PEMETAAN KERENTANAN AIRTANAH TERHADAP · PDF filepencemaran termasuk ke dalam kelompok peta...
-
Upload
duongkhanh -
Category
Documents
-
view
242 -
download
8
Transcript of PEMETAAN KERENTANAN AIRTANAH TERHADAP · PDF filepencemaran termasuk ke dalam kelompok peta...
KERENTANAN AIRTANAH
TERHADAP PENCEMARAN
Oleh
M. Widyastuti
• Kepedulian dunia terhadap permasalahanpencemaran airtanah
• Pemetaan kerentanan airtanah terhadappencemaran termasuk ke dalam kelompok petaperlindungan airtanah, yang merupakan salahsatu kategori penting dalam pemetaan lingkungandengan tujuan khusus
• Peta kerentanan airtanah terhadap pencemaranmerupakan alat perencanaan penting untukmengatasi permasalahan, yang berdampakterhadap kualitas airtanah
• Pemetaan kerentanan mengalami perkembangan
PENGANTAR
KONSEP KERENTANAN
• Asumsi bahwa lingkungan fisik mempunyai
tingkat perlindungan airtanah terhadap alam dan
dampak aktivitas manusia khususnya
pencemaran, atau dengan kata lain bahwa
kerentanan airtanah merupakan fungsi dari
faktor-faktor hidrogeologi.
• Interpretasi kondisi hidrogelogi ini bersifat
kualitatif dan tidak mencakup proses pergerakan
polutan dari permukaan ke dalam airtanah.
Kerentanan airtanah terhadap pencemaran (vulnerability
of groundwater to contamination) : Margat, 1960
Sifat alami sistem airtanah yang tergantung dari sensitivitas/kepekaan sistem tersebut terhadap dampak aktivitas manusia dan atau alamiah
DEFINISI KERENTANAN
Daly, et.al (2002)
Kerentanan intrinsik (intrinsic vulnerability) :kemudahan airtanah terhadap pencemaran hasil aktivitas manusia dan analisisnya didasarkan pada karakteristik hidrogeologi suatu wilayah tetapi tidak tergantung pada pencemar alami maupun buatan
Kerentanan spesifik (specific vulnerability) : kemudahan airtanah terhadap pencemaran hasil aktivitas manusia dan analisisnya didasarkan pada sifat-sifat fisik-kimia pencemar dan hubungannya terhadap sifat-sifat fisik-kimia sistem hidrogeologi.
Peta kerentanan airtanah berguna untuk :
• Pengelolaan dan pengambilan keputusan di pemerintahan, mengenai pemanfaatan lahan dan perlindungan airtanah
• Alat untuk memperkirakan potensi kerentanan airtanah secara lokal maupun regional, identifikasi daerah mudah terjadi kontaminasi, disain jaringan pemantauan, evaluasi kontaminasi airtanah khususnya nonpoint source
• Pembelajaran dan informasi bagi perencana, manager maupun pengambil keputusan mengenai perlindungan airtanah, resiko kontaminasi dan pencegahannya
KEGUNAAN PETA KERENTANAN
KETERBATASAN PETA KERENTANAN
• Keterbatasan data (jumlah dan kualitas) dankaitannya dengan skala peta
• Keterbatasan deskripsi kondisi fisik (geologi danhidrogeologi)
• Keterbatasan metode umum yang diterima
• Keterbatasan verifikasi dan kontrol terhadapmetode perkiraan/penilaian kerentanan (jangkawaktu lama terhadap proses yang berpengaruhterhadap kerentanan airtanah
METODE
• Metode HCS (hydrological complex and setting method)
• Metode sistem parametrik (parametric system method) yang terdiri dari :
a. Metode MS (matrix systems)
b. RS (rating systems)
c. PCSM (point count system models);
• Model hubungan analogi dan numeric (analogical relations and numerical models) :
Iv = (K(QI/SI))/MS (Marcolongo & Preto, 1987)
