PEMODELAN INTRUSI AIR LAUT DAN HIDRALIK DI ESTUARI SERTA PENGARUHNYA TERHADAP PENJALARAN AIR LAUT KE SUNGAI BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Estuaria adalah perairan yang semi tertutup yang berhubungan bebas dengan laut, sehingga air laut dengan salinitas tinggi dapat bercampur dengan air tawar (Pickard, 1967). Menurut Triatmodjo (1999) bahwa muara sungai dapat diartikan sebagai estuari, yaitu bagian dari sungai yang dipengaruhi oleh pasang surut. Aliran air laut ke estuari disertai dengan transpor massa garam. Proses masuknya air asin ke estuari dikenal dengan intrusi air asin. Jarak intrusi air asin sangat tergantung pada karakteristik estuari, pasang surut, dan debit sungai. Semakin besar tinggi pasang surut dan semakin kecil debit sungai semakin jauh intrusi air laut atau sebaliknya. Kombinasi pengaruh air laut dan air tawar tersebut akan menghasilkan suatu komunitas yang khas, dengan kondisi lingkungan yang bervariasi, antara lain 1. tempat bertemunya arus sungai dengan arus pasang surut, yang berlawanan menyebabkan suatu pengaruh yang kuat pada sedimentasi, pencampuran air, dan ciri-ciri fisika lainnya, serta membawa pengaruh besar pada biotanya. 2. pencampuran kedua macam air tersebut menghasilkan suatu sifat fisika lingkungan khusus yang tidak sama dengan sifat air sungai maupun sifat air laut. 3. perubahan yang terjadi akibat adanya pasang surut mengharuskan komunitas mengadakan penyesuaian secara fisiologis dengan lingkungan Sekelilingnya. 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PEMODELAN INTRUSI AIR LAUT DAN HIDRALIK DI ESTUARI SERTA PENGARUHNYA TERHADAP PENJALARAN AIR LAUT KE SUNGAI
BAB I PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Estuaria adalah perairan yang semi tertutup yang berhubungan bebas dengan laut,
sehingga air laut dengan salinitas tinggi dapat bercampur dengan air tawar (Pickard, 1967).
Menurut Triatmodjo (1999) bahwa muara sungai dapat diartikan sebagai estuari, yaitu
bagian dari sungai yang dipengaruhi oleh pasang surut. Aliran air laut ke estuari disertai
dengan transpor massa garam. Proses masuknya air asin ke estuari dikenal dengan intrusi
air asin. Jarak intrusi air asin sangat tergantung pada karakteristik estuari, pasang surut,
dan debit sungai. Semakin besar tinggi pasang surut dan semakin kecil debit sungai
semakin jauh intrusi air laut atau sebaliknya.
Kombinasi pengaruh air laut dan air tawar tersebut akan menghasilkan suatu komunitas
yang khas, dengan kondisi lingkungan yang bervariasi, antara lain
1. tempat bertemunya arus sungai dengan arus pasang surut, yang berlawanan
menyebabkan suatu pengaruh yang kuat pada sedimentasi, pencampuran air, dan ciri-
ciri fisika lainnya, serta membawa pengaruh besar pada biotanya.
2. pencampuran kedua macam air tersebut menghasilkan suatu sifat fisika lingkungan
khusus yang tidak sama dengan sifat air sungai maupun sifat air laut.
3. perubahan yang terjadi akibat adanya pasang surut mengharuskan komunitas
mengadakan penyesuaian secara fisiologis dengan lingkungan Sekelilingnya.
4. tingkat kadar garam di daerah estuaria tergantung pada pasangsurut air laut, banyaknya
aliran air tawar dan arus-arus lain, serta topografi daerah estuaria tersebut.
Secara umum estuaria mempunyai peran ekologis penting antara lain :
sebagai sumber zat hara dan bahan organik yang diangkut lewat sirkulasi pasang
surut (tidal circulation),
penyedia habitat bagi sejumlah spesies hewan yang bergantung pada estuaria
sebagai tempat berlindung dan tempat mencari makanan (feeding ground) dan
sebagai tempat untuk bereproduksi dan/atau tempat tumbuh besar (nursery ground)
terutama bagi sejumlah spesies ikan dan udang.
Perairan estuaria secara umum dimanfaatkan manusia untuk tempat pemukiman,
tempat penangkapan dan budidaya sumberdaya ikan, jalur transportasi, pelabuhan
dan kawasan industri (Bengen, 2004).
