TINJAUAN PUSTAKA
Air Tanah
Air adalah salah satu sumberdaya alam yang merupakan sumber kehidupan manusia. Sumberdaya air ini harus dapat dikelola secara profesional agar ketersediaan air tawar sepanjang tahun tetap tersedia untuk memenuhi kebutuhan akan air bersih. Air mengalami sirkulasi yang disebut daur hidrologi. Proses ini berawal dari permukaan tanah dan laut yang menguap ke udara kemudian mengalami kondensasi yaitu berubah menjadi titik titik air yang mengumpul dan membentuk awan. Titik-titik air itu memiliki kohesi sehingga titik- titik air menjadi besar dan dipengaruhi gravitasi bumi sehingga jatuh disebut hujan. Air hujan yang jatuh dipermukaan bumi sebagian diserap tanah dan sebagian lagi mengalir melalui sungai menuju ke laut (Ginting, 2011).
Air tanah merupakan sumber air tawar terbesar di planet bumi, mencakup kira-kira 30% dari total air tawar atau 10,5 juta km3. Pemanfaatan air tanah meningkat dengan cepat, bahkan di beberapa tempat tingkat eksploitasinya sudah sampai tingkat yang membahayakan. Air tanah biasanya diambil, baik untuk sumber air bersih maupun untuk irigasi, melalui sumur terbuka, sumur tabung, spring, atau sumur horizontal (Sitorus, 2011).
Air tanah adalah semua air yang terdapat pada lapisan pengandung air (akuifer) di bawah permukaan tanah, mengisi ruang pori batuan dan berada di bawah muka air tanah. Akuifer merupakan suatu formasi geologi yang jenuh air yang mempunyai kemampuan untuk menyimpan dan meluluskan air dalam jumlah cukup dan ekonomis, serta bentuk dan kedalamannya terbentuk ketika terbentuknya cekungan air tanah. Cekungan air tanah adalah suatu wilayah yang
dibatasi oleh batas hidrogeologis, tempat semua kejadian hidrogeologis seperti proses penambahan (recharge), pengaliran, dan pelepasan (discharge) air tanah berlangsung. Potensi air tanah di suatu cekungan sangat tergantung pada porositas dan kemampuan batuan untuk melalukan dan meneruskan air. Air tanah mengalir dengan kecepatan yang berbeda pada jenis tanah yang berbeda. Pada tanah berpasir air tanah bergerak lebih cepat dibandingkan pada tanah liat (Rejekiningrum, 2009).
Adel (2011) menyatakan bahwa jenis sumber air bawah tanah terdiri atas air bawah tanah dangkal dan air bawah tanah dalam termasuk mata air :
a. Air tanah dangkal
Air tanah dangkal terjadi karena daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia (garam-garam yang terlarut) karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsur-unsur kimia tertentu untuk masing-masing lapisan tanah. Lapisan tanah berfungsi sebagai saringan. Disamping penyaringan, pengotoran juga masih terus berlangsung, terutama pada muka air yang dekat dengan muka tanah, setelah menemui lapisan rapat air, air yang akan terkumpul merupakan air tanah dangkal dimana air tanah ini dimanfaatkan untuk sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal.
b. Air tanah dalam
Air tanah dalam dikenal juga dengan air artesis. Air ini terdapat diantara dua lapisan kedap air. Lapisan diantara dua lapisan kedap air tersebut disebut lapisan akuifer. Lapisan tersebut banyak menampung air. Jika lapisan kedap air retak, secara alami air akan keluar ke permukaan. Air yang memancar ke permukaan disebut mata air artesis. Pengambilan air tanah dalam, tak semudah
pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor dan memasukkan pipa kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman (biasanya antara 100-300 m) akan didapatkan suatu lapis air. Jika tekanan air tanah ini besar, maka air dapat menyembur ke luar dan dalam keadaan ini, sumur ini disebut dengan sumur artesis. Jika air tidak dapat ke luar dengan sendirinya, maka digunakan pompa untuk membantu pengeluaran air tanah dalam ini.
