sebelum diukur oleh spektrometri massa pada Finnigan Mat 251 delta S apparatus. Hasil diekspresikan dalam deviasi ‰ dari Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) dan ditulis sebagai ȣ18O dan ȣD atau 2H. Akurasi dari pengukuran adalah sekitar ± 0.1‰ dan ± 1‰ baik untuk ȣ18O maupun 2H (Clark and Fritz., 1997), masing-masing :

tinggi sebesar 45.300 mg/l (Matthess dan Har-vey 1982). Begitu juga kualitas air tanah yang berada di wilayah pantai akan menunjukkan kandungan NaCl yang cukup tinggi karena dipengaruhi oleh air laut. Dengan demikian, kandungan kimiawinya me rupakan indikator kondisi lingkungan dan bisa menentukan genesif air yang ber sangkutan. Penentuan tipe air dilakukan berdasarkan perbandingan antara jumlah kation dan anion dalam satuan meq/L (Stuyfzand, 1991) dan diagram Piper (Hem, 1989). Tipe air yang diperoleh dari penelitian adalah sebagai berikut:

Tipe air tanah bebas tidak tertekan didasar-kan atas jumlah kation dan jumlah oleh an-ion, me nunjukkan sebelas percontoh (Tabel 1) yang didominasi oleh anion bikarbonat (HCO3

-), kecuali SMR-6 yang berlokasi di Taman Mini Jateng (PRPP) yang menun-jukkan anion klorida (Cl-). Lokasi SMR-20 memperlihatkan anion campur an (mix) yang artinya tidak memperlihatkan kandung-an anion yang memiliki persentase lebih besar daripada 50 % (Stuyfzan, 1991). Pe-ngambilan percontoh air tanah (Gambar 3) dilakukan pada satu lokasi yang dominan ion natrium, yakni SMR-6 dan lainnya adalah ion kalsium. Dengan demikian, air tanah bebas diwilayah ini dominan bertipe Ca(HCO3)

2, kecuali SMR-6 bertipe NaCl, SMR-23 ber-tipe NaHCO3, dan SMR-20 bertipe CaMix.

Air tanah bebas umumnya bertipe bikarbonat (Gambar 4). Hal ini disebabkan oleh pen-garuh air hujan yang meresap ke tanah. Air hujan bertipe anion bikabonat karena kom-posisi H2O dan CO2 di atmosfir menunjukkan kandungan yang cukup tinggi, yakni 0,1-2,8 % dan 0,03 % (persentase volume). Kedua se-nyawa ini mudah bereaksi membentuk asam karbonat yang kemudian terjadi di ssosiasi yang mengasilkan ion bikabonat (HCO3

-) dan ion hidrogen (H+) (Hem,1989). Sementara satu-satunya percontoh yang bertipe anion klorida (SMR-6) berlokasi di Taman Mini Jateng (PRPP).

Hasil analisis isotop stabil untuk 18O dan 2H, dinyatakan dalam perbedaan relatif yang berupa ratio kandungan pada sampel terha-dap Standard Mean Ocean Water (SMOW) dalam satuan per mil (‰). Hubungan antara besaran atau konsentrasi isotop stabil ȣ18O dan ȣD atau 2H dengan ketinggian atau ele-vasi suatu daerah menurut Clark and Fritz (1997), bahwa semakin tinggi elevasi lokasi air hujan turun, maka konsentrasi isotop ȣ18O dan ȣD (Deuterium) atau 2H akan se-makin berkurang (depleted).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kualitas air tanah tertekan sangat di pengaruhi oleh kondisi air tanah bebas tidak tertekan, lingkungan permukaan serta batuan yang dilaluinya. Sebagai percontoh air tanah yang mengalir di batuan gamping dolomit akan memperlihatkan kandungan Mg yang cukup

(2H/1H) conto Isotop 2H (‰) = [ (------------- ) -1 ] x 1000 (2H/1H) standar

....(1)

(18O/16O) conto Isotop 18O (‰) = [ (-------------- ) -1 ] x 1000 (18O/16O) standar

..(2)

Majalah Geologi Indonesia, Vol. 29 No. 2 Agustus 2014: 101-113

106

No. Nama lokasi Jenis Sumur

Kode Perontoh

Kedalaman Percontoh

Air (m)

