BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. AIR
2.1.1. Karakteristik Air
Air merupakan sumberdaya alam yang berlimpah di muka bumi, menutupi sekitar 71% dari permukaan bumi. Secara keseluruhan air di muka bumi, sekitar 98% terdapat di Samudera dan laut dan hanya 2% yang merupakan air tawar yang terdapat di sungai, danau dan bawah tanah. Diantara air tawar yang ada tersebut, 87% diantaranya berbentuk es, 12% terdapat di dalam tanah, dan sisanya sebesar 1% terdapat di danau dan sungai. Selain berlimpah keberadaannya di muka bumi, airpun memiliki karakteristik yang khas, menurut Effendi (2007 : 22-23), karakteristik tersebut adalah sebagai berikut :
a. Pada kisaran suhu yang sesuai bagi kehidupan, yakni 0oC (32o F) – 100o C, air berwujud cair. Suhu 0oC merupakan titik beku (freezing point) dan suhu 100oC merupakan titik didih (boiling point) air.
b. Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpanan panas yang sangat baik. Perubahan suhu air yang lambat mencegah terjadinya strees pada makhluk hidup karena adanya perubahan suhu yang medadak dan memelihara suhu bumi agar sesuai bagi makhluk hidup. Sifat ini juga menyebabkan air sangat baik digunakan sebagai pendingin mesin. c. Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan. Penguapan
(evaporasi) adalah proses perubahan air menjadi uap air. Proses ini
memerlukan energi panas dalam jumlah besar. Sebaliknya, proses perubahan uap air menjadi cairan (kondensasi) melepaskan energi panas yang besar. Pelepasan energi ini merupakan salah satu penyebab mengapa kita merasa sejuk pada saat berkeringat. Sifat ini juga merupakan salah satu faktor utama yang menyebabkan terjadinya penyebaran panas secara baik di bumi.
d. Air merupakan pelarut yang baik. Air mampu melarutkan berbagai jenis senyawa kimia. Air hujan mengandung senyawa kimia dalam jumlah yang sangat sedikit, sedangkan air laut dapat mengandung senyawa kimia hingga 35.000 mg/liter, (Tebbut, 1992). Sifat ini memungkinkan unsur hara terlarut diangkut ke seluruh jaringan tubuh makhluk hidup dan memungnkan bahan-bahan toksik yang masuk ke dalam jaringan tubuh makhluk hidup dilarutkan untuk dikeluarkan kembali. Sifat ini juga memungkinkan air digunakan sebagai pencuci yang baik dan pengencer bahan pencemar (polutan) yang masuk ke dalam air.
e. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Suatu cairan dikatakan memiliki tegangan permukaan yang tinggi jika tekanan antar molekul cairan tersebut tinggi. Tegangan permukaan yang tinggi menyebabkan air memiliki sifat membasahi suatu bahan secara baik (higher wetting ability).
f. Air merupakan satu-satunya senyawa yang merenggang ketika membeku. Pada saat membeku, air merenggang sehingga es memiliki densitas (massa/volume) yang lebih rendah daripada air.
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.
Seperti yang telah diterangkan diatas, siklus hidrologi yang kontiniu antara air laut dan air daratan dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Menurut waktu dan tempat air dapat berubah kedalam tiga bentuk/sifat yakni air sebagai bahan padat, air sebagai cairan, dan air sebagai uap seperti gas. Berikut ini sifat-sifat fisik air antara lain:
- Titik beku 0OC
- Massa jenis es (0OC) 0,92 gr/cm3 - Massa jenis air (0OC) 1,00gr/cm3 - Panas lebur 80 kal/gr
- Titik didih 100OC
- Panas penguapan 540 kal/gr - Temperatur kritis 347OC - Tekanan kritis 217 Atm
- Konduktivitas listrik spesifik (25OC)1x10-17/ohm-cm - Konstanta dielektri(25OC)78 ( Gabriel, 2001 )
2.1.2. Air Tanah (Ground Water)
a. Pengertian dan jenis air tanah
Bumi memiliki sekitar 1,3 -1,4 milyard km2 air, yang terbagi atas laut sejumlah 97,5%, dalam bentuk es sejumlah 1,75% dan sekitar 0,73% berada di darat. Air hujan yang jatuh ke permukaan bumi akan mengalir ke daerah yang lebih rendah dan masuk ke sungai akhirnya mengalir sampai ke laut, dalam perjalanan air tersebut sebagian akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi) dan ada pula yang menguap kembali.