K : konduktivitas hidrolik
QI : infiltrasi
SI : ketebalan zona tak jenuh
MS : kelembaban tanah aktual
Main method for assesment of groundwater vulnerability
METODE DRASTIC
D : Depth to the water table (Kedalaman muka airtanah)
R : Recharge (Imbuhan)
A : Aquifer media (Media akifer)
S : Soil media (Tekstur tanah)
T : Topography (Lereng)
I : Impact of vadose zone (Pengaruh zona tak jenuh)
C: Conductivity (Konduktivitas hidrolik)
Indeks DRASTIC = DwDr+ RwRr+AwAr+SwSr+TwTr+IwIr+CwCr
DRASTIC merupakan salah satu teknik dari metode PCSM
Metode PCSM ini sering pula disebut sebagai metode
pembobotan dan penilaian (parameter weighting and
rating method)
1 0 1 2 Km
Sumber : 1. Peta Rupabumi Lembar 1408-241, 1408-242, 1408-223, dan 1408-224 Skala 1 : 25.000 2 . Peta A dminis trasi Kabupaten Sleman Propins i DIY 3 . Hasil Analisis, 2003
Dibuat Oleh : M. Widyastuti / 22101013
KEC . K ALA SA N
KEC . D E PO K
KEC .M L AT I
KEC .S LE M AN
KEC .T E M PE L
KEC .TU R I
KEC .S EY EG AN
KEC . P AKE M
KEC .N G AG LIK
KEC .N G EM P LA K
KEC . C A N GK R IN GA N
Caturhar jo
W edom artan i
Tr idadi
Suk oharjo
Sar ihar jo
Tr iharjo
Sardonohar jo
Donoharjo
Sinduhar jo
Pendow ohar jo
Bim om artan i
Um bulm ar tan i
W idodom artan i
S indum artan i
Minom ar tan i
KEC . K ALA SA N
KEC . D E PO K
KEC .M L AT I
KEC .S LE M AN
KEC .T E M PE L
KEC .TU R I
KEC .S EY EG AN
KEC . P AKE M
KEC .N G AG LIK
KEC .N G EM P LA K
KEC . C A N GK R IN GA N
Caturhar jo
W edom artan i
Tr idadi
Suk oharjo
Sar ihar jo
Tr iharjo
Sardonohar jo
Donoharjo
Sinduhar jo
Pendow ohar jo
Bim om artan i
Um bulm ar tan i
W idodom artan i
S indum artan i
Minom ar tan i
Tr im ulyo
424 000
424 000
428 000
428 000
432 000
432 000
436 000
436 000
440 000
440 000
91
44
00
0
91
44
00
0
91
48
00
0
91
48
00
0
91
52
00
0
91
52
00
0
U
414 000
414 000
423 000
423 000
432 000
432 000
441 000
441 000
450 000
450 000
913
500
0 91350
00
914
400
0 91440
00
915
300
0 91530
00
916
200
0 91620
00Daerah Penelit ian
Ja lan
Sun ga i
Bata s D e sa
Bata s K ecam atan
Leg end a :
PETA KERENTANAN
AIRTANAH BEBAS
TERHADAP PENCEMARAN
DAERAH PENELITIAN
Ti dak R e ntan
Aga k R entan
C ukup R e ntan
R entan
San ga t R en tan
DRASTIC Indeks in various hydrogeological setting
Konsep kerentanan airtanah berlaku umum untuksemua tipe akuifer
Banyak metode yang telah dikembangkan untukanalisis kerentanan airtanah terhadap pencemaran(DRASTIC, GOD, SINTAC, AVI, ISIS, GLA, dll)
Kesulitan muncul ketika metode yang tidak secarakhusus untuk menilai kerentanan di akuifer karstditerapkan di daerah karst
Berbagai metode untuk analisis kerentanan akuiferkarst dikembangkan, antara lain : EPIK, REKS, RISKE, PI, COP, VURASS, IRISH, LEA, VULK, TIME-INPUT
Kerentanan di Karst Area
Skema Proses Hidrologi Akuifer Karst (Zwahlen, 2003)
Conseptual model of hydrodinamic behavior and transport processes
METODE ANALISIS
EPIK, RISKE, VURASS
RATING SYSTEM
REKS, PI, COP, IRISH, TIME-INPUT
MATHEMATICAL MODEL
VULK
LEA
POINT COUNT SYSTEM MODELS
HYDROLOGICAL COMPLEX & SETTING METHOD
No Metode Parameter Variabel Keterangan
1. EPIK
1. EpikarstMorfologi karst (ponor, dolin, karren,
lembah kering, rekahan)
Daerah uji :
Pegunungan Jura (St. Imier,
Bure), Median Prealps (St.