c. Mata air
Mata air merupakan air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kualitas/kuantitasnya sama dengan keadaan air dalam. Berdasarkan keluarnya (munculnya ke permukaan tanah) mata air dapat dibedakan atas :
• Mata air rembesan, yaitu mata air yang airnya keluar dari lereng-lereng,
• Umbul, yaitu mata air dimana airnya keluar ke permukaan pada suatu dataran. Potensi sumberdaya air bawah tanah tidak merata di seluruh daerah dan keberadaanya tidak dibatasi oleh wilayah administrasi maupun lahan kepemilikan. Nilai strategis sumber air bawah tanah tergantung dari keberadaan sumber air alternatif lainnya. Air bawah tanah di suatu lokasi mempunyai sifat yang strategis dan vital, apabila tidak ada sumber air alternatif lain yang dapat dipakai sebagai sumber air baku, misalnya air sungai ataupun air yang dipasok oleh jaringan air bersih (PDAM) sehingga air bawah tanah menjadi satu-satunya sumber air di lokasi atau daerah tersebut (KepMen, 2000).
Pengurangan potensi air tanah jika terjadi pada akuifer daerah pantai dapat menyebabkan terjadinya ketidakseimbangan hidrostatis air tawar dan air asin. Tekanan hidrostatis air tawar berkurang maka terjadi intrusi air asin yang
meningkatkan kadar garam pada akuifer. Persamaan matematika untuk kondisi keseimbangan hidrostatis, yang mana dalam persamaan tersebut permeabilitas tidak diperhitungkan. Permeabilitas ditentukan oleh keadaan geologi. Peningkatan kadar garam dapat juga disebabkan oleh perubahan penggunaan lahan menjadi daerah permukiman, perkotaan dan jaringan jalan (Nasjono, 2010).
Akuifer
Akuifer merupakan lapisan pembawa air yang mempunyai susunan sedemikian rupa sehingga dapat menyimpan dan mengalirkan air. Lapisan yang dapat dilalui dengan mudah oleh lapisan air tanah seperti lapisan pasir atau lapisan krikil disebut lapisan permiabel. Lapisan yang sulit dilalui air tanah seperti lempung disebut lapisan kedap air, atau disebut juga impermeable. Formasi- formasi yang berisi dan memancarkan air tanah disebut juga akuifer. Jumlah air tanah yang dapat diperoleh dari suatu daerah tergantung pada sifat-sifat akuifer yang ada di daerah serta pada luas cakupan dan frekuensi imbuhan. Karakteristik akuifer mempunyai peranan yang menentukan dalam proses pembentukan air tanah (Ginting, 2011).
Menurut Girsang dan Siddik (1992) dalam Sastra (2011) akuifer di Kota Medan terbagi menjadi 3 (tiga) kelompok) antara lain:
1. Akuifer endapan aluvium berupa pasir dan kerikil berkelulusan sedang-tinggi, dengan ketebalan 20-30 meter, debit air yang dapat dihasilkan kurang dari 1 l/detik, berkedudukan muka air tanah sekitar 3-4 m di bawah muka air tanah setempat.
2. Akuifer endapan kwarter berupa pasir, kerikil dan Formasi Medan berkelulusan sedang-tinggi, dengan ketebalan lebih dari 50 meter, debit air
yang dapat dihasilkan kurang dari 1-2 liter/detik, berkedudukan muka air tanah sekitar 5-7 m di bawah muka air tanah setempat.
3. Akuifer endapan julurayeu dan seureula berupa batu pasir dan konglomerat berkelulusan sedang-tinggi, dengan ketebalan 225 meter, debit air yang dapat dihasilkan kurang dari 10 liter/detik.. Melihat derajat kelulusan dari ketiga akuifer di atas maka aquifer endapan julureyeu dan seureula memiliki debit air yang tertinggi dibandingkan kedua akuifer (akuifer endapan alluvium dan akuifer endapan kwarter.
