NaskahbukuPengelolaanAirTanah.pdf

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/323616772
PENGELOLAAN AIR TANAH
Book · March 2018
CITATIONS
0
READS
22,104
1 author:
Some of the authors of this publication are also working on these related projects:
Author’s Purpose Performance Task View project
Darwis Panguriseng
Universitas Muhammadiyah Makassar
75 PUBLICATIONS 35 CITATIONS
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by Darwis Panguriseng on 07 March 2018.
The user has requested enhancement of the downloaded file.

Pengelolaan Air Tanah| i
PENGELOLAAN
AIR TANAH
Disusun Oleh :
Dr. Ir. H. Darwis, M.Sc.
Air berharga, pembentuk kehidupan Bumi...Jangan biarkan jadi Langka...
Kita generasi berhak selamatkan Air... Hindari jadi generasi penghancur...
Kehancuran lingkungan, memberi punah kehidupan.........
Air & Bumi ---- Demi Masa Depan

ii|Pengelolaan Air Tanah
PENGELOLAAN AIR TANAH
Penulis : Dr. Ir. H. Darwis, M.Sc.
Editor : Abdul Kodir
Lyout : Zulhajji
Cover : Darwis
Copy Right : 2018©Darwis
Diterbitkan Pertama Kali Oleh : Pena Indis
Bekerjasama dengan Pustaka AQ
Nyutran MG II 14020 Yogyakarta
Pustaka.aq@gmail.com
FB-Pustaka AQ
HP 0895603733059
ISBN : 978-602-429-103-7
14.21cm= xiv+305 halaman
Hak cipta dilindungi undang-undang.
Dilarang memperbanyak buku ini sebagian atau seluruhnya, dalam
bentukdan dengan cara apapun juga, baik secara mekanis maupun
elektronik, termasuk fotocopy, scan, rekaman, dan lain-lain tanpa izin
tertulis dari penulis.
Cetakan Pertama, Maret 2018
Sanksi pelanggaran pasal 44, Undang-undang No. 7 Tahun 1987 tentang
Perubahan atas Undang-undag No.6 Tahun 1982 tentang hak cipta.
1. Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak mengumumkan atau
memperbanyak suatu ciptaan atau memberi izin untuk itu dipidana
dengan pidana penjara paling lama 7 tahun dan/atau denda paling
banyak Rp. 100.000.000,- (seratus juta rupiah).
2. Barang siapa dengan sengaja menyiarkan, memamerkan,
mengedarkan atau menjual kepada umum suatu ciptaan atau barang
hasil pelanggaran hak cipta sebagaimana dimaksud dalam ayat 1
(satu), dipidana dengan pidana penjara paling lama 5 tahun dan/atau
denda paling banyak Rp. 50.000.000 (lima puluh juta rupiah).

Pengelolaan Air Tanah| iii
PRAKATA
Cadangan air tanah merupakan anugerah yang diberikan
Allah SWT kepada makhlukNya terutama manusia, yang
diturunkan dari langit lalu disimpan dalam reservoir yang dijamin
Allah SWT sangat baik dan higienis, sebagaimana firmanNya :
‫ا‬‫َف‬
‫ِم‬‫ِم‬
‫ا‬ ‫َف‬‫ِم‬‫ا‬‫ُك‬‫َف‬‫ا‬‫ا‬‫ْل‬‫ُك‬‫ْل‬‫ْن‬‫َف‬‫ا‬ ‫َف‬‫َف‬‫ا‬‫ُك‬‫و‬ ‫ُك‬ ‫ُك‬
‫ا‬‫َف‬‫ْل‬
‫ْن‬ ‫َف‬‫ْل‬ ‫َف‬‫َف‬‫ا‬‫ًء‬‫ا‬ ‫َف‬‫ا‬‫ِم‬
‫ا‬ ‫َف‬ ‫َّس‬
‫ال‬‫ا‬‫َف‬
‫ِم‬‫ا‬ ‫َف‬‫ْل‬‫ا‬‫َف‬‫ْل‬‫ْن‬‫َف‬‫َف‬
“Dan Kami turunkan hujan dari langit, lalu Kami beri minum kamu
dengan air itu, dan sekali-kali bukanlah kamu yang
menyimpannya.” [QS. Al-Hijr : 22]
Air yang tersimpan di dalam perut bumi ratusan bahkan
ribuan tahun, tetapi tidak mengalami kerusakan (kecuali setelah
diganggu oleh manusia). Berbeda dengan air yang disimpan
manusia alam wadah (reservoir) artificial, sangat mudah
mengalami kerusakan sekalipun wadah tersebut terbuat dari
bahan stainless steel sekalipun.
Allah SWT telah menata sedemikian rupa penggunaan air
di Bumi, sebagaimana firmanNya :
‫ا‬‫َّس‬‫ُك‬
‫اُث‬ ‫ِم‬
‫ض‬‫ْل‬
‫َفر‬‫ْل‬
‫ْل‬‫ا‬ ‫ِم‬
‫اِف‬‫َف‬
‫ع‬‫ِم‬‫ب‬ ‫َف‬‫َف‬‫ْن‬‫ي‬‫ا‬‫ُك‬ ‫َف‬
‫ك‬‫َف‬‫ل‬‫َف‬
‫ل‬‫َف‬‫ا‬‫ًء‬‫ا‬ ‫َف‬‫ا‬‫ِم‬
‫ِم‬‫ا‬‫َف‬
‫ل‬‫َف‬‫ْل‬‫ْن‬‫َف‬‫ا‬‫َف‬‫َّس‬‫ال‬‫ا‬‫َّس‬
‫َفن‬‫ا‬‫َف‬
‫ر‬‫َف‬‫ْن‬‫ت‬‫ا‬‫ْل‬‫َف‬
‫َفَل‬
‫ا‬‫َّس‬
‫ن‬‫ِم‬‫إ‬‫ا‬ ‫ًء‬ ‫َف‬‫ط‬‫ُك‬
‫اح‬‫ُك‬‫ُك‬‫ل‬‫َف‬
‫ع‬‫ْل‬‫َف‬
‫اَي‬‫َّس‬‫ُك‬
‫اُث‬ًّ
‫ر‬‫َف‬
‫ف‬‫ْل‬
‫ص‬‫ُك‬‫ا‬‫ُك‬‫و‬‫َف‬
‫ر‬‫َف‬
‫ْن‬ ‫َف‬
‫ْن‬ ‫ا‬‫ُك‬
‫ج‬ ‫ِم‬
‫ه‬‫َف‬‫اي‬‫َّس‬‫ُك‬
‫اُث‬‫ُك‬‫ُك‬ ‫َف‬‫ْل‬‫ا‬‫َف‬‫ا‬ ‫ًء‬
‫ف‬‫ِم‬‫ل‬‫َف‬‫ْل‬‫ُك‬
‫اُم‬ ‫ًء‬
‫ع‬‫ْل‬
‫ر‬‫َف‬
‫اا‬‫ِم‬‫ِم‬‫ب‬‫ا‬‫ُك‬
‫ِمج‬
‫ر‬‫ْل‬‫ُك‬
‫ُي‬
‫ا‬‫ِم‬
‫ا‬ ‫َف‬‫ْل‬‫ا‬‫َف‬‫ْل‬
‫و‬ ‫ُك‬‫ِم‬
‫اْل‬ ‫َف‬
‫ر‬‫ْل‬
‫ا‬‫ِم‬‫َف‬‫ا‬‫ا‬‫َف‬
‫ِم‬‫ا‬‫َف‬‫ا‬ ‫ِم‬
‫ِف‬
“Apakah kamu tidak memperhatikan, bahwa sesungguhnya Allah
menurunkan air dari langit, maka diaturnya menjadi sumber-
sumber air di bumi kemudian ditumbuhkan-Nya dengan air itu
tanam-tanaman yang bermacam-macam warnanya, lalu ia
menjadi kering lalu kamu melihatnya kekuning-kuningan,

iv|Pengelolaan Air Tanah
kemudian dijadikan-Nya hancur berderai-derai, sesungguhnya
pada yang demikian itu benar-benar terdapat pelajaran bagi
orang-orang yang mempunyai akal.” [Az-Zumar: 21].
Ketersediaan air di dalam perut bumi dapat tetap terjaga
karena adanya hujan. Hujan dapat tercipta karena adanya suatu
mekanisme alam yang berlangsung secara terus menerus dalam
satu siklus. Perputaran ujud air di planet Bumi dikenal dengan
nama Siklus Hidrologi, yang merupakan salah satu dari 6 jenis
siklus biogeokimia yang berlangsung secara simultan di planet
Bumi ini, sebagaimana diketahui bahwa selain Siklus Hidrologi juga
terjadi siklus biogeokimia lainnya, yakni ; (1) Siklus Oksigen, (2)
Siklus Karbon, (3) Siklus Nitrogen, (4) Siklus Fosfor, dan (5) Siklus
Sulfur (Belerang).
Air tanah adalah air yang eksistensinya berada pada lapisan
di bawah permukaan tanah. Kedalaman letak air tanah tidak sama
pada setiap tempat, karena kedalaman air tanah sangat
tergantung pada jenis tanah permukaan dan kedudukan lapisan
tanah yang menyimpan air tanah tersebut. Permukaan yang
merupakan bagian atas dari tubuh air itu disebut muka air tanah
atau permukaan freatik. Kedalaman air yang terdapat pada sumur-
sumur yang digali merupakan cerminan kedalaman air tanah pada
suatu tempat.
Air tanah berasal dari air hujan, laut, atau magma. Air
tanah yang berasal dari air hujan (air meteorit) disebut air tua atau
vados water. Air tanah yang berasal dari air meteorit mengandung
air berat (H3) atau tritium. Tritium ialah suatu unsur yang
terbentuk pada atmosfer, dan turun bersama-sama dengan air
hujan dan masuk ke dalam lapisan tanah. Sedangkan air tanah
yang berasal dari laut mudah terbentuk di daerah pantai dan
biasanya air tanah ini asin. Air tanah yang berasal dari intrusi
magma disebut air juvenil, dan belum mengalami siklus hidrologi.

Pengelolaan Air Tanah| v
Air ini merupakan air baru yang ditambahkan pada zone
kejenuhan dari kulit bumi yang dalam. Air tanah juvenil belum
tentu berbentuk air tetapi dapat berbentuk hidrogen (H) dan
oksigen (O2), yang ketika muncul ke permukaan tanah biasanya
berupa air panas (gayser).
Pemahaman tentang air tanah sangat diperlukan bukan
hanya oleh para engineer tetapi juga bagi para pemakai dan yang
berkepentingan terhadap air tanah. Beberapa aspek yang perlu
dipahami tentang air tanah, antara lain ; eksistensi, pembentukan,
pemanfaatan, dan pemeliharaan air tanah. Untuk itu maka oleh
penulis buku ini menyajikan beberapa materi yang menunjang
pembaca dapat memahami hal-hal tersebut. Buku ini diberi judul
PENGETAHUAN AIR TANAH, YANG terdiri atas 8 Bab, yaitu :
Pengertian Air Tanah, Siklus Hidrologi, Proses Terbentuknya Air
Tanah, Cekungan Air Tanah (CAT), Akuifer dan Jenis Akuifer,
Pemanfaatan Air Tanah, Pencemaran dan Kerusakan Air Tanah,
dan Pengelolaan Air Tanah.
Di akhir waktu penulisan buku ini, penulis sempat tertekun
mengingat pesan para sesepuh bahwa “suatu saat air akan
menjadi kebutuhan yang sangat sulit didapatkan oleh umat
manusia”. Pesan empiris tersebut sempat penulis abaikan saat
baru belajar dasar-dasar hidrologi yang menguraikan tentang
siklus hidrologi, bahwa volume air di planet bumi cenderung tetap,
yang terjadi hanya berupa sirkulasi eksistensi air dari air
permukaan yang menguap dan berkondensasi menjadi air
meteorit, lalu turun menjadi hujan yang sebagian kembali menjadi
air permukaan dan sebagian berinfiltrasi menjadi air tanah yang
pada akhirnya muncul menjadi air permukaan di sungai, danau,
dan di laut, untuk kemudian berproses lagi menjadi uap dan air
meteorit, dan seterusnya. Namun ketika penulis mendalami
proses pembentukan air tanah melalui proses infiltrasi yang

vi|Pengelolaan Air Tanah
dipengaruhi berbagai variabel, semakin jelas bahwa gambarannya
penyebab krisis air yang diprediksi empiris (diramalkan) oleh para
tetua dari dahulu, adalah pergeseran keseimbangan dari eksistensi
air dalam siklus hidrologi. Penurunan kapasitas infiltrasi
permukaan tanah baik akibat penurunan kuantitas dan kualitas
vegetasi maupun akibat pengunaan pupuk dan pestisida yang
berlebihan, akan mengurangi volume air tanah sekaligus
meningkatkan volume limpasan (banjir) yang mengalir pada
sungai, yang secara otomatically akan menggeser volume air lebih
besar ke laut (air asin). Demikian pula ekstraksi air tanah akibat
pemompaan air tanah di permukiman/pertanian pada wilayah
pesisir pantai, akan berakibat intrusi air laut ke daratan, dan akan
membuat air tanah di area pesisir tidak memungkinkan lagi
dimanfaatkan secara langsung. Fenomena alam dan gaya hidup
masyarakat modern sekarang ini perlu dipahami, agar
menimbulkan kesadaran untuk membuat semua masyarakat
berpartisipasi dalam mengelola (menggunakan dan memelihara)
air tanah secara arif dan bijaksana, dengan suatu budaya
bersahabat dengan lingkungan, yang dikenal dengan istilah
ecofrendly.
‫ا‬ ٍ
‫ا‬ ‫َف‬
‫ه‬‫َف‬‫ىا‬‫َف‬‫ل‬‫َف‬
‫اع‬‫َّس‬‫ِم‬‫إ‬‫َف‬‫ا‬ ‫ِم‬
‫ض‬‫ْل‬
‫َفر‬‫ْل‬
‫اِف‬‫ُك‬‫و‬ ‫َّس‬‫َف‬
‫ك‬‫ْل‬ ‫َف‬‫َف‬‫ا‬ٍ
‫ر‬‫َف‬
‫د‬‫َف‬‫ِم‬‫ب‬‫ا‬‫ًء‬‫ا‬ ‫َف‬‫ا‬‫ِم‬
‫ِم‬‫ا‬ ‫َف‬‫ْل‬‫ا‬‫َف‬‫ْل‬‫ْن‬‫َف‬‫َف‬
‫ا‬‫َف‬
‫ن‬ ‫ُك‬
‫ر‬‫ِم‬
‫ا‬ ‫َف‬‫َف‬‫ا‬‫ا‬‫ِم‬‫ِم‬‫ب‬
“Dan Kami turunkan air dari langit menurut suatu ukuran, lalu
Kami jadikan air itu menetap di bumi, dan sesungguhnya Kami
benar-benar berkuasa menghilangkannya.” [Al-Mu’minun: 18].
Akhirnya penulis mengucapkan terima kasih yang tak
terhingga kepada berbagai pihak yang telah banyak memberikan
masukan, dorongan, dan bantuan kepada penulis sehingga tulisan

