INTRUSI AIR LAUT PADA LAPISAN AQUIFER

Salinitas adalah larutan garam yang pada kadar tertentu akan mempengaruhi

kualitas air. Pengertian kualitas air pada pembahasan ini hanya dikatitkan dengan

salinitas. Parameter yang terpenting menurut McNeal ( 1981 ) adalah konsentrasi

kadar garam dan total larutan benda padat atau Total Dislolved Solids ( TDS ).

Definisi dari salinitas dalam hubungannya dengan TDS adalah berat total semua

larutan substansi setiap unit berat air dengan semua karbon teroksidasi, semua

bromida dan iodium diganti oleh khlorine serta bahan organik teroksidasi pada suhu

480o Celsius ( Atkinson dkk, 1986 ).

Sumber Salinitas

Ada dua sumber utama salinitas di daerah pantai, yaitu : Air Laut dan aliran

air tanah

Air Laut

Karena berat jenis air laut sedikit lebih besar daripada berat jenis air tawar

maka air laut akan mendesak air tawar di dalam tanah lebih ke hulu. Tetapi karena

besarnya piezometric head dan air tanah Iebih tinggi daripada muka air laut maka air

tanah akan terus rnengalir ke laut. Pada keadaan ini terjadi keseimbangan antara air

laut dan air tanah atau tidak/belum terjadi intrusi air laut. Variasi berat jenis air

dengan salinitas dan suhu ditunjukkan dalam persamaan berikut ini:

= 1000 + 0,85054 s – 0,0064 (t – 4 + 0,2214 s )2

dimana: = kerapatan air (kg/m3)

s = salinitas (g/l)

t = temperatur (0C)

Gam bar 12.2: Hubungan antara air laut dan air tawar pada kondjsj normal/natural (Todd, 1974).

Bila pada daerah transisi dianggap merupakan suatu garis, bukan bidang

seperti ditunjukkan dalam Gambar 12.3, maka ketinggian muka air dan dalamnya

daerah transisi dapat dicari dengan menggunakan Persamaan Ghyben-Herzberg.

Persamaan ini dapat dicari sebagai berikut:

(h + z ) f = z s

atau

z = hf (12.2)

di mana (lihat Gambar 12.3):

= fI( s— f) 40

h = ketinggian air tawar (elevasi muka air tanah)

z = kedalaman daerah transisi di bawah muka air laut

f = beratjenis air tawar 1000 kg/m3

s = beratjenis air asin 1040 kg/m3

Pada kondisi dimana ada pengambilan air tanah ke permukaan (sumur bor

misalnya) keseimbangan antara air laut dan air tawar akan terganggu dalam arti

intrusi air laut akan terjadi tergantung daripada berapa besar air tanah diambil (terjadi

penurunan piezometric head air tawar). Gambar 12.4 dan 12.5 menunjukkan

bagaimana proses intrusi air laut karena keseimbangan terganggu akibat adanya

pengambilan air tanah misalnya, pengambilan air tanah melalui sumur pemompaan.

Gambar 12.3: IIustrasi persamaan Ghyben-Hezberg dalam suatu sistem hubungan air tawar dan air asin di dalam tanah pada kondisi hidrostatis ideal.

Gambar 12.4: Kondisi seimbangan antara air laut & air tanah (Todd, 1974).

pengambilan air tanah yang berlebihan

Gambar l2.5: Kondisi dimana intrusi air Iaut terjadi karena keseimbangan terganggu akibat pengambilan air (Todd, 1974).

Pada waktu belum ada pengambilan air tawar maka akan terjadi

keseimbangan antara air tawar dan air laut di dalam tanah. Keseimbangan itu

ditunjukkan dalam Gambar 12.5. Begitu ada pengambilan air tawar dan sumur

pengeboran maka terjadi gangguan keseimbangan, air laut akan mendesak lebih ke

hulu seperti ditunjukkan dalam Gambar 12.5.

Dampak salinitas yang dominan adalah pada proses terjadinya erosi tanah.

Seperti diketahui bahwa secara umum tanah dapat dibedakan menjadi dua kategori.

Yang pertama adalah tanah berbutir halus (fine - textured soils) yang terdiri dari

lumpur (clay) dan lanau (silt) dan tanah berbutir kasar (coarse - textured soils). Jenis

yang pertama mempuyai 2 jenis strukutr yaitu struktur dengan unsur Na+ dominan

(“Dispersed”) dan struktur dengan unsur Ca++ dominan (“Floculated”).Untuk

struktur dispersed hanya baik pada daerah dengan salinitas rendah, sebaliknya untuk

struktur floculated sebaliknya.