Gerakan Air Tanah
Air yang meresap ke dalam tanah akan mengalir mengikuti gaya gravitasi bumi. Akibat adanya gaya adhesi butiran tanah pada zona tidak jenuh air, menyebabkan pori-pori tanah terisi air dan udara dalam jumlah yang berbeda-beda. Air hujan bergerak kebawah melalui zona tidak jenuh air. Sejumlah air beredar didalam tanah dan ditahan oleh gaya-gaya kapiler pada pori-pori yang kecil atau tarikan molekuler disekeliling partikel-partikel tanah. Kapasitas retensi dari tanah telah habis, air akan bergerak kebawah kedalam daerah dimana pori-pori tanah atau batuan terisi air. Air di dalam zona jenuh air ini disebut air bawah tanah (Lietha, 2012). Pergerakan air tanah dapat dilihat pada Gambar 2.
Pengambilan Air Tanah Melalui Sumur
Cara pengambilan air tanah yang paling tua dan sederhana adalah dengan membuat sumur gali (dug wells) dengan kedalaman lebih rendah dari posisi permukaan air tanah. Jumlah air yang dapat diambil dari sumur gali biasanya terbatas, dan yang diambil adalah air tanah dangkal. Pengambilan yang lebih besar diperlukan luas dan kedalaman galian yang lebih besar. Sumur gali biasanya dibuat dengan kedalaman tidak lebih dari 5-8 meter di bawah permukaan air tanah (Sitorus, 2011).
Sumur merupakan sumber utama persediaan air bersih bagi penduduk yang tinggal di daerah pedesaan maupun di perkotaan Indonesia. Secara teknis dapat dibagi menjadi 2 jenis:
1. Sumur dangkal (shallow well)
Sumur gali adalah satu konstruksi sumur yang paling umum dan meluas dipergunakan untuk mengambil air tanah bagi masyarakat kecil dan rumah- rumah perorangan sebagai air minum dengan kedalaman 7-10 meter dari permukaan tanah. Sumur gali menyediakan air yang berasal dari lapisan tanah yang relatif dekat dari permukaan tanah, oleh karena itu dengan mudah terkena kontaminasi melalui rembesan. Umumnya rembesan berasal dari tempat buangan kotoran manusia kakus/jamban dan hewan, juga dari limbah sumur itu sendiri, baik karena lantainya maupun saluran air limbahnya yang tidak kedap air. Keadaan konstruksi dan cara pengambilan air sumur pun dapat merupakan sumber kontaminasi, misalnya sumur dengan konstruksi terbuka dan pengambilan air dengan timba. Sumur dianggap mempunyai tingkat perlindungan sanitasi yang baik, bila tidak terdapat kontak langsung antara manusia dengan air di dalam sumur (Putra, 2010).
2. Sumur dalam (deep well)
Pengambilan air tanah dilakukan dengan membuat sumur dalam (deep well) atau yang lazim disebut sumur bor. Kedalaman sumur bor berdasarkan struktur dan lapisan tanah:
a. Tanah berpasir: biasanya kedalaman 30-40 m sudah memperoleh air. Biasanya airnya naik 5-7 m dari permukaan tanah
b. Tanah liat/padas: biasanya kedalaman 40-60 m akan diperoleh air yang baik dan air akan naik mencapai 7 m dari permukaan tanah
c. Tanah berkapur: biasanya sumur dengan kedalaman di atas 60 m kemungkinan baru mendapat air dan apabila ada air, airnya sukar/tidak bias naik ke atas dengan sendirinya.
d. Tanah berbukit: biasanya sumur dibuat diatas 100 m atau diatas 200 m kemungkinan tipis sekali untuk memperoleh air. Air yang diperoleh sukar/tidak bias naik ke atas dengan sendirinya
Air tanah yang disedot secara besar-besaran sehingga terjadi ketidak seimbangan antara pengambilan/ pemanfaatan dengan pembentukan air tanah. Hal ini dapat menyebabkan menurunkan air tanah, di daerah pesisir penurunan permukaan air tanah akan mengakibatkan perembesan air laut ke daratan (intrusi), karena tekanan air tanah menjadi lebih kecil dibandingkan dengan tekanan air laut (Ginting, 2011).