Menurut Gelhar, 1972 (Seyhan, 1977:254). Lebih dari 98% dari semua air tawar (diduga sedikit lebih dari pada 7 x 106 km3 ) diatas muka bumi tersembunyi di bawah permukaan dalam pori-pori batuan dan bahan-bahan butiran. Dua persen sisanya adalah apa yang kita lihat di danau- danau, sungai dan reservoir. Separuh dari dua persen ini disimpan di reservoir buatan. Sembilan puluh delapan persen dari air di bawah permukaan disebut air tanah dan digambarkan sebagai air yang terdapat pada bahan yang jenuh di bawah muka air tanah. Dua persen sisanya adalah lengas tanah pada mintakat tidak jenuh di atas muka air tanah.
Daryanto (2004 : 11) menyatakan bahwa : Air tanah ialah air yang melekat pada butir-butir tanah, air yang terletak diantara butir-butir tanah, dan air yang tergenang di atas lapisan tanah yang terdiri dari batu, tanah lempung yang amat halus atau padat yang sukar ditembus air.”
Dari definisi di atas maka dapat disimpulkan bahwa airtanah adalah air yang tersimpan dalam ruang antar butir tanah yang dibatasi oleh formasi geologi dan struktur batuan yang sukar ditembus air. Lapisan dimana airtanah dapat dengan mudah melaluinya disebut lapisan permeabel seperti lapisan pasir atau lapisan krikil. Lapisan impermeabel terbagi atas dua jenis yakni lapisan yang kebal air (aquifuge) seperti lapisan batuan (rock) dan lapisan kedap air (aquiclude) seperti lapisan
Lapisan permeabel yang jenuh dengan air tanah disebut juga akuifer (lapisan pengandung air). Air terkekang merupakan airtanah dalam akuifer yang tertutup dengan lapisan impermeabel yang mendapat tekanan. Air tanah bebas adalah air tanah dalam aquifer yang tidak tertutup dengan lapisan impermeabel.
b. Penggolongan air tanah
Penggolongan Ait tanah berdasarkan asal mulanya menurut Told dan Dam (Seyhan 1977 : 256) dapat dibagi menjadi empat tipe, yaitu :
1) Air meteorik yakni air yang berasal dari atmosfir dan mencapai mintakat kejenuhan baik secara langsung (infiltrasi permukaan tanah & kondensasi uap air) maupun tidak langsung (perembesan influen) 2) Air Juvenil merupakan air baru yang ditambahkan pada mintakat
kejenuhan dari kerak bumi yang dalam (seperti, air magmatik, air gunungapi dan air kosmik).
3) Air diremajakan (rejuvenated) ialah air yang untuk sementara waktu telah dikeluarkan dari daur hidrologi oleh pelapukan, dan sebab-sebab lain, kembali kedaur lagi dengan proses-proses metamorfisisme, pemadatan atau proses-proses yang serupa.
4) Air konat adalah air yang dijebak pada beberapa batuan sedimen atau gunung pada saat asal mulanya. Air tersebut biasanya sangat termineralisasi dan mempunyai salinitas yang lebih tinggi daripada air laut.
c. Kondisi air tanah
Menurut Sosrodarsono (2006 : 98-103) air tanah yang bersangkutan dengan pengembangan air, diklasifikasikan dalam lima jenis sesuai dengan keadaan kondisi air tanah yakni, air tanah dalam dataran alluvial, air tanah
dalam kipas detrital, air tanah dalam terras dilluvial, air tanah di kaki gunung api dan air tanah dalam zone batuan retak.
1) Air tanah dataran aluvial
Volume air tanah dalam dataran alluvial ditentukan oleh tebal, penyebaran dan permeabilitas dari akuifer yang terbentuk dalam alluvium dan dilluvium yang mengendap dalam dataran. Air susupan. air tanah yang dalam dataran. Airtanah dataran alluvial terbagi atas air susupan (influent
water), airtanah dilapisan yang dalam, dan airtanah sepanjang pantai.
2) Air tanah di dalam kipas detrital
Endapan kipas detrital terbagi atas endapan diatas kipas dan dibagian ujung bawah kipas. Endapan diatas kipas terdiri atas lapisan pasir dan kerikil yang tidak terpilih sedangkan menuju ke arah ujung bawah kipas cendrung di dominasi oleh lempung.
3) Air tanah di dalam teras dilluvial
Air tanah dalam teras diluvial yang tertutup dengan endapan teras yang agak tebal ditentukan oleh keadaan bahan dasar dan daerah pengaliran dari terras. Kondisinya pada lembah terdapat akuifer yang tebal dan mata air pada batuan dasar yang dangkal, sedangkan jika terras bersambung dengan gunung api dan endapannya juga bersambung dengan endapan kasar gunung itu, maka pengisian air tanah akan menjadi besar.
