Analisis Kelurusan untuk Perkiraan Sistem Hidrogeologi Karst ...

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008ANALISIS KELURUSAN MORFOLOGIUNTUK INTERPRETASI SISTEM HIDROGEOLOGI KARS CIJULANG,KABUPATEN CIAMIS, PROVINSI JAWA BARATTaat Setiawan 1 ), Budi Brahmantyo 2 ), D. Erwin Irawan 2 )1 ) Pusat Lingkungan Geologi, Badan Geologi - DESDMJl. Diponegoro 57 Bandung, 40122, Telp. 022-7274676-7, Fax. 022-7206167, e-mail :taat_setia@yahoo.com2 ) Kelompok Keahlian Geologi Terapan, Institut Teknologi BandungJl. Ganesha No. 10 Bandung, 40132, Telp. 022-2502197, Fax. 022-2502201ABSTRAKMakalah ini bertujuan untuk merekonstruksi sistem hidrogeologi kars di kawasanCijulang, Kab. Ciamis, Jawa Barat, berbasis analisis kelurusan morfologi pada citraSRTM dan peta topografi yang dikompilasi dengan data mataair kars hasil observasilapangan.Hasil analisis kelurusan morfologi dengan metode statistika menunjukkan pola aliransungai bawah tanah berarah utara-selatan, baratlaut-tenggara, dan barat-timur.Pengukuran orientasi rongga gua baik yang berair maupun yang kering menunjukkanarah yang hampir sama.Nilai densitas kelurusan rata-rata adalah 4-6/Km 2 dengan nilai maksimum 10-12/Km 2 didaerah Waru dan sebelah barat Karangpati, sedangkan nilai minimum 0-2/Km 2 didaerah Cijulang dan Cikuya. Pada beberapa lokasi, zona densitas kelurusan tinggiberkorelasi dengan zona kering yang berfungsi sebagai daerah imbuhan airtanah.Densitas kelurusan juga diperkirakan mengendalikan debit mataair yang besar baik didaerah utara dengan debit 9 L/dt maupun di daerah selatan sebesar 30-80 L/dt.Kemunculan mataair kars di daerah utara dikontrol oleh local base level of erosionberupa aliran Sungai Cijulang pada elevasi 65-70 mdpl, sementara di daerah selatanberupa Sungai Cijulang dan Sungai Cipeuteuy pada elevasi 20-40 mdpl. Posisi localbase level of erosion tersebut mengendalikan Zona Aliran Menerus. Pada masingmasingZona Aliran Menerus, di atasnya terdapat Zona Transisi dan Zona Kering.Kata kunci : hidrogeologi daerah kars, analisis morfologiABSTRACTThe objective of this paper is to reconstruct the hydrogeological system of Cijulangkarst area, Ciamis Regency, West Java based on morphological lineament analysis ofSRTM imaging and topographic map, coupled with groundwater spring data from fieldinvestigation.537

