Volume 34 No. 2, November 2013:  99–110
APLIKASI ISOTOP ALAM ( 18 O, 2 H DAN 14 C) UNTUK STUDI DINAMIKA AIR TANAH DAN HUBUNGANNYA DENGAN AIR SUNGAI DI DAERAH BANDUNG
E. Ristin Pujiindiyati dan Satrio
Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi–BATAN Jl. Lebak Bulus Raya Kotak Pos 7002 JKSKL-Jakarta E-mail: ristinpi@batan.go.id
Diterima: 17 Juni 2013                    Direvisi: 16 September 2013                    Disetujui: 29 Oktober 2013

## ABSTRAK
APLIKASI  ISOTOP  ALAM  ( 18 O, 2 H  DAN 14 C)  UNTUK  STUDI  DINAMIKA AIR  TANAH  DAN  HUBUNGANNYA  DENGAN  AIR  SUNGAI  DI  DAERAH BANDUNG. Muka air tanah  di  Cekungan Bandung telah  mengalami penurunan sejak tahun 1990 yakni sebesar 1-2 m di pusat cekungan sedangkan di daerah miring sebesar 15 m. Gejala penurunan  air  tanah  ini  dikhawatirkan  terus  mengalami  penurunan  seiring  dengan pertambahan  jumlah  sumur  dalam  (>  40  m)  dari  96  sumur  pada  tahun  1970  hingga  saat  ini diperkirakan lebih dari 4700 sumur. Oleh karena itu, penelitian hubungan antara air tanah dan air  permukaan,  penentuan  daerah  imbuh  air  tanah  di  Cekungan  Bandung  sangat  penting dilakukan.  Isotop  alam  stabil  seperti 2 H  dan 18 O;  dan  isotop  alam  radioaktif 14 C  dapat dimanfaatkan  untuk  keperluan  tersebut.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan  pengambilan  24 contoh  air  tanah-dalam,  28  contoh  air  tanah-dangkal  dan  air  sungai  (Citarum,  Cikapundung, Cikeruh,  dan  Citarik).  Berdasarkan  hasil  hubungan  antara  18 O  dan  2 H,  sebagian  besar  air tanah-dangkal di sepanjang  Sungai Citarum tidak berhubungan dengan air sungai akan tetapi ada tiga titik lokasi  yang terindikasi percampuran yakni air tanah dekat Sungai Cikapundung, SP 9 (Desa Loteng Sumbersari) dan SP 8 (Desa Bojong Mas) yang berdekatan dengan Sungai Citarum.  Hasil  analisis  isotop 14 C  menunjukkan  bahwa  air  tanah-dalam  tidak  berhubungan dengan  air  tanah-dangkal  dan  air  sungai.  Garis  kontur  umur  sama  menunjukkan  bahwa  pola dinamika  air  tanah-dalam  di  Cekungan  Bandung  berasal  dari  daerah  perbukitan  di  sebelah utara  dan  selatan  menuju  ke  arah  barat  laut  sehingga  di  kedua  daerah  tersebut  disarankan sebagai  zona  konservasi.  Kecepatan  pergerakan  air  tanah-dalam  berkisar  antara  0,25–3 m/tahun.