Pengelolaan Air Tanah| vii
ini dapat disaji seperti apa yang ada di tangan pembaca sekarang.
Terutama kepada istri dan anak-anak penulis, yang telah dengan
tulus dan ikhlas mendorong penulis untuk berkonsentrasi dalam
menulis, sekalipun mereka kehilangan banyak waktu
bercengkerama dengan suami dan ayah mereka. Penulis amat
sangat menyadari bahwa tulisan ini jauh dari kesempurnaan.
Sehingga masukan, saran, bahkan kritik sekalipun akan disambut
hangat dengan tangan terbuka, sembari menghaturkan beribu
terima kasih kepada semua pihak yang berkenan memberikan
masukan, saran ataupun kritik atas semua aspek yang ada di
dalam buku ini.
Makassar, Oktober 2017
Penulis,
Dr. Ir. H. Darwis, M.Sc.

viii|Pengelolaan Air Tanah
DAFTAR ISI
Prakata ....................................................................................... iii
Daftar Isi ...................................................................................viii
Daftar Tabel .................................................................................xi
Daftar Gambar ............................................................................xii
BAB I PENGERTIAN AIR TANAH.............................................. 1
1.1. Definisi Air Tanah ......................................................... 2
1.2. Jenis dan Eksistensi Air Tanah ....................................... 5
1.3. Potensi Sumberdaya Air ............................................... 9
1.4. Permasalahan Air Tanah ............................................. 17
BAB II SIKLUS HIDROLOGI ..................................................... 29
2.1. Siklus Biogeokimia ...................................................... 30
2.2. Pengertian Siklus Hidrologi......................................... 39
2.3. Tahapan Siklus Hidrologi ............................................ 41
2.4. Jenis-jenis Siklus Hidrologi .......................................... 46
2.5. Faktor Yang Mempengaruhi Siklus Hidrologi .............. 48
2.6. Uraian Tentang Siklus Hidrologi dalam Al Qur’an ........ 50
BAB III PROSES PEMBENTUKAN AIR TANAH ......................... 55
3.1. Air Hujan (Rainfall)..................................................... 56
3.2. Air Tanah dan Proses Pembentukannya ...................... 57
3.3. Mekanisme Infiltrasi dan Perkolasi.............................. 66
3.4. Kualitas Air Tanah ....................................................... 74
BAB IV CEKUNGAN AIR TANAH ............................................. 78
4.1. Pengertian Cekungan Air Tanah (CAT)........................ 79
4.2. Daerah CAT dan Non-CAT ........................................... 81

Pengelolaan Air Tanah| ix
4.3. Komponen Daerah CAT dan Non-CAT ......................... 83
4.4. Karaktersitik Hidrologi Daerah CAT ............................. 85
4.5. Karaktersitik Hidrologi Daerah Non-CAT...................... 90
4.6. Sebaran Daerah CAT dan Non-CAT di Indonesia .......... 95
BAB V AKUIFER DAN KARAKTERSITIK AKUIFER .................... 99
5.1. Jenis Formasi Batuan pada Akuifer ........................... 100
5.2. Pengertian Akuifer .................................................... 103
5.3. Tipe dan Jenis Akuifer ............................................... 104
5.4. Litologi, Stratigrafi dan Geomorpologi Akuifer........... 111
5.5. Parameter Akuifer..................................................... 116
5.6. Uji Pemompaan Untuk Medapatkan Parameter
Akuifer ...................................................................... 119
5.7. Mekanisme Pergerakan Air dalam Akuifer ................ 134
5.8. Akuifer Artesis .......................................................... 146
BAB VI PEMANFAATAN AIR TANAH ..................................... 150
6.1. Landasan Filosofis Pemanfaatan Air Tanah ............... 151
6.2. Landasan Sosiologis Pemanfaatan Air Tanah ............ 153
6.3. Landasan Etika dan Moral Pemanfaatan Air Tanah ... 156
6.4. Landasan Yuridis Pemanfaatan Air Tanah ................. 169
6.5. Perbedaan Pemenuhan Keperluan dan Kepentingan
dalam Pemanfaatan Air Tanah .................................. 173
6.6. Konsep pemanfaatan air tanah secara terpadu dan
berkelanjutan............................................................ 179
BAB VII KONTAMINASI, PENCEMARAN DAN KERUSAKAN
AIR TANAH ............................................................... 184
7.1. Pendahuluan............................................................. 185

x|Pengelolaan Air Tanah
7.1.1. Pengertian Kontaminasi dan Pencemaran Air
Tanah ............................................................ 185
7.1.2. Bahaya Air Tanah Yang Terkontaminasi ......... 186
7.1.3. Sumber Kontaminasi Pada Air Tanah ............. 190
7.2. Konsep Keseimbangan Alam ..................................... 195
7.3. Daya Dukung, Daya Tampung, Dan Daya Lenting
Lingkungan................................................................ 197
7.4. Degradasi Air Tanah, Jenis dan Bentuknya ................ 203
7.5. Penyebab Degradasi Air Tanah.................................. 207
7.6. Dampak Degradasi Air Tanah .................................... 211
7.7. Penanggulangan Kerusakan Air Tanah....................... 216
BAB VIII MANAJEMEN AIR TANAH TERPADU DAN
BERKELANJUTAN ..................................................... 223
8.1. Pengertian Manajemen Air Tanah ............................ 224
8.2. Tujuan dan Sasaran Manajemen Air Tanah ............... 230
8.3. Kebijakan Dalam Manajemen Air Tanah ................... 235
8.4. Neraca Air Tanah ...................................................... 241
8.5. Pendayagunaan dan Pengusahaan Air Tanah ............ 251
8.6. Manajemen air tanah secara terpadu dan
berkelanjutan............................................................ 254
8.7. Konservasi Air Tanah................................................. 271
DAFTAR PUSTAKA .................................................................... 284
INDEX ....................................................................................... 299
GLOSERIUM.............................................................................. 303

Pengelolaan Air Tanah| xi
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Prakiraan volume air yang ada di Bumi .................... 11
Tabel 1.2. Volume Sungai & Kondisi Hidrologis Sungai (2006) .. 14

xii|Pengelolaan Air Tanah
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Komposisi Sumberdaya Air di Bumi ..................... 8
Gambar 1.2. Peta Penurunan Muka Tanah Daerah Semarang.. 22
Gambar 1.3. Proses Terjadinya Intrusi Air Laut ........................ 24
Gambar 1.4. Proses pembentukan Sinkhole............................. 27
Gambar 2.1. Siklus Karbon........................................................ 31
Gambar 2.2. Siklus Nitrogen .................................................... 32
Gambar 2.3. Siklus Sulfur......................................................... 36
Gambar 2.4. Siklus Oksigen...................................................... 38
Gambar 2.5. Siklus Hidrologi.................................................... 40
Gambar 2.6. Siklus Hidrologi Pendek (Short Cycle)................... 46
Gambar 2.7. Siklus Hidrologi Sedang (Medium Cycle) .............. 47
Gambar 2.8. Siklus Hidrologi Panjang (Long Cycle)................... 48
Gambar 3.1. Pola Genangan Air Permukaan ............................ 69
Gambar 3.2. Kurva Kapasitas Infiltrasi ..................................... 74
Gambar 4.1. Profil Daerah CAT (Sholichin, 2015) ..................... 83
Gambar 4.2. Profil Daerah CAT (Kodoatie dan Sjarief, 2010).... 84
Gambar 4.3. Siklus Hidrologi Daerah CAT (Sholichin, 2015)...... 85
Gambar 4.4. Profil & Siklus Hidrologi Daerah CAT (Sholichin)... 85
Gambar 4.5. Proses Pengimbuhan (Kodoatie dan Sjarief, 2010) 88
Gambar 4.6. Tampungan & Siklus Hidrologi pada Daerah CAT
(Sholichin, 2015).................................................. 89
Gambar 4.7. Siklus Hidrologi Daerah Non-CAT
(Sholichin, 2015)................................................. 90
Gambar 4.8. Profil & Siklus Hidrologi Daerah Non-CAT
(Sholichin, 2015).................................................. 91
Gambar 4.9. Aliran Air pada Daerah Non-CAT (Kodoatie dan
Sjarief, 2010) ....................................................... 93
Gambar 4.10. Tampungan & Siklus Hidrologi pada Daerah
Non-CAT (Sholichin, 2015)................................... 94

Pengelolaan Air Tanah| xiii
Gambar 4.11. PetaSebaran Wilayah CAT& Non-CAT di Indonesia 96
Gambar 4.12. PetaSebaran CAT&Non-CAT Pulau Jawa............... 96
Gambar 4.13. PetaSebaran CAT&Non-CAT Pulau Sumatera ....... 97
Gambar 4.14. PetaSebaran CAT&Non-CAT Pulau Kalimantan..... 97
Gambar 4.15. PetaSebaran CAT&Non-CAT Pulau Sulawesi ........ 97
Gambar 4.16. PetaSebaran CAT&Non-CAT Pulau Papua ........... 97
Gambar 4.17. PetaSebaran CAT&Non-CAT Maluku Utara .......... 98
Gambar 4.18. PetaSebaran CAT&Non-CAT Kep. Maluku............ 98
Gambar 4.19. PetaSebaran CAT&Non-CAT Bali & Sumbawa ...... 98
Gambar 4.20. PetaSebaran CAT&Non-CAT NTT ......................... 98
Gambar 5.1. Profil Akuifer Tertekan (Puradimaja, 2015) ........ 108
Gambar 5.2. Profil Akuifer Bebas (Puradimaja, 2015) ............. 108
Gambar 5.3. Profil Akuifer Bocor (Puradimaja, 2015) ............. 109
Gambar 5.4. Profil Akuifer Homogen Isotropik & Anisotropik . 109
Gambar 5.5. Profil Akuifer Heterogen Anisotropik.................. 110
Gambar 5.6. Terminologi Sumur Pompa (Kumar, 2010) ......... 120
Gambar 5.7. Diferensiasi muka air tanah pada uji
pemompaan....................................................... 121
Gambar 5.8. Steady Radial Confined Flow (Kumar, 2010) ....... 123
Gambar 5.9. Steady Radial Unconfined Flow (Kumar, 2010) ... 124
Gambar 5.10. Unsteady Radial Unconfined Flow (Kumar, 2010) 126
Gambar 5.11. Kurva W(u) versus 1/u (Kumar, 2010)................ 127
Gambar 5.12. Kurva Log-t versus Log-s (Kumar, 2010) ............ 127
Gambar 5.13. Ploting Log-t versus Log-s (Kumar, 2010) .......... 128
Gambar 5.14. Pumping Test Akuifer Bebas (Allen et al. 2001)... 131
Gambar 5.15. Elemen Media Berpori (Freeze & Cherry, 1979).. 140
Gambar 5.16. Susunan Lapisan geologisAkuifer Artesis (F.Gies&J.
Gies, 1995) ........................................................ 147
Gambar 5.17. Skema Sumur Artesis (F.Gies&J. Gies, 1995)....... 148
Gambar 5.18. Sumur Artesis di Southern Georgia.................... 149

xiv|Pengelolaan Air Tanah
Gambar 7.1. Illustrasi Proses Kontaminasi Air Tanah .............. 193
Gambar 7.2. Skema Membangun Daya Lenting dalam SES...... 201
Gambar 8.1. Keseimbangan Tiga Pilar Pengelolaan Air Tanah
Terpadu &Berkelanjutan .................................... 227

Pengelolaan Air Tanah| 1
BAB –I
PENGERTIAN AIR TANAH

2|Pengelolaan Air Tanah
1.1. Definisi Air Tanah
Secara umum air tanah diartikan sebagai air yang berada
dan berasal dari lapisan tanah, baik air yang berada pada lapisan
tanah tak jenuh maupun air yang berada pada lapisan tanah
jenuh. Air yang berada pada lapisan tanah tak jenuh (soil water),
akan menunjang kehidupan vegetasi di permukaan.Sedangkan air
yang berada pada lapisan tanah jenuh (groundwater), menjadi
deposit air di dalam lapisan tanah, yang bisa keluar melalui mata
air (artesis), atau tinggal dalam lapisan tanah sebagai air fosil
(fossil water). Disebabkan oleh pesatnya pertumbuhan penduduk
dunia, telah membuat kebutuhan manusia terhadap air terus
meningkat, baik untuk memenuhi kebutuhan air bersih, air
industri, maupun untuk memenuhi kebutuhan air pertanian. Hal
inilahyang membuat manusia terus berambisi, mengambil air fosil
dengan menggunakan berbagai teknologi untuk memenuhi semua
kebutuhannya.
Pengertian air tanah telah banyak dikemukakan oleh para
ahli, dan mereka mendefinisikan sesuai dengan pandangan dan
bidang ilmunya masing-masing. Beberapa pengertian tentang air
tanah, antara lain :
1) Menurut Bouwer (2002) ; air tanah adalah air yang terdapat
di bawah permukaan bumi dalam ruang pori tanah dan di
rekahan formasi batuan.
2) Scanlon (2002) ; air tanah adalah air yang
tersimpan/terperangkap di dalam lapisan batuan yang
mengalami pengisian/penambahan secara terus menerus
oleh alam.
3) Llamas & Santos (2005) ;air tanah adalah air yang ditemukan
di ruang antara partikel tanah dan retakan pada batuan
bawah tanah yang terletak di zona jenuh.

