Intrusi Air Laut

Kawasan pantai adalah kawasan yang secara topografi merupakan dataran rendah dan dilihat secara morfologi berupa dataran pantai. Secara geologi, batuan penyusun dataran umumnya berupa endapan aluvial yang terdiri dari lempung, pasir dan kerikil hasil dari pengangkutan dan erosi batuan di bagian hulu sungai. Umumnya batuan di dataran bersifat kurang kompak, sehingga potensi airtanahnya cukup baik. Akuifer di dataran pantai yang baik umumnya berupa akuifer tertekan, tetapi akuifer bebas pun dapat menjadi sumber airtanah yang baik terutama pada daerah-daerah pematang pantai/gosong pantai. Permasalahan pokok pada kawasan pantai adalah keragaman sistem akuifer, posisi dan penyebaran penyusupan/intrusi air laut baik secara alami maupun secara buatan yang diakibatkan adanya pengambilan airtanah untuk kebutuhan domestik, nelayan, dan industri. Oleh karena itu, kondisi hidrogeologi di kawasan ini perlu diketahui dengan baik, terutama perbandingan antara kondisi alami dan kondisi setelah ada pengaruh eksploitasi.

Gambar 1. Penampang Melintang Pertemuan Airtanah dan Air Laut

Air laut memiliki berat jenis yang lebih besar dari pada air tawar akibatnya air laut akan mudah mendesak airtanah semakin masuk. Secara alamiah air laut tidak dapat masuk jauh ke daratan sebab airtanah memiliki piezometric yang menekan lebih kuat dari pada air laut, sehingga terbentuklah interface sebagai batas antara airtanah dengan air laut. Keadaan tersebut merupakan keadaan kesetimbangan antara air laut dan airtanah.

Gambar 2. Kondisi Interface yang Alami dan Sudah Mengalami Intrusi

Masuknya air laut ke sistem akuifer melalui dua proses, yaitu intrusi air laut dan upconning. Intrusi air laut di daerah pantai merupakan suatu poses penyusupan air asin dari laut ke dalam airtanah tawar di daratan.  Zona pertemuan antara air asin dengan air tawar disebut interface.  Pada kondisi alami, airtanah akan mengalir secara terus menerus ke laut.  Berat jenis air asin sedikit lebih besar daripada berat jenis air tawar, maka air laut akan mendesak air tawar di dalam tanah lebih ke hulu.  Tetapi karena tinggi tekanan piezometric airtanah lebih tinggi daripada muka air laut, desakan tersebut dapat dinetralisir dan aliran air yang terjadi adalah dari daratan kelautan,  sehingga terjadi keseimbangan antara air laut dan airtanah, sehingga tidak terjadi intrusi air laut.  Intrusi air laut terjadi bila keseimbangan terganggu. Aktivitas yang menyebabkan intrusi air laut diantaranya pemompaan yang berlebihan, karakteristik pantai dan batuan penyusun, kekuatan airtanah ke laut, serta fluktuasi airtanah di daerah pantai. Proses intrusi makin panjang bisa dilakukan pengambilan airtanah dalam jumlah berlebihan. Bila intrusi sudah masuk pada sumur, maka sumur akan menjadi asing sehingga tidak dapat lagi dipakai untuk keperluan sehari-hari.

Menurut konsep Ghyben – Herzberg, air asin dijumpai pada kedalaman 40 kali tinggi muka airtanah di atas muka air laut.  Fenomena ini disebabkan akibat perbedaan berat jenis antara air laut (1,025 g/cm³) dan berat jenis air tawar (1,000 g/cm³).

sehingga didapat nilai z = 40 hf
keterangan:
hf = elevasi muka airtanah di atas muka air laut (m)
z = kedalaman interface di bawah muka air laut (m)
ρs = berat jenis air laut (g/cm³)
ρf = berat jenis air tawar (g/cm³)

Upconning adalah proses kenaikan interface secara lokal akibat adanya pemompaan pada sumur yang terletak sedikit di atas interface.  Pada saat pemompaan dimulai, interface dalam keadaan horisontal.  Makin lama interface makin naik hingga mencapai sumur.  Bila pemompaan dihentikan sebelum interface mencapai sumur, air laut akan cenderung tetap berada di posisi tersebut daripada kembali ke keadaan semula.