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008Lineament analysis using statistical method identifies major lineament orientation as N-S, NW-SE, and E-W direction. Similar orientations are also shown by water-saturatedor dry conduit lineaments.The average of lineament density value ranges 4-6/Km 2 with maximum value of 10-12/Km 2 at Waru and west Karangpati area and minimum value of 0-2/Km 2 at Cijulangand Cikuya area. At some locations, high density zones are corelated with dry zone asa recharge area. The lineaments density is interpreted to control high spring discharge,9 L/s or at northern part and 30-80 L/s at southern part.At northern part, the spring emergences are controlled by Cijulang River as a localbase level of erosion, located at 65 – 70 masl, and at southern part by Cijulang Riverand Cipeuteuy River, located at 20-40 masl. The zone of continuous water circulation iscontrolled by local base level of erosion. At above of its zone lies transitional and dryzone.Keywords : Hydrogeology of karst area, morphological analysisI. PendahuluanI.1. Latar belakangKars merupakan suatu komplekfenomena geologi dengan sistemhidrologi yang sangat spesifik, tersusunatas batuan yang bersifat mudah larutseperti batugamping, dolomit, gipsum,dan batuan lain yang mudah larut(Milanovic, 1981).Secara fisik, kawasan kars merupakandaerah yang kering dan tandus,sehingga penduduk yang tinggal didaerah tersebut mengalami kekuranganair, terutama di musim kemarau.Permasalahan kekeringan di kawasankars sebenarnya dapat diatasi,mengingat potensi sumberdaya airyang dimilikinya sangat melimpah.Permasalahannya adalah perilaku air dikawasan kars membentuk sistemhidrologi yang khas dan rumit yangberkembang melalui sistem rekahandan saluran bawah permukaansehingga sulit untuk diketahui potensidan pemanfaatannya.Cijulang yang terletak di Kab. Ciamis,Provinsi Jawa Barat. Kawasan KarsCijulang belum banyak diteliti, adapunpenelitian sebelumnya berupapemetaan geologi dan fasies karbonatserta pemetaan hidrogeologi skala 1 :250.000.Dari sudut pandang hidrogeologi, zonalemah pada batuan (kekar, rekahan,sesar) merupakan struktur geologi yangsangat berperan dalam mengontrolsistem hidrogeologi kars. Fluida, dalamhal ini air, memiliki kecenderunganmengalir melalui zona lemah padabatuan yang secara morfologiditunjukkan oleh adanya kelurusan –kelurusan morfologi. Berdasarkan atashal tersebut, maka analisis mengenaipola kelurusan morfologi pada kawasankars sangat berguna dalammenentukan pola – pola pengaliranbawah tanah.Salah satu kawasan kars yang menarikuntuk diteliti adalah kawasan kars538

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008I.2. Lokasi PenelitianLokasi penelitian secara administrasiterletak di Kec. Cijulang dan Kec.Cimerak, Kabupaten Ciamis,terbentang mulai dari 108 o 25’ – 108 o 30’BT, dan 7 o 41’ – 7 o 50’ LS. Lokasipenelitian di bagian barat berbatasandengan Tasikmalaya, di bagian timurberbatasan dengan Kec, Pangandaran,di bagian utara berbatasan denganKec. Langkaplancar dan Kec.Banjarsari, dan di bagian selatanberbatasan dengan SamuderaIndonesia (Gambar 1).I.3. Tujuan penelitianTujuan dari penelitian ini adalah untukmerekonstruksi sistem hidrogeologikars di kawasan Cijulang, Kab. Ciamis,Jawa Barat, berbasis analisis kelurusanmorfologi pada citra SRTM dan petatopografi yang dikompilasi dengan datamataair kars hasil observasi lapangan.II. GEOLOGI DAN HIDROGEOLOGIDAERAH PENELITIANCijulang berada sekitar 50 Km kearahselatan dari Kota Ciamis. Daerah inimemiliki morfologi yang khas berupaperbukitan kars yang tersebar secaraluas terutama di bagian tenggara danbaratlaut daerah penelitian. Cirimorfologi kars daerah ini adalahmemiliki relief kasar, bukit – bukit kecilberukuran seragam, berkembangsaluran bawah permukaan seperti guadan sungai bawah tanah, dan banyakterdapat lembah – lembah kars. Selainitu, dibagian tengah daerah penelitianyaitu daerah Cimerak dan sekitarnya,dan di daerah pantai selatan (muaraSungai Cipeuteuy dan sekitarnya)terdapat dataran kars dengan cirimorfologi datar hingga bergelombanglemah.Mengacu pada pemetaan geologi olehSupriatna, S., L. Sarmili, D. Sudana,dan Koswara, A. (1992), daerahpenelitian tersusun atas AnggotaBatugamping Formasi Pamutuan(Tmpl) yang berumur Miosen Tengahseperti batugamping, batugampingpasiran, kalsilutit, dan napal yangdiendapkan pada lingkungan lautdangkal yang terbuka. Di daerahpenelitian, satuan ini tersebar sangatluas mulai dari baratlaut hinggatenggara. Di bagian barat hinggabaratdaya, satuan ini berbatasandengan batuan yang lebih tua berupaFormasi Jampang (Tomj) yangtersusun atas breksi aneka bahan danAnggota Genteng Formasi Jampang(Tmjg) yang tersusun atas tufberselingan dengan breksi dasitan. Dibagian utara, satuan ini tertutupi olehbatuan yang lebih muda, yaitu FormasiBentang (Tmb) yang tersusun atasbatupasir gampingan dan batupasirtufan yang bersisipan dengan serpihdan lensa batugamping (Gambar 2).Struktur utama yang terdapat di daerahpenelitian adalah sesar dan kelurusan.Sesar yang dijumpai berupa sesarnormal dengan arah umum relatif utara– selatan dan barat – timur, terutama didaerah penelitian bagian barat yangmerupakan kontak antara batugampingFormasi Pamutuan (Tmpl) denganbreksi aneka bahan Formasi Jampang(Tomj). Pola kelurusan yang diambildari foto udara menunjukkan arah relatifbarat – timur dan baratlaut – tenggara.Berdasarkan atas hasil pemetaanhidrogeologi lembar Bandung olehSoetrisno S. (1983), dan hasil539