Kata kunci: isotop alam, air tanah, Cekungan Bandung

## ABSTRACT
APPLICATION OF NATURAL ISOTOPS ( 18 O, 2 H AND 14 C) TO STUDY THE DYNAMICS  OF  GROUND  WATER  IN  CONNECTION  WITH  RIVER  WATER  IN BANDUNG AREA. Water table in the center of Bandung basin has been decreased around 1- 2 m/year  since 1990 whereas in the slope has been decreased at higher level of  15 m. Water level  decreasing  are  going  to  increase  continuously  because  of  increasing  number  of  deep wells (>40 m). In 1970, there were 96 deep wells which have been registered, but now number of deep wells is estimated of more than 4700. Therefore, a study of interrelationship between groundwater  and  surface  water,  and  determination  of  recharge  area  for  Bandung  basin  are crucial research to be conducted. Stable isotopes in nature such as 2 H and 18 O, and radioactive isotope  of 14 C  can  give  important  information  about  groundwater  dynamic  pattern.    In  this research,  24  deep  groundwater  samples,  28  shallow  groundwater  and  river  water  samples (Citarum, Cikapundung, Cikeruh and Citarik rivers) and shallow groundwater along the rivers were collected. Results from plotting  18 O and  2 H showed that most of shallow groundwater did  not  relate  to  river  water  except  three  locations,  they  are  Loteng  Sumbersari  and  Bojong Mas groundwater near to Citarum river, and groundwater near to Cikapundung river. Isotope 14 C  analysis  indicated  that  deep  groundwater  of  Bandung  basin  did  not  show  relationship either by shallow groundwater or river water. Its iso-age line contour determined that dynamic
Aplikasi Isotop Alam ( 18 O, 2 H dan 14 C) untuk Studi Dinamika Air Tanah dan Hubungannya dengan Air Sungai di Daerah Bandung. Oleh: E. Ristin Pujiindiyati dan Satrio
pattern  of  deep  groundwater  in  Bandung  basin  comes  from  northern  and  southern  hills  to direction of north-west area such that both areas are suggested as conservation  zone. Rate of deep groundwater movement predicted from iso-age contour is around 0.25 to 3 m/year.
Keywords: natural isotopes, groundwater, Bandung Basin

## PENDAHULUAN
Kota Bandung  adalah  ibukota  provinsi  Jawa  Barat.  Secara  geografis,  kota  Bandung terletak pada 7 o 19’ - 6 o 24’ lintang selatan  dan 106 o 51’ - 107 o 51’ bujur timur dengan luas wilayah 2.340,88 km 2 yang terbagi dalam 31 kecamatan. Kota ini terletak pada dataran tinggi dengan ketinggian mencapai 768 m dpl. Populasi penduduk di kota Bandung adalah 7.622.905 jiwa dan merupakan kota terpadat ke empat setelah Jakarta, Surabaya, dan Medan [1] . Kota  Bandung  berada  pada  cekungan  yang  terbagi  dalam  3  sub-cekungan  yakni Bandung-Soreang,  Lembang,  dan  Batujajar [2] .  Ada  tujuh  sungai  yang  mengalir  di  Cekungan Bandung  dan  yang  terbesar  adalah  Sungai  Citarum  yang  juga  salah  satu  sungai  terbesar  di Pulau  Jawa.  Air  tanah  di  Cekungan  Bandung  berasal  dari  tiga  reservoir  utama    dengan  total volume mencapai 6.147 juta m 3 yang meliputi luas cekungan air tanah 1.730 km 2 . Luasan ini dibatasi oleh patahan  Lembang di sebelah utara, batuan tersier impermeable di sebelah  barat dan  penghalang  air  permukaan  di  sebelah  selatan  dan  timur [3] .  Air  tanah  ini  dimanfaatkan sebagai sumber utama air minum dan mendukung pertanian, industri, dan perikanan.