Intrusi air laut dapat dikenali dengan melihat komposisi kimia airtanah.  Perubahan ini terjadi dengan cara

1. Reaksi kimia antara air laut dengan mineral-mineral akuifer.
2. Reduksi sulfat dan bertambah besarnya konsentrasi karbon atau asam lemah lain.
3. Terjadi pelarutan dan pengendapan.

Revelle menggunakan nilai rasio antara klorida dan bikarbonat untuk mengevaluasi adanya intrusi air laut.  Penggunaan klorida dikarenakan klorida merupakan ion dominan pada air laut dan bikarbonat merupakan ion dominan pada air tawar.

Semakin tinggi nilai rasio, berarti pengaruh intrusi air laut makin besar, sedangkan bila nilai rasio rendah maka pengaruh intrusi air laut kecil.

Di tahun 1960 an, investigasi intrusi air laut di lakukan dengan analisis kimia dengan mengambil sample airtanah dan menyelidiki pola alirannya berdasarkan piezometric level.  Saat ini metode geofisika lebih penting dan akurat digunakan untuk investigasi intrusi air laut.  Perolehan data lebih cepat dengan teknik drilling.

Konduktivitas dan temperatur air dapat digunakan untuk estimasi intrusi air laut.  Zat cair memiliki kemampuan untuk mengalirkan arus listrik oleh gerakan ion.  Gerakan ion dapat diukur melalui konduktivitas.  Konduktivitas sangat bergantung pada temperatur.  Pengukuran terhadap kedua variabel tersebut merupaka faktor penting untuk mendeteksi perilaku zona transisi dan interface antara air asin dan air tawar.  Menggunakan Solinst Model 101 Water Level dengan penyelidikan P4, C4 Conductivity Sleeve dan T4 Temperature Sleeve, salinitas dapat diestimasi melalui pembacaan konduktivitas dan temperatur pada kedalaman yang sama.  Sebagai contoh, pembacaan konduktivitas 25,000 µS/cm dan temperatur 20°C, estimasi salinitas sebesar 17 ppt.  Melalui metode ini investigasi salinitas dapat digunakan untuk melacak fluktuasi interface antara muka air asin dan muka air tawar.

Saat ini terdapat beberapa metode dalam penyelidikan intrusi air laut, diantaranya well logging, dating, isotope techniques and chemical analysis of groundwater samples; classification of groundwater samples; classification of groundwater; research into the interaction between aquifer matrix and groundwater; and verticle conductivity and temperatureprofiling.

Terdapat beberapa cara untuk mengendalikan intrusi laut, diantaranya;
1. Mengubah Pola Pemompaan

Memindah lokasi pemompaan dari pantai ke arah hulu akan menambah kemiringan landaian hidrolika ke arah laut, sehingga tekanan airtanah akan bertambah besar.

Gambar 3. Mengubah Pola Pemompaan

2. Pengisian Airtanah Buatan

Muka airtanah dinaikkan dengan melakukan pengisian airtanah buatan.  Untuk akuifer bebas dapat dilakukan dengan menyebarkan air dipermukaan tanah, sedangkan pada akuifer tertekan dapat dilakukan pada sumur pengisian yang menembus akuifer tersebut.

Gambar 4. Pengisian Airtanah Buatan

3. Extraction Barrier

Ekstraction barrier dapat dibuat dengan melakukan pemompaan air asin secara terus menerus pada sumur yang terletak di dekat garis pantai.  Pemompaan ini akan menyebabkan terjadinya cekungan air asin serta air tawar akan mengalir ke cekungan tersebut.  Akibatnya terjadi baji air laut ke daratan.

Gambar 5. Extraction Barrier

4. Injection Barrier

Injection barrier dapat dibuat dengan melakukan pengisian air tawar pada sumur yang terletak di dekat garis pantai.  Pengisian air akan menaikkan muka air tanah di sumur tersebut, akan berfungsi sebagai penghalang masuknya air laut ke daratan.