Tipe Air tanah bebas tidak

tertekan

Tipe Air tanah tertekan

DHL (µS/cm)

1 Citra Land Simpang Lima SP SMR-1 35 NaHCO3513

2 Citra Land Simpang Lima SG SMR-2 0.8 Ca(HCO3)2 1810

3 Tanjung Mas SP SMR-3 60 NaCl 108004 Kimia Farma SP SMR-4 55 NaHCO3

6025 Kimia Farma SG SMR-5 1.50 Ca(HCO3)

2 5016 PRPP II Rumah Diesel SG SMR-6 20 NaCl 44507 LIK Kaligawe SG SMR-7 0.55 Ca(HCO3)

2 2688 LIK Kaligawe SP SMR-8 70 NaCl 221009 PT. APAC INTI CORP.I SP SMR-10 85 Ca(HCO3)

2 56010 Sekitar Sam Po Kong SG SMR-14 160 Ca(HCO3)

2 836 11 Sam Po Kong II SP SMR-15 10 Ca(HCO3)

3 104012 Sam Po Kong I SP SMR-16 30 Ca(HCO3)

2 100013 Peleburan SG SMR-17 10 Ca(HCO3)

2 68514 Kp. Gemah Kerajan SG SMR-18 1.90 Ca(HCO3)

2 72315 Kp. Tegal Sari MA SMR-19 Ca(HCO3)

2 41416 Karang Anyar SG SMR-20 18.00 CaMix 33817 Kompl. Sapta Marga III SG SMR-21 1.60 Ca(HCO3)

2 25518 JL. Taman Pekuncen SG SMR-22 0.60 Ca(HCO3)

2 128019 Kp. Kepundan Utara SG SMR-23 2.00 NaHCO3 105020 JL, Karang Wulan Barat SG SMR-24 0.70 Ca(HCO3)

2 85221 Petelan Selatan SG SMR-25 0.70 Ca(HCO3)

2 65722 PT. Mega Rubber SP SMR-26 70 NaHCO3

23623 Kecamatan Pendurungan SP SMR-27 90 NaHCO3

847

Tabel 1. Tipe Air Tanah di Kota Semarang dan Sekitarnya

0 5

kilometer

Sumur Pantau

Sumur Gali

Mata air

Jalam

Sungai

Rel Kereta Api

Peta IndeksBandar Lampung

Jakarta

BandungSemarang

Surakarta

Surabaya

Denpasar

Batas Kecamatan

Lokasi Penelitian

Batas Kota Madya

Keterangan

10

U

o110 15' 00'' BT

o110 15' 00'' BT

o110 22' 30'' BT

o110 22' 30'' BT

o110 30' 00'' BT

o110 30' 00'' BT

o110 37' 30'' BT

o 6 5

2' 3

0'' L

S

o 6 5

2' 3

0'' L

S

o 7 0

0' 0

0''

LS

o 7 0

0' 0

0''

LS

o 7 0

7' 3

0'' L

S

o 7 0

7' 3

0'' L

S

o110 37' 30'' BT

LAUT JAWA

Gambar 3. Lokasi pengambilan percontoh air tanah

Gangguan Air Laut terhadap Kondisi Air tanah di Wilayah Semarang Jawa Tengah (Sudaryanto drr.)

107

Keterangan percontoh :1. SMR 1 (Citra land Simpang Lima, SP *)2. SMR 2 (Citra land Simpang Lima,SG**)3. SMR 3 (Tanjung Mas, SP)4. SMR 4 (Kimia Farma, SP)5. SMR 5 (Kimia Farma, SG)6. SMR 6 (PRPPII, SG )7. SMR 7 (LIK Kali Gawe,SG)8. SMR 8 (LIK Kali Gawe, SP)9. SMR 10 (PT. APAC I.C, SP)A SMR 14 (Sampokong, SG)B. SMR 15 (Sampokong II, SP)C. SMR 16 (Sampokong I, SP)

D. SMR17 (Peleburan, SG)E. SMR18 (Genuk Krajan, SG)F. SMR 19 (Tegal Sari, SG)G. SMR20 (Karang Anyar, SG)H. SMR21 (Sapta Marga III,SG)I. SMR 22 (Taman Pekuncen, SG)J. SMR 23 (Kepundan Utara, SG)K. SMR 24 (Karang Wulan Barat, SG)L. SMR 25 (Petelan Selatan, SG)M. SMR 26 (Mega Rubber, SP)N. SMR 27 (Pedurungan, SP).*) SP = Sumur Pantau ; **) SG = Sumur Gali

Gambar 4. Diagram Piper Air tanah di Kota Semarang.

