ANALISIS KELURUSAN MORFOLOGI
UNTUK INTERPRETASI SISTEM HIDROGEOLOGI KARS CIJULANG, KABUPATEN CIAMIS, PROVINSI JAWA BARAT
Taat Setiawan 1), Budi Brahmantyo 2), D. Erwin Irawan 2)
1
) Pusat Lingkungan Geologi, Badan Geologi - DESDM
Jl. Diponegoro 57 Bandung, 40122, Telp. 022-7274676-7, Fax. 022-7206167, e-mail : [email protected]
2
) Kelompok Keahlian Geologi Terapan, Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesha No. 10 Bandung, 40132, Telp. 022-2502197, Fax. 022-2502201
ABSTRAK
Makalah ini bertujuan untuk merekonstruksi sistem hidrogeologi kars di kawasan Cijulang, Kab. Ciamis, Jawa Barat, berbasis analisis kelurusan morfologi pada citra SRTM dan peta topografi yang dikompilasi dengan data mataair kars hasil observasi lapangan.
Hasil analisis kelurusan morfologi dengan metode statistika menunjukkan pola aliran sungai bawah tanah berarah utara-selatan, baratlaut-tenggara, dan barat-timur. Pengukuran orientasi rongga gua baik yang berair maupun yang kering menunjukkan arah yang hampir sama.
Nilai densitas kelurusan rata-rata adalah 4-6/Km2 dengan nilai maksimum 10-12/Km2 di daerah Waru dan sebelah barat Karangpati, sedangkan nilai minimum 0-2/Km2 di daerah Cijulang dan Cikuya. Pada beberapa lokasi, zona densitas kelurusan tinggi berkorelasi dengan zona kering yang berfungsi sebagai daerah imbuhan airtanah. Densitas kelurusan juga diperkirakan mengendalikan debit mataair yang besar baik di daerah utara dengan debit 9 L/dt maupun di daerah selatan sebesar 30-80 L/dt.
Kemunculan mataair kars di daerah utara dikontrol oleh local base level of erosion berupa aliran Sungai Cijulang pada elevasi 65-70 mdpl, sementara di daerah selatan berupa Sungai Cijulang dan Sungai Cipeuteuy pada elevasi 20-40 mdpl. Posisi local base level of erosion tersebut mengendalikan Zona Aliran Menerus. Pada masing-masing Zona Aliran Menerus, di atasnya terdapat Zona Transisi dan Zona Kering. Kata kunci : hidrogeologi daerah kars, analisis morfologi
ABSTRACT
The objective of this paper is to reconstruct the hydrogeological system of Cijulang karst area, Ciamis Regency, West Java based on morphological lineament analysis of SRTM imaging and topographic map, coupled with groundwater spring data from field investigation.
Lineament analysis using statistical method identifies major lineament orientation as N-S, NW-SE, and E-W direction. Similar orientations are also shown by water-saturated or dry conduit lineaments.
The average of lineament density value ranges 4-6/Km2 with maximum value of 10-12/Km2 at Waru and west Karangpati area and minimum value of 0-2/Km2 at Cijulang and Cikuya area. At some locations, high density zones are corelated with dry zone as a recharge area. The lineaments density is interpreted to control high spring discharge, 9 L/s or at northern part and 30-80 L/s at southern part.
At northern part, the spring emergences are controlled by Cijulang River as a local base level of erosion, located at 65 – 70 masl, and at southern part by Cijulang River and Cipeuteuy River, located at 20-40 masl. The zone of continuous water circulation is controlled by local base level of erosion. At above of its zone lies transitional and dry zone.
Keywords : Hydrogeology of karst area, morphological analysis I. Pendahuluan
I.1. Latar belakang
Kars merupakan suatu komplek fenomena geologi dengan sistem hidrologi yang sangat spesifik, tersusun atas batuan yang bersifat mudah larut seperti batugamping, dolomit, gipsum, dan batuan lain yang mudah larut (Milanovic, 1981).