Sangat sulit membedakan struktur ini secara akurat dalam kaitannya pada

ketahanan terhadap erosi. Secara umum ditemukan bahwa tanah berbutir halus akan

lebih stabil terhadap erosi bila jumlah total kosentrasi kadar garam di dalam air

meningkat, sebaliknya erosi yang terjadi pada tanah berbutir kasar hanya tergantung

dari ketahanannya terhadap gaya gravitasi.(Jenkin dan Moore, 1984).

Aliran Air Tanah

Aliran air tanah sangat mempengaruhi kondisi daerah pantai, karena aliran ini

menjaga keseimbangan antara air laut dan air tanah. Juga diketahui pula bahwa aliran

air tanah pada kondisi geologi tertentu mengubah unsur kimia yang lain menjadi

unsur kimia yang komposisinya särna dengan air laut, semakin dekat aliran air itu ke

pantai. Jadi dapat dikatakan bahwa aliran air tanah juga merupakan sumber salinitas.

Disamping hal di atas aliran air tanah juga merupakan suatu perantara geologi

atau agen dari geologi (gelogic agent) karena secara terus rnenerus mempengaruhi

kondisi lingkungan dalam tanah (Toth, 1984). Menurut pakar geologi ini aliran air

tanah tergantung dari waktu dan ruang dan salah satu dampaknya bahwa aliran air

tanah ini membawa dan meningkatkan bermacam kimia yang terkandung dalam air

tanah.

Dalam siklus hidrologi seperti ditunjukkan dalam (Gambar 12.6, daerah pantai

menerima air dan daerah yang lebih tinggi dan meneruskannya ke laut. Daerah pantai

merupakan daerah buangan (discharge area) dan daerah pegunungan merupakan

daerah tangkapan (recharge area). Menurut Toth (1963) aliran air tanah dibagi

menjadi tiga sistem, lihat Gamhr 11.3

Secara lebih detail untuk masing-masing sistem aliran adalah sebagai berikut:

a. Sistem aliran local (local flow system)

dengan karakteristik:

- Kedalaman dangkal

- Aliran air pendek

- Arah dan kecepatan aliran bervariasi

- Waktu air tinggal di suatu tempat pendek

- Tekanan dan temperatur rendah

efeknya adalah:

- Pembilasannya penuh

- TDS rendah

- Ion yang mungkin ada: HC03, Ca, Mg

b. Sistem aliran antara (intermediate flow system)

Karakteristiknya merupakan antara sistem aliran lokal dan regional. efeknya adalah:

- Peningkatan TDS

Ion yang mungkin ada : Na, S04, Cl

c. Sistem aliran region I

Karakteristiknya adalah:

- Kedalaman tinggi dan pola alirannya panjang

- Kecepatan airnya tidak tergantung waktu (steady)

- Waktu air tinggal di suatu tempat lama

- Tekanan dan temperatur tinggi

efeknya adalah:

- TDS, unsurNa dan CI besar

- Hilangnya ion C02 dan 02 (tidak selalu)

- tergantung iklim

Chebotarev (1955) menyimpulkan bahwa aliran air tanah cenderung

mengubah secara perlahan komposisi .kimia air yang ada dan hulu ke hilir dan

mengarah pada komposisi kimia air laut. Ia menyelidiki bahwa evolusi ini diikuti oleh

perubahan regional (species anion yang dominan) seperti terlukis pada diagram di

bawah ini.

Unsur-unsur berjalan & berevolusi lewat jalan aliran air tanah

HCO3- (HC03-,S04-2) S04-2 (S04-2,C1-) (Cl-, S04-2) Cl

1 2 3

Dalam melihat diagram di atas harus berdasarkan skala dan penentuan suatu

kondisi spesifik geologi. Pengertian skala ini menyangkut skala dimensi ruang dan

dimensi waktu. Dalam skala dimensi daerah aliran yang besar diagram Chebotarev ini

dapat diuraikan dalam tiga daerah utama yang berkaitan dengan kedalaman.