Pembuatan sumur dengan cara pengeboran lapisan air tanah yang lebih dalam atau lapisan tanah yang jauh dari tanah permukaan dapat dicapai sehingga sedikit dipengaruhi kontaminasi. Air ini bebas dari pengotoran mikrobiologi dan secara langsung dapat dipergunakan sebagai air minum. Air tanah ini dapat diambil dengan pompa tangan maupun pompa mesin (Putra, 2010).
Penyebab Permasalahan Air Tanah
Menurut Putranto dan Kristi (2009) menyatakan bahwa penyebab timbulnya masalah air tanah yaitu:
1. Pengambilan air tanah
Pengambilan air tanah terjadi karena adanya pengaruh dari pertumbuhan jumlah penduduk yang semakin tinggi, hal ini mengakibatkan kebutuhan akan air semakin besar. Kebutuhan air yang besar mendorong manusia untuk mencari pengganti air sungai yang merupakan sumber utama air bersih mulai tercemar oleh berbagai macam limbah. Pengganti air sungai, penduduk beralih menggunakan air tanah sebagai air baku untuk kebutuhan hidup. Imbas dari peralihan penduduk yang menggunakan air sungai ke air tanah sebagai air bersih, maka muncul banyak sumur-sumur gali dan dilakukan pemboran sumur untuk kegiatan industri yang memerlukan banyak air untuk melakukan proses produksi. 2. Kependudukan
Sejalan dengan laju pertumbuhan dan pertambahan penduduk, maka kebutuhan air bersih akan semakin meningkat. Menyeimbangkan antara angka pertumbuhan penduduk dan kebutuhan akan air bersih yang terus meningkat, harus mencari jalan keluar untuk memenuhi kebutuhan air bersih tersebut. Air tanah yang merupakan sumber utama air bersih penduduk akan mulai tercemar oleh limbah-limbah berbahaya bagi kesehatan
3. Reklamasi pantai
Pertumbuhan penduduk yang demikian pesat sementara lahan atau wilayah yang ada tidak bertambah akan memberikan dampak kepadatan penduduk, yang akhirnya muncul perebutan penguasaan lahan, kebutuhan air, maupun dampak sosial lainnya. Dewasa ini daerah pantai digunakan untuk berbagai kepentingan seperti perumahan, pertanian, perdagangan, industri, dan pariwisata, dan juga
sebagai basis kegiatan maritim seperti perkapalan, perikanan, dan pertambangan bawah laut.
4. Perkembangan kawasan industri
Kawasan industri merupakan kawasan yang paling banyak menggunakan air tanah untuk melakukan proses produksi. Daerah sekitar kawasan industri ini meupakan kawasan padat penduduk. Hal ini dapat menyebabkan kebutuhan akan air bersih juga akan berkembang sejalan dengan pertumbuhan penduduk pada daerah tersebut. Membuat penduduk sangat membutuhkan air bersih, padahal air tanah pada kawasan industri rawan terjadi pencemaran oleh limbah sisa hasil produksi.
Kualitas Air Tanah
Pencemaran kualitas air tanah dijumpai di daerah yang berbatasan dengan pantai dalam bentuk intrusi air laut ke dalam sumur-sumur penduduk. Dampak yang berkaitan dengan kuantitas air tanah umumnya dijumpai selama musim kemarau, yaitu tinggi muka air tanah yang semakin jauh dari permukaan sumur. Amblasan-amblasan (land subsidences) yang terjadi di sepanjang ruas jalan atau bangunan serta semakin jauh intrusi air laut juga dapat dijadikan indikator semakin berkurangnya jumlah air tanah (Asdak, 2007).