4) Air tanah di kaki gunung api
Kaki gunung api memiliki topografi dan geografi yang khas maka air tanahnya mempunyai karakteristik tersendiri. Kaki gunung api yang tinggi mengakibatkan curah hujan tinggi, fragmen-fragmen gunung api memiliki ruang-ruang yang banyak sehingga mudah menyalurkan airtanah serta memiliki mata air di ujung terras, dan pada dasar aliran lava banyak
retakan dan ruang maka air tanah dengan mudah melalui dasar sepanjang lembah tersebut.
5) Air tanah di zone retakan
Lapisan-lapisan zaman tersier mempunyai kepadatan yang besar, porositas effektif antar butir tanah adalah kecil. Koeffisien permeabilitasnya adalah kirakira10-4 sampai 10-6 cm/detik dan tidak terbentuk akuifer. Akan tetapi jika terdapat zone retakan yang memotong lapisan-lapisan ini, maka didalamnya terisi air celah.
Gambar 2.2. Akifer air tanah
2.2. Kualitas Air
Air merupakan sumber daya alam yang sangat melimpah di muka bumi, dan dengan adanya siklus hidrologi menjadikan air sumberdaya alam yang dapat diperbaharui. Namun meskipun air merupakan sumberdaya alam yang dapat diperbaharui, air di alam sangat jarang ditemukan dalam keadaan murni. Air hujan yang pada awalnya dalam keadaan murni tapi setelah mengalami reaksi dengan gas-gas di udara dalam perjalanannya turun ke bumi dan selanjutnya selama mengalir di atas permukaan bumi dan dalam tanah, menjadikan air tersebut terkontaminasi. Kualitas air merupakan karakteristik mutu yang dibutuhkan dalam pemanfaatan air sesuai dengan yang diperuntukannya.
Pengelompokan kualitas air dibagi menjadi empat golongan menurut peruntukannya dalam Peraturan Pemerintah RI Nomor 20 Tahun 1990, pembagian tersebut sebagai berikut :
a. Golongan A : air dapat digunakan sebagai air minum secara langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu.
b. Golongan B : air dapat digunakan sebagai air baku air minum.
c. Golongan C : air dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan. d.Golongan D : air dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha di
perkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air.
Kualitas air menyatakan tingkat kesesuaian air terhadap penggunaan tertentu dalam memenuhi kebutuhan hidup manusia, mulai dari air untuk memenuhi kebutuhan langsung yaitu air minum, mandi dan cuci, air irigasi atau pertanian, peternakan, perikanan, rekreasi dan transportasi. Banyak cara yang digunakan untuk menentukan status mutu air, diantaranya dengan metode STORET.
Dengan metode tersebut dapat diketahui parameter-parameter yang telah memenuhi atau tidak memenuhi. Pada dasarnya metode STORET hanya membandingkan antara data kualitas air yang di uji dengan standar baku mutu air sesuai peruntukannya. Sistem nilai yang digunakan adalah dari US-EPA (Environmental Protection Agency) dengan mengklasifikasikan mutu air dalam empat kelas, yaitu :
a. Kelas A : baik sekali, skor = 0 Æ memenuhi baku mutu. b. Kelas B : baik, skor = -1 sampai -10 Æ cemar ringan. c. Kelas C : sedang, skor = -11 sampai -30 Æ cemar sedang d. Kelas D : buruk, skor = -31 Æ cemar berat.
Kualitas air dalam hal ini mencakup keadaan fisik dan kimia yang dapat mempengaruhi ketersediaan air untuk kehidupan manusia pertanian, industri, rekreasi dan pemanfaatan air lainnya, Asdak (2004:497). Dalam Peraturan Pemerintah RI No 82 tahun 2001,kualitas air ditetapkan melalui pengujian karakteristik fisika dan karakteristik kimia
2.2.1. Karakteristik Fisika.
1. Total dissolved solid (TDS)
Tubuh kita terdiri dari 80% air, maka air memiliki peranan yang sangat penting untuk menjaga kesehatan. Banyak diantara kita hanya mengetahui bahwa air yang layak konsumsi adalah air yang bebas bakteri dan virus, pada hal kualitas air yang layak konsumsi adalah lebih dari itu. Salah satu factor yang sangat penting dan menentukan bahwa air yang layak konsumsi adalah kandungan Total Dissolved Solid (TDS) atau kandungan unsur mineral dalam air.
Menurut standart Organisasi Kesehatan Dunia Word Healt
Organisatiton ( WHO ), air minum yang layak dikonsumsi memiliki
kadar TDS < 100 ppm (parts per million), sedangkan menurut DEPKES RI melalui PERMENKES: 492/Menkes/Per/ IV/2010, standar TDS maksimum yang diperbolehkan adalah 500 mg/liter
2. Suhu
Secara umum, kenaikan suhu perairan akan mengakibatkan kenaikan aktifitas biologi sehingga akan membentuk O2 lebih banyak lagi.