Sebagaimana kota besar lainnya, kota Bandung berkembang sangat cepat selama 25 terakhir  ini.  Hal  ini  terlihat  dari  semakin  maraknya  sektor  perumahan,  industri,  perhotelan, perkantoran, dan lain-lain. Tentu kebutuhan akan sumber air bersih yang berasal dari air tanah semakin  meningkat.  Di  sisi  lain  luasan  tanah  yang  kedap  air  semakin  bertambah  sehingga terjadi penurunan luasan resapan air. Guna memenuhi kebutuhan air bersih, pada umumnya air tanah  dieksploitasi  dari  sumber  air  tanah-dangkal  dan  air  tanah-dalam  dengan  cara pemompaan.  Terkadang  kapasitas  pengambilan  air  tanah  tersebut  tidak  terkendali  tanpa memperhitungkan  kecepatan  infiltrasinya.  Air  tanah  dapat  dengan  mudah  diperoleh,  murah, dan  berkualitas  tinggi [4] .  Oleh  karena  air  tanah  diperlukan  untuk  berbagai  tujuan  maka pengelolaan  air  tanah  dimasukkan  dalam  pengembangan  sosial  ekonomi  suatu  kota  modern dan umumnya merupakan tahap awal dalam pengembangan kota [4] . Eksploitasi  air  tanah  yang  berlebih  pada  akuifer  Cekungan  Bandung  telah menimbulkan gejala penurunan muka air tanah hingga beberapa meter selama beberapa tahun belakangan  ini.  Menurut  penelitian  yang  dilakukan  Matahelumual  (2004)  pada  tahun  2002, muka air tanah di kota Bandung telah mengalami penurunan 5 cm hingga 7,3 m per tahun dan batas  air  rata-rata  berada  100  m  di  bawah  permukaan  tanah.  Oleh  karena  itu,  identifikasi daerah  resapan  dan  arah  pergerakan  air  tanah  di  kota  Bandung  sangat  mendesak  untuk dilakukan.  Hal  ini  sangat  penting  untuk    perencanaan  pengelolaan  sumber  daya  air  yang berkesinambungan [5] .
Gejala penurunan muka air tanah karena pengambilan air tanah yang berlebih di kota Bandung  dapat  mengakibatkan  efek  yang  beruntun  yakni  penurunan  tekanan  piezometri  air tanah. Apabila ini terjadi maka akan ada penyusupan air tanah-dangkal ( shallow groundwater ) ataupun air permukaan ( surface water ) ke dalam akuifer air tanah-dalam ( deep groundwater ). Pada  umumnya  air  tanah-dalam    mempunyai  kualitas  air  yang  sangat  baik  untuk  memenuhi kebutuhan  air  minum  karena  telah  melalui  berbagai  tahap  penyaringan  dalam  formasi  tanah dan  batuan.  Di  sisi  lain,  air  tanah-dangkal  apalagi  air  permukaan  sangat  rentan  terhadap aktifitas  di  permukaan,  misalnya  tercemar  oleh  limbah  pabrik  atau  rumah  tangga,  sehingga umumnya berkualitas lebih rendah untuk sumber air minum. Tentu penyusupan atau interaksi air permukaan ke akuifer air tanah-dalam sangat tidak dikehendaki.
Volume 34 No. 2, November 2013:  99–110
Proses interaksi antara air tanah-dalam, air tanah-dangkal dan air permukaan (misal: sungai) sangat rumit, dimana air sungai dapat mengisi ke badan air tanah  atau sebaliknya air sungai  memperoleh  air  dari  air  tanah  di  sepanjang  alirannya.  Perunut  lingkungan ( environmental tracers ) menggunakan isotop alam berguna untuk mempelajari interaksi antara air  tanah  dan  air  permukaan.  Isotop  alam  dalam  senyawa  air  (H 2 O)  yang  digunakan  adalah oksigen-18 ( 18 O) dan deuterium ( 2 H)  yang keduanya bersifat  stabil.  Karbon-14 ( 14 C) bersifat radioaktif  yang  dihasilkan  oleh  alam  dari  reaksi  antara  sinar  kosmis  dan  gas  N 2 di  atmosfer. Parameter isotop menyediakan  data independen yang dapat berkolaborasi  atau bahkan dapat membantah  data  konvensional,  misalnya  data  kimia [6,7] .  Dalam  rangka  lebih  memahami cekungan  air  tanah  Bandung,  perlu  dilakukan  penelitian  untuk  mengetahui  pergerakan  air tanah, daerah resapan, dan interrelasi air tanah  dengan  air sungai yang bisa dilakukan dengan menggunakan isotop alam.