- zone I Sistem Aliran Lokal

- zone 2 Sistem Aliran Antara

- zone 3 Sistem Aliran Regional

Gambar 12. 6: Diagram skematis jenis sistem aliran (Toth, 1963)

Kondisi di A:

- daerah tangkapan

- TDS rendah

- ion: HCO3, Ca, Mg

Kondisi di B:

- terjadi peningkatan TDS

-ion: peningkatan Cl Na

penurunan HCO3, S04

Daerah Tangkapan Daerah Buangan

Kondisi di C:

- daerah buangan

- Kadar TDS tinggi

- ion: Na, CI

hilangnya C02 dan 02

Dampak Imbal Balik Pemukiman Terhadap Salinitas

Seperti sudah diuraikan sebelumnya bahwa salinitas terjadi bilamana

keseimbangan antara air laut dan asin terganggu dengan sumber baik itu dari air laut

maupun dan aliran tanah. Gangguan ini biasanya terjadi di daerah pantai di mana

banyak penduduk tinggal. Semakin banyak manusia semakin banyak pula aktivitas

yang dilakukan terhadap pantai khususnva dalam pemanfaatan air tanah sebagai

sumber air bersih.

Custodio (1984) menyimpulkan bahwa hubungan pemukiman dan salinitas

akan saling memberikan dampak (imbal balik), dalam pengertian bahwa pemukiman

baik secara kuantitatip maupun kualitatip akan mempengaruhi salinitas di daerah

pantai, demikian juga sebaliknya.Pada prinsipnya menurut pakar ini dampak tersebut

dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu dampak langsung dan dampak tidak

langsung. Perlu diketahui bahwa umumnya dampak ini berkembang secara perlahan

dan dalam jangka wakiu yang relatip lama. Salah satu penyebabnya adalah karena

umumnya aliran air tanah bersifat laminar dengan kecepatan rambat yang sangat kecil

(Rajaratnam, 1990), sehingga sangat sulit menghubungkan sebab dan akibat atau

bahkan mengantisipasinya secara dini. Seringkali dampak akan timbul puluhan tahun

kemudian sesudah suatu aktifitas mulai, hal ini bagi masyarakat awam dalam

kehidupan sehari-harinya umumnya diabaikan (Custodio, 1987)

Dampak Langsung

Pengambilan air tanah (terutama dengan sumur baik dangkal maupun dalam) secara

tidak teratur akan menyebabkan air bersih yang mengalir ke laut akan berkurang,

sehingga keseimbangan antara air laut dan air tawar terganggu. Hasilnya adalah

bahwa intrusi air laut akan berkembang lebih ke hilir. Masyarakat yang tinggal di

pantai baru akan menyadari ketika penggunaan air bersih (dan sumur) yang tadinya

merupakan air tawar menjadi air asin.

Dampak Tidak Langsung

Dampak ini merupakan akibat dari aktifitas di daerah pantai yang secara tidak

langsung memberi pengaruh pada salinitas. Kegiatan kegiatan itu antara lain:

Yang positip (mengurangi intrusi air laut)

- Pengembangan irigasi di daerah pantai (karena membutuhkan air tawar dengan

sumber dan aliran permukaan)

- Peningkatan peresapan air permukaan ke dalam tanah misalnya, pembuatan sumur

resapan, sistem pembuangan sanitari

- Pembuatan daerah resapan artifisial

Yang negatif (penyebab intrusi air laut)

- Peningkatan industri, pemukiman, yang mengakibatkan kebutuhan air bersih

meningkat. Sehingga menimbulkan pengambilan air tanah yang tidak terkendali,

akibatnya terjadi intrusi air laut yang berkembang secara perlahan

- Pengurangan tingkat infiltrasi yaitu dengan membuat muka tanah menjadi kedap air,

misalnya pembuatan paving blocks

- Pemadatan tanah, mengakibatkan tanah yang tadinya kedap air menjadi tidak kedap

air. Hal ini juga merupakan efek tidak Iangsung dan peningkatan pembangunan

bangunan-bangunan industri, pemukiman dll.

- Pembangunan bangunan yang berlebihan akan mempengaruhi muka air tanah.

Seperti diketahui bahwa di dalam tanah tegangan total adalah jumlah dan tegangan

efektip dan tegangan pori. Umumnya, tegangan total ini adalah konstan, sehingga

bila kita membangun bangunan di suatu tempat maka tegangan efektip akan

berkurang dan tegangan pori akan meningkat atau bila elevasi tanah tidak berubah

maka tekanan air akan meningkat. Hal ini menyebabkan muka air tanah akan (naik)

mendekati permukaan. Bila intrusi air laut sudah sampai di daerah ini maka air

tawar akan menjadi asin.