Kenaikan suhu perairan secara alamiah biasanya disebabkan oleh aktifitas penebangan vegetasi disekitar sumber air tersebut, sehingga menyebabkan banyaknya cahaya matahari yang masuk tersebut mempengaruhi akuifer yang ada secara langsung atau tidak langsung
3. Daya Hantar Listrik (DHL)
Konduktivitas air bergantung pada jumlah ion-ion terlarut per volumenya dan mobilitas ion-ion tersebut. Satuannya adalah (µmho/cm, 250C). Konduktivitas bertambah dengan jumlah yang sama dengan bertambahnya salinitas. Secara umum, factor yang lebih dominan dalam perubahan konduktivitas air adalah temperatur. Untuk mengukur konduktivitas digunakan konduktivitimeter. Berdasarkan nilai DHL, jenis air juga dapat dibedakan melalui nilai pengukuran daya hantar listrik dalam µmho/cm pada suhu 250C menunjukkan klasifikasi air sebagai berikut:
Tabel 2.1. Klasifikasi air berdasarkan Daya Hantar Listrik (DHL) No. DHL (µmho/cm, 250C) Klasifikasi
1. 0,0055 Air Murni
2. 0,5-5 Air suling
3. 5-30 Air hujan
4. 30-200 Air tanah
5. 45000-55000 Air laut
Sumber : Davis dan Wiest, 1996)
Berdasarkan batas konduktivitas listrik klasifikasi intrusi air laut dapat juga dibedakan yaitu sebagai berikut:
Tabel 2.2. Klasifikasi intrusi air laut berdasarkan konduktivitas listrik No. Batas konduktivitas (µmho/cm, 250C) Klasifikasi intrusi
1. ≤ 200,00 Tidak terintrusi
2. 200,01-229,24 Terintrusi sedikit
3. 229,25-387,43 Terintrusi sedang
4. 387.44-534,67 Terintrusi agak tinggi
5. ≥534,68 Terintrusi tinggi
4. Bau dan rasa
Air yang baik idealnya tidak berbau dan tidak berasa. Bau air dapat ditimbulkan oleh pembusukan zat organik seperti bakteri serta kemungkinan akibat tidak langsung terutama sistim sanitasi, sedangkan rasa asin disebabkan adanya garam-garam tertentu larut dalam air, dan rasa asam diakibatkan adanya asam organik maupun asam anorganik. 5. Kekeruhaan
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan organik dan anorganik, kekeruhan juga dapat mewakili warna. Sedang dari segi estetika kekeruhan air dihubungkan dengan kemungkinan hadirnya pencemaran melalui buangan dan warna air tergantung pada warna air yang memasuki badan air.
2.2.2. Karakteristik kimia
1. Klorida (Cl)
Klorida adalah merupakan anion pembentuk Natrium Klorida yang menyebabkan rasa asin dalam air bersih (air sumur). Kadar klorida pada sampel air dengan menggunakan metode Argentometri di dapatkan nilai kadar klorida 9,10 mg/liter dan telah memenuhi persyaratan kualitas air minum. Sesuai dengan PERMENKES RI No. 492/Menkes/Per/ IV/2010, sebagaimana kadar maksimal klorida yang diperbolehkan untuk air minum adalah 250 mg/liter.
Tabel 2.3. Klasifikasi air berdasarkan konsentrasi klorida No. Konsentrasi Cl (mg/liter) Klasifikasi
1. 0-200 Air Murni
2. 201-600 Air suling
3. >600 Air asin
2. Derajat Keasaman ( pH )
Penting dalam proses penjernihan air karena keasaman air pada umumnya disebabkan gas oksida yang larut dalam air terutama karbondioksida. Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari pada penyimpangan standar kualitas air minum dalam hal pH yang lebih kecil 6,5 dan lebih besar dari 9,2 akan tetapi dapat menyebabkan beberapa senyawa kimia berubah menjadi racun yang sangat menggangu kesehatan 3. Kesadahan
Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya Ion Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat. Air sadah juga merupakan air yang memiliki kadar mineral yang tinggi. Air dengan kesadahan yang tinggi memerlukan sabun lebih banyak sebelum terbentuk busa (Mestati, 2007)
Tabel 2.4. Kesadahan air
No. Kelas 1 2 3 4
1. Kesadahan (mg/lt) 0-55 56-100 101-200 201-500 2. Derajat kesadahan Lunak Sedikit
sadah Moderat sadah Sangat sadah Sumber : Suripin, 2001 2.3. Kuantitas Air
Kuantitas air secara umum di muka bumi relatif tidak berubah hanya mengalami perpindahan dari satu tempat ke tempat lain. Keadaan geografis yang berbeda, intensitas hujan tidak merata, maka ketersediaan air di suatu tempat berbeda dengan tempat yang lain.