Secara fisik, kawasan kars merupakan daerah yang kering dan tandus, sehingga penduduk yang tinggal di daerah tersebut mengalami kekurangan air, terutama di musim kemarau. Permasalahan kekeringan di kawasan kars sebenarnya dapat diatasi, mengingat potensi sumberdaya air yang dimilikinya sangat melimpah. Permasalahannya adalah perilaku air di kawasan kars membentuk sistem hidrologi yang khas dan rumit yang berkembang melalui sistem rekahan dan saluran bawah permukaan sehingga sulit untuk diketahui potensi dan pemanfaatannya.
Salah satu kawasan kars yang menarik untuk diteliti adalah kawasan kars
Cijulang yang terletak di Kab. Ciamis, Provinsi Jawa Barat. Kawasan Kars Cijulang belum banyak diteliti, adapun penelitian sebelumnya berupa pemetaan geologi dan fasies karbonat serta pemetaan hidrogeologi skala 1 : 250.000.
Dari sudut pandang hidrogeologi, zona lemah pada batuan (kekar, rekahan, sesar) merupakan struktur geologi yang sangat berperan dalam mengontrol sistem hidrogeologi kars. Fluida, dalam hal ini air, memiliki kecenderungan mengalir melalui zona lemah pada batuan yang secara morfologi ditunjukkan oleh adanya kelurusan – kelurusan morfologi. Berdasarkan atas hal tersebut, maka analisis mengenai pola kelurusan morfologi pada kawasan kars sangat berguna dalam menentukan pola – pola pengaliran bawah tanah.
I.2. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian secara administrasi terletak di Kec. Cijulang dan Kec. Cimerak, Kabupaten Ciamis, terbentang mulai dari 108o25’ – 108o30’ BT, dan 7o41’ – 7o50’ LS. Lokasi penelitian di bagian barat berbatasan dengan Tasikmalaya, di bagian timur berbatasan dengan Kec, Pangandaran, di bagian utara berbatasan dengan Kec. Langkaplancar dan Kec. Banjarsari, dan di bagian selatan berbatasan dengan Samudera Indonesia (Gambar 1).
I.3. Tujuan penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merekonstruksi sistem hidrogeologi kars di kawasan Cijulang, Kab. Ciamis, Jawa Barat, berbasis analisis kelurusan morfologi pada citra SRTM dan peta topografi yang dikompilasi dengan data mataair kars hasil observasi lapangan.
II. GEOLOGI DAN HIDROGEOLOGI DAERAH PENELITIAN
Cijulang berada sekitar 50 Km kearah selatan dari Kota Ciamis. Daerah ini memiliki morfologi yang khas berupa perbukitan kars yang tersebar secara luas terutama di bagian tenggara dan baratlaut daerah penelitian. Ciri morfologi kars daerah ini adalah memiliki relief kasar, bukit – bukit kecil berukuran seragam, berkembang saluran bawah permukaan seperti gua dan sungai bawah tanah, dan banyak terdapat lembah – lembah kars. Selain itu, dibagian tengah daerah penelitian yaitu daerah Cimerak dan sekitarnya, dan di daerah pantai selatan (muara Sungai Cipeuteuy dan sekitarnya) terdapat dataran kars dengan ciri
morfologi datar hingga bergelombang lemah.