4) Herlambang (2005) ; air tanah adalah air yang bergerak di
dalam tanah yang terdapat dalam ruang antar butir-butir
tanah yang meresap ke dalam tanah dan bergabung
membentuk lapisan tanah yang disebut akuifer.
5) Danaryanto et al. (2007) ; air tanah adalah semua air yang
terdapat dalam lapisan tanah atau batuan di bawah
permukaan tanah, termasuk mata air (artesis).
6) Kumar (2007) ;air tanah adalah air di bawah permukaan
tanah yang sebagian besar berasal dari air permukaan yang
telah merembes ke bawah.
Semua terminologi di atas dirumuskan sesuai dengan latar
belakang dan lingkup kajian yang dilakukan oleh pihak yang
mendefinisikannya, dan tidak perlu dipertentangkan satu dengan
yang lainnya.
Selain definisi di atas, secara yuridis formal pemerintah juga
telah mendefinisikan istilah air tanah, dalam berbagai regulasi
yang pernah diberlakukan dan/atau masih berlaku di wilayah
NKRI. Terminologi yuridis tentang air tanah, adalah “air yang
terdapat dalam lapisan tanah atau batuan di bawah permukaan
tanah”. Definisi air tanah seperti ini telah dimuat dalam UU No. 7
tahun 2004 tentang Sumber Daya Air, dan di dalam PP N0.43
tahun 2008 tentang Air Tanah. Namun kedua regulasi tersebut
telah dibatalkan oleh Keputusan Mahkamah Konstitusi RI No.
85/PUU-XII/2013, tentang Pembatalan UU No. 7 tahun 2004
tentang Sumber Daya Air. Akan tetapi definisi yuridis di atas,
masih dapat menjadi rujukan karena termonologi yang sama juga
termuat di dalam regulasi yang masih berlaku, yakni dalam
Permen ESDM No.15/2012 tentang Penghematan Penggunaan Air
Tanah.

Merujuk pada pengertian air tanah yang secara yuridis telah
dirumuskan dalam berbagai regulasi di Indonesia, terlihat tidak
ada pemisahan makna antara soil water dengan groundwater.
Kedua istilahitu diterjemahkan sebagai “air tanah”, karena
keduanya berada di bawah permukaan tanah (sesuai termonologi
regulasi). Pelingkupan yang global semacam ini, dapat
menimbulkan masalah dalam implementasi regulasi di kemudian
hari. Ketika teknologi eksploitasi air tanah telah berkembang
pesat, dan ekstraksi air tanah (soil water) yang berada pada
lapisan vadose zone dapat diisap dari permukaan, maka konflik
kepentingan akan terjadi, antara yang butuh air tanaman dengan
butuh air minum. Yang mengekstraksi soil water menjadi air
minum dibolehkan, dan dijamin regulasi. Di sisi lain, tanaman atau
tumbuhan secara sunnatullah, mempunyai hak hidup dengan
menggunakan air dalam pori tanah yang berada pada lapisan
vadose zone tersebut, yang bisa diisap dengan tekanan kapiler
yang dimiliki tanaman. Konflik semacam ini sangat besar
kemungkinan terjadi pada wilayah yang tidak memiliki lapisan
tanah jenuh air (groundwater).
Untuk menghindarkan potensi konflik kepentingan pada
masa mendatang, serta bermaksud untuk membuat terminologi
yang tegas, maka penulis mengemukakan terminologi atas kedua
istilah tersebut sebagai berikut :
Air tanah (soil water) ; adalah air di bawah permukaan tanah
yang terdapat dalam pori-pori dan partikel tanah dan atau
batuan, yang berada pada lapisan tanah tidak jenuh (vadose
zone).
Air tanah dasar (groundwater) ; adalah air yang terdapat pada
ruang antara partikel tanah dan rekahan batuan di bawah

permukaan tanah, yang terletak pada lapisan tanah jenuh
(saturated zone).
Air tanah dasar merupakan kandungan air di dalam lapisan
tanah jenuh, baik berupa air tanah dangkal maupun air tanah
dalam.
1.2. Jenis dan Eksistensi Air Tanah
Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang
volume dan eksistensinya terbatas, serta kerusakannya dapat
mengakibatkan dampak yang luas, dan upaya pemulihannya sulit
dan mahal untuk dilakukan. Untuk itu maka sebelum dilakukan
eksploitasi terhadap cadangan air tanah, harus dipahami terlebih
dahulu jenis dan karakteristik dari pada air tanah yang akan
dieksploitasi.
Ada beberapa jenis air tanah, yang pengklasifikasiannya
berdasarkan letak dan kondisinya di dalam lapisan tanah. Jenis-
jenis air tanah (Herlambang, 2005) dapat dibedakan atas :
1) Air Tanah Freatis, merupakan air tanah dangkal, yang
terletak di antara air permukaan dan lapisan kedap air
(impermeable layer).
2) Air Tanah Artesis, merupakan air tanah dalam, yang terletak
di antara lapisan akuifer dengan lapisan batuan kedap air
(akuifer terkekang).
3) Air Tanah Meteorit, merupakan air tanah yang berasal dari
proses presipitasi (hujan) dari awan, yang mengalami
kondensasi bercampur debu meteorit.
4) Air Tanah Baru (Juvenil), merupakan air tanah yang
terbentuk dari dalam bumi karena intrusi magma. Air tanah
juvenil biasanya ditemukan dalam bentuk air panas (geyser).

5) Air Konat, merupakan air tanah yang terjebak pada lapisan
batuan purba sehingga sering disebut fossil water.
Sedangkan penggolongan air tanah berdasarkan asal
mulanya menurut Told & Dam (1977) dalam Devie (2008), dapat
dibagi menjadi empat tipe, yaitu:
1) Air Meteorik, yakni air yang berasal dari atmosfir dan
mencapai zona kejenuhan, baik secara langsung (infiltrasi
permukaan tanah & kondensasi uap air), maupun tidak
langsung (perembesan).
2) Air Juvenil, merupakan air baru yang ditambahkan pada zona
kejenuhan dari kerak bumi yang dalam, seperti ; air
magmatik, air gunung api dan air kosmik).
3) Air Diremajakan (rejuvenated), yaitu air yang untuk
sementara waktu telah dikeluarkan dari daur hidrologi oleh
pelapukan, dan sebab-sebab lain, kembali ke daur lagi
dengan proses-proses meta-morfisisme, pemadatan atau
proses-proses yang serupa.
4) Air Konat, adalah air yang dijebak pada beberapa batuan
sedimen atau gunung pada saat asal mulanya. Air tersebut
biasanya sangat termineralisasi dan mempunyai salinitas
yang lebih tinggi daripada air laut.
Menurut Sosrodarsono (2006), bila ditinjau dari aspek
pengembangan sumber daya air, maka air tanah dapat
diklasifikasikan dalam lima jenis sesuai dengan keadaan dan
kondisi masing-masing air tanah, yakni :
1) Air tanah dataran alluvial ;Volume air tanah dalam dataran
alluvial ditentukan oleh tebal, penyebaran dan permeabilitas
dari akuifer yang terbentuk dalam alluvium dan dilluvium
yang mengendap dalam dataran. Air tanah dataran alluvial

terbagi atas air susupan (influent water), air tanah di lapisan
yang dalam, dan air tanah sepanjang pantai.
2) Air tanah di dalam kipas detrital ; Endapan kipas detrital
terbagi atas endapan di atas kipas, dan di bagian ujung
bawah kipas. Endapan di atas kipas terdiri atas lapisan pasir
dan kerikil yang tidak terpilih, sedangkan endapan yang
menuju ke arah ujung bawah kipas cendrung di dominasi
oleh lempung.
3) Air tanah di dalam terras dilluvial ;Air tanah dalam terras
dilluvial yang tertutup dengan endapan terras yang agak
tebal ditentukan oleh keadaan bahan dasar dan daerah
pengaliran dari terras. Kondisinya pada lembah terdapat
akuifer yang tebal dan biasanya terdapat mata air pada
batuan dasar yang dangkal, sedangkan jika terras dilluvial
bersambung dengan gunung api dan endapannya juga
bersambung dengan endapan kasar gunung api, maka
pengisian air tanah akan menjadi besar.
4) Air tanah di kaki gunung api ;Kaki gunung api memiliki
topografi dan geografi yang khas maka air tanahnya
mempunyai karakteristik tersendiri. Kaki gunung api yang
tinggi mengakibatkan curah hujan tinggi, fragmen-fragmen
gunung api memiliki ruang-ruang yang banyak sehingga
mudah menyalurkan air tanah serta memiliki mata air di
ujung terras, dan pada dasar aliran lava banyak retakan dan
ruang, maka air tanah dengan mudah melalui dasar
sepanjang lembah tersebut.
5) Air tanah di zone retakan ;Lapisan-lapisan tanah tersier
mempunyai kepadatan yang tinggi, porositas efektif antar
butir tanah adalah kecil. Koefisien permeabilitasnya adalah
berkisar 10-4
sampai 10-6
cm/detik dan tidak berbentuk

akuifer. Akan tetapi jika terdapat zone retakan yang
memotong lapisan-lapisan ini, maka di dalamnya terisi air
celah.
Eksistensi air tanah sebagai salah satu elemen di dalam
siklus hidrologi sangat penting, dan tidak kalah penting peranan
air tanah di dalam kehidupan makhluk di muka bumi. Sebagai
gambaran peranan dan fungsi air tanah baik sebagai elemen
dalam siklus hidrologi, maupun sebagai penyanggah kehidupan
makhluk di planet bumi ini, dapat di ilustrasikan dengan diagram
berikut :
Gambar 1.1. Komposisi Sumberdaya Air di Bumi
(Sumber :Groundwater Faundation, 2017)

Groundwater Foundation (2017) mendiskripsikan bahwa
walaupun planet bumi 70 % permukaannya tertutup oleh air,
namun hanya 1% dari air tersebut yang merupakan air layak
dikonsumsi oleh manusia, dan selebihnya 99% dalam bentuk air
laut yang tidak layakkonsumsi (unusable water). Bagian yang layak
konsumsi (usable water) sebanyak 1 % tersebut, hanya 1 % yang
berada di permukaan bumi dalam wujud air danau sebanyak 0,86
%, air sungai sebanyak 0,02 %, dan air permukaan lainnya
sebanyak 0,02 %. Gambaran ini memperlihatkan betapa
pentingnya peranan air tanah di dalam siklus hidrologi sebagai
akuifer, dan betapa strategisnya fungsi air tanah bagi kehidupan
makhluk hidup (manusia, flora dan fauna) sebagai penopang
kehidupan. Jadi kita semua semestinya dalam mengandalkan air
tanah dalam menopang kehidupan kita, sehingga sangat penting
bagi kita untuk memahami, memelihara dan menggunakan
sumber daya vital ini secara benar.Kita dapat menggambarkan,
ketika air tanah terkontaminasi dengan bahan-bahan beracun,
maka air tanah pun akan berubah fungsi menjadi penyebar racun
ke mana-mana.
1.3. Potensi Sumber Daya Air
Air merupakan unsur utama asal muasal dari segala
macam bentuk kehidupan di planet bumi ini. Dari air bermula
kehidupan dan karena air peradaban tumbuh dan berkembang.
Air merupakan salah satu sumberdaya alam yang memiliki fungsi
sangat penting bagi hidup dan kehidupan seluruh makhluk
hidup, termasuk manusia. Tanpa air, berbagai proses kehidupan
tidak dapat berlangsung, sehingga penyediaan air bakusecara
berurutan untuk kebutuhan domestik, irigasi dan industri
menjadi perhatian dan skala prioritas utama.

Pada tahun 2010 Perserikatan Bangsa Bangsa (PBB)
mendeklarasikan Resolusi Hak Azasi Atas Air, yang menegaskan
bahwa air merupakan hak azasi manusia; artinya bahwa setiap
manusia di muka bumi ini mempunyai hak dasar yang sama
terhadap pemakaian air. Sebelumnya konstitusi
Indonesiamenjamin hak masyarakat terhadap penggunaan air,
sebagaimana tertuang dalam Undang Undang Dasar 1945 (pasal
33 ayat-c). Bahkan jauh sebelum manusia menyadari adanya
ketidakadilan akses terhadap sumberdaya air, sehingga merasa
perlu mengatur dalam bentuk Resolusi dan/atau konstitusi,
Allah Yang Maha Pencipta, telah menggariskan keadilan bagi
seluruh makhlukNya di dalam mengakses dan menggunakan
sumberdaya air, sebagaimana firmanNya di dalam Q.S. Al
Waaqiah 68-70 yang artinya ; Maka terangkanlah kepadaKu
tentang air yang kamu minum (68); Kamukah yang
menurunkannya atau Kamikah yang menurunkannya? (69);
Kalau Kami berkehendak, niscaya Kami jadikan dia asin, maka
mengapakah kamu tidak bersyukur? (70). Rangkaian ayat di atas
telah menegaskan bahwa air diturunkan oleh Allah untuk
memenuhi kebutuhn seluruh umatNya, sehingga tidak pantas
menjadi komoditas yang dimonopoli oleh pihak tertentu.
Dengan pemahaman arif seperti itulah, maka sangat wajar
ketika pada tangga; 18 Februari 2015, melalui Keputusan No.
85/PUU-XII/2013, Mahkamah Konstitusi RI akhirnya
membatalkan pemberlakukan UU No.7 Tahun 2004 tentang
Sumber Daya Air, yang telah menimbulkan praktik monopoli
oleh pengusaha industri air minum, karena regulasi tersebut
membuka peluang untuk memiliki Hak Guna Usaha Air. Dalam
perkembangan budaya manusia, air secara sangat cepat menjadi

sumberdaya yang terasa makin langka, dan relatif tidak ada
sumberdaya pengganti.
Eksistensi penyebaran air tanah di Bumi tidak merata dan
volumenya sangat terbatas. Menurut Shiklomanov dan Sokolov
(1983) dalam Davie (2008), bahwa 1,385,984.000 km3
air di
bumi sebanyak 23.400.000 km3
(1.69%) adalah merupakan air
tanah. Secara terinci prakiraan volume air yang ada di planet
bumi ini diuraikan pada tabel berikut ini :
Table 1.1 Prakiraan volume air yang ada di Bumi
Komponen Air
Volume (x103
km3
)
Persen dari Total
Air Laut 1.338.000,00 96,54
Glester 24.064,00 1,74
Air Tanah 23.400,00 1,69
Lapis Es (Permafrost) 300,00 0.022
Air Danau 176,00 0.013
Lengas Tanah 16,50 0.001
Air Angkasa 12,90 0,0009
Air Rawa (wetlands) 11,50 0,0008
Air Sungai 2,12 0,00015
Biota/Makhluk Hidup 1,12 0,00008
Total 1.385.984,00 100
Sumber : Shiklomanov dan Sokolov (1983) dalam Davie (2008),
Tabel di atas memperlihatkan bahwa volume air tawar
yang dapat dikonsumsi langsung oleh makhluk hidup di bumi ini
dalam bentuk air sungai, danau, rawa, dan air tanah, hanya
sebanyak 23.589.620 km3
. Jika dilihat dalam persentasi air tawar
yang tersedia sebanyak 99,19% adalah merupakan air tanah. Hal
ini menyadarkan kita akan pentingnya peranan air tanah dalam

menopang kehidupan makhluk hidup di atas bumi, baik
tumbuhan, binatang, maupun manusia. Untuk itu konservasi air
tanah perlu mendapat perhatian dari umat manusia sebagai satu-
satunya makhluk hidup yang mendapat anugerah berupa akal,
budi, dan amanah sebagai khalifah di atas muka bumi,
sebagaimana yang ditegaskan dalam Al Qur’an Surah Yunus Ayat
14, “Kemudian Kami jadikan kamu pengganti-pengganti (mereka)
di muka bumi sesudah mereka, supaya Kami memperhatikan
bagaimana kamu berbuat”. Menurut Ibnu Katsir dalam tafsirnya
bahwa kata “pengganti-pengganti (mereka)” adalah bermakna
“khalifah (yang mengatur)”, dan karena manusia mendiami muka
bumi silih berganti sehingga amanah untuk mengatur
(memanfaatkan dan memelihara) sumberdaya yang ada di bumi
akan silih berganti pula.
Keterbatasan air bersih di beberapa kawasan, melahirkan
berbagai inovasi teknologi biaya tinggi (high cost technology),
untuk mendapatkan air bersih seperti proses destilasi air laut.
Ketersediaan air sangat berpengaruh terhadap kehidupan
manusia, bahkan air dapat menjadi salah satu factor
penghambat pertumbuhan perekonomian suatu negara.
Schouten (2006) memaparkan beberapa data yang menyajikan
fakta bahwa air sangat penting pernanannya dalam
pembangunan ekonomi, sebagaimana yang digambarkan
tentang hubungan antara intensitas curah hujan dengan
pertumbuhan GDP di dua negara Afrika, yakni Ethopia (1982 –
2000), dan Zimbabwe (1979 – 1993). Gambaran pada kedua
negara tersebut menunjukkan bahwa fluktuasi pertumbuhan
ekonomi, baik di Etiopia maupun di Zimbabwe mempunyai pola
yang sama dengan ketersediaan curah hujan di negara tersebut.

