Karakterisasi Sungai Alogenik dan Peranannya dalam Proses Karstifikasi di Kawasan Karst Gunungsewu, Kabupaten Gunungkidul

Ahmad Cahyadi, Prof. Dr. Eko Haryono, M.Si.; Dr. Tjahyo Nugroho Adji, M.Sc.Tech.; Dr. Margaretha Widyastuti, M.T.

2025 | Disertasi | S3 Geografi

Sungai alogenik merupakan sungai yang berasal dari luar kawasan karst, namun mengimbuh airtanah di kawasan karst melalui ponor. Meskipun telah diketahui bahwa sungai alogenik telah berperan dalam mengimbuh airtanah di kawasan karst, tetapi karakteristik sistem, genesis, karakter hidrodinamika dan hidrogeokimia serta peranannya dalam karstifikasi kawasan karst belum banyak dikaji. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengkarakterisasi sistem sungai alogenik yang mengimbuh airtanah Kawasan Karst Gunungsewu Kabupaten Gunungkidul dan membuat model perkembangannya, (2) mengkarakterisasi variasi spasial-temporal hidrogeokimia dan sifat aliran pada sungai alogenik yang mengimbuh airtanah Kawasan Karst Gunungsewu Kabupaten Gunungkidul; dan (3) mengevaluasi peranan sistem sungai alogenik dalam proses karstifikasi di Kawasan Karst Gunungsewu Kabupaten Gunungkidul.

            Analisis karakteristik sistem sungai alogenik dilakukan dengan melakukan kajian terhadap pola spasial kemunculan dan ketidakmunculan sungai alogenik, Sifat Aliran, Morfometri DAS dan Tingkat Perkembangan Jaringan Sungai Alogenik, Bentuk Ponor pada Sungai Alogenik, Tipe sungai alogenik berdasarkan genesisnya, dan model perkembangan sungai alogenik di lokasi kajian. Analisis karakteristik variasi spasial-temporal hidrogeokimia dan sifat aliran dilakukan dengan pengambilan sampel air setiap dua minggu selama satu tahun, dan pemasangan alat pencatat tinggi muka air otomatis yang dipasang di lima sungai alogenik. Analisis hidrogeokimia dilakukan dengan analisis parameter fisika dan kimia khususnya unsur mayor. Analisis hidrodinamika dilakukan dengan analisis konstanta aliran dengan pemisahan aliran dasar. Kuantifikasi peranan sungai alogenik dalam proses karstifikasi didasarkan pada analisis terhadap nilai saturation index, laju pelarutan, wall retreat dan analisis BTC hasil penerapan artificial tracer test.

            Hasil analisis menunjukkan bahwa sungai alogenik di Kawasan Karst Gunungsewu sejumlah 18 sungai alogenik yang tersebar di Subsistem Hidrogeologi Ponjong dan Subsistem Hidrogeologi Wonosari-Baron. Secara genesis pembentukan sungai alogenik di Subsistem Hidrogeologi Ponjong adalah allogenic from underlying beds exposed updip, sedanglan pada Subsistem Hidrogeologi Wonosari-Baron berkembang tipe allogenic from overlying beds dan tipe allogenic from overlying beds dengan kombinasi keberadaan patahan. Penelitian ini membuat model perkembangan sungai alogenik di Subsistem Hidrogeologi Ponjong yang terdiri atas empat tahap, dan di Subsistem Hidrogeologi Wonosari-Baron yang terdiri atas enam tahap. Analisis hidrodinamika dan hidrogeokimia menunjukkan keterkaitan keduanya dalam proses yang dominan terjadi di lokasi kajian seperti dilution by precipitation, mixing, water-rock interaction dan reverse ion exchange. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa sungai alogenik memiliki masa agresif pada awal musim penghujan karena flushing effect, produktivitas karbondioksida yang tinggi di dalam tanah dan keberadaan hujan yang menyebabkan terjadinya dillution by precipitation. Penelitian juga menunjukkan bahwa sungai alogenik telah berperan dalam karstifikasi, di mana mataair dengan imbuhan alogenik memiliki laju denudasi sebesar 92,69 m³/km²/tahun yang lebih besar dari sungai bawah tanah tetapi lebih rendah dibandingkan dengan mataair epikarst. Penelitian juga menunjukkan peranan sungai alogenik dalam pembentukan tipe lorong single conduit di lokasi kajian.

Allogenic river originates from outside the karst area but contributes to groundwater recharge through ponors. Despite the significant roles, the characteristics of allogenic river, including genesis, hydrodynamics, and hydrogeochemistry characters as well as function in karstification of the karst area have not been widely analyzed. Therefore, this study aims to (1) characterize allogenic river system that recharges groundwater in the Gunungsewu Karst Area, Gunungkidul Regency, and create development model, (2) characterize the spatial-temporal variations of hydrogeochemistry and flow properties, and (3) evaluate the role in the karstification process.

            The characteristics of allogenic river systems were analyzed by studying the spatial patterns of the emergence and non-emergence of allogenic river, flow properties, watershed morphometry and development level of networks, ponor forms, types based on genesis, and models. Furthermore, the characteristics of spatial-temporal variations in hydrogeochemistry and flow properties were assessed by taking water samples every two weeks for one year and installing automatic water level recorders in five allogenic river. Hydrogeochemistry analysis was carried out by examining physical and chemical parameters, specifically major elements, while hydrodynamic analysis was conducted by analyzing flow constants with baseflow separation. The role of allogenic river in the karstification process was quantified based on the analysis of the saturation index value, dissolution rate, wall retreat, and BTC analysis on the application of artificial tracer tests.

            The results showed that there were 18 allogenic river in the Gunungsewu Karst Area spread across the Ponjong and the Wonosari-Baron Hydrogeological Subsystem. In terms of genesis, the formation of allogenic river in Ponjong Hydrogeological Subsystem can be attributed to underlying beds exposed up-dip. Meanwhile, the Wonosari-Baron Hydrogeological Subsystem showed a combination of inputs from overlying bed types and the influence of faults. The model for development of allogenic river in the Ponjong and Wonosari-Baron Hydrogeological Subsystems consisted of four and six stages respectively. Hydrodynamic and hydrogeochemistry analyses further showed the relationship between dominant processes occurring at the study location including dilution by precipitation, mixing, water-rock interaction, and reverse ion exchange. Based on the results, allogenic river has an aggressive period at the beginning of the rainy season due to the flushing effect, high carbon dioxide productivity in the soil, and the presence of rain which causes dilution by precipitation. More importantly, allogenic river played a role in karstification, where springs with allogenic recharge have a denudation rate of 92.69 m³/km²/year which is greater than underground river but lower than epicarst springs. This study also showed the role of allogenic river in the formation of single conduit-type corridors at the examined location.

Kata Kunci : Sungai Alogenik, Model Perkembangan Sungai Alogenik, Hidrodinamika, Hidrokimia, Karstifikasi