Mengacu pada pemetaan geologi oleh Supriatna, S., L. Sarmili, D. Sudana, dan Koswara, A. (1992), daerah penelitian tersusun atas Anggota Batugamping Formasi Pamutuan (Tmpl) yang berumur Miosen Tengah seperti batugamping, batugamping pasiran, kalsilutit, dan napal yang diendapkan pada lingkungan laut dangkal yang terbuka. Di daerah penelitian, satuan ini tersebar sangat luas mulai dari baratlaut hingga tenggara. Di bagian barat hingga baratdaya, satuan ini berbatasan dengan batuan yang lebih tua berupa Formasi Jampang (Tomj) yang tersusun atas breksi aneka bahan dan Anggota Genteng Formasi Jampang (Tmjg) yang tersusun atas tuf berselingan dengan breksi dasitan. Di bagian utara, satuan ini tertutupi oleh batuan yang lebih muda, yaitu Formasi Bentang (Tmb) yang tersusun atas batupasir gampingan dan batupasir tufan yang bersisipan dengan serpih dan lensa batugamping (Gambar 2). Struktur utama yang terdapat di daerah penelitian adalah sesar dan kelurusan. Sesar yang dijumpai berupa sesar normal dengan arah umum relatif utara – selatan dan barat – timur, terutama di daerah penelitian bagian barat yang merupakan kontak antara batugamping Formasi Pamutuan (Tmpl) dengan breksi aneka bahan Formasi Jampang (Tomj). Pola kelurusan yang diambil dari foto udara menunjukkan arah relatif barat – timur dan baratlaut – tenggara. Berdasarkan atas hasil pemetaan hidrogeologi lembar Bandung oleh Soetrisno S. (1983), dan hasil
540
penelitian IWACO & WASECO (1989), daerah penelitian merupakan akifer dengan produktivitas sedang dan terbatas pada zona celahan, rekahan, dan saluran pelarutan, debit sumur dan mataair beragam dalam kisaran yang sangat besar.
III. METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3, dan secara rinci adalah sebagai berikut ;
Pada langkah pertama dilakukan interpretasi morfologi melalui citra SRTM (Shuttle Radar and Topography Mission) dan peta topografi skala 1 : 25.000 terhadap morfologi kars di daerah penelitian. Langkah selanjutnya adalah dengan melakukan digitasi secara langsung pada citra SRTM terhadap fitur – fitur kelurusan. Fitur permukaan pada data citra yang menghasilkan kelurusan-kelurusan merupakan gambaran dari gejala geomorfologi (disebabkan oleh relief permukaan) seperti alur sungai atau lembah kars.
Pengolahan data berikutnya adalah analisis karakterisasi kelurusan morfologi secara statistika dengan menggunakan diagram rose maupun dengan perhitungan densitas kelurusan morfologi. Diagram rose dibuat secara spasial dengan mempertimbangkan
kondisi geologi dan morfologi dengan interval 10o, untuk kemudian dikompilasi dengan peta penarikan kelurusan morfologi menjadi peta tematik orientasi kelurusan morfologi. Perhitungan densitas kelurusan morfologi yang dilakukan berupa perhitungan lineament points density berbasis Sistem Informasi Geografi (SIG) yang bertujuan untuk mengetahui konsentrasi dan pola penyebaran kelurusan – kelurusan morfologi. Dalam analisis ini, satu garis kelurusan morfologi diwakili oleh dua titik, yaitu pada bagian awal dan akhir sebuah kelurusan morfologi. Daerah penelitian dibagi dengan membuat grid dengan interval yang tetap, dimana perpotongan antara grid vertikal dan horizontal disebut node point. Perhitungan lineament points density dilakukan dengan menjumlahkan setiap titik dalam sebuah luasan lingkaran dengan radius r dan titik tengah masing – masing lingkaran tersebut adalah node point (Gambar 4).
Analisis densitas kelurusan pada daerah penelitian dilakukan dengan radius lingkaran dan interval grid 1 Km. Output dari analisis tersebut adalah peta tematik berupa lineament points density map atau peta densitas titik kelurusan daerah penelitian dengan satuan jumlah titik / Km2 (count of points / Km2).
Langkah yang terakhir adalah dengan melakukan analisis sistem hidrogeologi kars Cijulang secara spasial berbasis SIG. Analisis tersebut merupakan kombinasi dari kondisi geologi (penyebaran batuan, struktur geologi), peta tematik orientasi kelurusan morfologi, peta tematik densitas titik
kelurusan dengan pola penyebaran gua atau mataair kars hasil observasi lapangan.