1
Aktifitas yang ada dalam rangka memanfaatkan potensi yang terkandung di wilayah pesisir,
seringkali saling tumpang tindih, sehingga tidak jarang pemanfaatan sumberdaya tersebut
justru menurunkan atau merusak potensi yang ada. Hal ini karena aktifitas-aktifitas tersebut,
baik secara langsung maupun tidak langsung, mempengaruhi kehidupan organisme di
Wilayah pesisir, melalui perubahan lingkungan di wilayah tersebut. Sebagai contoh, adanya
limbah buangan baik dari pemukiman maupun aktifitas industri, walaupun limbah ini
mungkin tidak mempengaruhi tumbuhan atau hewan utama penyusun ekosistem pesisir di
atas, namun kemungkinan akan mempengaruhi biota penyusun lainnya.Logam berat,
misalnya mungkin tidak berpengaruh terhadap kehidupan tumbuhan bakau (mangrove),
akan tetapi sangat berbahaya bagi kehidupan ikan dan udangudangnya (krustasea) yang
hidup di hutan tersebut (Bryan, 1976).
Pada saat ini dan di tahun mendatang perkembangan kota – kota besar sebagai
pusat pertumbuhan industri, pusat perdagangan, pelayanan dan jasa, sangat potensial
menjadikan daya tarik terjadinya urbanisasi. Di sisi lain pedesaan sebagai pusat produksi
pertanian belum memberikan prospek masa depan dalam upaya perbaikan taraf hidup
bagi kesejahteraan masyarakat pedesaan. Sebagai konsekuensi logis kecenderungan
peningkatan ledakan jumlah pertambahan penduduk dari tahun ke tahun di kota besar
seperti Kota Pontianak diPropinsi kalimantan Barat yang perkebangan penduduknya cukup
pesat, menuntut pemerintah menyediakan air bersih yang memadai (aspek kuantitas) dan
sehat (aspek kualitas) bagi seluruh penduduknya.
Permasalahan utama tentang kesulitan sumber air tawar seperti diatas terjadi hampir
di semua daerah estuari terlebih hampir semua kota-kota besar di Indonesia secara
geografis terletak di pantai seperti Jakarta, Surabaya ,Semarang juga Kalimantan Barat,
dalam hal pemenuhan kebutuhan air tawar masih mengandalkan air baku yang berasal dari
sungai. Tantangan dan kendala yang harus dihadapi oleh ahli persungaian dalam
pengelolaaan sungai di daerah pantai karena adanya intrusi air laut (salt intrusion) adalah
penentuan titik pengambilan air bersih yang harus bebas dari pengaruh garam
Dalam rangka kegitan pengembangan sumber daya air pada daerah pengaliran
sungai Kapuas, terutama untuk pemanfaatan sungai dalam memenuhi kebutuhan air baku
untuk keperluan sehari-hari, maka diperlukan standart kualitas air yang memnuhi syarat
teknis ini.
Pemenuhan kebutuhan air pada daerah muara sungai kapuas ini berhubungan
langsung dengan keadaan daerak kota pontianak dan sekitarnya karena air kapuas ini
menjadi sumber keperluan terutama dalam bidang air, kebutuhan air ini diperlukan dalam
2
ragka memnuhi dan mendukung berbagai sektor kegiatan yang saling terkait dan terpadu.
Untuk peningkatan swasembada pangan maupun peningkatan daerah aliran sungai Kapuas
ini. Selain itu pula diperlukan pengaturan alokasi air pada masing-masing sektor kegiatan.
Seiring perkembangan kota di wilayah aliran sungai kapuas mengakibatkan
timbulnya konflik pemakaian air baik untuk air baku, industri, penggelontoran kota maupun
untuk pertanian dan perikanan. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut banyak pihak yang
telah melakukan jalan pintas berupa pengeboran atau eksploitasi air tanah guna memenuhi
kebutuhan air tersebut disamping usaha lain yakni dengan pengambilan air permukaan.
Disungai kapuas di kota Pontianak, sering dijumpai suatu permasalahan yang cukup
besar yakni bila kemarau panjang datang kurang lebih dua atau tiga bulan, maka
konsentrasi air sungai kapuas pada muara sungai akan mengalami intrusi air asin yang
cukup besar berkisar 3000 – 3500 mg/liter. Hal ini mengakibat kebutuhan air baku untuk
suplay air bersih menjadi terganggu karena air yang dikonsumsikan terkena asin sehingga
mengakibatkan air menjadi payau untuk konsumsi air ke masyarakat. Upaya yang telah
dilakukan yakni dengan mencri sumber air baku baru yang terhindar dari intrusi air asin
tersebut sehinga perlu dilakukan pengamatan secara empiris, sampai sejauh mana kiranya
rambatan air air tersebut masuk ke sungai kapuas.