10000.00

8000.00

6000.00

4000.00

2000.00

CATIONS

Ca

Mg

% OF TOTAL MEQ/L ANIONS

C1

23 SAMPLES

1000.00

RADII SCALE

20

20

20 20

20

20 20

4040

6060 60

8080 40

60

80

Na+K

CO

+HC

O3

3

SO4

20406080 40

40

40 40

60

60

60 60

Ca+M

g

80

80

80 80

SO+C

14

Tipe 3 CaMix

2Tipe 2 Ca(HCO)

3 Tipe 4 NaCl

Tipe 1 NaHCO3

nesium (Sudaryanto drr., 2010). Setelah dipasangkan antara kation dan anion yang dominan, maka diperoleh tipe air tanah tertekan sebagai ber ikut: Sebanyak empat sumur pantau bertipe NaHCO3, yakni SMR-

1, SMR-4, SMR-26, SMR-27, dan yang bertipe

Sejumlah sepuluh lokasi air tanah tertekan (sumur pantau), delapan di antaranya me-miliki anion dominan bikarbonat (HCO3

-), empat anion klorida, satu anion karbonat. Sementara kation yang dominan terdiri atas kation natrium, kalsium, dan mag-

Majalah Geologi Indonesia, Vol. 29 No. 2 Agustus 2014: 101-113

108

y = -0,0054x - 5,0637R² = 0,2414

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 50 100 150 200 250 300

Isoto

p S

tab

il 1

8O

( ‰

)

Ketinggian lokasi titik pengambilan percontoh (m)

Gambar 5. Hubungan antara isotop stabil dengan ketinggian lokasi percontoh.

NaCl terdapat di dua lokasi, yaitu SMR-3, SMR-8,. Sementara tipe Ca(HCO3)

2 terdapat di lokasi SMR-15 dan SMR-16.

Analisis gabungan percontoh sumur dangkal dan dalam, berdasarkan diagram Piper (Gambar 4) menunjukkan bahwa tipe air di wilayah Semarang terdiri atas empat kelompok, yaitu: tipe 1 NaHCO3 memiliki pada empat sumur pantau, SMR-1, SMR-4, SMR-26, SMR-27, dan satu sumur gali, SMR-23, tipe 2 Ca(HCO3)2 terdapat pada tiga sumur pantau, SMR-10, SMR-15, SMR-16 dan pada 12 sumur gali, SMR-2, SMR-5, SMR-7, SMR-14, SMR-17, SMR-18, SMR-19, SMR-21, SMR-22, SMR-23, SMR-24 dan SMR-25, tipe 3 CaMix terdapat di satu titik, yakni SMR-20, tipe 4 NaCl terdapat pada 2 sumur pantau, SMR-3, SMR-8 dan pada satu sumur gali SMR-6.

Kualitas air tanah yang telah terpengaruh oleh air laut antara lain dicirikan oleh tipe anion klorida dalam bentuk NaCl karena di dalam air laut terkandung ion klorida se banyak 19.000 mg/l (Effendi, 2003 dan Hem, 1989). Juga didasarkan pada kom-posisi ion unsur utama kimia air, yakni di dalam air laut kandungan ion magnesium lebih tinggi daripada kalsium (Anthoni, 2006). Terdapat satu sumur dangkal di PRPP (SMR-6) dan dua sumur dalam di Tanjung Mas (SMR-3) dan di LIK Kaligawe bertipe NaCl. Di ketiga lokasi tersebut walaupun bertipe NaCl, namun memberikan indikasi bahwa air laut belum memengaruhi atau mendominasi air tanah karena kandungan ion Ca lebih besar daripada ion Mg, namun ini telah memberikan indikasi adanya gang-guan air laut masuk ke badan air tanah.