IV. HASIL DAN ANALISIS
IV.1. Analisis orientasi kelurusan morfologi
Hasil analisis orientasi kelurusan morfologi menggunakan diagram rose memperlihatkan bahwa di daerah penelitian sebelah timur memiliki arah kelurusan dominan barat – timur (N 70o – 90o W) dan arah utara – selatan (N 0o – 10o W hingga N 0o – 10o E). Semakin kearah baratlaut, muncul arah baratlaut – tenggara dengan arah yang bervariatif (N 20o – 70o W) disamping arah utara – selatan dan barat – timur. Selain itu, semakin ke utara juga muncul orientasi kelurusan dengan arah timurlaut – barat daya (N 30o – 70o E) disamping arah barat – timur dan baratlaut – tenggara, meskipun orientasi timurlaut – baratdaya tersebut tidak dominan (Gambar 5). Berdasarkan observasi di lapangan, kelurusan dengan arah barat – timur lebih mencerminkan arah atau strike lapisan batuan, sedangkan arah utara – selatan dan baratlaut – tenggara merupakan arah dari bidang rekahan yang memotong batugamping.
Hasil analisis perhitungan densitas kelurusan (Gambar 6) memperlihatkan bahwa densitas kelurusan rata-rata adalah 4-6/Km2 dengan nilai maksimum 10-12/Km2 di daerah Waru dan sebelah barat Karangpati, sedangkan nilai minimum 0-2/Km2 di daerah Cijulang dan Cikuya.
Peningkatan konsentrasi densitas kelurusan pada daerah kars menunjukkan arah utara–selatan hingga baratlaut–tenggara. Dari peta pada Gambar 6 terlihat bahwa di daerah penelitian bagian selatan, nilai densitas kelurusan > 6/Km2 memperlihatkan arah relatif utara–selatan hingga baratlaut– tenggara, sedangkan di daerah penelitian bagian utara memperlihatkan arah baratlaut–tenggara dan relatif barat– timur. Kemunculan gua atau mataair kars 74% (37 buah) berada pada nilai densitas kelurusan 6-8/Km2, 12 % (6 buah) pada nilai 4-6/Km2, 6% (3 buah) masing – masing pada nilai 2-4/Km2 dan 8-10/Km2, dan 2% (1 buah) pada nilai 10-12/Km2. Berdasarkan atas hal tersebut dapat diinterpretasikan bahwa pembentukan gua berada pada zona – zona dengan densitas kelurusan 6-8/Km2.
Pada beberapa lokasi, zona densitas kelurusan tinggi (> 6/Km2) berkorelasi dengan zona kering yang berfungsi sebagai daerah imbuhan airtanah, sehingga densitas kelurusan juga diperkirakan mengendalikan debit maksimum mataair baik di daerah utara dengan debit 9 L/dt maupun di daerah selatan sebesar 30-80 L/dt.
Hasil analisis data observasi secara langsung di daerah penelitian memperlihatkan bahwa arah memanjang gua atau mataair kars tersebut memiliki orientasi relatif sama dengan orientasi kelurusan morfologi. Orientasi kelurusan gua atau mataair kars dominan berarah
barat – timur (N 70o – N 90o W), utara – selatan (N 10o W – N 20o E), dan baratlaut – tenggara (N 30o – N 50o W), dan pada beberapa gua terutama di bagian utara menunjukkan orientasi timurlaut – baratdaya (N 30o – N 50o E). Perbandingan diagram rose orientasi gua
atau mataair kars dengan orientasi kelurusan morfologi kars dapat dilihat pada Gambar 7 berikut ini.
Dari perbandingan diagram rose kelurusan morfologi kars dengan kelurusan gua atau mataair kars dan didukung oleh orientasi konsentrasi densitas kelurusan menunjukkan bahwa pembentukan sistem pengaliran bawah tanah secara regional dikontrol oleh pola kelurusan berarah utara – selatan, baratlaut – tenggara, dan barat – timur (Gambar 7 dan 8).