Kualitas sumberdaya air bawah tanah tergantung pada komposisi batuan yang membentuk akuifer serta pengaruh dari luar, misalnya air laut dan sumber pencemaran. Secara umum kualitas air dibedakan menjadi dua yaitu :
a. Kualitas baik untuk bahan baku air minum b. Kualitas jelek untuk bahan baku air minum
Kualitas air jelek misalnya mempunyai kadar salinitas yang tinggi sehingga bersifat payau ataupun asin atau tidak layak untuk dijadikan bahan baku air minum (KepMen, 2000).
Kualitas air tanah tergantung pada perpaduan antara air yang masuk ke dalam tanah, batuan yang dilewati dan pada akhirnya mencapai lapisan air tanah yang ada dalam akuifer. Kualitas air tanah ditentukan oleh materi yang dilewati, yaitu jenis tanah, dan batuan, jenis aliran dan proses perubahan fisik, kimia maupun biologi air. Konsentrasi material yang terlarut dalam air tanah dapat meningkat atau turun sejalan dengan pergerakan air dalam siklus hidrologi. Jadi kualitas air tanah ditentukan oleh lingkungan yang mempengaruhi selama dalam perjalanan (Husni dan Roh, 2012).
Kualitas air secara umum menunjukkan mutu atau kondisi air yang dikaitkan dengan suatu kegiatan atau keperluan tertentu. Sedangkan kuantitas menyangkut jumlah air yang dibutuhkan manusia dalam kegiatan tertentu. Air bersih dibutuhkan dalam pemenuhan kebutuhan manusia untuk melakukan segala kegiatan. Sehingga perlu diketahui bagaimana air dikatakan bersih dari segi kualitas dan bisa digunakan dalam jumlah yang memadai dalam kegiatan sehari-hari manusia (Gunawan, 2012).
Husni dan Roh (2012), penyusupan air laut akan bergerak menjauh dari garis pantai selama pemompaan untuk pemasoknya di tempat-tempat yang terdekat dengan daerah batas air tawar dan air asin. Selain itu meskipun pemompaan tidak melebihi pemasoknya, penyusupan air laut akan tetap terjadi, hanya saja akan berhenti tetap di suatu tempat tertentu, jika tercapai pada keadaan tetap (stady state).
Salinitas
Salinitas didefinisikan sebagai berat dalam gram dari semua zat padat yang terlarut dalam 1 kilo gram air laut jikalau semua brom dan yodium digan-tikan dengan khlor dalam jumlah yang setara, semua karbonat diubah menjadi oksidanya dan semua zat organik dioksidasikan. Nilai salinitas dinyatakan dalam g/kg yang umumnya dituliskan dalam ‰ atau ppt yaitu singkatan dari part-per thousand (ppm). Salinitas pada perairan tawar biasanya kurang dari 0,5‰, perairan payau antara 0,5‰ - 30‰, dan perairan laut 30‰ - 40‰. Pada perairan pesisir, nilai salinitas sangat dipengaruhi oleh masukan air tawar dari sungai (Arief, 1984).
Salah satu alat ukur yang digunakan dalam mengukur salinitas adalah refraktometer. Refraktometer memerlukan contoh air laut antara beberapa tetes hingga sekitar 15 ml, tergantung pada jenis alatnya. Ketelitian alat ukur ini berkisar antara 0,5 ‰ hingga 0,05 ‰ Alat ukur ini ringkas dan sangat praktis untuk digunakan di lapangan. Prinsip kerja refraktometer berdasarkan cahaya yang menembus permukaan antara dua zat yang berbeda berat jenisnya akan mengalami pembelokan arah penjalarannya. Peristiwa ini dikenal dengan nama pembiasan cahaya. Perbandingan antara sinus sudut datang dan sinus sudut bias cahaya disebut indeks bias. Indeks bias air laut merupakan fungsi dari suhu dan salinitas serta panjang gelombang cahaya. Dengan mengukur suhu dan indeks bias air laut untuk suatu panjang gelombang cahaya tertentu, nilai salinitas air laut dapat ditentukan. (Arief, 1984).