Indonesia termasuk dalam 10 negara kaya air, namun
dalam pemanfaatannya terdapat permasalahan mendasar yang
masih terjadi. Pertama, adanya musim yang bervariasi dan
ketimpangan ketersediaan sumber air. Pada musim hujan,
beberapa bagian di Indonesia mengalami kelimpahan air yang
luar biasa besar, sehingga berakibat terjadinya banjir dan
kerusakan lain yang ditimbulkannya. Di saat yang lain, pada
musim kering kekurangan air dan kekeringan menjadi bencana
di beberapa wilayah. Permasalahan mendasar yang kedua
adalah terbatasnya jumlah air yang dapat dieksplorasi dan
dikonsumsi, sedangkanjumlah penduduk Indonesia yang terus
bertambah menyebabkan kebutuhan air baku meningkat secara
drastis. Masalah kualitas air semakin mempersempit alternatif
sumber-sumber air yang bisa dimanfaatkan oleh masyarakat
(Sameko & Winata, 2016).
Menurut Hartoyo (2010), ketersediaan air di Indonesia
berupa volume hujan dapat mencapai 694 milyar meter kubik
per tahun. Jumlah ini pada dasarnya adalah suatu potensi besar
yang dapat dimanfaatkan, namun faktanya hingga saat ini baru
sekitar 23 persen yang dapat termanfaatkan. Hal ini disebabkan
oleh berbagai faktor antara lain ; penurunan kapasitas
tampungan sungai akibat kerusakan lingkungan, kondisi
topografi dan ketimpangan spacial wilayah Indonesia, dan lain
sebagainya. Dari angka 23 persen potensi air yang
termanfaatkan di Indonesia, sekitar 20 persen yang
dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan air bakurumah
tangga (domestik) dan kebutuhan industri, sedangkan 80 persen
lainnya dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan irigasi.
Dari data Kementerian PPN/Bappenas, Infrastruktur
Indonesia (2003), di Indonesia terdapat lebih dari 5.590 sungai

yang sebagian besar di antaranya memiliki kapasitas tampung
yang kurang memadai sehingga tidak bisa terhindar dari
bencana alam banjir.Pada umumnya sungai-sungai yang berasal
dari pegunungan mempunyai perbedaan kemiringan (slope)
dasar sungai yang curam antara daerah hulu (upstream), tengah
(middlestream) dan hilir (downstream), sehingga curah hujan
yang tinggi dan erosi di bagian hulu akan menyebabkan jumlah
sedimen yang masuk ke sungai sangat tinggi. Tingginya sedimen
yang masuk akhirnya menimbulkan masalah pendangkalan
sungai terutama di daerah hilir yang relatif lebih landai, sehingga
menimbulkan banjir pada daerah dataran hilir yang rendah.
Sungai-sungai tersebut dikelompokkan menjadi 133 Wilayah
Sungai (WS), yang terdiri dari 13 WS kewenangan kabupaten, 51
WS kewenangan propinsi, dan 69 WS kewenangan pusat yang
berlokasi di lintas propinsi, lintas negara, dan sungai strategis
nasional (Hartoyo, 2010).
Berdasarkan aspek hidrologisnya dan kapasitas sungai di
Indonesia oleh Kementerian Lingkungan Hidup dalam Tabel 1 di
bawah ini:
Tabel 1.2.Volume Sungai dan Kondisi Hidrologis Sungai (2006)
Provinsi/Ind
uk Sungai
Lokasi
Luas Das
(km2
)
Volume
(106
m3
)
Kondisi
Hidrolo
gis
Sumatera Utara
Barimun
Seroja, Labuhan
Batu
6.781,00 5.606,00 Baik
Bingei Binjai, Langkat 1.621,30 789,30 Baik
Asahan
Asahan, Pulau
Rakyat, Pulau Raja
4.669,40 2.355,00 Baik
Sumatera Barat
Batang Lima Puluh Kota, 1.421,00 1.705,00 Buruk

Kuantan Payahkumbuh
Riau
S. Rokan
Lubuk Bendahara,
Kampar
4.848,00 4.383,,00 Sedang
S. Siak
Pantai Cermin, Siak
Hulu, Kampar
1.716,00 1.966,,00 Baik
Batang
Kampar
Lipat Kain, Kampar 3.431,00 6.017,00 Baik
Batang
Kuantan
Lbk Ambacang,
Kuantan
7.464,00 6.767,00 Sedang
Jambi
Batanghari Batanghari, Jambi 8.704,00 51.091,00 Baik
Sumatera Selatan
S. Musi
S. Rotan,
Galumpang, Muara
Enim
6.990,00 7.974,300 Baik
Lampung
Way
Seputih
Buyut Udik,
Lampung Tengah
1.648,00 584,40 Buruk
Way
Sekampung
Pujo Rahayu,
Gedong Tataan,
Lapun Selatan
1.696,00 1.275,00 Buruk
Jawa Barat
S.Cimanuk
Kartasemaya,
Indramayu
3.305,00 7.195,00 Baik
Jawa Tengah
S. Pemali Brebes, Brebes 1.250,00 1.937,00 Buruk
Bengawan
Solo
Jebres, Jebres,
Surakarta
3.206,70 2.510,00 Buruk
S. Serayu
Kedunguter,
Banyumas,
Banyumas
2.631,30 3.479,00 Sedang
D.I. Yogyakarta
S. Progo Duwet, Kalibawang, 1.712,30 1.205,20 Baik

Kulon Progo
Jawa Timur
Bengawan
Solo
Kartasemaya,
Indramayu
17.300,00 9.056,00 Baik
Banten
S. Cisadane
Sukasari, Babakan,
Tangerang
1.146,00 2.645,00 Buruk
S. Ciujung
Cidoro Lebak,
Rangkasbitung,
Lebak
1.363,90 1.646,00 Buruk
Kalimantan Barat
S. Kapuas
Manggu, Ngabang,
Pontianak
3.710,00 9.498,00 Baik
Kalimantan Tengah
S. Barito
Dusun Tengah,
Barito Selatan
1.531,00 237,80 Buruk
S. Kapuas Kapuas, Kapuas 4.741,00 14.766,00 Sedang
S. Kahayan Kurun, Gunung Mas 5.591,00 11.535,00 Baik
S. Katingan Kasongan, Barito 4.741,00 32.732,00 Sedang
S. Mentaya
Mentaya,
Kotawaringin Timur
4.765,90 8.019,00 Baik
S.
Lamandau
Arut, Torawaringin 1.968,00 3.676,00 Buruk
Sulawesi Tengah
S. Palu Palu Selatan, Palu 3.062,00 910,20 Sedang
Sulawesi Selatan
S.
Rongkong
Ampana, Sadang,
Luwu
1.030,00 1,001,00 Sedang
S.
Cenranae
Maddukelleng,
Sengkang, Wajo
6.437,00 3.583,00 Buruk
S. Walanae
Mong, Mario
Riwawo, Soppeng
2.680,00 2.095,00 Buruk
S. Saddang
Kabere, Cendana,
Enrekang
5.760,00 2.756,00 Sedang

Sulawesi Tenggara
S. Roraya
Lainea, Konawe
Selatan
1.747,00 482,50 Buruk
Sumber : Kementerian Lingkungan Hidup, 2009.
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa dari aspek hidrologis
terutama kapasitas volume sungai, maka kondisi sungai-sungai
induk sangat yang ada di Indonesia cukup bervariasi, dari kondisi
baik, sedang hingga kondisi buruk (kritis). Salah satu cara untuk
meningkatkan ketersediaan dan kemanfaatan potensi
sumberdaya air adalah dengan pembuatan sarana
penampungan air, baik tampungan di permukaan (bendungan,
bendung, embung, dan lain sebagainya), maupun reservoir air di
dalam tanah (akuifer buatan). Pemerintah Indonesia sejak
merdeka telah membangun bendung dan bendungan, yang
hingga saat ini telah mencapai 235 buah. Klasifikasi bendungan
yang ada di Indonesia menurut ketinggian dan volume
tampungannya, dibedakan atas : (a) Bendungan Besar dengan
ketinggian lebih dari atau sama dengan 15 meter dengan
volume lebih besar dari atau sama dengan 100.000 m3
(sebanyak 100 buah), dan (b) Bendungan sedang dengan
ketinggian kurang dari 15 meter dengan volume lebih besar dari
atau sama dengan 50.000 m3
(sebanyak 135 buah).
(Kementerian PPN/Bappenas, Infrastruktur Indonesia, 2003).
1.4. Permasalahan Air Tanah
Permasalahan pada air tanah banyak diakibatkan oleh
kegiatan manusia, yang biasanya dilakukan kurang cermat
sehingga mengakibatkan permasalahan langsung maupun tidak
langsung terhadap eksistensi air tanah. Disamping itu juga
terdapat beberapa kasus yang penyebabnya adalah merupakan

fenomena alam, seperti gempa yang mengakibatkan terjadinya
bukaan lapisan tanah, atau perubahan iklim (climate change)
yang menimbulkan kenaikan muka air laut, dan lain sebagainya.
Secara umum beberapa permasalahan penting yang terjadi pada
air tanah, antara lain :
1) Degradasi air tanah (degradation of groundwater). Degrdasi
air tanah dapat berupa menurunkan elevasi muka air tanah
atau juga dapat berupa berkurangnya debit aliran mata air
yang terdapat pada zona pelepasan (dischange) suatu
akuifer yang tertekan (confining aquifer).
2) Hilangnya air tanah (loose of groundwater). Kehilangan air
tanah dapat terjadi pada akuifer bebas (unconfining aquifer)
maupun pada akuifer tertekan (confining aqiufer). Namun
yang paling sering terjadi adalah kehilangan air pada akuifer
tertekan, akibat kerusakan daerah pengimbuhan (rechange
area) yang disebabkan oleh berbagai bentuk kegiatan
manusia. Hal ini ditandai dengan hilangnya mata air
(springs) yang terdapat pada daerah pelepasan air
(dischange area).
3) Peningkatan salinitas air tanah akibat intrusi air laut. Kadar
garam di dalam air tanah dapat meningkat akibat berbagai
pemicunya, yang menyebabkan air tanah tidak dapat
dimanfaatkan, terutama untuk kebutuhan manusia,
tumbuhan maupun binatang tertentu.
4) Pencemaran air tanah akibat infiltrasi limbah cair industri,
maupun imbah padat yang terlarutkan oleh air permukaan.
Air tanah yang terkontaminasi oleh limbah buangan industri
yang tidak mampu dinetralisir oleh alam, akan menjadi air
tercemar yang tidak dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan
manusia dan makhluk hidup lainnya. Bahkan tidak jarang

dari akibat air tanah yang tercemar akan menimbulkan
permasalahan pada lingkungan alam secara umum, baik
terhadap kemanfaatan air tanah itu sendiri, kelangsungan
makhluk hidup di atasnya, maupun terhadap kestabilan
tanah. Walaupun alam memiliki kemampuan memulihkan
dirinya (self purification), namun memiliki keterbatasan.
Oleh karena itu limbah dari semua jenis industri harus
dinetralisir sampai kadar bahan beracun berbahaya (B3)
memiliki nilai di bawah ambang batas yang ditentukan.
Menurut Putranto & Indra Kusuma (2009) bahwa
penyebab utama timbulnya permasalahan pada air tanah di
wilayah perkotaan (urban region), antara lain:
1) Pengambilan dan pemanfaatan air tanah yang berlebihan.
2) Reklamasi pantai banyak dilakukan untuk perluasan area
kota.
3) Pertumbuhan penduduk yang tinggi.
4) Perkembangan Industri yang pesat.
Berbagai akibat fatal yang ditimbulkan oleh
permasalahan yang terjadi pada air tanah, diantaranya adalah :
1) Krisis sumberdaya air ; sehingga dapat menganggu dan
menyulitkan kelangsungan hidup dan aktivitas manusia
yang berada pada wilayah krisis. Berbagai keperluan
makhluk hidup yang biasanya disuplai dari air tanah, seperti
penyediaan air bersih, kebutuhan air tanaman dan budidaya
ternak, dan lain sebagainya. Jika terjadi krisis air
sumberdaya air, maka pemenuhan kebutuhan tersebut
akan terganggu da menurunkan tingkat kesejahteraan
penduduknya.
2) Kemelaratan dan kemiskinan ; yang mana krisis sumberdaya
air secara langsung akan menurunkan kualitas hidup