IV.2. Interpretasi sistem hidrogeologi kars Cijulang
Hasil observasi keberadaan gua di daerah penelitian menemukan 50 rongga gua dengan diameter rata – rata 1,5 m. Gua yang bersifat kering (relic cave) berjumlah 28 buah dan yang berair atau sebagai mataair kars berjumlah 22 buah. Kemunculan gua atau mataair kars di daerah penelitian lokasinya terbagi menjadi dua, yaitu di bagian utara dan selatan.
Menurut Milanovic (1981), kemunculan mataair kars dikontrol oleh posisi base level of erosion, baik yang bersifat lokal seperti sungai dan lembah kars, maupun yang bersifat regional, yaitu muka air laut. Perbedaan daerah kemunculan mataair kars di daerah penelitian diperkirakan dikontrol oleh posisi local base level of erosion yang berbeda sehingga karakter besarnya debit yang dihasilkan oleh kedua zona tersebut juga memiliki perbedaan seperti ditampilkan pada Gambar 9.
Kemunculan mataair kars di daerah utara dikontrol oleh aliran Sungai Cijulang sebagai local base level of erosion pada elevasi sekitar 65 mdpl. Debit aliran pada
musim kemarau (bulan Juli) berkisar dari < 1 L/dt sampai dengan 10 L/dt.
Menurut Jovan Cvijic (1918), dalam Milanovic (1981), zona hidrologi kars di bagi menjadi 3 (tiga) zona, yaitu Zona Kering, Zona Transisi, dan Zona Aliran Air Menerus. Berkaitan dengan pembagian zona hidrologi kars tersebut, untuk kemunculan mataair kars di daerah utara, Zona Kering berada pada elevasi diatas 100 mdpl. Pada zona ini, air mengalir terutama pada saat hujan dengan arah aliran vertikal menuju Zona Jenuh Air yang berada pada elevasi antara 65 – 100 mdpl. Zona Jenuh Air tersebut terbagi menjadi dua bagian yaitu Zona Transisi dan Zona Aliran Menerus yang dikontrol oleh posisi base level of erosion. Zona Transisi berada pada elevasi 70 – 100 mdpl. Zona ini merupakan daerah dengan karakter hidrologi yang paling dinamis, berkembang terutama pada musim hujan, sedangkan selama musim kemarau zona ini jarang terbentuk, kecuali dalam jumlah minimal (debit sangat kecil atau air hanya menggenang). Pada musim kemarau, arah aliran airtanah pada zona ini memiliki kecenderungan vertikal menuju Zona Aliran Menerus yang berada pada elevasi 65 – 70 mdpl.
Kemunculan mataair kars di daerah selatan terbagi menjadi dua lokasi dimana masing – masing lokasi tersebut dikontrol oleh posisi local base level of erosion yang berbeda, yaitu Sungai Cijulang bagian hilir dan Sungai Cipeuteuy bagian hulu. Zona Kering berada pada elevasi diatas 95 mdpl, sedangkan zona jenuh air berada pada elevasi kurang dari 95 mdpl yang terbagi menjadi Zona Transisi pada elevasi 45 – 95 mdpl, dan Zona Aliran Menerus pada elevasi kurang dari 45 mdpl.