Clark dan Fritz (1997) dan Dansgard (1964) menyatakan bahwa nilai isotop stabil (18O) di daerah tropis, pada posisi di pantai atau laut nilai isotop stabil 18O makin berat; yaitu lebih berat/besar dari -5‰, sedang-kan ke arah daratan nilainya makin ringan

(me nurun) hal tersebut salah satunya di-pengaruhi oleh ketinggian suatu daerah (dpl) dan berubahan musim. Uji hubungan antara nilai isotop stabil de ngan titik-titik ketinggian lokasi pen-gambilan percontoh air tanah (Gambar 5)

menunjukkan koefisien determinasi (r2) = 0,2414, koefisien korelasi (r) = 0,2414 ini memberikan hasil bahwa tidak ada hubun-gan yang signifikan (Sugiyono, 2006) antara nilai isotop stabil dengan ketinggian lokasi percontoh diambil. Hasil pada tiga titik memiliki nilai isotop stabil 18O ≤ - 5,1 ‰, yaitu letak SMR-1, SMR-3, SMR-8, SMR-16 (Gambar 5), dan nilai isotop stabil 18O yang paling berat adalah di SMR-8 dengan nilai -3,3 ‰. Untuk nilai isotop stabil 18O ≤ - 5,6 ‰ terdapat di SMR-4, SMR-23, SMR-24, dan SMR-26, dan SMR-27 bila dilihat dari nilai isotopnya, air hujan yang keluar sebagai air tanah ber-asal dari dari daerah setempat (Salfani, drr., 1994) yaitu dari cekungan dataran rendah Semarang. Apabila ditinjau dari ketinggian dari permukaan laut tempat tempat percon-toh air tanah diambil yang pa ling rendah adalah SMR-3 yang berjarak 0,75 km dari pantai dengan ketinggian 1 m (dpl) nilai isotop stabil 18O - 5,1 ‰, nilai isotop stabil 18O ini menunjukkan air tanahnya berasal dari cekungan dataran rendah Semarang (autogenic recharge).

Gangguan Air Laut terhadap Kondisi Air tanah di Wilayah Semarang Jawa Tengah (Sudaryanto drr.)

109

y = -0,1327x - 4,6186R² = 0,3448

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15

Iso

top

S

tab

il 18O

( ‰

)

Jarak dari pantai ke (daratan) titik percontoh dalam km

Gambar 6. Hubungan antara isotop stabil dengan jarak dari pantai ke lokasi percontoh.

Dari uji hubungan antara nilai isotop stabil dengan jarak dari pantai ke daratan titik-titik percontoh (Gambar 6) menunjukkan

y = 0,0003x - 5,6359R² = 0,8064

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 2000 4000 6000 8000 10000

Isot

op S

tab

il 18

O (

‰)

Kandungan Cl dalam mg/L

Gambar 7. Hubungan antara isotop stabil dengan kandungan Cl-.

ion klorida antara 150 - 300 mg/l disebut tawar agak payau, kandungan ion klorida antara 300 - 1000 mg/l disebut payau, klorida antara 1000 - 10.000 mg/l disebut payau bergaram, klorida antara 10.000 - 20.000 mg/L disebut air garam, dan kadar klorida lebih besar daripada 19.000 mg/l disebut air bergaram tinggi (Effendi, 2003). Indikasi adanya gangguan air tanah be-bas/air laut ke dalam air tanah tertekan di Semarang (Gambar 7) dapat dilihat dari uji

hubungan antara nilai isotop stabil dengan kandungan Cl yang menunjukkan koefisien determinasi (r2) = 0,8064 dan koefisien ko-relasi (r) = 0,8979. Hasil ini memberikan hasil bahwa ada hubungan yang signifikan (Sugiyono, 2006) antara nilai isotop stabil dengan kandungan Cl. Data SMR-8 LIK Ka-ligawe, dengan nilai isotop stabil 18O sebesar -3,3 ‰ dan besaran kandungan Cl- sebesar 8428 mg/l, ini menunjukkan bahwa air ta-nah di SMR-8 telah mengalami gangguan oleh air laut sehingga air tanahnya bersifat payau. Titik percontoh berikutnya SMR-3 Tanjung Mas nilai isotop stabil 18O sebesar -5,1 ‰, dengan kandungan Cl- 2896 mg/l ini menunjukkan bahwa di titik ini telah terjadi tercemar air laut dan air tanahnya dalam kondisi masa transisi ke air payau. Titik-titik yang lain menunjukkan nilai isotop stabil > -5,1 ‰ dengan kandungan Cl- < dari 80 gram/l, kondisi ini menunjukkan air tanahnya masih tawar.