manusia, menurunkan produktivitas manusia, dan sekaligus
mengakibatkan tingginya biaya hidup. Dengan demikian
kemiskinan akan meningkat, dan lemelaratan hidup akan
membelenggu kehidupan manusia.
3) Bencana kehidupan makhluk ; terutama pada kasus
pencemaran air tanah dengan bahan beracun berbahaya
(B3), dan hal ini secara langsung mengancam eksistensi dan
kelangsungan makhluk hidup, baik manusia maupun
tumbuhan dan berbagai jenis binatang.
4) Perubahan keseimbangan alam ; sehingga dapat merusak
eksistensi lingkungan, seperti terjadi amblesan, bukaan
lubang besar (sinkholes), dan lain sebagainya.
Beberapa istilah yang terkait dengan permasalahan air
tanah ini yang perlu diuraikan lebih lanjut, seperti :
A. Pencemaran air tanah ; adalah berubahnya tatanan air di bawah
permukaan tanah oleh kegiatan manusia atau proses alam yang
mengakibatkan mutu air turun sampai ke tingkat tertentu
sehingga tidak lagi sesuai dengan pemanfaatannya (Putranto &
Indra Kusuma, 2009). Dalam dokumen Pusat Studi Ilmu Geografi
Indonesia dikatakan bahwa “pencemaran air tanah merupakan
sebuah kondisi yang mana tanah sebagai tempat berkumpulnya
air tercemar oleh polutan (zat pencemar) sehingga air yang
berada di dalamnya juga ikut tercemar”.
B. Pencemaran air tanah pada saat ini merupakan suatu masalah
yang tidak hanya terbatas pada negara industri saja, tetapi juga
meluas pada negara berkembang, dimana industri tumbuh pesat
bersamaan dengan meningkatnya jumlah penduduk dan
urbanisasi ke beberapa kota besar (Soekardi, 1990 dalam
Putranto, 2000). Pencemaran air tanah itu sendiri terjadi ketika
air yang telah tercemar bercampur dengan air tanah. Pada
awalnya masalah pencemaran air tanah disebabkan terutama

oleh mikroorganisme patogenik, virus dan logam berat dari
pertambangan. Namun sekarang sumber pencemaran air tanah
juga meliputi bahan pelarut yang mengandung klor, pestisida dan
bahan pencemar radioaktif (Shibasaki, 1995 dalam Putranto,
2000). Pencemaran airtanah tidak lepas dari kualitas airtanah
yang semakin lama semakin tercemar oleh berbagai polutan
akibat pertumbuhan jumlah penduduk. Pengertian tentang
kualitas air (baku mutu air) sangatlah penting, karena merupakan
dasar dan pedoman untuk mencapai tujuan pengelolaan air
sesuai dengan peruntukannya. Untuk itu, perlu suatu baku mutu
air yakni keadaan ideal yang ingin dicapai, yaitu keadaan
minimum yang harus dicapai serta keadaan maksimum yang
boleh ditoleransi sesuai dengan peruntukannya. Sehingga baku
mutu air dapat diartikan sebagai batas atau kadar makhluk hidup,
zat energi, atau komponen lain yang ada dan harus ada dan atau
unsur pencemar yang ditenggang adanya dalam air pada sumber
air tertentu sesuai dengan peruntukannnya (Suratmo, 1995
dalam Putranto, T. T., 2000). Kualitas air adalah sifat air dan
kandugan makhluk hidup, zat, atau energi atau komponen lain
dalam air. Kualitas air dinyatakan sebagai parameter kualitas air,
misalnya pH, warna temperatur, hantaran listrik, konsentrasi zat
kimia, konsentrasi bakteri, dan sebagainya (Suratmo,1995 dalam
Putranto, 2000).
C. Amblesan adalah salah satu akibat dari eksploitasi airtanah
secara besar-besaran adalah penurunan muka airtanah.
Amblesan tanah (Land Subsidence) tersebut merupakan
fenomena alami karena adanya konsolidasi tanah atau
penurunan permukaan tanah akibat pematangan lapisan
tanah yang umurnya masih muda. Namun, amblesan itu
dipercepat oleh adanya pengambilan air bawah tanah (ABT)
yang juga menyebabkan intrusi air laut, pengerukan
pelabuhan dan reklamasi pantai, serta akibat pembebanan

tanah oleh bangunan-bangunan yang ada di atasnya. Pada
tahun 2004 penurunan muka airtanah di daerah Pantai
Kapuk, DKI Jakarta, telah mencapai 60 m dan di Rancaekek,
Kabupaten Bandung, 70 m di bawah permukaan tanah.
Penurunan permukaan airtanah akan menyebabkan
tekanan dari airtanah berkurang sehingga terjadi
pemampatan lapisan batuan di atasnya. Dampak penurunan
tanah akan lebih terlihat pada daerah yang memiliki beban
berat di permukaannya. Di Semarang, penurunan tanah
dijumpai di Di Semarang, penurunan tanah dijumpai di
sekitar Genuk, stasiun kereta api Tawang, sampai ke
Simpang Lima, seperti yang digambarkan berikut (Putranto
& Indra Kusuma (2009).
Sumber : Dir. Tata Lingk. Geologi Kawasan Pertambangan -
ESDM, 2004.
Gambar 1.2. Peta Penurunan Muka Tanah Daerah Semarang
D. Intrusi air laut ; adalah masuk atau menyusupnya air laut ke
dalam pori-pori batuan dan mencemari air tanah yang
terkandung di dalamnya. Intrusi ini dapat disebabkan oleh

pengambilan air tanah yang berlebihan sehingga pori
batuan yang semula diisi oleh air tawar dapat terganti oleh
masuknya air laut yang menyebabkan air tanah berubah
menjadi air payau atau bahkan air asin. Daerah kritis
pengambilan air tanah penyebarannya menempati daerah
sekitar pantai yang sebagian besar merupakan kawasan
industri dan membutuhkan suplai air tanah yang cukup
besar kawasan tersebut meliputi daerah kawasan industri
atau kawasan pesisir yang padat penduduk. Pengambilan air
bawah tanah (ABT) yang melebihi kapasitas menyebabkan
hilangnya air di pori-pori tanah dan berkurangnya tekanan
hidraulik. Akibatnya terjadi kerusakan tata air tanah. Hal
tersebut ditunjukkan adanya penurunan muka air tanah dan
semakin meluasnya sebaran zona air tanah payau/asin
(intrusi air laut), dan amblesan tanah disekitar kawasan
pesisir pantai yang merupakan kawasan padat industri atau
padat pemukiman yang menggunakan air tanah dengan
frekuensi yang cukup besar. Pengambilan air bawah tanah
yang dilakukan dengan cara membuat sumur bor yang
melebihi kapasitas menyebabkan hilangnya air di pori-pori
tanah dan berkurangnya tekanan hidraulik. Akibatnya
terjadi kerusakan tata air tanah, kerusakan yang terjadi
meliputi kwalitas air tanah itu sendiri. Air tanah bisa terasa
payau bahkan asin. Hal ini dikarenakan air laut masuk
melalui pori pori batuan yang air tanahnya dieksploitasi
secara besar-besaran (lihat gambar berikut).

Sumber : (http://www.groundwater.sdsu.edu)
Gambar. 1.3. Proses Terjadinya Intrusi Air Laut
E. Sink-hole atau biasa disebut dengan beberapa istila lain
sepertishakehole, swallet, swallow hole, doline, adalah
sebuah depresi permukaan tanah atau munculnya lubang
secara tiba-tiba di permukaan tanah disebabkan oleh
beberapa bentuk keruntuhan lapisan permukaan. Sebagian
besar disebabkan oleh proses karst, pelarutan kimia batuan
karbonat, atau proses suffosion. Sinkholes bervariasi dalam
ukuran dari 1 sampai 600 m (3,3 sampai 2.000 kaki) dengan
diameter dan kedalaman yang bervariasi, dalam beragam
bentuk dari model mangkuk berlapis (lined bowls) sampai
yang berbentuk anyaman sudut (edged chasms). Sinkholes
dapat terbentuk secara bertahap atau tiba-tiba, dan
ditemukan di seluruh dunia (Palmer, 1991).
Sinkhole dapat terjadi akibat proses alami maupun proses
artificial. Proses alami terbentuknya sinkhole yakni ketika
sub-permukaan batuan/tanah larut dan membuat rongga
bawah tanah. Peristiwa ini sering terjadi di mana batuan di

bawah permukaan tanah adalah batu gamping, dolomit,
batuan karbonat, atau jenis batuan yang dapat secara alami
dihanyutkan oleh aliran air tanah. Secara alami sinkholes
dapat menangkap drainase permukaan dari air yang
mengalir atau mungkin juga yang terbentuk di tempat yang
tinggi dan kering di lokasi tertentu. Sinkholes yang
menangkap drainase bisa menahannya di gua batu kapur
besar. Gua ini bisa mengalir ke anak sungai yang lebih besar
(Palmer, 1991). Pembentukan sinkholes melibatkan proses
erosi alami atau pelepasan batuan dasar yang sedikit larut
(seperti batu gamping) dengan mengairi air, jatuhnya atap
gua, atau penurunan permukaan air. Sinkhole sering
terbentuk melalui proses suffosion,misalnya air tanah dapat
melarutkan semen karbonat yang memegang partikel pasir
bersama-sama dan kemudian melepaskan partikel yang
kendor, secara bertahap membentuk kekosongan (Sandra,
2002).
Terkadang lubang pembuangan bisa menunjukkan bukaan
yang terlihat ke dalam gua di bawah ini. Dalam kasus lubang
pembuangan yang sangat besar, seperti lubang
pembuangan Minyé di Papua Nugini atau Cedar Sink di
Taman Nasional Gua Mammoth di Kentucky, sungai bawah
tanah atau sungai dapat terlihat di bagian dasarnya yang
mengalir dari satu sisi ke sisi lainnya.Sinkholes umum terjadi
dimana batuan di bawah permukaan tanah adalah batu
gamping atau batuan karbonat lainnya, tempat tidur garam,
atau batuan terlarut lainnya, seperti gypsum, yang dapat
larut secara alami oleh air tanah yang bersirkulasi. Sinkholes
juga dapat terjadi di lapangan pasir dan kuarsit (Sandra,
2002).Seiring batuan larut, ruang dan gua berkembang di

bawah tanah. Pembentukan sinkhole bisa terjadi dramatis,
karena permukaan tanah yang biasanya utuh lalu
kehilangan daya dukung, dan tiba-tiba permukaan tanah
runtuh begitu saja.Pada tanggal 2 Juli 2015, para ilmuwan
melaporkan bahwa lubang aktif, yang terkait dengan
sinkhole dan mungkin terkait dengan ledakan, ditemukan
oleh pesawat ruang angkasa Rosetta (Vincent, Jean-
Baptiste; et al. 2015). Proses terbentuknya sinkhole yang
tidak alami atau akibat aktivitas manusia dapat juga terjadi
(artificial processes). Keuntuhan yang diakibatkan oleh
aliran air hujan dalam selokan yang masuk ke dalam lapis
tanah, lalu menimbulkan erosi di dalam aliran air tanah,
dapat mengakibatkan timbulnya sinkhole. Demikian pula
runtuhnya gua-gua tambang yang ditinggalkan begitu saja
seperti yang terjadi di Louisiana, Mississippi dan Texas. Yang
lebih umum terjadi adalah ambruk yang terjadi di daerah
perkotaan karena jatuhnya air dari selokan ambruk atau
pipa tua yang membentuk aliran air di dalam tanah.
Sinkhole juga bisa terjadi akibat overpumping dan ekstraksi
air tanah yang berebihan.Sinkholes juga bisa terbentuk saat
pola pengeringan air alami berubah dan sistem
penyimpanan air yang baru dikembangkan. Beberapa
lubang pembuangan terbentuk saat permukaan tanah
berubah, seperti saat pembuatan reservoar limbah industri
atau airlimpasan. Beban dari berat substansial bangunan
baru dapat memicu runtuhnya lapisan taah yang berfingsi
atap pada ruang kosong atau rongga yang ada di bawah
permukaan tanah, akan menimbulkan pembentukan suatu
sinkhole.Dengan demikian jelas bahwa pembentukan
sinkhole tidak terpisahkan dari fluktuasi aliran air di bawah

permukaan tanah. Secara umum proses
terbentuknyasinkhole dapat diuraikan sebagai berikut:
Stadia 1: Awalnya terbentuk retakan kecil karena sesar dan
kekar kemudian membentuk lubang akibat masuknya air.
Daerah ini biasanya terjadi pada daerah yg tersusun oleh
batu gamping, karena sifat batugamping yang mudah
terlarutkan oleh air, dan proses pelarutan ini berjalan dalam
puluhan ribu tahun bahkan jutaan tahun.
Stadia 2:Adanya aliran bawah tanah, maka akan muncul
rongga di dalam tanah karena bagian bawah lapisan
tanah/batuan terjadi erosi oleh aliran sungai bawah tanah.
Stadia 3-4-5-6: Proses erosi yang berlangsung terus
menerus yang menimbulkan kikisan serta jatuhan dari
batuan diatasnya. Hingga akhirnya terbentuklah ruang
kosong di kedalaman tanah yang cukup lebar, sehingga
lapisan tanah/batuan di atas ruang kosong tersebut
berfungsi sebagai “jembatan”,yang pada suatu saat runtuh
akibat tidak kuat menahan beban di atasnya.
Gambar 1.4. Proses pembentukan Sinkhole

Stadia 7: Lapisan tanah yang berfungsi sebagai jembatan
ketika menerima beban alami dari berbagai fenomena alam
(seperti, gempa, hujan, dan sebagainya), atau beban
artificial dari berbagai aktivitas manusia, akhirnya tidak
mampu memikul beban, dan runtuk ke dalam ruan kosong
di bawahnya dan terbentuklah sinkhole. Kedalaman lubang
sinkhole bisa dari beberapa meter hingga berukuran besar
sedalam 100 meter seperti yang terjadi di Guatemala.
Stadia 8:Setelah lubang sinkhole terbentuk, selanjutnya
proses alami juga berlanjut dengan pengendapan yang
terjadi diatas cekungan tersebut yang akhirnya menutup
kembali lubang sinkhole, yang tidak menutup kemungkinan
dalam proses geologis, kembali akan runtuh dan kembali
membentuk sinkhole. Proses siklus semacam ini berjalan
ribuan tahun bahkan dalam juta tahun, yang dalam skala
geologi bisa saja hanya disebut proses yang sekejap.
Sehingga manusia yang memanfaatkan lahan di atas
jembatan tersebut tidak menyadari proses siklus geologi
tersebut.[]