Intrusi Air laut
Keseimbangan hidrostatik antara air tanah tawar dan air tanah asin di daerah pantai terganggu, maka terjadi pergerakan air tanah asin/air dari laut ke arah darat. Intrusi air laut teramati di daerah Pantai Jakarta, Semarang, Denpasar, Medan. Air tanah yang disedot secara besar-besaran sehingga terjadi ketidak seimbangan antara pengambilan/pemanfaatan dengan pembentukan air tanah. Hal ini dapat menyebabkan menurunkan air tanah, di daerah pesisir penurunan permukaan air tanah akan mengakibatkan perembesan air laut ke daratan (intrusi), karena tekanan air tanah menjadi lebih kecil dibandingkan dengan tekanan air laut (Hendrayana, 2002).
Pemanfaatan air tanah yang berlebihan dan pengelolaan sumber-sumber air yang tidak memperhatikan keadaan lingkungan dapat mengakibatkan penurunan muka air tanah, intrusi air laut, banjir dan penurunan muka tanah. Intrusi air laut adalah proses masuknya air laut ke dalam akuifer daratan sebagai dampak terjdinya pemanfaatan air tanah yang berlebih dan tidak terarah. Intrusi air laut di suatu wilayah dapat terjadi karena dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu muka air tanah di bawah muka air laut, curah hujan yang kering, sifat fisik tanah dan batuan kurang/lambat meluluskan air, letaknya dekat dengan pantai, luas lahan terbangun sangat luas dan penduduknya sangat pada
(Husni dan Roh, 2012).
Penurunan muka air tanah yang berlebihan di beberapa wilayah akan mengakibatkan pembuatan pompa menjadi mahal dan tidak menghasilkan air. Masalah lain yang kemungkinan dapat terjadi lebih lanjut yakni apabila terjadi peningkatan salinitas sehingga mengakibatkan kualitas air tanah menurun. Adanya
peningkatan salinitas akan mengakibatkan air tanah menjadi tidak layak untuk sumber irigasi bagi tanaman. Jika metode pendistribusian air tidak memadai dan penggunaan air di lahan tidak efisien, akan makin banyak air irigasi yang hilang melalui evaporasi. Kerusakan vegetasi penutup lahan juga dapat merusak struktur fisik dan kimia tanah, sehingga mengakibatkan air sulit meresap dan mengisi kembali (recharge) akuifer (Rejekiningrum, 2009).
Salinitas terjadi bilamana keseimbangan antara air laut dan air asin terganggu dengan sumber, baik itu dari air laut maupun dari aliran air tanah. Gangguan ini biasanya terjadi di daerah pantai dimana banyak penduduk tinggal. Semakin banyak manusia semakin banyak pula aktivitas yang dilakukan terhadap pantai khususnya dalam pemanfaatan air tanah sebagai sumber air bersih. Pengambilan air tanah (terutama dengan sumur baik dangkal maupun dalam) secara tidak teratur akan menyebabkan jumlah air bersih yang mengalir ke laut akan berkurang, sehingga keseimbangan antara air laut dan air tawar terganggu. Hasilnya adalah bahwa intruksi air laut akan berkembang lebih ke hilir. Masyarakat yang tinggal di pantai akan menyadari ketika penggunaan air bersih (dari sumur) yang tadinya merupakan air tawar menjadi air asin (Kodoatie 1996).