Gingolph) dan Helvetic Alps
(Lenk) Switzerland,
2. Protective cover (lapisan
protektif)
Ketebalan lapisan tanah
3. Infiltration condition (kondisi
infiltrasi)
Daerah tangkapan ponor dan alur
sungainya, koefisien limpasan, lereng,
penggunaan lahan
4. Karstic network development
(perkembangan jaringan karst)
Jaringan gua, ponor, hidrograf aliran,
uji perunut, kualitas air, mataair
2. RISKE
1. Rock type (jenis batuan)Jenis batuan, ketebalan lapisan batuan,
konduktivitas hidraulik (*)
Daerah uji :
Akifer karst Fontanilles dan
Cent-Fonts (Herault, S.
France), Plato Larzac (daerah
tangkapan mataair)2. Infiltration (infiltrasi)
Daerah tangkapan ponor dan alur
sungainya, koefisien limpasan, lereng,
penggunaan lahan (*)
3. Soil (tanah) Ketebalan lapisan tanah
4. Karstification (karstifikasi)Jaringan gua, ponor, hidrograf aliran,
uji perunut, kualitas air, mataair (*)
5. EpikarstMorfologi karst (ponor, dolin, karren,
lembah kering, rekahan) (*)
3. REKS
1. Rock (batuan)Jenis batuan, ketebalan lapisan batuan,
konduktivitas hidraulik (*)
Daerah uji :
Slovakia
2. EpikarstMorfologi karst (ponor, dolin, karren,
lembah kering, rekahan) (*)
3. Karstification (karstifikasi)Jaringan gua, ponor, hidrograf aliran,
uji perunut, kualitas air, mataair (*)
4. Soil cover (lapisan tanah) Ketebalan lapisan tanah
4. PI1. Protective cover (lapisan
protektif)
Lapisan tanah atas : kapasitas lapang
efektif,
lapisan tanah bawah : distribusi ukuran
butir (tekstur),
jenis batuan karst dan rekahan batuan
nonkarst dan karst, ketebalan semua
lapisan, rata-rata imbuhan tahunan,
tekanan artesis dalam akuifer
Daerah uji :
Engen, Swabian Alb, Jerman;
Hochifen-Gottesacker, Alps,
Jerman/Austria;
Winterstaude, Alps, Austria;
Unit Albiztur, Basque county,
Spanyol; Veldensteiner Mulde,
Franconian Alb, Jerman;
Tabel : Parameter dan Variabel Berbagai Metode untuk Analisis Kerentanan Airtanah di Daerah Karst
No Metode Parameter Variabel Keterangan
4. PI
2. Infiltration condition
(kondisi
infiltrasi)
Infiltrasi langsung (relatif)
berdasarkan sifat-sifat
tanah, lereng, vegetasi,
proses aliran dominan :
aliran permukaan, aliran
bawah permukaan dan
infiltrasi
kondiktivitas hidraulik
jenuh,
ponor, sungai tenggelam
dan daerah tangkapannya
Unit Hidrogeologi of Mt. Cornacchia
dan Mt. della Meta, Latium, Italy;
Mühltalquellen, Thuringia, Jerman;
Sierra de Libar, Andalusia, Spanyol
5. VURASS
1. Input (masukan)
Hujan, evapotrasnpirasi,
limpasan permukaan,
retensi, penggunaan air
Daerah uji :
Sistem akuifer Alpine
2. Infiltration (infiltrasi)
Lapisan proteksi zona
takjenuh, infiltrasi (area/
terkonsentrasi), perkolasi/
imbuhan airtanah
3. Exfiltration (E)Hidrograf, storage dan
residence time
6. COP
1. Concentration of flow
(konsentrasi aliran)
Daerah tangkapan ponor :
jarak terhadap ponor, jarak
terhadap sungai tenggelam,
lereng, vegetasi
Daerah tangakapan bukan
ponor : kenampakan
permukaan/morfologi,
lereng, vegetasi
Daerah uji :
Akifer karbonat Sierra de Líbar and
Torremolinos di Spanyol Selatan
2. Overlaying layer (lapisan
menampal)
Tanah : tekstur dan
ketebalan
Batuan : jenis batuan dan
rekahan, ketebalan lapisan,
jenis akuifer
3. Precipitation (hujan)Jumlah dan intensitas
hujan