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008penelitian IWACO & WASECO (1989),daerah penelitian merupakan akiferdengan produktivitas sedang danterbatas pada zona celahan, rekahan,dan saluran pelarutan, debit sumur danmataair beragam dalam kisaran yangsangat besar.III. METODE PENELITIANMetode penelitian yang dilakukandalam penelitian ini dapat dilihat padaGambar 3, dan secara rinci adalahsebagai berikut ;Pada langkah pertama dilakukaninterpretasi morfologi melalui citraSRTM (Shuttle Radar and TopographyMission) dan peta topografi skala 1 :25.000 terhadap morfologi kars didaerah penelitian. Langkah selanjutnyaadalah dengan melakukan digitasisecara langsung pada citra SRTMterhadap fitur – fitur kelurusan. Fiturpermukaan pada data citra yangmenghasilkan kelurusan-kelurusanmerupakan gambaran dari gejalageomorfologi (disebabkan oleh reliefpermukaan) seperti alur sungai ataulembah kars.Pengolahan data berikutnya adalahanalisis karakterisasi kelurusanmorfologi secara statistika denganmenggunakan diagram rose maupundengan perhitungan densitas kelurusanmorfologi. Diagram rose dibuat secaraspasial dengan mempertimbangkanLangkah yang terakhir adalah denganmelakukan analisis sistem hidrogeologikars Cijulang secara spasial berbasisSIG. Analisis tersebut merupakankombinasi dari kondisi geologi(penyebaran batuan, struktur geologi),peta tematik orientasi kelurusanmorfologi, peta tematik densitas titikkondisi geologi dan morfologi denganinterval 10 o , untuk kemudiandikompilasi dengan peta penarikankelurusan morfologi menjadi petatematik orientasi kelurusan morfologi.Perhitungan densitas kelurusanmorfologi yang dilakukan berupaperhitungan lineament points densityberbasis Sistem Informasi Geografi(SIG) yang bertujuan untuk mengetahuikonsentrasi dan pola penyebarankelurusan – kelurusan morfologi. Dalamanalisis ini, satu garis kelurusanmorfologi diwakili oleh dua titik, yaitupada bagian awal dan akhir sebuahkelurusan morfologi. Daerah penelitiandibagi dengan membuat grid denganinterval yang tetap, dimanaperpotongan antara grid vertikal danhorizontal disebut node point.Perhitungan lineament points densitydilakukan dengan menjumlahkan setiaptitik dalam sebuah luasan lingkarandengan radius r dan titik tengahmasing – masing lingkaran tersebutadalah node point (Gambar 4).Analisis densitas kelurusan padadaerah penelitian dilakukan denganradius lingkaran dan interval grid 1 Km.Output dari analisis tersebut adalahpeta tematik berupa lineament pointsdensity map atau peta densitas titikkelurusan daerah penelitian dengansatuan jumlah titik / Km 2 (count ofpoints / Km 2 ).kelurusan dengan pola penyebaran guaatau mataair kars hasil observasilapangan.540