bahwa koefisien determinasi (r2) = 0,3448 dan koefisien korelasi (r) = 0,587. Hal ini memberikan hasil bahwa tidak ada hubung-an yang signifikan antara nilai isotop stabil dengan jarak dari pantai ke daratan titik-titik percontoh. Kondisi yang paling menonjol adalah di SMR-8 (LIK Kaligawe) yang ber-jarak 2,5 km (Gambar 5) dari pantai dengan ketinggian 1,5 m (dpl) nilai isotop stabil 18O -3,3 ‰. Kondisi ini menunjukkan bahwa air tanah di dalam sumur pantau karakternya sudah berubah mendekati air laut. Hubungan yang kurang signifikan, dilihat dari kondisi letak titik pengambilan per-contoh SMR-8 yang berada di Lingkungan Industri Kecil (LIK) Semarang. Di setiap industri mengambil air tanah dilakukan dengan membuat sumur bor, sehingga menyebabkan penurunan MAT yang cukup tajam hingga 39,02 m (dmt) atau 37,52 dari permukaan air laut.Onodera, drr. (2009), menyatakan hubungan antara isotop stabil 18O dengan klorida (Cl-), dapat mengindi-kasikan adanya intrusi air tanah bebas ke air tanah tertekan. Bila nilai isotop stabil 18O berat berkisar > -4 ‰ pada posisi di pantai/laut (Clark and Fritz, 1997), dan nilai kandungan Cl- yang besar > 300 mg/l. Kadar klorida (Cl-) lebih kecil atau sama dengan 150 mg/l, disebut air tawar. Kadar

Majalah Geologi Indonesia, Vol. 29 No. 2 Agustus 2014: 101-113

110

Perbandingan dengan pesisir Jakarta, Saito drr., 2010), menjelaskan bahwa distribusi dan terjadinya konsentrasi Cl- pada air tanah di Jakarta dilihat dari jarak titik peng ambilan percontoh dari utara (pantai) ke selatan menunjuk kan bahwa Cl- relatif tinggi di pan-tai dan Cl- semakin menurun ke arah selatan. Ini menunjukkan bahwa pengaruh penurunan permukaan air tanah menyebabkan terjadinya intrusi (gerakan kearah vertikal) air laut ke daratan, baik ke air tanah tertekan maupun air tanah bebas tidak tertekan.

Hal tersebut terjadi pula di dataran rendah Semarang yang menunjukkan bahwa penu-runan permukaan air tanah yang disebabkan oleh pengambilan air yang tidak terkendali menyebabkan masuknya air laut ke air tanah bebas maupun air tanah tertekan. Namun makin jauh ke daratan kandungan Cl- ma-kin menurun. Kondisi Ini menunjukkkan bahwa saat ini pencemaran air laut sudah terjadi di sepanjang pantai dan yang paling jauh adalah di titik SMR-8 LIK Kaligawe Gawe yang berjarak 2,5 km dari pantai. Hubungan antara kandungan Cl- dengan kandungan Mg (Gambar 8), dari 23 per-

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 5 10 15

Kan

du

nga

n C

l d

alam

mg/

L

Jarak dari pantai ke (daratan) titik conto dalam km

Kelompok I

Kelompok II

Kelompok III

Gambar 8. Hubungan antara Cl- dengan jarak dari pantai ke lokasi percontoh.

Kelompok I

Kandungan Na dalam mg/L

Kan

dung

an N

a da

lam

mg

/L

KelompokIII

500,00

450,00

400,00

350,00

250,00

200,00

150,00

100,00

50,00

0,00

0 1000 2000 3000 4000 5000

300,00

Kelompok II

Gambar 9. Hubungan antara kandungan Mg (mg/L) dengan Na (mg/L).