Secara keseluruhan, jumlah air di bumi sebesar 1.360.000.000 km3 , tersebar di laut sebesar 97,2 %, air permukaan hanya sekitar 2,15%, dan air yang ada di bawah tanah sebesar kurang dari 1%. Besarnya air laut tersebut tidak dapat langsung dipergunakan oleh manusia, namun meskipun demikian pada dasarnya
manusia dapat menggunakan teknologi untuk memaksimalkan potensi-potensi air yang ada.
2.4. Kebutuhan
Menurut kodoatie (2005:150) kebutuhan air adalah kebutuhan air yang digunakan untuk menunjang segala kegiatan manusia, meliputi air bersih domestik dan non domestik, air irigasi baik pertanian maupun perikanan, dan air untuk penggelontoran kota. Air bersih digunakan untuk memenuhi kebutuhan :
a) Air Domestik yaitu air untuk rumah tangga yang ditentukan oleh jumlah penduduk dan konsumsi per kapita.
b) Air Non Domestik yaitu air yang digunakan untuk industri, pariwisata, tempat ibadah, tempat sosial, serta tempat-tempat komersial atau tempat umum lainnya.
Menurut Gleick (Arsyad, 1989:163), pemakaian air oleh manusia digolongkan dalam tiga golongan utama yaitu : 1) pemakaian domestik, 2) pemakaian Industri, dan 3) pemakaian pertanian.
Kebutuhan air domestik sangat ditentukan oleh jumlah penduduk, dan konsumsi air perkapita. Kecendrungan populasi dan sejarah populasi dipakai sebagai dasar perhitungan kebutuhan air domestik terutama dalam penentuan kecendrungan laju pertumbuhan (Growth Rate Trends). Selain pertumbuhan penduduk, estimasi populasi untuk masa yang akan datang juga merupakan salah satu parameter utama dalam penentuan kebutuhan air domestik.
Jumlah penduduk yang terus berkembang pada suatu wilayah tertentu akan mengakibatkan peningkatan akan ruang untuk hidup. Sejalan dengan pertambahan jumlah penduduk, semakin sempit pula lahan untuk mendukung penduduk tersebut. Semakin sempit lahan, semakin sempit pula infiltrasi (peresapan air ke dalam tanah) yang terjadi karena tertutup oleh bangunan-bangunan. Selain itu pertambahan penduduk akan pula meningkatkan kebutuhan akan air, pada akhirnya, akan berpengaruh terhadap daya dukung lahan untuk menyediakan air.
Salim (1991:188) menerangkan bahwa : “Permintaan terhadap penggunaan air semakin meningkat, jumlah penduduk yang memerlukan air terus bertambah, sedangkan penyediaan air dan kemampuan alam untuk menahan air semakin berkurang. Hal tersebut berhubungan dengan kemampuan alam untuk menahan air semakin berkurang. Hal tersebut berhubungan dengan kemampuan sejumlah air untuk mendukung terhadap kehidupan manusia atau dikenal dengan daya dukung air”.
Menurut Direktorat Penyehatan, Dirjen Cipta Karya DPU, Tahun 1982 mengenai standar kebutuhan air rata-rata perorang untuk kota di Indonesia dapat dilihat pada tabel 2.7 (Tabel standar kebutuhan air rata-rata perorangan untuk kota-kota di Indonesia)
Tabel 2.5 Standar Kebutuhan Air Rata-rata Perorangan untuk kota-kota di Indonesia
Kategori Kota Jumlah Penduduk (jiwa) Standar (liter/orang/hari) Metropolitan > 1.000.000 120 Kota Besar 500.000-1.000.000 100 Kota Sedang 100.000-500.000 90 Kota Kecil 20.000-100.0000 60 Semi Urban 3.000-20.000 45
Sumber : Ditjen Cipta Karya 1982
2.5. Intrusi air laut ke akifer air tanah
Air tanah tawar mengalir ke laut lewat akifer akifer di daerah pantai yang berhubungan dengan laut dalam keadaan alami. Tetapi karena meningkatnya kebutuhan air tawar, maka aliran air tawar ke arah laut telah menurun atau bahkan sebaliknya air laut mengalir masuk ke akifer air tawar di daratan karena muka air tanah telah berada dibawah permukaan air laut yang disebabkan oleh pengambilan air yang berlebihan. Kejadian ini disebut dengan intrusi air laut.