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008IV. HASIL DAN ANALISISIV.1. Analisis orientasi kelurusanmorfologiHasil analisis orientasi kelurusanmorfologi menggunakan diagram rosememperlihatkan bahwa di daerahpenelitian sebelah timur memiliki arahkelurusan dominan barat – timur (N 70 o –90 o W) dan arah utara – selatan (N 0 o –10 o W hingga N 0 o – 10 o E). Semakinkearah baratlaut, muncul arah baratlaut –tenggara dengan arah yang bervariatif (N20 o – 70 o W) disamping arah utara –selatan dan barat – timur. Selain itu,semakin ke utara juga muncul orientasikelurusan dengan arah timurlaut – baratdaya (N 30 o – 70 o E) disamping arahbarat – timur dan baratlaut – tenggara,meskipun orientasi timurlaut – baratdayatersebut tidak dominan (Gambar 5).Berdasarkan observasi di lapangan,kelurusan dengan arah barat – timur lebihmencerminkan arah atau strike lapisanbatuan, sedangkan arah utara – selatandan baratlaut – tenggara merupakan arahdari bidang rekahan yang memotongbatugamping.Hasil analisis perhitungan densitaskelurusan (Gambar 6) memperlihatkanbahwa densitas kelurusan rata-rataadalah 4-6/Km 2 dengan nilai maksimum10-12/Km 2 di daerah Waru dan sebelahbarat Karangpati, sedangkan nilaiminimum 0-2/Km 2 di daerah Cijulang danCikuya.Hasil analisis data observasi secaralangsung di daerah penelitianmemperlihatkan bahwa arah memanjanggua atau mataair kars tersebut memilikiorientasi relatif sama dengan orientasikelurusan morfologi. Orientasi kelurusangua atau mataair kars dominan berarahPeningkatan konsentrasi densitaskelurusan pada daerah karsmenunjukkan arah utara–selatan hinggabaratlaut–tenggara. Dari peta padaGambar 6 terlihat bahwa di daerahpenelitian bagian selatan, nilai densitaskelurusan > 6/Km 2 memperlihatkan arahrelatif utara–selatan hingga baratlaut–tenggara, sedangkan di daerah penelitianbagian utara memperlihatkan arahbaratlaut–tenggara dan relatif barat–timur. Kemunculan gua atau mataair kars74% (37 buah) berada pada nilai densitaskelurusan 6-8/Km 2 , 12 % (6 buah) padanilai 4-6/Km 2 , 6% (3 buah) masing –masing pada nilai 2-4/Km 2 dan 8-10/Km 2 ,dan 2% (1 buah) pada nilai 10-12/Km 2 .Berdasarkan atas hal tersebut dapatdiinterpretasikan bahwa pembentukangua berada pada zona – zona dengandensitas kelurusan 6-8/Km 2 .Pada beberapa lokasi, zona densitaskelurusan tinggi (> 6/Km 2 ) berkorelasidengan zona kering yang berfungsisebagai daerah imbuhan airtanah,sehingga densitas kelurusan jugadiperkirakan mengendalikan debitmaksimum mataair baik di daerah utaradengan debit 9 L/dt maupun di daerahselatan sebesar 30-80 L/dt.barat – timur (N 70 o – N 90 o W), utara –selatan (N 10 o W – N 20 o E), danbaratlaut – tenggara (N 30 o – N 50 o W),dan pada beberapa gua terutama dibagian utara menunjukkan orientasitimurlaut – baratdaya (N 30 o – N 50 o E).Perbandingan diagram rose orientasi gua541

