ANALISIS KARAKTERISTIK DAN TINGKAT KARSTIFIKASI AKUIFER KARST DI SISTEM MATAAIR NGERONG, KECAMATAN RENGEL, KABUPATEN TUBAN

M. ASYROFUL MUJIB, Dr. Eko Haryono, M.Si; Dr. Tjahyo Nugroho Adji, M.Sc.Tech

2015 | Tesis | S2 Geografi

Mataair karst merupakan outlet dari sistem hidrologi di kawasan karst yang dapat mencerminkan karakteristik dan kondisi akuifer daerah imbuhan. Penelitian ini dilakukan di Mataair Ngerong sebagai salah satu outlet yang dapat mewakili sistem akuifer Karst Rengel bagian selatan, Kabupaten Tuban. Tujuan dari penelitian ini adalah (1) mengetahui luas daerah imbuhan sistem Mataair Ngerong; (2) menganalisis karakteristik akuifer berupa tipe aliran, persentase aliran dasar, hidrokimia, dan respon mataair terhadap hujan; dan (3) mengetahui tingkat karstifikasi akuifer karst berdasarkan analisis hidrograf mataair. Neraca air digunakan untuk menentukan luas daerah imbuhan mataair. Alat pencatat tinggi muka air dan daya hantar listrik otomatis diletakkan di outlet mataair untuk mengetahui variasi temporal debit dan total ion terlarut. Pemisahan aliran dasar dilakukan melalui pendekatan recursive digital filtering. Interaksi air dan mineral batuan dianalisis melalui 16 sampel air yang mewakili kondisi debit saat musim hujan dan musim kemarau. Tiga stasiun hujan dipasang untuk mewakili daerah imbuhan bagian atas, bagian bawah, dan di luar daerah tangkapan yang menjadi inlet allogenic recharge saat terjadi banjir. Autokorelasi dan cross-korelasi diaplikasikan untuk mengetahui memori akuifer dan respon mataair terhadap kejadian hujan. Tingkat karstifikasi akuifer diketahui melalui analisis hidrograf dan resesi banjir mataair. Hasil dari penelitian ini adalah (1) Daerah imbuhan Mataair Ngerong memiliki luasan 1.922 Ha yang meliputi Desa Rengel, Grabagan, dan Ngandong. (2) Karakteristik akuifer daerah penelitian adalah sebagai berikut: tipe imbuhan airtanah bersifat mixed aquifer (diffuse dan conduit) yang dicirikan dengan persentase aliran dasar bulanan cukup besar dan banjir puncak yang tinggi; sifat aliran didominasi oleh aliran dasar dengan nilai konstanta resesi baseflow sebesar 0,996; tipe kimiawi air adalah Ca-HCO3 dengan pelarutan yang intensif saat periode debit rendah; kapasitas simpanan akuifer cukup besar yang ditunjukkan dengan memory effect debit mataair selama 26 hari; respon mataair terhadap kejadian hujan cukup cepat yaitu 8 jam setelah hujan, dan (3) Akuifer sistem Mataair Ngerong berada pada tingkat karstifikasi rendah tahap akhir. Tingkatan ini berdasarkan analisis hidrograf merupakan akuifer yang telah terkarstifikasi sebagian (Dk=11,13) dan lebih banyak berkembang pada daerah imbuhan bagian atas, sedangkan berdasarkan kurva resesi banjir, nilai tingkat karstifikasi akuifer adalah 4,7 dengan ciri akuifer memiliki banyak rekahan kecil terbuka yang berkombinasi dengan sistem conduit yang jenuh air.

Karst spring is a natural exit for the groundwater to the surface reflecting the characteristics and conditions of karst aquifer system. The test site is Ngerong Spring, a spring in the southern part of Rengel Karst, Tuban Regency. The objectives of research are (1) to know the recharge area of Ngerong Spring; (2) to analyze characteristics of karst aquifer; flow component, baseflow percentage, spring hydrochemistry, memory effect and response of spring discharge to rainfall; (3) to know karstification degree of aquifer based on spring hydrograph analysis. Water balance was applied to determine recharge area of Ngerong Spring. Water level and conductivity recorder has been installed in spring outlet to measure temporal variation of spring discharge and groundwater mineralization. In this study, recursive digital filtering is used for baseflow separation. Hydrochemical type and water-rock interaction was analyzed by taking of 16 water samples at the various spring discharges. Three tipping bucket rain gauges have been installed in the upper, lower and outer parts of the recharge area. The third part is used to predict contribution of allogenic recharge to groundwater system. Autocorrelation and cross-correlation methods were applied to measure memory effect and spring response to rainfall events. The karstification degree is characterized by analyzing hydrograph and flood recession-curve of spring. The results of this study are (1) recharge area of Ngerong Spring is about 1.922 Ha which covers Rengel, Grabagan and Ngandong Villages; (2) characteristics of Rengel Karst aquifer are, the aquifer recharging Ngerong Spring can be categorized as the mixed-aquifer; high recession constant (0.996) tends to indicate dominance of baseflow in streamflow; water chemistry can be classified as Ca-HCO3 with intensive dissolution at the lower discharge period; aquifer storage is relatively large which is showed by 26 days of memory effect; spring discharge response to rainfall events is quick (8 hours after the rain); (3) karstification degree of Ngerong Spring system is classified as low at the late stage. Based on hydrograph analysis, it is categorized as partially karstified aquifer (Dk = 11.13), developed at the upper part of catchment area. Meanwhile, recession-curve analysis indicates that it has karstification degree value of 4.7, an aquifer with dense open small fissures in combination with phreatic conduit system.

Kata Kunci : akuifer karst, mataair, hidrograf, hidrogeokimia, karstifikasi