Jika air laut tersebut telah mengalir ke dalam sumur-sumur di daratan, maka penyediaan air menjadi tidak berguna karena akifer telah dicemari oleh air asin (Soemarto ,1987)
Adapun sebab-sebab utama terjadinya penerobosan air asin ke akifer air tawar adalah sebagai berikut:
1. Akifer ini berhubungan dengan laut
2. Penurunan permukaan air tanah cukup besar sehingga dapat mengakibatkan penerobosan air asin
Berdasarkaan faktor-faktor tersebut di atas, air tanah yang mempunyai bahaya penerobosan air asin adalah sebagai berikut:
2.5.1. Air tanah bebas di pantai
Percampuran air asin dan air tawar dalam sebuah sumur dapat terjadi dalam hal-hal sebagai berikut:
1. Dasar sumur terletak dibawah perbatasan antara air asin dengan air tawar. 2 Permukaan air dalam sumur selama pemompaan menjadi lebih rendah
dari permukaan air laut, sehingga pengaruhnya mencapai tepi pantai. 3. Keseimbangan perbatasan antara air asin dan air tawar tidak dapat
dipertahankan, perbatasan itu dapat naik secara abnormal yang disebabkan oleh penurunan permukaan air di dalam sumur selama pemompaan.
Mengingat sumur di tepi pantai itu tidak dapat dipergunakan kembali setelah dimasuki air asin, maka harus diperhatikan untuk air tanah bebas seperti gambar di bawah ini:
Gambar : 2.3 Hukum Herzberg pada air tanah tawar dan asin dekat garis pantai (Sumber: Sosrodarsono dan Takeda,1976)
Keterangan gambar: s = Permukaan air laut f = Permukaan air tanah
B = Batas antara air asin dan air tawar W = Sumur
Jika batas antara air asin dan air tawar berada dalam keseimbangan yang statis, maka untuk zona air tanah bebas di pantai dengan permeabilitas yang kira-kira merata, berlaku persamaan:
ρH = ρ0 ( H + h ) (2-1)
H =
Dimana: ρ0 = Kerapatan air tawar (kg/m3)
ρ = Kerapatan air asin (kg/m3)
h = Tinggi dari permukaan air asin ke permukaan air tawar (m)
H = Kedalaman dari permukaan laut ke batas (antara air asin dengan air tawar) (m)
Untuk ρ0 = 1,00 (kg/m3), ρ = 1,024 (kg/m3) di dapat H = 42 h (2.3)
Hubungan di atas disebut hukum Herzberg (Sasrodarsono dan Takeda,1976). Jika terdapat keadaan yang sesuai dengan hukum Herzberg dimana air asin telah berada di bawah akifer, maka air asin akan segera menerobos ke dalam sumur setelah permukaan air yang telah dipompa itu berada lebih rendah dari permukaan air laut. Demikikan pula jika akifer itu tidak tebal, maka penerobosan air asin perlahan-lahan akan menyebar dari pantai
2.6. Pengambilan air tanah melalui air sumur
Sumur merupakan sumber utama persediaan air bersih bagi penduduk yang tinggal di daerah pedesaan maupun diperkotaan Indonesia. Secara teknis dapat dibagi menjadi 2 jenis:
1. Sumur dangkal (shallow well)
Cara pengambilan air tanah yang paling tua dan sederhana adalah dengan membuat sumur gali dengan kedalaman lebih rendah dari posisi permukaan air tanah. Jumlah air yang dapat diambil dari sumur gali biasanya terbatas, dan air yang diambil adalah air dangkal. Untuk pengambilan air yang lebih besar diperlukan luas dan kedalaman galian yang lebih besar. Kedalaman sumur gali tergantung lapisan tanah, ketinggian dari permukaan air laut, dan ada tidaknya air bebas di bawah lapisan tanah. Sumur gali biasanya dibuat dengan kedalaman tidak lebih
dari 5-8 meter di bawah permukaan tanah. Cara ini cocok untuk daerah pantai dimana air tanah berada di atas air asin.
Berdasarkan jenis tanah dan kedalaman, air bebas sumur gali dapat diperoleh sebagai berikut:
Tanah berpasir: Sumur gali cukup 6-8 m telah memperoleh air bebas
Tanah liat: kedalaman sumur ≥ 12 m baru memperoleh air bebas
Tanah kapur: Umumnya sumur gali harus ≥ 40 m baru diperoleh air bebas
Keadaan atau sifat air sumur gali antara lain:
- Ketinggian air bebas umumnya sekitar 1-3 m dari dasar sumur
- Ketinggian air bebas bervariasi, tergantung jumlah air yang diambil dan tergantung musim
- Rasa dan warna air tergantung jenis tanah yang ada, tanah sawah airnya kekuningkuningan, tanah berpasir airnya jernih dan rasanya sejuk, tanah liat rasanya sedikit sepat, tanah kapur airnya terasa sedikit sepat dan warnanya kehijau-hijauan dan tanah gambut airnya berwarna kemerah-merahan seperti teh dan rasanya asam.