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008atau mataair kars dengan orientasikelurusan morfologi kars dapat dilihatpada Gambar 7 berikut ini.Dari perbandingan diagram rosekelurusan morfologi kars dengankelurusan gua atau mataair kars dandidukung oleh orientasi konsentrasidensitas kelurusan menunjukkan bahwapembentukan sistem pengaliran bawahtanah secara regional dikontrol oleh polakelurusan berarah utara – selatan,baratlaut – tenggara, dan barat – timur(Gambar 7 dan 8).IV.2. Interpretasi sistem hidrogeologikars CijulangHasil observasi keberadaan gua didaerah penelitian menemukan 50 ronggagua dengan diameter rata – rata 1,5 m.Gua yang bersifat kering (relic cave)berjumlah 28 buah dan yang berair atausebagai mataair kars berjumlah 22 buah.Kemunculan gua atau mataair kars didaerah penelitian lokasinya terbagimenjadi dua, yaitu di bagian utara danselatan.Menurut Milanovic (1981), kemunculanmataair kars dikontrol oleh posisi baselevel of erosion, baik yang bersifat lokalseperti sungai dan lembah kars, maupunyang bersifat regional, yaitu muka air laut.Perbedaan daerah kemunculan mataairkars di daerah penelitian diperkirakandikontrol oleh posisi local base level oferosion yang berbeda sehingga karakterbesarnya debit yang dihasilkan olehkedua zona tersebut juga memilikiperbedaan seperti ditampilkan padaGambar 9.Kemunculan mataair kars di daerah utaradikontrol oleh aliran Sungai Cijulangsebagai local base level of erosion padaelevasi sekitar 65 mdpl. Debit aliran padamusim kemarau (bulan Juli) berkisar dari< 1 L/dt sampai dengan 10 L/dt.Menurut Jovan Cvijic (1918), dalamMilanovic (1981), zona hidrologi kars dibagi menjadi 3 (tiga) zona, yaitu ZonaKering, Zona Transisi, dan Zona AliranAir Menerus. Berkaitan denganpembagian zona hidrologi kars tersebut,untuk kemunculan mataair kars di daerahutara, Zona Kering berada pada elevasidiatas 100 mdpl. Pada zona ini, airmengalir terutama pada saat hujandengan arah aliran vertikal menuju ZonaJenuh Air yang berada pada elevasiantara 65 – 100 mdpl. Zona Jenuh Airtersebut terbagi menjadi dua bagian yaituZona Transisi dan Zona Aliran Menerusyang dikontrol oleh posisi base level oferosion. Zona Transisi berada padaelevasi 70 – 100 mdpl. Zona inimerupakan daerah dengan karakterhidrologi yang paling dinamis,berkembang terutama pada musim hujan,sedangkan selama musim kemarau zonaini jarang terbentuk, kecuali dalam jumlahminimal (debit sangat kecil atau air hanyamenggenang). Pada musim kemarau,arah aliran airtanah pada zona inimemiliki kecenderungan vertikal menujuZona Aliran Menerus yang berada padaelevasi 65 – 70 mdpl.Kemunculan mataair kars di daerahselatan terbagi menjadi dua lokasidimana masing – masing lokasi tersebutdikontrol oleh posisi local base level oferosion yang berbeda, yaitu SungaiCijulang bagian hilir dan SungaiCipeuteuy bagian hulu. Zona Keringberada pada elevasi diatas 95 mdpl,sedangkan zona jenuh air berada padaelevasi kurang dari 95 mdpl yang terbagimenjadi Zona Transisi pada elevasi 45 –95 mdpl, dan Zona Aliran Menerus padaelevasi kurang dari 45 mdpl.542