Gambar 6. Injection Barrier

5. Subsurface Barrier

Penghalang di bawah tanah sebagai pembatas antara air asin dan air tawar dapat dibuat semacam dam dari lempung, beton, bentonit maupun aspal.

Gambar 7. Subsurface Barrier

Intrusi air laut dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

• Aktivitas manusia
• Faktor batuan
• Karakteristik pantai
• Fluktuasi airtanah di daerah pantai

Aktivitas manusia terhadap lahan maupun sumberdaya air tanpa mempertimbangkan kelestarian alam tentunya dapat menimbulkan banyak dampak lingkungan. Bentuk aktivitas manusia yang berdampak pada sumberdaya air terutama intrusi air laut adalah pemompaan air tanah (pumping well) yang berlebihan dan keberadaannya dekat dengan pantai.

Batuan penyusun akuifer pada suatu tempat berbeda dengan tempat yang lain, apabila batuan penyusun berupa pasir akan menyebabkan air laut lebih mudah masuk ke dalam airtanah. Kondisi ini diimbangai dengan kemudahan pengendalian intrusi air laut dengan banyak metode.  Sifat yang sulit untuk melepas air adalah lempung sehingga intrusi air laut yang telah terjadi akan sulit untuk dikendalikan atau diatasi.

Pantai berbatu memiliki pori-pori antar batuan yang lebih besar dan bervariatif sehingga mempermudah air laut masuk ke dalam airtanah. Pengendalian air laut membutuhkan biaya yang besar sebab beberapa metode sulit dilakukan pada pantai berbatu. Metode yang mungkin dilakukan hanya Injection Well pada pesisir yang letaknya agak jauh dari pantai, dan tentunya materialnya berupa pasiran.

Pantai bergisik/berpasir memiliki tekstur pasir yang sifatnya lebih porus. Pengendalian intrusi air laut lebih mudah dilakukan sebab segala metode pengendalian memungkinkan untuk dilakukan.

Pantai berterumbu karang/mangrove akan sulit mengalami intrusi air laut sebab mangrove dapat mengurangi intrusi air laut. Kawasan pantai memiliki fungsi sebagai sistem penyangga kehidupan. Kawasan pantai sebagai daerah pengontrol siklus air dan proses intrusi air laut, memiliki vegetasi yang keberadaannya akan menjaga ketersediaan cadangan air permukaan yang mampu menghambat terjadinya intrusi air laut ke arah daratan. Kerapatan jenis vegetasi di sempadan pantai dapat mengontrol pergerakan material pasir akibat pergerakan arus setiap musimnya. Kerapatan jenis vegetasi dapat menghambat kecepatan dan memecah tekanan terpaan angin yang menuju ke pemukiman penduduk.

Apabila fluktuasi airtanah tinggi maka kemungkinan intrusi air laut lebih mudah terjadi pada kondisi airtanah berkurang. Rongga yang terbentuk akibat airtanah rendah maka air laut akan mudah untuk menekan airtanah dan mengisi cekungan/rongga airtanah. Apabila fluktuasinya tetap maka secara alami akan membentuk interface yang keberadaannya tetap.

Intrusi air laut merupakan bentuk degradasi sumberdaya air terutama oleh aktivitas manusia pada kawasan pantai. Hal ini perlu diperhatikan sehingga segala bentuk aktivitas manusia pada daerah tersebut perlu dibatasi dan dikendalikan sebagai wujud kepedulian terhadap lingkungan.

Sumber:

Purnama, S. 2000. Bahan Ajar Geohidrologi. Yogyakarta: Fakultas Geografi, UGM.

Redwood, Jason. – . Pump / Recharge Rate Affect Saltwater Intrusion. Groundwater Management, Monitoring and Conservation Keep Intrusion Undercontrol, diakses dari http://www.solinst.com, diakses tanggal 29 November 2007.

USGS. 2007. Geological Interpretation of Bathymetric and Backscatter Imagery of the Sea Floor Off Eastern Cape Cod, Massachusetts, diakses dari http://www.usgs,gov, diakses tanggal 29 November 2007.