## HIDROLOGI CEKUNGAN BANDUNG
Secara  geologi,  Cekungan  Bandung  berada  di  bagian  utara  barisan  gunung  berapi yang  merupakan  bagian  wilayah  Bogor.  Cekungan  ini  dikelilingi  oleh  kompleks  gunung berapi  dimana  bagian  utara  berbatasan  dengan  kompleks  Tangkuban  Perahu  yang  meliputi Gunung Burangrang 2076 m dpl (di atas permukaan laut), Gunung Tangkuban Perahu 2064 m dpl, Gunung Manglayang 1800 m dpl, Bukit Jarian 1282 m dpl. Di sebelah selatan, Cekungan Bandung berbatasan dengan kompleks Patuha Malabar yang meliputi Gunung Malang 1256 m dpl, Gunung Cakra 1807 m dpl, Gunung Malabar 2321 m dpl dan Tangsi  Nangsi 1514 m dpl. Di sebelah timur, Cekungan Bandung berbatasan dengan Gunung Karenceng 1736 m dpl dan Gunung Mandalawangi 1676 m dpl, sedangkan di sebelah barat Cekungan Bandung meliputi Gunung  Lagadar,  Gunung  Lalakon,  dan  Gunung  Padakasih.  Oleh  karena  itu,  secara  litologi Cekungan Bandung terbentuk dari hasil material gunung api kuarter dan hanya sebagian kecil yang  terbentuk  dari  deposit  danau  masa  lampau  ( paleo  lake ).  Batuan/endapan  gunung  api menempati bagian atas cekungan sedangkan deposit danau menempati bagian dasar cekungan dengan  ketebalan  hingga  100  m.  Elevasi  Cekungan  Bandung  berkisar  antara  700  m  hingga 300 m dpl [5] . Curah hujan rata-rata tahunan  di Cekungan Bandung bervariasi dari 1000 mm di daerah  pertengahan  hingga  tenggara  kota  Bandung,  hingga  3500  mm  di  sebelah  utara  dan kurang  dari  3000  mm  di  bagian  selatan.  Musim  hujan  terjadi  dari  bulan  November  hingga April. Suhu rata-rata adalah 22.6 o C dan nilai evapotranspirasi adalah 1060 mm/tahun [3].
Bandung  memiliki  beberapa  sungai  yang  bermuara  di  sungai  utama  yaitu  Sungai Citarum  dan  melalui  berbagai  deposit  yang  berbeda  dengan  sifat  hidrolik  yang  berbeda  dari utara  hingga  selatan.  Tiga  macam  deposit  yang  berbeda  secara  nyata  ditemukan  di  Formasi Cibeurem,  Formasi  Cikapundung,  dan  Formasi  Kosambi,  seperti  terlihat  pada  Gambar  1. Semua  deposit  tersebut  terbentang  pada  dinding  sungai  (kanan  dan  kiri)  dan  dasar  sungai, dimana  karakteristik  tanah  adalah  permeabilitas  tinggi [8] .  Arah  aliran  air  tanah  adalah  dari barisan gunung di sebelah utara dan selatan Sungai Citarum. Berdasarkan evaluasi isotop alam ( 18 O  dan 2 H)  dalam  air  tanah,  sumber  utama  resapan  air  tanah  pada  Cekungan  Bandung terdapat di sebelah utara. Delimon mengklasifikasikan data isotop air tersebut ke dalam empat kelompok [9] .  Kelompok  A  dari  kompleks  Patuha  Malabar  di  selatan  Bandung  mewakili  air tanah-dalam  dengan  komposisi  isotop  paling  ringan.  Kelompok  B  mempunyai  komposisi isotop  agak  berat  yang  diidentifikasikan  berasal  dari  lereng  pegunungan  di  sebelah  utara hingga  ke  patahan  Lembang.  Kelompok  C  dan  D  (berturut-turut  dari  tenggara  dan  timur) diidentifikasikan  sebagai  aliran  air  tanah-dangkal  yang  berasal  dari  sistem  resapan  lokal. Perbedaan  antara  kedua  kelompok  ini  disebabkan  oleh  jenis  air  hujan  dan  jenis  vegetasi  di sekitar daerah tersebut [9] .