BAB –II
SIKLUSHIDROLOGI

2.1. Siklus Biogeokimia
Keseimbangan planet bumi dapat terjadi karena adanya
proses sirkulasi dari beberapa komponen pembentuknya, yang
disebut dengan “siklus biogeokimia”. Allah Swt telah mengatur
proses sirkulasi alamiah tersebut sedemikian rupa, sehingga
kehidupan di planet bumi ini dapat berlangsung dan
keberlanjutan. Oleh karena itu para ilmuwan yang memahami
secara mendalam proses-proses alam yang terjadi, semakin
meyakini adanya yang mengatur alam semesta ini, sehingga akan
menambah derajat ketaqwaannya kepada Sang Pencipta sekaligus
Pemelihara yang Maha Sempurna yakni Allah Azza Wajalla.
Manusia belum sepenuhnya mengetahui berapa banyak siklus
biogeokimia yang terjadi di alam semesta.Para ilmuwan
(sementara ini), telah menemu-kenali adanya enam siklus
biogeokimia yang terjadi di planet bumi ini, yakni :
(1) Siklus Karbon, yaitu siklus biogeokimia di mana karbon
bergerak dan bertukardiantara biosfer, geosfer, hidrosfer,
dan atmosfer bumi. Siklus karbon terjadi dalam empat
reservoir karbon utama yang dihubungkan satu sama lain
oleh jalur pertukaran, yang mana keempat reservoir
tersebut adalah:
a) Biosfer Teresterial, yang meliputi air tawar(freshwater),
dan material non-hayati organik seperti karbon tanah
(soil carbon)
b) Geosfer, yang meliputi sedimen-sedimen yang berwujud
dalam berbagai jenis bahan bakar fosil.
c) Hidrosfer, yang meliputi lautan yang mengandung
karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati atau non-
hayati.
d) Atmosfer, yang meliputi angkasa yang banyak
mengandung karbon yang ikut membentuk berbagai

komposisi senyawa gas, yang eksistensinya dibutuhkan
oleh tumbuhan, namun akan menjadi racun bagi
manusia dan binatang bila kadarnya melebihi ambang
batas.
Pertukaran karbon antara reservoir terjadi karena
proseskimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermacam-
macam.Siklus karbon ditampilkan pada gambar di bawah ini.
Sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/siklus_karbon
Gambar 2.1. Siklus Karbon
(2) Siklus Nitrogen,yaitu proses pembentukan dan penguraian
nitrogen sebagai sumber protein utama di alam. Nitrogen
menjadi penyusun utama protein dan sangat diperlukan oleh
tumbuhan dan hewan dalam jumlah besar. Nitrogen
diperlukan tumbuhan dalam bentuk terikat (ikatan suatu
senyawa dengan unsur lain). Nitrogen bebas dapat diikat
(fixation) di dalam tanah oleh bakteri yang bersifat simbiotik,
dan dapat mengikat protein dengan bantuan akar, terutama
akar yang berbintil seperti tumbuhan polong (kacang-

kacangan, dll), rumpun tropik, dan beberapa jenis
ganggang.Tumbuhan memperoleh nitrogen di dalam tanah
berupa amonia (NH3), ion nitrit (NO2
-
), dan ion nitrat (NO3
-
).
Dalam tanah nitrogen terdapat dalam organik tanah yang
dihasilkan dari berbagai tahap proses pembusukan, namun
belum dapat dimanfaatkan langsung oleh tumbuhan.
Nitrogen yang dimanfaatkan tumbuhan biasanya terikat
dalam bentuk amonia (NH4
+
) dan ion nitrat (NO3
-
).Amonia
diperoleh dari hasil penguraian oleh bakteri terhadap
jaringan yang mati. Amonia ini dapat dinitrifikasi oleh bakteri
nitrit, yaitu bakteri nitrosomonas dan bakteri nitrosococcus
menjadi ion nitrit (NO2
-
). Selanjutnya oleh bakteri
denitrifikasi, yaitu bakteri pseudomonas, nitrat diubah
kembali menjadi amonia dan amonia diubah kembali
menjadi nitrogen yang dilepas bebas ke udara. Dengan cara
ini siklus nitrogen akan berulang atau bersirkulasi di dalam
ekosistem. Siklus nitrogen ditampilkan pada gambar di
bawah ini.
Sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_nitrogen
Gambar 2.2. Siklus Nitrogen

(3) Siklus Fosfor, yaituproses perubahan fosfat dari fosfat
anorganik menjadi fosfat organik dan kembali menjadi fosfat
anorganik secara kesinambungan dan bersirkulasi. Fosfor
merupakan salah satu komponen dari senyawa-senyawa
yang sangat toksik (beracun) terutama insektisida
organofosfat, namun sangat dibutuhkan oleh tumbuhan
sebagai sumber hara. Fosfor merupakan bahan makanan
utama yang digunakan oleh semua organisme untuk
pertumbuhan dan sumber energi. Fosfor adalah komponen
penting pada membran sel, asam nukleat dan tranfer energi
pada respirasi sel. Fosfor juga ditemukan sebagai komponen
utama dalam pembentukan gigi dan tulang vertebrata.
Fosfor banyak dikandung oleh asam nukleat, yaitu bahan
yang menyimpan dan mentranslasikan sandi genetik. Atom
fosfor juga merupakan dasar bagi ATP (Adenosine
Tri Phospat) berenergi tinggi yang digunakan untuk respirasi
seluler dan fotosintesis. Selain itu merupakan salah satu
mineral penyusun tulang dan gigi. Siklus fosfor, bersifat kritis
karena fosfor secara umum merupakan hara yang terbatas
dalam ekosistem. Tidak ada bentuk gas dari fosfor yang
stabil, oleh karena itu siklus fosfor adalah “endogenik”.
Dalam geosfer, fosfor terdapat dalam jumlah besar dalam
mineral-mineral yang sedikit sekali larut seperti
hidroksiapilit, garam kalsium. Fosfor terlarut dari mineral-
mineral fosfat dan sumber-sumber lainnya, seperti pupuk
fosfat, diserap oleh tanaman dan tergabung dalam asam
nukleat yang menyusun material genetic dalam organisme.
Mineralisasi dari biomassa oleh pembusukan atau
penguraian mikroba mengembalikan fosfor kepada larutan
garamnya yang kemudian dapat mengendap sebagai bahan
mineral. Sejumlah besar dari mineral-mineral fosfat

digunakan sebagai bahan pupuk, industry kimia, dan “food
additives”. Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu
senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan
senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat
organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh
dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat
anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis
dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat
banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu
dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di
air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan
diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus
menerus.
(4) Siklus Sulfur, adalah perubahan sulfur (belerang) dari
hidrogen sulfida menjadi sulfur dioksida lalu menjadi sulfat
dan kembali menjadi hidrogen sulfida lagi. Peranan sulfur
dalam kehidupan makhluk di bumi cukup banyak, terutama
bagi manusia, diantaranya ; untuk menstabilkan struktur
protein, mengaktivasi enzim, metabolisme enersi, peredam
racun, pembentukan klorofil pada tumbuhan, menambah
kadungan protein dan vitamin pada biji-bijian dan sayuran,
meningkatkan daya tahan tumbuhan terhadap hama
terutama dari serangan jamur (fungi), dan lain sebagainya.
Siklus belerang cukup kompleks dimana melibatkan berbagai
macam gas, mineral-mineral yang sukar larut dan beberapa
spesis lainnya di dalam larutan. Siklus belerang berkaitan
dengan siklus oksigen dimana belerang bergabung dengan
oksigen membentuk gas belerang oksida (SO2), sebagai
bahan pencemar air. Diantara spesi-spesi yang secara
siknifikan terlihat dalam siklus belerang adalah gas hydrogen
sulfide(H2S), mineral-mineral sulfide seperti belerang
timbal(PbS), asam sulfat (H2SO4),dan belerang oksida(SO2),

dan belerang yang terikat dalam protein, yang menjadi
komponen utama pada hujan asam. Hujan asam
didefinisikan sebagai segala macam hujan dengan pH di
bawah 5,6. Hujan secara alami bersifat asam (pH sedikit di
bawah 6), karena adanya karbondioksida (CO2) di udara,
yang larut dengan air hujan dalam bentuk asam lemah. Jenis
asam dalam hujan ini sangat bermanfaat karena membantu
melarutkan mineral dalam tanah yang dibutuhkan oleh
tumbuhan dan binatang.Hujan asam disebabkan oleh
belerang (sulfur) yang merupakan pengotor dalam bahan
bakar fosil serta nitrogen di udara yang bereaksi dengan
oksigen membentuk sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Zat-
zat ini berdifusi ke atmosfer dan bereaksi dengan air untuk
membentuk asam sulfat dan asam nitrat yang mudah larut
sehingga jatuh bersama air hujan. Air hujan yang asam
tersebut akan meningkatkan kadar keasaman tanah dan air
permukaan yang terbukti berbahaya bagi kehidupan ikan
dan tanaman.Belerang dari daratan cenderung terbawa air
ke laut,namun belerang di daratan tak tampak habis setelah
jutaan tahun. Keunikan ini menimbulkan pertanyaan bagi
segenap ilmuwan, tentang bagaimana belerang bersirkulasi
sehingga dari laut dapat kembali ke darat. Sebagian ilmuwan
menganggap bahwa belerang bersirkulasi dari laut ke darat
melalui proses penguapan. Namun tidak ada pembuktian
ilmiah kalau hidrogen sulfide (H2S) yang berbau menyengat
itu (tapi laut selalu berhawa segar), dapat menguap dari laut
ke angkasa. Pertanyaan ini baru dapat terjawab beberapa
tahun yang lalu. Tumbuhan laut, yang memiliki sel-sel
sederhana (alga). Tumbuhan ini berusaha hidup dengan
menahan masuknya garam (NaCl) ke dalam selnya. Ini
dilakukan dengan membentuk senyawa penahan yang
berbahan baku belerang, karena pasok belerang di laut

banyak sekali, datang dari daratan. Pada saat sel tumbuhan
laut ini terurai, senyawa penahan ini pecah dan
menghasilkan gas dimetil sulfida (DMS), yang lepas ke
atmosferdengan bau yang segar(mirip ikan segar yang baru
diangkat dari laut). Setiap saat, sejumlah besar senyawa ini
dilepas ke atmosfer, dan senyawa ini akanmenjadi inti
kondensasi uap air di angkasa. Pada saat hujan jatuh di
darat, senyawa belerang ini dikembalikan ke daratan untuk
dimanfaatkan makhluk daratan. Lalu ampasnya, dalam
dibuang lagi mengalir ke laut, untuk diolah oleh tumbuhan
alga-alga yang ada di laut. Komponen penting di dalam siklus
belerang adalah gas SO2 sebagai bahan pencemar, dan
H2SO4 yang ada di dalam atmosfer. Gas SO2 dikeluarkan dari
pembakaran bahan bakar fosil yang mengandung belerang.
Efek utama dari belerang dioksida dalam atmosfer adalah
kecenderungan untuk teroksidasi menghasilkan asam sulfat,
yang pada gilirannya menyebabkan terjadinya hujan asam.
(Rukaesih, 2004). Siklus sulfur ditampilkan pada gambar di
bawah ini.
Sumber : Anonimus. 2012.
Gambar. 2.3. Siklus Sulfur

(5) Siklus Oksigen, adalah proses pertukaran oksigen di bumi
ini yang berlangsung secaraterus menerus tidak ada
habisnya. Selama evolusi awal bumi, oksigen yang
dibebaskan dariH2O uap oleh radiasi UV. Ini
terakumulasi di atmosfer sebagai hidrogen melarikan diri
keatmosfer bumi. Dengan munculnya kehidupan
tanaman, fotosintesis juga menjadi
sumberoksigen.Molekul oksigen (dioksigen, O2 )dapat
bereaksi dengan semua unsur, kecuali halogen, beberapa
logam mulia, dan gas-gas mulia baik dalam suhu ruangan
atau pada pemanasan. Oksigen merupakan unsur yang
vital bagi kehidupan di bumi ini. Oksigen adalah unsur
ketigaterbanyak yang ditemukan berlimpah di matahari,
dan memainkan peranan dalam sikluskarbon-nitrogen,
yakni proses yang diduga menjadi sumber energi di
matahari dan bintang-bintang. Oksigen dalam kondisi
tereksitasi memberikan warna merah terang dan kuning-
hijau pada Aurora Borealis.Oksigen merupakan unsur
gas, menyusun 21% volume atmosfer dan diperoleh
denganpencairan dan penyulingan bertingkat. Atmosfer
Mars mengandung oksigen sekitar 0.15%, dalam bentuk
unsur dan senyawa, oksigen mencapai kandungan 49.2%
berat pada lapisankerak bumi. Sekitar dua pertiga tubuh
manusia dan sembilan persepuluh air adalah
oksigen.Siklus Oksigen penting untuk kesehatan kita dan
lingkungan kita. Kita membutuhkan oksigenuntuk
respirasi. Oksigen pada nafas kita merupakan oxidises
gula dalam makanan untukmenghasilkan energi. Selama
proses ini karbon dioksida dilepaskan dalam
atmosfer.Manusia membutuhkan oksigen untuk
bernapas, Oksigen diperlukan untuk dekomposisilimbah
organik. Air dapat melarutkan oksigen dan inilah oksigen

terlarut perairan yangmendukung kehidupan. Siklus
oksigen ditampilkan pada gambar di bawah ini.
Sumber : Anonimus. 12 Desember 2015.
Gambar 2.4. Siklus Oksigen
(6) Siklus air atau siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak
pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke
atmosfer melalui proses kondensasi, prespitasi, evaporasi,
dan transpirasi.Pemanasan air samudera oleh sinar matahari
merupakan kunci proses siklus hidrologi dapat berjalan
secara kontinu. Air berevaporasi kemudian jatuh sebagai
prespitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan es, hujan salju
bercampur es (sleet), hujan gerimis, atau kabut. Uraian
mengenai hal ini yang akan diuraikan lebih jauh dalam
bagian selanjutnya.

2.2. Pengertian Siklus Hidrologi
Sebagaimana yang telah diungkapkan sebelumnya bahwa
eksistensi air tanah merupakan salah satu komponen penting di
dalam suatu mekanisme alam yang disebut “siklus hidrologi”.
Telah dijelaskan pula bahwa siklus hidrologi adalah salah satu
dari enam siklus biogeokimia yang berlangsung di bumi, yang
maka siklus hidrologi selalu berproses membentuk keseimbangan
air yang ada di planet bumi.
Istilah hidrologi berasal dari bahasa Yunani “Hydrologia”
yang mempunyai arti harfiah "ilmu air". Lalu istilah ini
dipergunakan untuk nama cabang ilmu yang mempelajari tentang
air yang ada di bumi yakni proses kejadiannya, sirkulasinya, serta
pembagiannya. Terminologi hidrologi diberikan pula oleh
beberapa ahli, diantaranya :
1) Marta dan Adidarma (1983), menyatakan bahwa hidrologi ialah
suatu ilmu yang mempelajari tentang terjadinya suatu pergerakan
dan distribusi air di bumi baik di atas ataupun di bawah permukaan
bumi, tentang sifat kimia dan fisika air dengan suatu reaksi terhadap
lingkungan dan hubungannya dengan kehidupan.
2) Ray K. Linsley (1986), menyatakan bahwa hidrologi ialah suatu ilmu
yang mengkaji tentang air yang ada dibumi, yakni mengenai tentang
kejadian, perputaran dan pembagiannya, sifat fisika dan kimia serta
reaksinya terhadap suatu lingkungan sekitarnya, termasuk hubungan
air dengan kehidupan.
3) Singh (1992), menyatakan bahwa hidrologi ialah suatu ilmu yang
membahas tentang karakteristik, kuantitas dan kualitas air dibumi
menurut waktu dan ruang. Proses hidrologi tersebut mencakup
pergerakan, penyebaran, sirkulasi, penyebaran, tampungan,
eksplorasi, sampai pada tahap pengembangan dan manajemen.
4) Menurut Ahli Geografi, bahwaHidrologi ialah cabang ilmu Geografi
yang mempelajari tentang pergerakan, distribusi, serta kualitas air di
seluruh Bumi, termasuk juga siklus hidrologi dan sumber daya air.