- Mudah tercemar oleh karena kelalaian dalam menutup mulut sumur - Mengandung algae dalam jumlah sedikit
- Mengandung bakteri cukup banyak (Gabriel, 2001) 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:
- Tanah berpasir: biasanya kedalaman 30-40 m sudah memperoleh air. Biasanya airnya naik 5-7 m dari permukaan tanah
- Tanah liat/padas: biasanya kedalaman 40-60 m akan diperoleh air yang baik dan air akan naik mencapai 7 m dari permukaan tanah - 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
- 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
Keadaan/sifat air sumur bor: - Airnya jernih dan rasa sejuk
- Pencemaran air tidak terjadi/sukar terjadi - Jumlah bakteri jauh lebih kecil dari sumur gali
- Jumlah algae dalam air sumur bor jauh lebih banyak dibanding dengan air sumur gali
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.
Gambar 2.4. Kondisi dimana intrusi air laut terjadi karena keseimbangan terganggu akibat pengambilan air. (Todd,1974)
2.7. Konduktivitas larutan elektrolit
Konduktivitas atau daya hantar merupakan ukuran kemampuan mengalirkan arus listrik, menandakan banyaknya ion (Hartomo dan Widiatmoko,1992). Alat yang dipergunakan untuk mengukur konduktivitas larutan disebut konduktivitimeter dengan satuan mikromho/cm (µmho/cm)
Hambatan berbanding terbalik dengan luas penampang dan sebanding dengan panjang, dengan persamaan:
R =
(2.4)
Dimana : R = Hambatan (Ω)
ρ = Hambatan jenis (Ω m ) l = Panjang ( m )
A = Luas penampang ( m2)
Konstanta perbandingan ρ disebut resistivitas sampel. Konduktivitas (K) merupakan kebalikan dari resistivitas, sehingga :
R = . (2.5)
atau K =
Besar tahanan dinyatakan dalam ohm dan kebalikannya disebut mho. Dalam Sistim satuan SI, kebalikan ohm adalah Siemens (S).
2.8. Gambaran Umum Lokasi Penelitian 2.8.1 Keadaan Medan Marelan
1. Letak dan Geografis Kecamatan Medan Marelan Tahun 2008
Kecamatan Medan Marelan merupakan salah satu Daerah Tingkat 2 yang berada di kawasan Pantai Timur Sumatera Utara. Kecamatan Medan Marelan menempati areal atau luas wilayah 44,47 km2 yang terdiri dari 5(lima) kelurahan yakni Tanah Enam Ratus, Rengas pulau,Terjun, Paya Pasir dan Labuhan Deli. Kecamatan Medan Marelan terletak di wilayah
utara Kota Medan dengan batas-batas sebagai berikut : Sebelah Barat berbatasan dengan kabupaten Deli Serdang. Sebelah Timur berbatasan dengan Kecamatan Medan Labuhan Sebelah Selatan berbatasan dengan Kecamatan Medan Helvetia Sebelah Utara berbatasan dengan Medan Belawan.
2. Luas wilayah dirinci per kelurahan di kecamatan Medan marelan ( 2008) Dari lima Kelurahan di Kecamatan Medan Marelan, kelurahan Terjun memiliki luas wilayah yang terluas yaitu sebesar 16,05 km2 sedangkan kelurahan Tanah Enam Ratus mempunyai luas terkecil yakni 3,42 km2.
Table 2.6 Luas wilayah dirinci per Kelurahan di kecamatan Medan Marelan tahun 2008
No Kelurahan Luas (km2) Persentase Terhadap luas kecamatan
1 Tanah Enam Ratus 3,42 7,69
2 Rengas Pulau 10,50 23,61
3 Terjun 16,05 36,09
4 Paya Pasir 10,00 22,49
5 Labuhan Deli 4,50 10,12
Medan Marelan 44,47 100
3. Jumlah penduduk, luas kelurahan, kepadatan penduduk per km dirinci menurut kelurahan dikecamatan Medan Marelan tahun 2008.