Tabel : Parameter dan Variabel Berbagai Metode untuk Analisis Kerentanan Airtanah di Daerah Karst
No Metode Parameter Variabel Keterangan
7. Irish Tanah dan geomorfologi
Ketebalan dan permeabilitas
tanah bawah, kenampakan
karst/morfologi
Daerah uji :
Irlandia
8. VULK
1. Overlaying layer (lapisan
menampal)
Lapisan tanah atas, tanah
bawah, batuan bukan karst,
batuan karst takjenuh
2. Karstic network (jaringan
karst)
Porositas batuan, kecepatan
aliran, jarak aliran/ketebalan
lapisan, dispersitas
longitudinal media,
pelarutan, koefisien
pertukaran
9. LEA
1. Overlaying layer (lapisan
menampal)
Ketebalan lapisan tanah Daerah uji : England
dan Wales
2. Concentration of flow
(konsentrasi
aliran)
Daerah tangkapan sungai
tenggelam dan dolin, lereng
10. TIME-INPUT
1. Travel-TIME
Ketebalan lapisan tanah dan
sedimen takpadu, ketebalan
lapisan batuan, konduktivitas
hidraulik, patahan, bidang
perlapisan
Daerah uji :
Pegunungan karst
Zöbelboden
2. INPUT
Hujan, evapotranspirasi,
limpasan, perkolasi, aliran
permukaan dan bawah
permukaan
Tabel : Parameter dan Variabel Berbagai Metode untuk Analisis Kerentanan Airtanah di Daerah Karst
METODE EPIK
EPIK (Epikarst (E), Protective cover (P), Infiltration
condition (I) dan Karst network development (K)
Protective Cover :
F = Ei + Pj + Ik + Kl
, , , = koefisien bobot parameter
Ei,Pj, Ik, Kl = kategori parameter
Karstic morphology observed (pertaining to epikarst
E1 Caves, swallow holes, dolines, karren fields, ruine-like relief, cestas
E2 Intermediate zone situated along doline alignments, uvalas, dry valleys, canyons, poljes
Karstic morphology absent E3 The rest of the catchment
A. Soil resting directly on limestone formations or on detrial formations with very high hydraulic conductivity
B. Soil resting on > 20 cm of low hydraulic conductivity geological formations **
Protective cover absent P1 0 – 20 cm
P2 20 – 100 cm 20 – 100 cm of soil and low hydraulic conductivity formations
P3 > 1 m of soil > 1 m of soil and low hydraulic conductivity formations
Protective cover important P4 - > 8 m of very low hydraulic conductivity formations or> 6 m of very low hydraulic conductivity formations with> 1 m of soil (point measurement necessary)
Tabel 1. Kategori dari Masing-masing Parameter EPIK
Sumber : Doerfliger & Zwahlen, 1988
Concentrated infiltration I1 Perennial or temporary swallow hole-banks and bed of temporary or perennial permanent stream supplying swallow hole, infiltrating surficial flow- areas of the water course catchment containing artificial drainage
I2 Areas of water course catchment which are not artificially drained and where the slope is greater than 10 % for ploughed (cultivated) areas and greater than 25 % for meadows and pastures
I3 Areas of water course catchment which are not artificially drained and where the slope is less than 10 % for ploughed (cultivated) areas and less than 25 % for meadows and pasturesOutside the catchment of a surface water course: bases of slopes and steep slopes (greater than 10 % for ploughed (cultivated) areas and greater than 25 % for meadows and pastures
Diffuse infiltration I4 The rest of the catchment
Well developed karsticnetwork
K1 Well developed karstic network with decimeter to metre sized conduits with little fill and well interconnected