Kaligawe. Titik percontoh yang lain yang masih dapat dikategorikan transisi adalah SMR-3 Tanjung Mas dan SMR 6 PRPP dengan kandungan Mg antara 40 - 139 mg/l dan kandungan Na antara 962 - 1092 mg/l, sedangkan titik-titik percontoh yang lain memperlihatkan kandungan Mg dibawah 50 mg/l dan kandungan Na dibawah 200 mg/l ini menunjukkan air tanahnya masih tawar.

Dari analisis hubungan antara Cl- dengan jarak dari pantai ke lokasi titik percontoh (Gambar 8) dan hubungan antara kandungan Mg (mg/l) dengan Na (mg/l) Gambar 9, ber-dasarkan tingkat pencemaran air tanah dapat di kelompokkan menjadi tiga kelompok:1. kelompok I, titik percontoh dimana

air tanahnya mengandung kandungan garam tinggi. Terdapat di SMR-8 yang terletak di Kaligawe (Gambar 8) air tanahnya berubah menjadi payau, di tun-jukkan oleh kandungan Cl- yang tinggi, 8428 mg/l, meskipun jarak dari pantai ke daratan 2,25 km. Tercemarnya oleh air laut didukung pula oleh kandungan Na yang tinggi 4234 mg/l dan Mg yang tinggi pula yaitu 447 mg/l (Gambar 9)

2. kelompok II, titik-titik percontoh di-mana air tanahnya dalam transisi. Terdapat di SMR-3 Tanjung Mas dan SMR-6 PRPP (Gambar 8) air tanahnya mulai me ngalami perubahan ke arah payau (transisi) ditunjukkan oleh besar-an Cl- antara 1068 - 2896 mg/l yang

contoh air tanah menunjukkan bahwa satu titik percontoh dengan kandungan Mg sebesar 447 mg/l, dan kandungan Na se-besar 4234 mg/l ini merupakan kandungan tertinggi dan ini mencirikan telah terjadinya pencemaran oleh air laut, yaitu SMR-8 LIK

Gangguan Air Laut terhadap Kondisi Air tanah di Wilayah Semarang Jawa Tengah (Sudaryanto drr.)

111

mem punyai jarak dari pantai ke daratan antara 0,2 - 0,75 km. Perubahan ke arah payau ditunjukkan pula oleh kandungan Na antara 962 - 1092 mg/l dan Mg antara 40 - 139 mg/l (Gambar 9).

3. kelompok III, titik-titik air tanahnya masih tawar. Lokasi ini di cirikan oleh kandungan Cl- yang lebih kecil dari 150 mg/l dengan jarak dari pantai ke daratan yang beragam, mulai dari 2,5 km - 13,5 km (Gambar 8). Kondisi air tanahnya yang masih tawar ditunjukkan pula oleh kandungan Na yang rendah antara 0 - 200 mg/l dan Mg antara 0 - 60 mg/l (Gambar 9).

KESIMPULAN

Berdasarkan tipe air dan hubungan antara ketinggian titik percontoh air tanah dengan nilai isotop stabil, terdapat tiga (3) sumur terjadi gangguan, yaitu terkontaminasinya oleh air laut. Tiga sumur tersebut adalah sumur dangkal di PRPP (SMR-6) dan dua sumur pantau di Tanjung Mas (SMR-3) dan di LIK Kaligawe semunya bertipe NaCl.

Dari jarak titik percontoh diambil, ganggu-an air laut terjadi pada titik paling rendah SMR-3 yang berjarak 0,75 km dari pantai di ketinggian 1 m (dpl) nilai isotop stabil 18O -5,1 ‰, nilai ini menunjukkan pengaruh air laut masih kurang dominan, sehingga masih dalam kondisi transisi. Kondisi yang paling menonjol adalah di SMR-8 (LIK Kaligawe) yang berjarak 2,5 km dari pantai di keting-gian 1,5 m (dpl) dengan nilai isotop stabil 18O - 3,3 ‰. Hal ini menunjukkan bahwa air tanah di dalam sumur pantau karakternya sudah berubah seperti air laut.