Kecamatan Medan Marelan dihuni oleh 125.487 orang penduduk dimana penduduk terbanyak berada dikelurahan rengas pulau yakni sebanyak 57.692 orang. Jumlah penduduk terkecil dikelurahan Paya Pasir yakni sebanyak 10.363 orang. Bila dilihat dari luas kelurahan, kelurahan tanah enam ratus memiliki luas yang terbesar yakni 30,42 km2 sedangkan kelurahan Labuhan Deli memiliki luas terkecil yakni 4,5 km2. Bila dibandingkan antrara jumlah penduduk serta luas wilayahnya maka kelurahan Rengas Pulau merupakan kelurahan terpadat yakni 5,494 jiwa tiap km2.
Tabel 2.7. Jumlah penduduk, luas kelurahan, kepadatan pendudk per km dirinci menurut kelurahan dikecamatan Medan Marelan tahun 2008. No Kelurahan Jumlah Penduduk Luas (km2) Kepadatan peduduk per km2
1 Tanah Enam Ratus 23100 30,42 759
2 Rengas Pulau 57692 10,50 5494
3 Terjun 19070 16,05 1188
4 Paya Pasir 10363 10,00 1036
5 Labuhan Deli 15262 4,50 3392
Medan Marelan 125487 71,47 1756
Sumber Badan Pusat Statistik Kota Medan
4. Banyaknya perusahaan industri besar, sedang, kecil dan kerajinan rumah tangga dikecamatan Medan Marelan tahun 2008.
Perusahaan industri di Medan Marelan belum mulai bermunculan. Perusahaan indutri di kelurahan Medan Marelan lebih didominasi oleh industi kecil. Tercatat pada tahun 2008 hanya terdapat 3 industri besar/ sedang, 11 industri kecil dan 7 industri rumah tangga dikecamatan Medan Marelan.
Tabel 2.8. Banyaknya perusahaan industri besar/sedang, kecil dan kerajinan rumah tangga menurut kelurahan dikecamatan Medan Marelan tahun 2008.
No Kelurahan Industri
besar/sedang Kecil
Rumah tangga
1 Tanah Enam Ratus 0 7 0
2 Rengas Pulau 2 4 0
3 Terjun 0 0 5
4 Paya Pasir 1 0 0
5 Labuhan Deli 0 0 2
Medan Marelan 3 11 7
Sumber kantor Lurah se kecamatan Medan Marelan
5. Banyaknya rumah tangga pelanggan listrik Negara dan air minum PAM di kecamatan Medan Marelan tahun 2008.
Pada tahun 2008 penyediaan listrik dari PLN dan penyediaan air dari PAM sudah mulai membaik. Tercatat sebanyak 25.908 rumah tangga yang berlangganan listrik PLN dan 983 rumah tangga yang berlanganan air PAM dikecamatan Medan Marelan.
Tabel 2.9. Banyaknya rumah tangga pelanggan air minum melalui PAM per kelurahan se kecamatan Medan Marelan tahun 2008. No Kelurahan Banyaknya pelanggan air minum
1 Tanah Enam Ratus 107
2 Rengas Pulau 307
3 Terjun 67
4 Paya Pasir 232
5 Labuhan Deli 270
Medan Marelan 983
Sumber kantor Lurah se kecamatan Medan Marelan 6. Iklim dan Curah Hujan
Daerah penelitian ini termasuk daerah tropis dengan temperatur udara antara 27 minimal hingga 35 maksimal,seperti umumnya dengan daerah-daerah yang lainnya yang berada di kawasan Sumatera utara.kecamatan Medan Marelan memiliki dua musim yaitu musim kemarau dan musim hujan. Musim kemarau dan musim hujan biasanya ditandai dengan
sedikit banyaknya hari hujan dan volume curah hujan pada bulan-bulan terjadinya musim.
Kalau dilihat dari jumlah hari hujan yang turun musim hujan dimulai pada bulan september sampai dengan desember dimana puncak musim hujan terjadi bulan november,sedangkan kemarau pada bulan januari sampai dengan bulan agustus dan puncaknya terjadi pada bulan januari
2.8.2. Geologi Medan Marelan
1. Morfologi Dataran
Berdasarkan topografi daerah Sumatera utara dibagi tiga bagian yaitu bagian Timur dengan keadaan relatif datar, bagian tengah bergelombang sampai berbukit dan bagian barat merupakan dataran.
Secara regional kecamatan medan marelan termasuk kawasan pantai timur dengan morfologi yang bervariasi mulai dari morfologi landai sampai morfologi bergelombang. Daerah penelitian yang terletak di sepanjang pantai timur kecamatan Medan Marelan dengan ketinggian lima meter di atas permukaan laut
2. Statigrafi
Berdasarkan data geologi jenis batuan yang terdapat di daerah penelitian terdiri dari sedimen lepas berupa bongkahan, kerikil, pasir, lempung dan batu gamping termasuk di dalam satuan Alluvium (Departemen Pertambangan 1995/1996)