Daerah pantai kendala yang dihadapi adalah aspek kualitas air, khususnya dengan adanya air asin. Kepadatan penduduk yang tinggi dan banyaknya industri menyebabkan tingginya pencemaran air di pusat kota (dataran pantai), sehingga penduduk di daerah pantai banyak yang menggunakan sumur bor dengan akuifer dalam sebagai sumber air tersebut. Konsep penyusupan air laut akan bergerak menjauh dari garis pantai selama pemompaan untuk pemasoknya di tempat-tempat yang terdekat dengan daerah batas air tawar dan air asin. Meskipun
pemompaan tidak melebihi pemasoknya, penyusupan air laut akan tetap terjadi, hanya saja akan berhenti tetap di suatu tempat tertentu, jika tercapai pada keadaan tetap (stady state) (Siswanto, 2011).
Intrusi air laut terjadi melalui tiga cara yaitu:
1. Pergeseran batas air laut dan air tawar (interface) di daerah pantai. Pergeseran ini terjadi karena pengambilan air tanah yang berlebihan sehingga menurunkan muka air tanah.
2. Pemompaan air tanah semi tertekan yang berlebihan di daratan. Akibatnya air yang tersedot bukan lagi air tawar tetapi air asin. Akibatnya air asin yang tersedot akan menyebar dan mencemari air tanah bebas di sekitar pemompaan. 3. Intrusi melalui muara sungai. Intrusi air laut pada air sungai menyebabkan air
berkadar garam tinggi ini bergerak dan mengisi air tanah disekitarnya. Akibatnya air tanah di sekitar sungai berkadar garam tinggi.
Proses intrusi makin panjang bisa dilakukan pengambilan air tanah dalam jumlah berlebihan. Bila intrusi sudah masuk pada sumur, maka sumur akan menjadi asin sehingga tidak dapat lagi dipakai untuk keperluan sehari-hari (Purba, 2009).
Peningkatan kecepatan terjadi intrusi air laut menurut Dinas KLH ESDM Kota Medan (2003) dalam Sastra (2011) disebabkan oleh beberapa hal antara lain adalah:
1. Pemanfaatan dan penggunaan air bawah tanah yang berlebihan tanpa memperhatikan faktor lingkungan yang terjadi di Kecamatan Medan Belawan, Medan Labuhan dan Medan Marelan. Pemompaan sejumlah air bawah tanah yang lebih besar akan mengakibatkan terjadinya kekosongan pori pada akuifer yang semakin besar sehingga tekanan pada akuifer semakin berkurang, dengan kondisi demikian maka akan memungkinkan air laut menerobos akuifer.
2. Perubahan fungsi lahan mangrove di Kecamatan Medan Belawan, Medan Labuhan dan Medan Marelan yang kemudian berubah fungsi menjadi lahan tambak, pemukiman tanpa izin dan kegiatan industri.
3. Penebangan hutan bakau yang berfungsi sebagai penahan air laut dan mencegah terjadinya abrasi saat ini semakin sering dilakukan karena dapat digunakan sebagai bahan baku kayu arang namun tanpa diikuti dengan penanaman pohon bakau kembali.
Hubungan Sumur Dengan Salinitas
Pengambilan air bawah tanah yang melebihi kapasitas menyebabkan hilangnya air di pori-pori tanah dan berkurangnya tekanan hidraulik. Akibatnya terjadi kerusakan tata air tanah. Hal tersebut ditunjukkan adanya penurunan muka air tanah, semakin meluasnya sebaran zona air tanah payau/asin (intrusi air laut), dan amblesan tanah disekitar kawasan pesisir pantai yang merupakan kawasan padat industri atau padat pemukiman yang menggunakan air tanah dengan frekuensi yang cukup besar. Pengambilan air bawah tanah yang dilakukan dengan cara membuat sumur bor yang melebihi kapasitas mengakibatkan terjadi kerusakan tata air tanah, kerusakan yang terjadi meliputi kualitas air tanah itu sendiri. Air tanah bisa terasa payau bahkan asin. Hal ini dikarenakan air laut masuk melalui pori pori batuan yang air tanahnya dieksploitasi secara besar-besaran (Putronto dan Kristi, 2009).