Poorly developed karsticnetwork
K2 Poorly developed karstic network with poorlyinterconnected or unfilled drains or conduits, or conduitsof decimeter or smaller size
Mixed or fissure aquifer K3 Porous media discharge zone with a possible protectiveinfluence fissured non-karstic aquifer
Tabel 1. Kategori dari Masing-masing Parameter EPIK
Sumber : Doerfliger & Zwahlen, 1988
E1 E2 E3 P1 P2 P3 P4 I1 I2 I3 I4 K1 K2 K3
1 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3
Tabel 2. Nilai Kategori Masing-masing Parameter EPIK
Sumber : Doerfliger & Zwahlen, 1988
Parameter E P I K
Koefisien bobot
Bobot relatif 3 1 3 2
Tabel 3. Koefisien Bobot Masing-masing Parameter EPIK
Sumber : Doerfliger & Zwahlen, 1988
K1=1I1=1 I2=2 I3=3 I4=4
E1=1 E2=3 E3=4 E1=1 E2=3 E3=4 E1=1 E2=3 E3=4 E1=1 E2=3 E3=4
P1=1 9 15 18 12 18 21 15 21 24 18 14 27
P2=2 10 16 19 13 19 22 16 22 25 19 15 28
P3=3 11 17 20 14 20 23 17 23 26 20 16 29
P4=4 12 18 21 15 21 24 18 24 27 21 17 30
K2=2I1=1 I2=2 I3=3 I4=4
E1=1 E2=3 E3=4 E1=1 E2=3 E3=4 E1=1 E2=3 E3=4 E1=1 E2=3 E3=4
P1=1 11 17 20 14 20 23 17 23 26 20 26 29
P2=2 12 18 21 15 21 24 18 24 27 21 27 30
P3=3 13 19 22 16 22 25 19 25 28 22 28 31
P4=4 14 20 23 17 23 26 20 26 29 23 29 32
K3=3I1=1 I2=2 I3=3 I4=4
E1=1 E2=3 E3=4 E1=1 E2=3 E3=4 E1=1 E2=3 E3=4 E1=1 E2=3 E3=4
P1=1 13 19 22 16 22 25 19 25 28 22 28 31
P2=2 14 20 23 17 23 26 20 26 29 23 29 32
P3=3 15 21 24 18 24 27 21 27 30 24 30 33
P4=4 16 22 25 19 25 28 22 28 31 25 31 34
Sumber : Doerfliger & Zwahlen, 1988
Tabel 4. Nilai Indek Protektif
Kerentanan Indek Protektif F Zona Perlindungan Airtanah S
Sangat tinggi 9 – 19 S1
Tinggi 20 – 25 S2
Sedang > 25 S3
Rendah > 25, dengan kategori P4+(I3,4)
Rest of the catchment area
Sumber : Doerfliger & Zwahlen, 1988
Tabel 5. Hubungan antara Nilai Indek Perlindungan (F)
dengan Zona Perlindungan Airtanah (S)
METODE COP
• COP merupakan metode rating system
• COP (Concentration of flow (C), Overlaying layer (O) dan
Precipitation (P)
Gambar : Ilustrasi Metode COP (Zwahlen, 2003)
Diagram Alir Metode COP (Pan European) (Zwahlen, 2003)
KERENTANAN DAS TERHADAP PENCEMARAN
Formula : VI = RwRr + TwTr + LwLr (Eimers, et al., 2000)
Keterangan :
VI = Vulnerability Index
Rw = Bobot untuk hujan tahunan rerata
Rr = Nilai untuk hujan tahunan rerata
Tw = Bobot untuk topografi (slope)
Tr = Nilai untuk topografi ((slope)
Lw = Bobot untuk penggunaan lahan
Lr = Nilai untuk penggunaan lahan
Tabel : Kontribusi Faktor untuk Penilaian Karakteristik DAS
Faktor Faktor yang relevan Bobot
Lereng Perubahan elevasi pada permukaan
lahan yang mengindikasikan hujan
akan menjadi runoff atau infiltrasi
1
Rerata Hujan Tahunan Sumber air yang mengalirkan
limpasan permukaan ke sungai atau
danau
2
Penggunaan Lahan Tipe penggunaan lahan yang
mempengaruhi potensi sumber
pencemar yang berupa non point
sources
3
Sumber : Modifikasi dari Eimers, et al. (2000)
Tabel : Kategori Faktor dan Nilai untuk Karakteristik DAS
Faktor Kategori Interval Nilai
Lereng (%) < 8
8 – 15
15 – 25
2
4
6
Rerata Hujan Tahunan
(mm/tahun)
1500 – 2000
2000 – 2500
2500 – 3000
>3000
5
7
9
10
Penggunaan Lahan Perairan
Belukar
Kebun Campuran
Tegalan
Sawah
Permukiman
1
4
5
6
7
8
Sumber : Modifikasi dari Eimers, et al. (2000)