Berangkat dari istilah hidrologi, kemudian muncul istilah
“siklus hidrologi” yang secara umum orang mengartikan siklus
hidrologi merupakan sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari
atmosferke bumi dan kembali ke atmosfer, dan proses ini
berlangsung terus menerus.Siklus hidrologi memegang peran
penting bagi kelangsungan hidup organisme di bumi. Melalui siklus
hidrologi, ketersediaan air di daratan bumi dapat tetap terjaga,
sehingga keteraturan suhu lingkungan, cuaca, hujan,
dan keseimbangan ekosistem bumi dapat tercipta karena adanya
proses siklus hidrologi ini.
Dalam The American Heritage (2002), dituliskan bahwa siklus
hidrologi adalah proses kontinyu dimana air disirkulasikan ke
seluruh Bumi dan atmosfernya. Air bumi memasuki atmosfer
melalui penguapan dari badan air dan dari permukaan tanah.
Tanaman dan hewan juga menambahkan uap air ke udara melalui
transpirasi. Saat naik ke atmosfer, uap air mengembun
membentuk awan. Hujan dan bentuk curah hujan lainnya
mengembalikannya ke Bumi, di mana ia mengalir ke badan air dan
masuk ke dalam tanah, dan memulai siklus lagi. Siklus hidrologi
juga disebut siklus air.
Sumber : Elizabeth Morales (dalam The American Heritage, 2002)
Gambar 2.5. Siklus Hidrologi

Dalam Kernermen Webster's College Dictionary (2010),
dituliskan bahwa siklus hidrologi adalah urutan alami melalui
mana air masuk ke atmosfer sebagai uap air, turun ke bumi, dan
kembali ke atmosfer melalui penguapan. Kemudian dalam English
Collins Dictionary, dituliskan bahwa siklus hidrologi adalah
peredaran air bumi, dimana air menguap dari laut ke atmosfer, di
mana ia mengembun dan jatuh seperti hujan atau salju, kembali
ke laut melalui sungai atau kembali ke atmosfer melalui proses
evapotranspirasi.
Siklus hidrologi menurutSuyono dan Takeda (1983), adalah
air yang menguap ke udara dari permukaan tanah dan laut,
berubah menjadi awan sesudah melalui beberapa proses dan
kemudian jatuh sebagai hujan atau salju ke permukaan laut atau
daratan. Sedangkan siklus hidrologi menurut Soemarto (1987)
adalah gerakan air laut ke udara, yang kemudian jatuh ke
permukaan tanah lagi sebagai hujan atau bentuk presipitasi lain,
dan akhirnya mengalir ke laut kembali.
Menurut Handoko (1995) siklus hidrologi adalah siklus/daur
air dalam berbagai bentuk, meliputi proses evaporasi dari lautan
dan badan-badan berair di daratan (misalnya: sungai, danau,
vegetasi, dan tanah lembab) ke udara sebagai reservoir uap air,
proses kondensasi ke dalam bentuk awan atau bentuk-bentuk
pengembunan lain (embun,kabut), kemudian kembali lagi ke
daratan dan lautan dalam bentuk presipitasi.
Menurut Asdak (2004) daur hidrologi secara alamiah
menunjukkan gerakan air di permukaan bumi, yaitu perjalanan air
dari permukaan laut ke atmosfer kemudian ke permukaan tanah
dan kembali lagi ke laut yang tidak pernah berhenti, air tersebut
akan tertahan (sementara) di sungai, danau/waduk, dan dalam
tanah sehingga dapat dimanfaatkan oleh manusia atau makhluk
hidup lainnya.
2.3. Tahapan Siklus Hidrologi
Sebagimana yang telah diuraikan bahwa di dalam siklus
hidrologi terjadi beberapa tahapan proses perpindahan tempat

dan wujud dari air, yang berjalan secara terus menerus (sirkulasi).
Proses sirkulasi tersebut dapat terjadi dari penguapan air baik di
laut (water evaporation), di permukaan tanah (soil evaporation),
dan pada tanaman (evapotranspiration) akibat pengaruh panas
dari matahari. Uap air tersebut akan naik dan terkondensasi di
udara, hal ini dikarenakan udara di atas permukaan bumi lebih
rendah dari titik embun uap air. Proses kondensasi inilah yang
menyebabkan terjadinya awan. Terbentuk awan pembawa hujan
(cumulonimbus),dari adanya angin yang mendorong
berkumpulnya beberapa awan kecil (cumulus). Setelah awan
tersebut jenuh air, maka akan terjadi hujan (precipitation).
Presipitasi tersebut ada yang kembali berevaporasi ke angkasa,
ada yang langsung jatuh ke bawah, sebagian ada diintersepsi oleh
tanaman, dan sebagian yang jatuh mencapai tanah. Air yang
mencapai tanah, ada yangmasuk mengisi lubang-lubang atau
cekungan pada permukaan tanah (surface detention) di danau dan
sungai-sungai, kemudian ada yang langsung mengalir di
permukaan (surface run-off), dan sebagian lagi yang diserap ke
dalam tanah (infiltration). Air yang mengalami infiltrasi akan
menjadi aliran yang selanjutnya disebut sub-surface run-off dan
sebagian akan mengalir menuju sumber-sumber air permukaan
terdekat misal sungai atau danau. Air yang melewati aliran sub-
surface run-off, sebagian meresap jauh ke dalam tanah
(percolation) akan menjadi aliran bawah tanah (ground water
flow) dan selanjutnya mengalir di dalam akuifer, dan ada yang
keluar menjadi mata air (springs), dan sebagian lainnya akan
bermuara di danau, sungai, dan laut.
Dari uraian diketahui adanya beberapa istilah yang penting
dalam proses sirkulasi air atau siklus hidrologi, diantaranya :
1. Evaporasi, yang dapat diartikan sebagai proses penguapan
daripada cairan (liquid) dengan penambahan panas (Robert B.
Long, 1995). Evaporasi juga dapat didefinisikan sebagai proses

perpindahan kalor ke dalam zat cair mendidih (Warren L. Mc
Cabe, 1999).
2. Transpirasi, yaitu penguapan yang berasal dari jaringan
makhluk hidup (tumbuhan dan hewan). Sama halnya dengan
evaporasi, transpirasi ini juga mengubah air yang berwujud cair
dari jaringan makhluk hidup tersebut menjadi uap air. Uap air
ini juga akan terbawa ke atas, yakni ke atmosfer. Namun,
biasanya penguapan yang terjadi karena transpirasi ini
jumlahnya lebih sedikit atau lebih kecil daripada penguapan
yang terjadi karena evaporasi.
3. Evapotranspirasi, adalah gabungan dari evaporasi dan
transpirasi. Sehingga dapat dikatakan bahwa evapotranspirasi
merupakan total penguapan air atau penguapan air secara
keseluruhan, baik yang ada di permukaan bumi (tanah dan air),
maupun penguapan dari jaringan makhluk hidup. Dalam siklus
hidrologi, evapotranspirasi ini sangatlah mempengaruhi jumlah
uap air yang terangkut ke angkasa atau ke atmosfer bumi.
4. Sublimasi, merupakan proses perubahan es di kutub atau di
puncak gunung menjadi uap air, tanpa harus melalui proses cair
terlebih dahulu. Jadi selain melalui proses evaporasi dan
transpirasi, naiknya uap air ke atmosfer ini juga terjadi melalui
proses sublimasi. Sublimasi ini juga tidak sebanyak penguapan
(evaporasi maupun transpirasi), meskipun sedikit akan tetapi
proses sublimasi tetap berkontribusi terhadap jumlah uap air
yang terangkat ke atmosfer. Dibandingkan dengan evaporasi
maupun transpirasi, proses sublimasi ini berjalan lebih lambat
dari pada keduanya. Proses sublimasi terjadi pada tahap siklus
hidrologi panjang.
5. Kondensasi (pengembunan), adalah proses perubahan wujud
zat dari zat gas, menjadi zat cair lalu menjadi padat (partikel
es).Ketika uap air dari proses evaporasi, transpirasi,
evapotranspirasi, dan sublimasi sudah mencapai ketinggian

tertentu, uap air tersebut akan berubah menjadi partikel-
partikel es yang berukuran sangat kecil melalui proses
konsendasi. Perubahan wujud ini terjadi karena pengaruh suhu
udara yang sangat rendah saat berada di ketinggian tersebut.
Partikel- partikel es yang terbentuk tersebut akan saling
mendekati satu sama lain dan bersatu hingga membentuk
sebuah awan. Semakin banyak partikel es yang bersatu, maka
akan semakin tebal dan juga hitam awan yang terbentuk. Inilah
hasil dari proses kondensasi.Uap air yang naik ke
atmosferakibat sinar matahari dapat terkondensasi di angkasa,
dikarenakan suhu udara di atas permukaan bumi lebih rendah
dari titik embun uap air.
6. Adveksi, merupakan perpidahan awan secara horisontal dari
satu titik ke titik lainnya akibat dorongan angin, atau karena
adanya perbedaan tekanan udara di atmosfer. Proses adveksi
memungkinkan awan akan menyebar dan berpindah dari
atmosfer yang berada di lautan menuju atmosfer yang ada di
daratan. Namun perlu diketahui bahwa tahapan adveksi ini
tidak selalu terjadi pada semua proses hidrologi, tahapan ini
tidak terjadi dalam siklus hidrologi pendek.
7. Presipitasi, adalah peristiwa klimatik yang bersifat alamiah yaitu
perubahan bentuk uap air di atmosfer menjadi curah hujan
sebagai akibat proses kondensasi. Jadi presipitasi merupakan
proses mencairnya awan hitam (uap air) akibat adanya
pengaruh suhu udara yang tinggi. Apabila presipitasi terjadi di
daerah yang mempunyai suhu atmosfer yang terlalu rendah
atau kurang dari 0ᵒ Celcius, maka prepitisasi akan menghasilkan
hujan salju. Awan yang banyak mengandung air tersebut akan
turun ke litosfer dalam bentuk butiran-butiran salju tipis. Hal ini
dapat ditemukan di daerah yang mempunyai iklim sub tropis,
dimana suhu yang dimiliki tidak terlalu panas untuk mencairkan
partikel-partikel es yang ada di atmosfer. Sedangkan di daerah

yang mempunyai iklim tropis, memiliki suhu atmosfer yang
mampu mencairkan partikel-partikel es sebelum jatuh ke
permukaan bumi dalam bentuk air hujan.
8. Intersepsi, adalah proses tertahannya air hujan pada
permukaan tumbuhan/vegetasi, sebelum kembali menguap ke
atmosfer.
9. Limpasan (Run off), merupakan proses pergerakan air dari
permukaan bumi yang tinggi menuju ke permukaan yang lebih
rendah. Pergerakan air tersebut dapat terjadi melalui saluran-
saluran, danau, sungai, muara sungai, sampai ke laut. Proses ini
menyebabkan air yang telah melalui siklus hidrologi akan
kembali menuju ke lapisan hidrosfer (lautan).
10. Infiltrasi, adalah proses meresapnya air dari permukaan tanah
ke dalam lapisan tanah melalui pori-pori tanah. Air yang sudah
berada di permukaan bumi akibat proses presipitasi, tidak
semuanya mengalir di permukaan bumi dan mengalami run off.
Sebagian dari air tersebut akan bergerak menuju ke pori- pori
tanah atau bukaan-bukaan yang terdapat di lapisan tanah, dan
merembes ke dalam lapisan tanah.
11. Perkolasi, adalah proses bergeraknya air melalui lapisan tanah
karena gaya gravitasi. Air bergerak ke dalam tanah melalui
celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air
tanah, lalu membentuk cadangan air tanah (ground water
resources).
12. Aliran air tanah, yaitu proses pergerakan air dari tempat yang
tinggi ke tempat yang rendah, dalam hal mana prosesnya
terjadi di bawah permukaan bumi pada lapisan tanah porous
yang disebut akuifer (aquifer), dimana terjadi aliran air bawah
tanah yang disebut aliran akuifer (aquifer flow). Air di dalam
tanah dapat bergerak vertikal akibat aksi kapiler dan gravitasi
yang saling berlawanan, dandapat pula bergerak secara
horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut

keluar dari lapisan tanah dan memasuki kembali sistem air
permukaan.
Demikianlah proses sirkulasi air terjadi secara berulang dan
berkelanjutan, sehingga keseimbangan air di planet bumi akan
terjadi. Namun keseimbangan air tersebut akan mengalami
perubahan ataupun pergeseran apabila terjadi kerusakan atau
gangguan pada komponen dan prosesnya.
2.4. Jenis-jenis Siklus Hidrologi
Sebagaimana yang telah diuraikan sebelumnya bahwa
proses siklus hidrologi berlangsung terus-menerus,yang membuat
air menjadi sumberdaya alam yang terbaharui (reneweble
resources), melalui pergerakan dari satu tempat ke tempat lain,
dengan proses perubahan wujud dari cair – uap – padat – dan
kembali cair, dalam lintasan sirkulasi yang berulang-ulang.
Berdasarkan bentuklintasan pergerakan dan perubahan wujud
yang dialami dalam prosesnya, maka siklus hidrologi dapat
diklasifikasikan dalam 3 (tiga) macam, yaitu sebagai berikut:
1. Siklus hidrologi pendek (short cycle), yaitu peristiwa dimana
air laut yang menguap karena pemanasan yang tinggi. Uap air
ini menguap ke angkasa, menjadi awan dan kemudian turun
sebagai hujan pada permukaan air laut tersebut. Skema
peristiwa siklus hidrologi pendek dapat dilihat pada gambar
berikut.
Gambar 2.6. Siklus Hidrologi Pendek (Short Cycle)