Waktu belum ada pengambilan air tanah maka akan terjadi keseimbangan antara air tawar dan air laut di dalam tanah. Ketika terjadi pengambilan air tawar dari sumur dengan cara pengemboran maka terjadi gangguan keseimbangan air, air laut akan mendesak lebih ke hulu seperti pada Gambar 3 (Kodoatie 1996).
Gambar 3. Kondisi dimana intrusi air laut terjadi karena keseimbangan terganggu akibat pengambilan air
Daerah pantai, penurunan tinggi muka air tanah dapat mengakibatkan terjadinya intrusi laut. Ilustrasi proses terjadinya intrusi air dapat dilihat pada Gambar 4 (a). Di zona akifer air tanah bebas yang terletak di dekat permukaan air laut, air tanah tawar terletak di bagian atas air laut. Oleh adanya beda berat jenis antara air tawar dengan air laut, kedalaman air tawar yang terletak di bagian bawah permukaan air laut kurang lebih sama dengan 40 kali tinggi muka air tanah yang terletak diatas permukaan air laut. Dengan demikian, terjadilah keadaan keseimbangan antara air tawar dan air dengan laju resapan dan aliran air tanah ke arah laut. Pengambilan lebih (over exploitation) air tanah di daerah pantai dapat mengakibatkan melengkungnya tinggi muka air tanah (atas dan bawah) di sekitar sumur seperti pada Gambar 4 (b). Perkembangan lebih lanjut dari kegiatan pengambilan air tanah secara berlebih akan mengakibatkan terjadi intrusi air laut ke arah sumur (Asdak, 2007).
Gambar 4. Pengambilan air tanah (a) sebelum, (b) sesudah
Pengertian Sistem Informasi Geografis (SIG)
Sistem informasi geografis (SIG) / Geographic Information System (GIS) adalah suatu sistem informasi berbasis komputer, yang digunakan untuk memproses data spasial yang ber-georeferensi (berupa detail, fakta, kondisi, dsb) yang disimpan dalam suatu basis data dan berhubungan dengan persoalan serta keadaan dunia nyata (real world). Manfaat SIG secara umum memberikan informasi yang mendekati kondisi dunia nyata, memprediksi suatu hasil dan perencanaan strategis Teknologi SIG tidaklah menjadi bermanfaat tanpa manusia yang mengelola sistem dan membangun perencanaan yang dapat diaplikasikan sesuai kondisi dunia nyata. Sama seperti pada sistem informasi lain pemakai SIG pun memiliki tingkatan tertentu , dari tingkat spesialis teknis yang mendesain dan memelihara sistem sampai pada pengguna yang menggunakan SIG untuk menolong pekerjaan mereka sehari-hari (Utama, 2006).
Kemampuan dari sistem informasi geografis adalah memetakan letak, memetakan penyebaran kuantitas, pemetakan kerapatan, memetakan apa yang ada di luar dan di dalam suatu area (Setiadi dan Jefree, 2010).
(b) (a)
GPS, singkatan dari Global Positioning System (sistem pencari posisi global), adalah suatu jaringan satelit yang secara terus menerus memancarkan sinyal radio dengan frekuensi yang sangat rendah. Alat penerima GPS secara pasif menerima sinyal ini, dengan syarat bahwa pandangan ke langit tidak boleh terhalang, sehingga biasanya alat ini hanya bekerja di ruang terbuka. Sebetulnya GPS adalah suatu sistem yang dapat membantu kita mengetahui posisi koordinat dimana kita berada. Sedangkan untuk menerima sinyal yang dipancarkan oleh GPS, kita membutuhkan suatu alat yang dapat membaca sinyal tersebut. Yang biasa kita sebut sebagai GPS adalah sebenarnya merupakan alat penerima, karena alat ini dapat memberikan nilai koordinat dimana ia digunakan, maka keberadaan GPS merupakan terobosan besar bagi SIG (Ekarini, dkk 2009).