Aplikasi Isotop Alam ( 18 O, 2 H dan 14 C) untuk Studi Dinamika Air Tanah dan Hubungannya dengan Air Sungai di Daerah Bandung. Oleh: E. Ristin Pujiindiyati dan Satrio
Pada  tahun  1990  tinggi  air  tanah  di  pusat  cekungan  telah  menurun  1-2  m  di  bawah permukaan  tanah  sedangkan  di  daerah  miring,  tinggi  air  tanah  telah  mengalami  penurunan hingga 15 m di bawah permukaan. Pada tahun 1970 terdapat 96 sumur dalam yang terdaftar, 971  pada  tahun  1990  dan  pada  tahun  1995  diestimasikan  terdapat  lebih  dari  4700  sumur dalam.  Pada  awal  tahun  1900  tinggi  piezometri  adalah    antara  20  m  hingga  25  m  di  atas permukaan  kemudian  pada  saat  ini  tinggi  piezometri  telah  mencapai  50  m  di  bawah permukaan. Kepala piezometri telah mengalami penurunan terus dengan kecepatan antara 2-4 m/tahun sehingga mengubah sistem arah aliran air tanah [10] .
Gambar 1. Geologi pada daerah tangkapan Cikapundung yang berhubungan dengan Cekungan Bandung [8] .

## TATA KERJA
Pada  penelitian  ini  wilayah  yang  diamati  adalah  kota  Bandung  dengan  titik-titik pengambilan sampel tertera pada Gambar 2. Sebanyak 24 sampel air tanah-dalam, 28 sampel air  tanah-dangkal  dan  air  sungai  diambil  untuk  diteliti.  Isotop  stabil  18 O  dan  2 H  diukur relatif  terhadap  standar  SMOW  ( Standard  Mean  Ocean  Water )  dalam  satuan  permil  ( 0 / 00 ) dengan  menggunakan  Spektrometer  massa  SIRA-9,  VG-Isogas.  Sampel  air  terlebih  dulu disetimbangkan  dengan  gas  CO 2 murni  selama  24  jam  sehingga  terjadi  pertukaran  oksigen. Gas  CO 2 hasil  kesetimbangan  dialirkan  ke  spektrometer  massa  untuk  diukur  nilai  18 O. Demikian halnya dengan gas H 2 , hasil reduksi sampel air dengan Zn dialirkan ke spektrometer massa untuk pengukuran nilai  2 H [11] .
Volume 34 No. 2, November 2013:  99–110
Gambar  2.  Peta  lokasi  pengambilan  air  tanah-dalam,  air  tanah-dangkal  dan  air  sungai  di  Cekungan Bandung.
Analisis 14 C,  sebanyak  60  L  sampel  air  ditambahkan  NaOH,  FeSO 4 7  H 2 O,  BaCl 2 , dan  Praestol  untuk  mendapatkan  endapan  BaCO 3 .  Penambahan  HCl  dalam  kondisi  vakum diperoleh  gas  CO 2 yang  kemudian  diabsorbsikan  ke  Carbosorb  untuk  diukur  aktivitas 14 C dalam  alat  LSC  ( Liquid  Scintillation  Counter ).  Satuan  yang  digunakan  untuk  pengukuran aktivitas 14 C adalah PMC ( Persen Modern Carbon ) yakni aktivitas residu sampel 14 C setelah dihitung terhadap standar SRM 4990 C dari National Bureau Standard USA . Umur air tanah dihitung dengan formula sebagai berikut [11,12] :
1 0 2 2 t T A t ln ln A           
Dimana: t = umur (tahun) T 1/2 = waktu paro 14 C (5730 tahun) A o = aktivitas awal A t = aktivitas pada waktu t tahun
Aplikasi Isotop Alam ( 18 O, 2 H dan 14 C) untuk Studi Dinamika Air Tanah dan Hubungannya dengan Air Sungai di Daerah Bandung. Oleh: E. Ristin Pujiindiyati dan Satrio
Dari  analisis 14 C,  garis  umur  yang  sama  ( iso-age )  yang  menggambarkan  pola  dinamika wilayah yang diteliti dapat dibuat.