2. Siklus hidrologi sedang (medium cycle), adalah peristiwa air
permukaan yang menguap dan menjadi awan. Karena adanya
angin yang bertiup, maka awan yang terjadi di atas laut
terdorong hingga ke atas daratan dan turun sebagai hujan di
daratan. Hujan yang jatuh di daratan mengalir melalui sungai
dan masuk kembali ke laut.Peristiwa siklus hidrologi sedang
dapat diperlihatkan dalam skema seperti yang tergambar
berikut.
Gambar 2.33. Siklus Hidrologi Sedang (Medium Cycle)
3. Siklus hidrologi panjang (long cycle), yaitu menguapnya air
laut menjadi uap gas karena adanya panas dari matahari, lalu
uap air tersebut mengalami sublimasi dan membentuk awan
yang mengandung kristal es, dan pada akhirnya jatuh dalam
bentuk salju yang kemudian akan membentuk gletser yang
mencair membentuk aliran sungai dan kembali kelaut. Jadi
siklus hidrologi panjang sebenarnya hampir sama
peristiwanya dengan siklus hidrologi sedang. Perbedaannya
adalah siklus hidrologi panjang meliputi daerah yang sangat
luas hingga ke daerah subtropis. Angin mendorong awan
hingga jauh ke daratan,sehingga mengalami sublimasi dan
berubah menjadi hujan salju dan mengalir melalui sungai dan

kembali menuju laut. Skema peristiwa siklus hidrologi pendek
dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2.33. Siklus Hidrologi Panjang (Long Cycle)
2.5. Faktor Yang Mempengaruhi Siklus Hidrologi
Gangguan dalam siklus hidrologi dapat menimbulkan banjir
ketika musim hujan, dan mengakibatkan kekeringan pada musim
kemarau. Hal ini antara lain disebabkan karena air hujan yang
seharusnya meresap ke dalam tanah, tetapi justru menjadi air
larian (run off), sehingga jalur pelarian air akan penuh, dan air
meluap keluar dan menggenangi wilayah permukiman dan/atau
lahan pertanian yang banyak menimbulkan kerugian. Disamping
itu berkurangnya air yang meresap ke dalam tanah, menyebabkan
simpanan air di dalam tanah akan mengalami degradasi, sehingga
aliran air ke titik-titik mata air (springs) akan mengecil bahkan
menghilang, sehingga sungai-sungai yang banyak menerima suplai
air dari springstersebut, juga akan akan menurun bahkan sungai
dapat mengering.Faktor yang paling dominan berpengaruh
terhadap proses siklus hidrologi adalah matahari. Panas yang
dipancarkan oleh matahari yang dapat menunjang proses

evaporasi, transpirasi, evapotranspirasi, dan sublimasi sehingga air
yang ada di permukaan bumi dapat menguap ke atmosfer.
Aktivitas manusia, karena berpotensi untuk secara langsung
atau tidak langsung mempengaruhi kuantitas air dan aliran alami
dari sistem sungai. Dampak tidak langsung terhadap siklus
hidrologi dapat terjadi akibat perubahan penggunaan lahan.
Dampak langsung dapat terjadi akibat adanya pengalihan,
penarikan dan pelepasan air, atau adanya bendungan sebagai
bangunan pengatur aliran sungai dan penyimpanan air. Menurut
Kuchment (2012), bahwa berbagai aktivitas manusia seperti
pembangunan irigasi, pengolahan lahan, penggundulan hutan, dan
aktivitas lainnya, mempengaruhi siklus hidrologi di bumi.
Kerusakan pada berbagai cekungan air tanah (basin) dan daerah
aliran sungai (watershed) sudah banyak terjadi, namun
karakterisitik lingkungannya sangat kurang yang terukur.
Siklus hidrologi global adalah komponen kunci dari sistem
iklim bumi,karena sejumlah besar energi yang diterima bumi dari
matahari didistribusikan kembali ke seluruh dunia melalui siklus
hidrologi dalam bentuk aliran panas (Trenberth et al., 2009)).
Perubahan siklus hidrologi berdampak langsung pada kekeringan,
banjir, sumber daya air dan keseimbangan ekosistem. Pengamatan
terhadap curah hujan dan debit sungai secara global, tidak
menunjukkan kecenderungan yang meningkat seperti yang
diperkirakan di dunia yang memanas (Morice et al., 2012). Kasus ini
menunjukkan bahwa anomalidi atas dapat dijelaskan bila dampak
dari aerosol troposfer dipertimbangkan. Dengan menganalisis
simulasi model terhadap iklim bumi terakhir, maka pertama kali
ditemukan bahwa ada siklus pelepasan hidrologi yang dapat
dideteksi terjadi antara tahun 1950an sanpai 1980an, yang
diakibatkan oleh peningkatan aerosol antropogenik (Peili Wu et al.,
2013).

2.6. Uraian Siklus Hidrologi dalam Al’Quran
Sebelum ilmuwan mengutarakan teori dan rumusan ilmiah
tentang siklus hidrologi, sebenarnya proses atau siklus air di bumi
ini telah diuraikan sangat terinci di dalam Kitab Suci Al Qur’an,
mulai dari komponen pembentuk air, sampai pada bagaimana
proses kejadiannya. Banyak ayat di dalam Al Quran yang
menguraikan proses pembentukan air, kemudian para ilmuwan
bereksperimen secara ilmiah, lalu menyebut proses pembentukan
air itu sebagai “siklus hidrologi (hydrology cicles)”. Para ilmuwan
banyak dituntun oleh informasi tentang siklus air yang ada di
dalam Al Quran, lalu merumuskannya sebagai pengetahuan sesuai
dengan kaidah ilmiah. Hal ini tak terbantahkan karena sebelum
dijelaskan di dalam Al Quran, dogma yang membelenggu inovasi
manusia adalah ajaran spiritual yang mayoritas berkeyakinan
bahwa yang menurunkan hujandari langit ke bumi adalah dewa
hujan.Al Quran merupakan sumber informasi pertama yang
menjelaskan tentang proses pembentukan air pada berbagai fase,
yang bersirkulasi di bawah kehendak Allah Swt.
Dalam Al Quran tegas dijelaskan komponen pembentuk air
dan proses pembentukannya, antara lain An-Naba’(78 : 13) ;
Firman Allah bahwa “Dan Kami jadikan pelita yang amat terang
(matahari).” Ayat ini menjelaskan fungsi matahari sebagai pelita
yang terang (panas), sehingga air di bumi dapat menguap ke
udara, dan membentuk awan dan angin.“Dan kami turunkan
hujan dari awan air yang banyak tercurah”An-Naba’ (78 : 13).Ayat
ini menguraikan proses kondensasi di atas langit, yaitu
pembentukan uap air menjadi awan yang menjadi sumber air
hujan.
Al-Hijr (15 : 22) ; Firman Allah bahwa “Dan Kami telah
meniupkan angin untuk mengawinkan (tumbuhan, awan) dan
Kami turunkan hujan dari langit, lalu Kami turunkan hujan dari
langit, lalu Kami beri minum kamu dengan air itu, dan sekali-kali

bukanlah kamu yang menyimpannya.” Allah secara detail
menjelaskan bahwa anginlah yang menggiring awan, lalu
mengawinkan ion-ion hidrogen, oksigen, dan unsur-unsur lain
yang terdapat di dalam awan, sehingga terbentuk senyawa air
yangturun ke bumi dalam bentuk hujan. Di akhir ayat ini Allah
menjelaskan cara Allah menyimpan air yang sangat menakjubkan
bagi orang yang berpikir, yaitu menyimpan air di dalam tanah yang
tidak akan mengalami kerusakan sampai kurun waktu ratusan,
ribuan, bahkan jutaan tahun, kecuali dirusak oleh ulah manusia.
Sangat berbeda jika air disimpan manusia di dalam bangunan
reservoir, maka hanya dalam beberapa bulan saja air akan
mengalami kerusakan.
An-Nur(24 : 43) ; Firman Allah bahwa “Tidakkah kamu
melihat bahwa Allah mengarak awan, kemudian mengumpulkan
antara (bagian-bagian)nya, kemudian menjadikannya bertindih-
tindih, maka kelihatanlah olehmu hujan keluar dari celah-
celahnya dan Allah (juga) menurunkan (butiran-butiran) es dari
langit, (yaitu) dari (gumpalan-gumpalan awan seperti) gunung-
gunung, maka ditimpakan-Nya (butiran-butiran) es itu kepada
siapa yang dikehendaki-Nya dan dipalingkan-Nya dari siapa yang
dikehendaki-Nya. Kilauan kilat awan itu hampir-hampir
menghilangkan penglihatan.” Ayat ini semakin memperjelas
proses hidrologi yang terjadi di atas angkasa, lalu diturunkan ke
permukaan bumi di mana pun yang dikehendakiNya, dengan
mengarak awan melalui dorongan angin ke wilayah yang
mendapatkan rahmat hujan itu sesuai kehendakNya.
Az-Zumar (39 :21) ; Allah berfirman, bahwa : “Apakah kamu
tidak memperhatikan, bahwa sesungguhnya Allah menurunkan
air dari langit, maka diaturnya menjadi sumber-sumber air di
bumi kemudian ditumbuhkan-Nya dengan air itu tanam-
tanaman yang bermacam-macam warnanya, lalu ia menjadi
kering lalu kamu melihatnya kekuning-kuningan, kemudian

dijadikan-Nya hancur berderai-derai. Sesungguhnya pada yang
demikian itu benar-benar terdapat pelajaran bagi orang-orang
yang mempunyai akal.”Jika ayat ini disimak dengan seksama, jelas
terurai proses hidrologi yang terjadi di permukaan bumi, yaitu air
hujan masuk ke dalam tanah, lalu menjadi sumber-sumber air
(mata air, air tanaman, dan sebagainya). Tergambar pula proses
evaporasi dan transpirasi yang terjadi yang mengakibatkan
tanaman menguning lalu mati dan terurai, bahkan penguraian
biomassa itulah yang berproses ribuan tahun kemudian menjadi
minyak bumi yang sangat dibutuhkan oleh manusia.
Al-Furqan ( : 53) ; Allah berfirman bahwa : “Dan Dialah yang
membiarkan dua laut mengalir (berdampingan); yang ini tawar
lagi segar dan yang lain asin lagi pahit; dan Dia jadikan antara
keduanya dinding dan batas yang menghalangi.”Dari ayat ini
tergambar bagaimana proses pengaliran air sungai ke laut, jadi
sungai berfungsi mengalirkan runoff ke laut sebagai sumber
terbesar penguapan air ke angkasa. Tanpa adanya sungai, air di
laut akan berkurangsehingga penguapan air ke udara akan
berkurang, karena sebagian besar evaporasi berasal dari
permukaan air di laut.
Al-Mukmini (23 : 18) ; Firman Allah Swt : “Dan Kami
turunkan air dari langit menurut suatu ukuran; lalu Kami jadikan
air itu menetap di bumi, dan sesungguhnya Kami benar-benar
berkuasa menghilang-kannya.”Ayat ini menunjukkan semua
kejadian dalam proses turunnya hujanke bumi terjadi dengan
ketentuan yang sangat akurat,karena air yang diturunkan dalam
bentuk hujan sama dengan air yang diuapkan dan berkondensasi
di angkasa. Jadi apabila terjadi bencana banjir pada saat hujan
diturunkan ke bumi, hal itu bukan disebabkan oleh hujan yang
berlebihan, melainkan akibat dari kerusakan dan ketidak-
seimbangan alam dipermukaan bumi yang terjadi kerna ulah dan
perbuatan tangan manusia. Bagi orang yang berpikir tidak ada

istilah hujan berlebihan, karena intensitas curah hujan dipengaruhi
oleh volume penguapan yang terjadi. Terlebih bagi orang yang
beriman tidak akan pernah menyalahkan hujan pada saat
mengalami banjir, karena sangat menyadari bahwa banjir
merupakan akibat kecorobohan umat manusia dalam mengelola
alam yang telah diamanahkan pengurusannya kepada manusia
(khalifah tul ard). Hujan tidak pernah berlebihan, karena semua
sudah diukur oleh Allah swt.
Dan masih banyak lagi ayat-ayat di dalam Al Quran, yang
menegaskan berbagai hal terkait dengan rahmat Allah kepada
makhluknya atas air dan peringatan tentang pemanfaatannya,
diantaranya : “Dan pada pergantian malam dan siang dan hujan
yang diturunkan Allah dari langit lalu dihidupkanNya dengan air
hujan itu bumi sesudah matinya; dan pada perkisaran angin
terdapat pula tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang
berakal.” (Q.S. Al-Jatsiyah : 5).“Maka terangkanlah kepadaku
tentang air yang kamu minum. Kamukah yang menurunkannya
dari awan ataukah Kami yang menurunkan? Kalau Kami
kehendaki niscaya Kami jadikan dia asin, maka mengapakah kamu
tidak bersyukur?” (Q.S. Al-Waaqi’ah : 68-70) “Dialah yang
menjadikan bumi sebagai hamparan bagimu dan langit sebagai
atap dan Dialah yang menurunkan air dari langit, lalu Dia
menghasilkan dengan hujan itu segala buah-buahan sebagai
rezeki untukmu. Karena itu janganlah kami mengadakan sekutu-
sekutu bagi Allah, padahal kamu mengetahu.” (Q.S. Al-Baqarah :
22) “Dialah Allah Yang mengirimkan angin, lalu angin itu
menggerakkan awan dan Allah membentangkannya di langit
menurut yang dikehendakiNya, dan menjadikannya bergumpal-
gumpal; lalu kamu lihat air hujan keluar dari celah-celahnya;
maka, apabila hujan itu turun mengenai hambahambaNya yang
dikehendakiNya, tiba-tiba mereka menjadi gembira.” (Q.S. Ar-
Rum : 48).

Subuhannalah, Allah Swt telah mengajarkan kepada umat
manusia bagaimana air di planet bumi ini bersirkulasi.
Pengetahuan dari Allah Swt tentu diberikan bukan hanya untuk
dibaca sebagai sebuah kisah proses alamiah belaka, melainkan
harus dipahami melalui perenungan, dan pemikiran, sehingga
melahirkan motivasi diri untuk senantiasa berpartisipasi dalam
memelihara sumberdaya alam, sebagai kewajiban semua umat
manusia dalam mengemban amanah sebagai khalifah di muka
bumi ini. Dengan demikian keseimbangan alam akan terjaga,
sehingga bumi dan seluruh penghuninya akan aman dari ancaman
berbagai macam bencana.[]

BAB –III
PROSES PEMBENTUKAN
AIR TANAH

NaskahbukuPengelolaanAirTanah.pdf

NaskahbukuPengelolaanAirTanah.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to NaskahbukuPengelolaanAirTanah.pdf

Similar to NaskahbukuPengelolaanAirTanah.pdf (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

NaskahbukuPengelolaanAirTanah.pdf