Kemunculan mataair kars yang dikontrol oleh bagian hilir Sungai Cijulang sebagai local base level of erosion merupakan batas antara batugamping dengan endapan aluvial. Debit mataair yang dijumpai lebih besar dari 30 L/dt meskipun pada musim kemarau, antara lain pada Gua Cisamping (20 mdpl), Gua Situ Beukeum (20 mdpl) dan Gua Liang Walet (35 mdpl). Kemunculan mataair kars yang dikontrol oleh bagian hulu Sungai Cipeuteuy sebagai local base level of erosion berada pada elevasi 20 – 45 mdpl dengan debit yang relatif kecil (1 – 10 L/dt) yaitu pada Gua Sodong Balangah (45 mdpl), Gua Lojok Nyalindung (21 mdpl) dan Gua Lojok Gebang (39 mdpl). Penampang geologi daerah penelitian yang berhubungan dengan posisi penyebaran gua atau mataair kars (Gambar 11)
V. KESIMPULAN
Rekonstruksi sistem hidrogeologi kars pada tahap awal di daerah penelitian berhasil dilaksanakan berdasarkan analisis kelurusan morfologi pada citra SRTM dan peta topografi yang dikompilasi dengan data mataair kars. Hasil analisis secara statistika memperlihatkan bahwa orientasi kelurusan morfologi memiliki arah dominan barat – timur (N 70o – 90o W), utara – selatan (N 0o – 10o W hingga N 0o – 10o E), dan baratlaut – tenggara dengan arah yang bervariatif (N 20o – 70o W). Densitas kelurusan rata-rata bernilai 4-6/Km2 dengan nilai maksimum 10-12/Km2 di daerah Waru dan sebelah barat Karangpati, sedangkan nilai minimum 0-2/Km2 di daerah Cijulang dan Cikuya. Pada beberapa lokasi, zona
densitas kelurusan tinggi berkorelasi dengan zona kering yang berfungsi sebagai daerah imbuhan airtanah, sehingga densitas kelurusan juga diperkirakan mengendalikan debit maksimum mataair baik di daerah utara dengan debit 9 L/dt maupun di daerah selatan sebesar 30-80 L/dt.
Berdasarkan atas perbandingan diagram rose kelurusan morfologi kars dengan kelurusan gua atau mataair kars dan didukung oleh orientasi konsentrasi densitas kelurusan menunjukkan bahwa pembentukan sistem pengaliran bawah tanah secara regional dikontrol oleh pola kelurusan berarah utara – selatan, baratlaut – tenggara, dan barat – timur. Kemunculan mataair kars di daerah utara dikontrol oleh local base level of erosion berupa aliran Sungai Cijulang pada elevasi 65-70 mdpl, sementara di daerah selatan berupa Sungai Cijulang dan Sungai Cipeuteuy pada elevasi 20-40 mdpl. Posisi local base level of erosion tersebut mengendalikan Zona Aliran Menerus. Pada masing-masing Zona Aliran Menerus tersebut, di atasnya terdapat Zona Transisi dan Zona Kering.
544
Pustaka
IWACO & WASECO, 1989, West Java Provincial Water Sources, Master Plan for Water Supply, Directorate of Water Supply, Ministry of Public Works, Jakarta Kim, Gyoo-Bum, 1997, Construction of a
Lineament Density Map with ArcView and Avenue, Korea Water Resources Corporation, South Korea
Milanovic, P. T., 1981, Karst Hydrogeology, Water Resources Publications, USA
Soetrisno, S., 1983, Peta Hidrogeologi Lembar Bandung Skala 1 : 250.000, Direktorat Geologi Tata Lingkungan, Bandung
Supriatna, S., L. Sarmili, D. Sudana, dan Koswara, A., 1992, Peta Geologi Lembar Karangnunggal 1308-1, Skala 1 : 100.000, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung
Gambar 1. Lokasi Penelitian
Gambar 2. Geologi regional daerah penelitian
547
Gambar 3. Metoda analisis hidrogeologi kars dengan menggunakan citra SRTM
Gambar 4. Kiri : metode perhitungan lineament points density dalam sebuah lingkaran. Kanan : susunan lingkaran pada setiap node point dengan radius dan interval grid r
Gambar 5. Peta interpretasi kelurusan morfologi dan diagram rose
Gambar 6. Peta densitas kelurusan morfologi
Gambar 7. Diagram rose orientasi kelurusan morfologi dan gua
Gambar 8. Peta kompilasi densitas kelurusan morfologi dengan pola kelurusan morfologi dan penyebaran gua atau mataair kars
Gambar 9. Grafik besarnya debit (L/dt) terhadap elevasi (m dpl) daerah kemunculan mataair kars di daerah penelitian
Gambar 10. Gua Situ Beukeum, merupakan mataair kars dengan debit > 30L/dt dengan orientasi N250oE
551 Gambar 11. Penampang geologi yang menggambarkan posisi kemunculan