Untuk  analisis  18 O  dan  2 H  dalam  sistem  air  tanah,  komposisi  isotop  air  tanah dikontrol oleh proses meteorologi. Proses pertukaran isotop  18 O dan  2 H dapat diterangkan melalui diagram seperti tertera pada Gambar 3 dimana garis meteorik dapat berdeviasi ke arah slope yang lebih rendah tergantung pada kelembaban relatifnya. Beberapa lingkungan geologi yang  ekstrem    seperti  reaksi  antara  air  tanah  dan  matrik  akuifer  atau  gas-gas  di  permukaan dapat mengubah arah garis  18 O terhadap  2 H [11] .
Gambar 3. Proses pertukaran isotop yang mengubah komposisi air hujan [11] .

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Interrelasi Air Tanah
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  menentukan  karakteristik  air  tanah  di  Cekungan Bandung dan interrelasinya dengan air sungai.  Sekitar 28 contoh air Sungai Citarum dan air tanah-dangkal di sepanjang Sungai Citarum dianalisis kandungan isotop 18 O dan 2 H sedangkan 24  contoh  air  tanah-dalam  dianalisis  isotop 14 C  untuk  penentuan  umurnya.  Data  pengukuran fisik secara insitu dan nilai isotop  18 O dan  2 H air permukaan tertera pada Tabel 1 sedangkan data insitu dan aktivitas 14 C dan umur air tanah-dalam tertera pada Tabel 2.
Volume 34 No. 2, November 2013:  99–110
Tabel 1. Data pengukuran fisik dan isotop  18 O dan  2 H pada air tanah-dangkal dan air Sungai Citarum di Cekungan Bandung
Kode Lokasi Longitude Latitude Dalam (m) δ 18 O ( o / oo ) δ 2 H ( o / oo ) Kond. µS/cm CTM1  Kopo 107 o 32' 23'' 6 o 43' 12'' River -8.40 -53.2 362 SP1 Kopo 107 o 33' 30'' 6 o 42' 57'' 10 -8.95 -55.2 445 CTM2 Ds Bj Tanjung Katapang 107 o 34' 20'' 6 o 42' 59'' River -8.84 -57.3 384 SP2 Ds Bj Tanjung Katapang 107 o 34' 30'' 6 o 42' 42'' 8 -8.22 53.2 497 CTM3 Ds Rancamanyar Bl Endah 107 o 35' 17'' 6 o 43' 30'' River -8.54 -54.6 390 SP3 Ds Rancamanyar Bl Endah 107 o 35' 18'' 6 o 43' 19'' 7 -8.51 -55.2 389 CTM4  Ds Citepus 107 o 36' 18'' 6 o 43' 54'' River -8.69 -55.4 459 SP4 Ds Citepus 107 o 36' 19'' 6 o 43' 41'' 8 -6.49 -40.5 451 CTM5  M Toha 107 o 37' 24'' 6 o 42' 55'' River -7.82 -47.4 535 SP5 M Toha 107 o 37' 10'' 6 o 42' 50'' 7 -8.80 -56.4 1188 CTM6 Ds Sindangsari Bl Endah 107 o 38' 15'' 6 o 41' 59'' River -7.97 -51.2 511 SP6 Ds Sindangsari Bl Endah 107 o 38' 13'' 6 o 42' 35'' 6 -8.80 -56.4 682 CTM7  Ds Ciputat Bj Soang 107 o 39' 04'' 6 o 42' 16'' River -6.85 -38.4 447 SP7 