Untuk mengetahui sejauh mana terjadinya intrusi air asin baik yang melalui lapisan-
lapisan air tanah maupun melaluialiran sungai, perlulah kirannya dilakukan analisa terhadap
konsidi yang ada dengan mengasumsikan besarnya debit aliran sungai maupun konsep
dasar dan teknologi yang mungin diterapkan untuk mengurangi panjangnya pengaruhi
instruksi air asin tersebut.
B. IDENTIFIKASI MASALAH
Estuari merupakan suatu tatanan yang unik dan komplek dimana berbagai macam
faktor ikut terlibat dalam proses fisik di dalamnya. Proses fisik ini dimaksudkan sebagai
aliran atau sirkulasi air dengan melibatkan kondisi-kondisi batas dari faktor-faktor yang
berpengaruh, serta fenomena-fenomena yang merupakan akibat yang ditimbulkannya
(Legowo, 1996).
Faktor-faktor yang berpengaruh tersebut antara lain tunggang pasang surut,
percampuran air tawar dari hulu sungai dan air asin dari laut, debit sungai, gelombang,
angin dan lainnya. Faktor-faktor pengaruh diatas menimbulkan adanya interaksi yang rumit
antara proses fisik, kimia dan biologi. Kondisi ini semakin bertambah komplek dengan
adanya kenyataan bahwa di sekitar estuari terdapat hunian penduduk yang padat sehingga
kadar pencemaran air cukup tinggi (Legowo, 1998).
3
Studi mengenai peramalan sirkulasi di estuari, para ilmuwan telah banyak
melakukan penelitian dan membuat model tentang intrusi air laut akibat pengaruh pasang
surut di estuari. Model yang dikembangkan untuk kebutuhan peramalan sirkulasi aliran di
estuari menggunakan pendekatan model fisik (physical modelling) dan model matematika
(mathematical modelling).
Menurut Legowo (1998), pada model fisik, peniruan geometri dan fenomena fisik
obyek yang akan dimodelkan dilakukan dengan cara membuat miniatur atau pengecilan
ukuran menggunakan skala tertentu bagi fenomena yang akan diamati atau berpengaruh
dominan pada proses yang diamati. Hasil pengamatan dan pengukuran pada model ini
kemudian diterjemahkan untuk memperoleh gambaran mengenai besaran-besaran yang
sesungguhnya terjadi atau akan terjadi pada prototip. Masih menurut Legowo (1998), dalam
model uji hidrolik, keunggulan model fisik dapat memberikan informasi lebih rinci pada titik-
titik pusat perhatian pada pandangan tiga dimensi,. disamping itu model fisik dapat
mempresentasikan fenomena-fenomena yang belum pasti diketahui perumusannya.
Rekomendasi penelitian model fisik khusus untuk kasus intrusi air asin (mixing),
model fisik sangat mahal karena dimensi estuari yang dimodelkan besar, sehingga
dibutuhkan model dan ruang laboratorium yang sangat besar pula. Selain itu model fisik
tidak luwes pemakaiannya karena setiap model yang dibuat hanya berlaku untuk estuari
yang bersangkutan. Disamping hal tersebut untuk membuat model pasang surut, model
intrusi air asin, angin, terutama gaya Coriolis adalah sangat sulit (Triatmodjo, 1999).
Pada model matematika, peniruan fenomena fisis pada obyek atau prototip ke dalam
model dilakukan dengan penjabaran fenomena fisis tersebut ke dalam persamaan
matematis. Persamaan matematis ini selanjutnya diselesaikan untuk memperoleh informasi
hasil pemodelan (Legowo, 1998).
Kelebihan yang menonjol model matematis dengan semakin pesatnya kemajuan
teknologi di bidang komputasi maka model numeris dirasakan tepat untuk membuat model
intrusi air asin, hal ini selain lebih cepat, memiliki sifat luwes karena program komputer
(software) yang dibuat dapat dipergunakan untuk beberapa estuari yang berbeda, hanya
dengan merubah data masukan dan kondisi batas (Triatmodjo, 1999).