Bila dilihat hubungan nilai isotop stabil dan Cl- di SMR-8 LIK Kaligawe, dengan nilai isotop stabil sebesar -3,3 ‰ dan kandungan Cl- sebesar 8428 mg/l ini menjelaskan air tanah di SMR-8 telah tercemari oleh air laut, sehingga air tanahnya bersifat payau. Gang-

guan air laut tersebut lebih bersifat perem-besan dari air tanah tertekan yang memang berhubungan langsung dengan air laut. Pen-campuran dengan air laut tersebut disinyalir melalui lubang sumur bor karena konstruksi sumurnya sudah mengalami kerusakan.

Titik berikutnya SMR-3 Tanjung Mas nilai isotop stabil 18O sebesar -5,1 ‰ dengan kandungan Cl- 2896 mg/l ini menunjukkan bahwa di titik ini telah tercemari gangguan (tercemar) air laut dan air tanahnya dalam kondisi transisi ke air payau. Titik-titik yang lain menunjukkan nilai isotop stabil > -5,1 ‰ dengan kandungan Cl- < dari 80 gram/L, kondisi ini menunjukkan air tanahnya masih tawar.

Hubungan antara Cl- dengan jarak dari pantai ke lokasi titik percontoh dan hubungan antara kandungan Mg (mg/l) dengan Na (mg/l), tingkat gangguan pencemaran air tanah ter-dapat tiga kelompok: kelompok I, air tanah dengan kandungan garam tinggi, terdapat di SMR-8 di Kaligawe yang air tanahnya payau bergaram, ditunjukkan oleh kandungan Cl- yang tinggi 8428 mg/l, kandungan Na yang tinggi 4234 mg/l dan Mg yang tinggi pula 447 mg/l; kelompok II, air tanahnya dalam masa transisi, terdapat di SMR-3 Tanjung Mas dan SMR-6 PRPP ditunjukkan oleh besaran Cl- antara 1068 - 2896 mg/l, ditunjuk-kan pula oleh kandungan Na antara 962 -1092 mg/l dan Mg antara 40 - 139 mg/l; kelompok III, air tanahnya belum terganggu dan masih tawar, lokasi ini di cirikan oleh kandungan Cl- yang lebih kecil dari 150 mg/l dengan jarak dari pantai ke daratan yang beragam, mulai dari 2,5 km -13,5 km. Di samping itu kondisi air tanahnya yang masih tawar di tunjukkan oleh kandungan Na antara 0 - 200 mg/l dan Mg antara 0 - 60 mg/l.

UCAPAN TERIMA KASIH Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh rekan yang telah banyak

Majalah Geologi Indonesia, Vol. 29 No. 2 Agustus 2014: 101-113

112

membantu, sehingga tulisan ini dapat diselesaikan. Terima kasih diucapkan kepada seluruh staf Bidang Air Tanah Dinas Pertambangan dan Geologi Provinsi Jawa Tengah, serta Universitas Kumamoto Jepang yang telah membantu analisis isotop stabil conto air tanah Semarang.

DAFTAR PUSTAKA

Abidin, H.Z., Heri, A., Irwan, G., Teguh. P, S., Mohammad, G., Murdohardono, D., Supriyadi, and Yoichi, F., 2010. Studying Land Subsidence in Semarang (Indonesia) Using Geodetic Methods. FIG Congress, Sydney, Australia.

Anthoni, J.F., 2006. The chemical composition of seawater. http://www. seafriends.org.nz/oceano/seawater. Htm (diakses 30 juli 2009).Bappeda dan Badan Pusat Statistik (BPS) Kota Semarang, 2013. Semarang Dalam Angka 2012.

Dansgaard, W., 1964. Stable Isotopes in Precipita-tion, Tellus 16.

Effendi, H., 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pen-gelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan, Penerbit Kanisius. Yogyakarta.

Hem, J.D., 1989. Study and Interpretation of the Chemical Characteristic of Natural Water, 3rd ed, US. Geological Survey, Water Supply Paper 2254, p.125

Clark, I.D., and Fritz, P., 1997. Environmental Iso-top in Hydrogeology, Lewis Publisher, Boca Raton, New York.