Ds Ciputat Bj Soang 107 o 39' 17'' 6 o 42' 12'' 33 -8.57 -54.5 1423 CTM8 Ds Bj Mas Solokan jr Patrol 107 o 40' 02'' 6 o 42' 57'' River -8.81 -56.5 357 SP8 Ds Bj Mas Solokan jr Patrol 107 o 40' 03'' 6 o 42' 43'' 4 -6.34 -38.6 575 CTM9  Ds Loteng Sumbersari 107 o 41' 14'' 6 o 43' 20'' River -8.47 -53.8 486 SP9 Ds Loteng Sumbersari 107 o 41' 20'' 6 o 43' 07'' 3 -7.26 -44.1 573 CTM10  Ds Cikawao Pacet 107 o 47' 03'' 6 o 42' 04'' River -10.09 -62.4 170 SP10 Ds Cikawao Pacet 107 o 47' 06'' 6 o 41' 55'' 6 -8.53 -54.2 259 CTM11 Ds Gelegong Ciharuman 107 o 32' 31'' 6 o 44' 09'' River -6.54 -38.3 338 SP11 Ds Gelegong Ciharuman 107 o 32' 17'' 6 o 43' 51'' 36 -5.84 -37.1 615 CKR1 Cikeruh Jatinangor 107 o 46' 00'' 6 o 43' 51'' River -7.03 -42.3 164 SPckr1  Cikeruh Jatinangor 107 o 45' 49'' 6 o 43' 53'' 2 -8.69 -55.5 438 CTR Citarik Cicalengka 107 o 41' 49'' 6 o 43' 47'' River -9.44 -58.4 81 SPctr Citarik Cicalengka 107 o 41' 41'' 6 o 43' 53'' 4 -9.38 -59.0 192 CKP Viaduct Cikapundung 107 o 36' 45'' 6 o 45' 56'' River -7.62 -46.9 263 SPckp Viaduct Cikapundung 107 o 36' 17'' 6 o 45' 50'' 7 -7.31 -44.5 396
Aplikasi Isotop Alam ( 18 O, 2 H dan 14 C) untuk Studi Dinamika Air Tanah dan Hubungannya dengan Air Sungai di Daerah Bandung. Oleh: E. Ristin Pujiindiyati dan Satrio
Tabel 2. Pengukuran insitu dan umur air tanah-dalam di Cekungan Bandung
No.  Kode  Lokasi Longitude Latitude Dalam (m) Kond. µS/c m pH pMC Umur (years) 1 B4 PT. Kahatex Cicalengka 107 o 46' 16''  6 o 44' 56'' 250 583 7.04  80.82  1291 2 B5 Coca Cola Rancaekek  107 o 47' 55''  6 o 44' 41'' 150 1972 7.00  64.74  3125 3 B6 STIE Widyatama Cikutra 107 o 37' 27''  6 o 48' 60'' 150 364 8.08  86.24  754 4 B7 MA Sekehan Panjang Ujung Berung 107 o 42' 18''  6 o 48' 39'' S 217 7.70  90.94  315 5 B8 Hotel Gumalang Sari Jl.Setiabudi 107 o 35' 53''  6 o 51' 27'' 120 321 7.90  86.07  770 6 B9 PT.Tri Darmatex Lw Gajah 107 o 32' 37''  6 o 47' 42'' 170 479 8.05  10.22  18388 7 B10  Masjid Al Fath Soreang 107 o 31' 31''  6 o 41' 46'' 150 399 7.64  39.35  7241 8 B11  Bank Buana Jl.Sudirman 107 o 35' 45''  6 o 46' 59'' 120 428 7.82  49.98 5263 9 B12  PT.BSTM Jl.Moh.Toha 107 o 36' 37''  6 o 44' 39'' 150 601 7.55  20.58 12600 10 B15  PT.LUCAS  Ciwastra  107 o 38' 18''  6 o 45' 11'' 120 479 8.09  53.91  4639 11 B17  PT.Trijasa Jl.Kol.Supadio 107 o 34' 13''  6 o 49' 23'' 150 424 8.28  59.67  3798 12 B19  PT Prodia Banjaran 107 o 35' 