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008Kemunculan mataair kars yang dikontrololeh bagian hilir Sungai Cijulang sebagailocal base level of erosion merupakanbatas antara batugamping denganendapan aluvial. Debit mataair yangdijumpai lebih besar dari 30 L/dtmeskipun pada musim kemarau, antaralain pada Gua Cisamping (20 mdpl), GuaSitu Beukeum (20 mdpl) dan Gua LiangWalet (35 mdpl). Kemunculan mataairkars yang dikontrol oleh bagian huluSungai Cipeuteuy sebagai local baselevel of erosion berada pada elevasi 20 –45 mdpl dengan debit yang relatif kecil (1– 10 L/dt) yaitu pada Gua SodongBalangah (45 mdpl), Gua LojokNyalindung (21 mdpl) dan Gua LojokGebang (39 mdpl). Penampang geologidaerah penelitian yang berhubungandengan posisi penyebaran gua ataumataair kars (Gambar 11)V. KESIMPULANRekonstruksi sistem hidrogeologi karspada tahap awal di daerah penelitianberhasil dilaksanakan berdasarkananalisis kelurusan morfologi pada citraSRTM dan peta topografi yangdikompilasi dengan data mataair kars.densitas kelurusan tinggi berkorelasidengan zona kering yang berfungsisebagai daerah imbuhan airtanah,sehingga densitas kelurusan jugadiperkirakan mengendalikan debitmaksimum mataair baik di daerah utaradengan debit 9 L/dt maupun di daerahselatan sebesar 30-80 L/dt.Berdasarkan atas perbandingan diagramrose kelurusan morfologi kars dengankelurusan gua atau mataair kars dandidukung oleh orientasi konsentrasidensitas kelurusan menunjukkan bahwapembentukan sistem pengaliran bawahtanah secara regional dikontrol oleh polakelurusan berarah utara – selatan,baratlaut – tenggara, dan barat – timur.Kemunculan mataair kars di daerah utaradikontrol oleh local base level of erosionberupa aliran Sungai Cijulang padaelevasi 65-70 mdpl, sementara di daerahselatan berupa Sungai Cijulang danSungai Cipeuteuy pada elevasi 20-40mdpl. Posisi local base level of erosiontersebut mengendalikan Zona AliranMenerus. Pada masing-masing ZonaAliran Menerus tersebut, di atasnyaterdapat Zona Transisi dan Zona Kering.Hasil analisis secara statistikamemperlihatkan bahwa orientasikelurusan morfologi memiliki arahdominan barat – timur (N 70 o – 90 o W),utara – selatan (N 0 o – 10 o W hingga N 0 o– 10 o E), dan baratlaut – tenggaradengan arah yang bervariatif (N 20 o – 70 oW). Densitas kelurusan rata-rata bernilai4-6/Km 2 dengan nilai maksimum 10-12/Km 2 di daerah Waru dan sebelahbarat Karangpati, sedangkan nilaiminimum 0-2/Km 2 di daerah Cijulang danCikuya. Pada beberapa lokasi, zona543

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008Gambar 1. Lokasi PenelitianGambar 2. Geologi regional daerah penelitian545

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008546

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008Gambar 3. Metoda analisis hidrogeologi kars dengan menggunakan citra SRTMGambar 4. Kiri : metode perhitungan lineament points density dalam sebuah lingkaran.Kanan : susunan lingkaran pada setiap node point dengan radius dan interval grid r(Hardcastle 1995, dalam Gyo-Bum Kim, 1997)547

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008Gambar 5. Peta interpretasi kelurusan morfologi dan diagram roseGambar 6. Peta densitas kelurusan morfologi548

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008Gambar 7. Diagram rose orientasi kelurusan morfologi dan guaGambar 8. Peta kompilasi densitas kelurusan morfologi dengan pola kelurusanmorfologi dan penyebaran gua atau mataair kars549

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008Gambar 9. Grafik besarnya debit (L/dt) terhadap elevasi (m dpl)daerah kemunculan mataair kars di daerah penelitianGambar 10. Gua Situ Beukeum, merupakan mataair karsdengan debit > 30L/dt dengan orientasi N250 o E550

PROSIDINGPERTEMUAN ILMIAH TAHUNAN IAGI KE-37HOTEL HORISON BANDUNG, AGUSTUS 2008Gambar 11. Penampang geologi yang menggambarkan posisi kemunculanmataair kars daerah penelitia551