Model matematika mempunyai tingkat kesesuaian yang tinggi apabila perilaku data
runtun waktu (time series) tidak terlalu kompleks dan kondisi awal (asumsi-asumasi)
terpenuhi dengan baik. Mempertimbangkan estuari merupakan tata air yang unik dan
komplek (faktor-faktor yang berpengaruh menimbulkan interaksi yang rumit). Untuk sistem
kompleks, menyertakan ketidakpastian yang cukup besar, persamaan matematika
4
memberikan diskripsi yang kurang tepat dari perilaku sistem, karena kekuranglengkapan
perilaku data dan keterbatasan penguasaan ilmu matematika yang tentunya tidak dapat
mempresentasikan semua fenomena fisis sirkulasi air di estuari ke dalam persamaan aliran
(Legowo, 1998).
Pada dekade terakhir ini, model softcomputing sebagai cabang dari ilmu kecerdasan
buatan (artificial intelligence) diperkenalkan sebagai alat peramalan seperti sistem berbasis
pengetahuan (knowledge based system), sistem pakar (expert system), logika fuzzy (fuzzy
logic), jaringan syaraf tiruan (artificial neural network) dan algoritma genetika (genetic
algorithm) (Purnomo, 2004).
Dasar pemilihan model softcomputing sebagai tool dalam pemodelan sistem,
pemodelan softcomputing sangat menguntungkan bekerja pada sistem tak linier yang cukup
sulit model matematikanya, serta fleksibilitas parameter yang dipakai yang biasa merupakan
kendala pada tool yang lain (Purnomo, 2004). Di sisi lain karakter model kotak hitam (black
box model) memiliki keterbatasan dan kelemahan mendasar dengan tidak memberikannya
petunjuk atau indikasi bagaimana fenomena proses panjang intrusi air laut di estuari terjadi
di alam (Sri Harto,1999, Suripin,2004). Guna melengkapi keterbatasan dari model
softcomputing maka pemanfaatan kelebihan model fisik yang dapat memberikan informasi
lebih rinci pada titik pusat perhatian dalam pandangan tiga dimensi sebagai dasar
pendiskripsian fenomena intrusi air laut di estuari terjadi.
C. MAKSUD DAN TUJUAN
Adapun maksud dan tujuan dari studi ini adalah untuk mengetahui seberapa jauh
pengaruh intrusi air asin yang terjadi di wilayah muara sungai kapuas di kota pontianak,
yang dikaitkan dengan besarnya suplai air minimum pada aliran sungai kapuas dan pola
aliran pada muara sungai (estuari).
Dengan tujuannya yakni merancang desain sumber air baku guna keperluan air minum
kota pontianak dan sekitarnya.
D. LINGKUP KEGIATAN
Lingkup kegiatan dari studi air asin dan Estuari ini adalah untuk mengetahui dan
menganalisa besarnya intrusi air asin yang terjadi dengan didasarkan atas teori yang
ada,serta pemodelan pada mauar sungai (estuari). mengidentifikasi masalah-masalah yang
terkait serta upaya teknologi yang mungkin dilakukan didaerah ini agar supaya resiko
terjadinya instruksi air asin menjadi minimal.
Secara garis besar kegiatan yang dilakukan sebagai berikut :
5
Mengidentifikasi permasalahan yang terkait dengan intrusi air asin;
Melakukan kajian berdasarkan teori – teori yang ada;
Menentukan besarnya debit aliran sungai yang dialirkan untuk menekan pengaruh
intrusi air asin;
Menganalisa panjang pengaruh intrusi air asin dari muara sampai ke pedalaman;
Menentukan step-step pengukuran dari kadar salinitas yang ada didalam aliran
sungai dan sejauh mana tingkat salinitas tersebut terjadi;
Pengggunaan teknologi yang mungkin, untuk memperkecil pengaruh intrusi air asin
baik secara teknis maupun non teknis;
Membuat kesimpulan hasilpenelitian.
E. PERUMUSAN MASALAH
Masalah utama yang berkaitan dengan intrusi air asin adalah sebagai berikut :
Adanya intrusi air asin yang masuk ke pedlaman atau daratan akan berinteraksi
dengan aliran air tanah terutama pada kawasan pemukiman padat dan industri yang
ada dizona pesisir sungai;
Adanya intrusi air asin yang masuk ke pedalaman atau daratan akan berinteraksi
dengan aliran sungai melalui muara-muara sungai, terutama pada daerah pertanian
dan pemukiman yang ada di sepanjang sungai;
Adanya intrusi air asin yang masuk ke pedalaman atau daratan akan berinteraksi
dengan aliran sungai akan menyebabkan air menjadi payau dan berpengaruh
terhadap sumber air baku sepanjang sungai kapuas yang berada dimuara.