Kamra, S.K, Lal, K., Singu, Op., and Boonstra, J., 2002. Effect of pumping on temporal changes in groundwater quality. Agric Water Manag. 56. p. 69-78.

Murdohardono, D., Tigor, M.H.L.T., and Agus, S., 2008. Over Pumping of Groundwater as the Cause of Sea Water Inundation in Semarang City. Ground­water Management an Related Water Resources Issues in the Southeast Asia and East Asia Region. Indonesian Institute of Sciences.

Marfai, M. A., and Lorenz K., 2007. Monitoring land sibsidence in Semarang, Indonesia. Environmental Geology, 53, (3). DOI 10.1007/s00254-007-0680-3. Springer Link.

Matthess, G., and Harvey, J.C., 1982. Properties of groundwater, John Wiley and Sons, New York Chichester Brisbane Toronto Singapore.

Oktavia, M.I., Satyanta, P. P., and Dewi, L. S., 2012. Analisis Sebaran Genangan Pasang Air laut (rob) berdasarkan High Water Level dan Dampaknya pada Penggunaan Lahan di Kecamatan Semarang Utara. Geo Image.

Onodera, S., Saito, M., Sawano, M., Hosono, T., Taniguchi, M., Shimada. J, Umezawa. Y, Lubis.R.F, Buapeng, S., and Delinom, R., 2009. Erratum to”Effects of intensive urbanization on the intrusion of shallow groundwater into deep groundwater: Examples from Bangkok and Jakarta. Science of the Total environmental. Elsevier. Amsterdam, 407 (9). p. 3209-3217.

Ramadhany, A.S., Agus, A.S., and Petrus, S., 2012. Daerah Rawan Genangan Rob di Wilayah Semarang. Journal of Marine Research. 1 (2), UNDIP.

Saito, M., Onodera, S., Umezawa Y., Hosono, T., Shimizu,Y., Delinom, R., M., Lubis, R.F., and Tanigichi, M., 2010. Transport and Transformation of Chemical Componen in The Groundwater Flow System of Jakarta Metropolitan Area. Riset Geologi dan Pertambangan. 21 (1), 2011. Pusat Penelitian Geoteknologi-LIPI. Salfani, Manurung, S., Djiono., 1994. Studi metoda sampling air hujan untuk analisis 18O dan Deuterium. Aplikasi Isotop dan Radiasi. Batan.

Sihwanto dan Iskandar, N., 2000. Konservasi Air tanah Daerah Semarang dan Sekitarnya, Direktorat Geologi Tata lingkungan, Dirjen Geologi dan Sum-berdaya Mineral, Departemen Pertambangan dan Energi. Bandung.

Stuyfzand, P.J., 1991. A New Hydrochemical Clas-sification of Water Type: Principles and Aplication To Coastal-Dunes Aquifer System of Netherlands, dalam De Breuck, 1991, Hydrology of Salt Water Intrusion, A selection of SWIM Papers, 11, Interna­tional Contribution to Hydrology Series, Editorial Board. International Association of Hydrologist. p.329 - 357.

Sudaryanto dan Lubis, R.F., 2011. Penentuan lokasi imbuhan air tanah dengan pelacak isotop stabil 18O dan 2H di cekungan air tanah Semarang, Jawa Ten-gah. Riset Geologi dan Pertambangan. 21 (21). Pusat Penelitian Geoteknologi-LIPI. Sudaryanto, Delinom, R.M., Dadan, S., dan R.F., Lubis, 2010. Tipe Air dan Indikasi Perubahan Kualitas Air tanah di Kota Semarang dan Sekitarnya : Hasil Penelitian Awal. Prosiding Pemaparan Hasil Penelitian Puslit Geoteknologi-LIPI.

Gangguan Air Laut terhadap Kondisi Air tanah di Wilayah Semarang Jawa Tengah (Sudaryanto drr.)

113

Sugiyono., 2006. Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif dan R dan D, Penerbit Alfabeta Bandung.

Raharjo. P., Andy. H.S., Mira, Y., 2003. Perkembang­an Kota Muka laut Semarang dan Bukti Penurunan

(land Subsidence), ( kasus: Pelabuan Tanjung Emas). http://www.mgi.esdm.go.id/ di unduh 10 Februari 2012.