Penyebab Terjadinya Masalah
Masalah terjadinya intrusi air asin disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya
adalah sebagai berikut :
Intrusi air asin yang masuk ke daratan dikarenakan terjadinya penurunan muka air
tanah sampai pada batas tertentu yang kritis, hal ini disebabkan berkurangnya
cadangan volume air tanah pada suatu periode tertentu;
Muka air tanah yang dangkal pada suatu daerah datar sepertihalnya daerah pesisir
kota pontianak;
Kondisi parit-parit atau drainase yang ada di kota pontianak mngalami penyempitan
sehingga air yang keluar terkendala sehingga menimbulkan menumpukan aliran
pada daerah sepanjang sungai kapuas.
F. Lokasi Penelitian
6
Lokasi Penelitan berada di Muara Sungai Kapuas Kapuas yang berada di Provinsi
Kalimantan Barat.
Gambar 1..Peta Orientasi wilayah Kalimantan Barat
G. Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan mengerjakan tulisan ini adalah sebagai Berikut :
Mengumpulkan data Primer maupun sekunder yang meliputi data Klimatologi, data
curah hujan, data hidrologi, Peta- peta, karekteristik DAS, data Demografi (Statistik),
Data DAS , Peraturan dan Aturan yang digunakan, Data GIS (ArcGIs Ver 9.3) dll;
Pengambilan data primer berupa data bathimetri dan salininitas dan arus di muara
dan sungai;
Pemecahan Permasalahan dan pengujian tingkat validitas dari model yang akan
dikembangkan meliputi
o Pengembangan program komputer;
o Perhitungan matematik;
o Evaluasi parameter dan sistem variabel model yang digunakan;
o Pengujian sistem masukan dan keluaran dari model yang akan
dikembangkan.
E. Waktu Pelaksanaan
7
Kota Singkawang
Pelaksanan Penelitian dilakukan di Sungai Kapuas pada Daerah Muara dan Aliaran Sungai
yang akan terkena intrusi air asin yang berada di Provinsi Kalimantan Barat, dengan lanya
waktu berkisar 3 – 4 Tahun.
F. Daftar Pustaka
Amirwandi, S (200) Analisis hubungan Hujan – Aliran Model Sacmento, Jurnal
Teknik Hidrolik, 15(23): 56-60;
Imam Suprayogi,Nadjadji Anwar, Edijatno, M Isa Irawan APLIKASI MODEL
PERAMALAN INTRUSI AIR LAUT DI ESTUARI PERIODE MUSIM KEMARAU
MENGGUNAKAN PENDEKATAN STRUKTUR ADAPTIVE NEURO FUZZY
INFERENCE SYSTEM, PERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN (PIT) HIMPUNAN AHLI
TEKNIK HIDRAULIK INDONESIA (HATHI) XXIV MAKASAR, 31 AGUSTUS – 2
SEPTEMBER 2007;
Legowo, S,(1998), Pengkajian Pendangkalan Muara Sungai Di Pantai Utara Pulau
Jawa Barat dan Rekayasa Pemecahannya, Laporan Akhir Riset Unggulan Terpadu
(RUT III/3) Lembaga Penelitian Institut Teknologi Bandung, Bandung.
Ippen AT, (1996). Estuary and Coastline Hydrodynamic, Mc Graw Hill Book
Company, New York.
Isnugroho, (1987), Estuary Reservoir untuk Penyediaan Air Minum Kota Industri
Gresik dan Surabaya Utara, Pekan Ilmiah Tahunan IV HATHI
Isnugroho,(1988), Penanggulangan Pengaruh Air Asin Di Muara Bengawan Solo,
Seminar Hidraulika dan Hidrologi Wilayah Pantai PAU Ilmu Teknik Universitas
Gadjah Mada, Yogyakarta, 7-8 Nopember 1988.
Jang, J.SR, Sun C.T dan Mizutani, E (1997). Neuro Fuzzy and Soft Computing.
Prentice Hall, London.
Kodatie,R.J (2004) Kajian Undang –undang Sumber Daya Air, semarang, 20-80;