21''  6 o 41' 16'' >40 n.a. n.a. 81.45  1226 13 B23  Rumah Makan Ponyo  107 o 44' 31''  6 o 45' 37'' 90 416 6.50  66.56  2898 14 B22  PT. WIKA Baros Cimahi 107 o 30' 55''  6 o 49' 45'' >40 n.a. n.a. <0 >35000 15 B27  PT. Waitex 107 o 33' 05''  6 o 43' 30'' 180 570 7.00  26.09  10639 16 B28  RM Cihaliwung Ciwidey 107 o 29' 40''  6 o 39' 40'' S 170 6.0 >100 Modern 17 B29  Grand Hotel Lembang 107 o 35' 57''  6 o 52' 17'' 120 333 6.5 >100 Modern 18 B30  PT. Delimatex Dayeuh Kolot 107 o 36' 53''  6 o 42' 12'' >40 412 7.32  69.97  2485 19 B31  Kopo Plaza 107 o 34' 56''  6 o 45' 49'' >40 n.a. n.a. 50.10  5248 20   B32  Erdorado Lembang 107 o 36' 26''  6 o 52' 16'' >40
n.a. n.a. >100 Modern
21 B33  PT. Inti Gunawantex  107 o 35' 56''  6 o 43' 49'' 150 n.a. n.a. 48.95  5438 22 B34  Hotel Grand Hyaat 107 o 36' 10''  6 o 47' 49'' >40 n.a. n.a. 28.18  10000 23 B35  PT. Pindad 107 o 38' 16''  6 o 46' 10'' >40 n.a. n.a. 61.50  3549 24 B36  PT. BTN Cicaheum 107 o 40' 17''  6 o 47' 30'' >40
n.a. n.a. 60.21  3726
n.a = tidak dianalisis
Hasil  18 O  dan  2 H  dinyatakan  dalam  satuan  per  mil  ( 0 / 00 )  yang  menunjukkan  rasio kandungan  isotop 18 O  terhadap 16 O  untuk  18 O  sedangkan  2 H  merupakan  rasio 2 H  terhadap 1 H.  Nilai  keduanya  adalah  relatif  terhadap  standar  air  laut  rata-rata  (SMOW- Standard  Mean Ocean  Water ).  Hasil  dari  analisis  18 O  dan  2 H  untuk  air  tanah-dangkal  dan  air  Sungai Citarum  diperlihatkan  pada  Gambar  4.  Garis  air  meteorik  lokal  (LMWL- Local  Meteoric Water Line ) yang digunakan dalam diagram ini menurut penelitian yang telah dilakukan oleh
Volume 34 No. 2, November 2013:  99–110
Wandowo  yakni  2 H = 7,8  18 O + 13 [13] . Tampak pada gambar tersebut semua titik air tanah- dangkal  tersebar  pada  sepanjang  garis  2 H  =  6,73  18 O  +  3,4.  Slope  pada  garis  ini  telah bergeser  ke  arah  lebih  kecil  dari  garis  awal  LMWL.    Karakteristik  air  tanah-dangkal  ini berasal  dari  air  permukaan  yang  telah  terevaporasi  yang  meresap  sebagai  air  tanah-dangkal atau adanya percampuran air dalam sistem (antara  air tanah-dangkal dan air permukaan). Hal sebaliknya  terjadi  pada  air  sungai  dimana  distribusi  titik-titiknya  terletak  pada  kisaran  air meteorik  lokal  atau  dekat  garis  sumber  air  hujan  yakni  2 H  =  7,37  18 O  +  9,5  yang menunjukkan bahwa air sungai dominan berasal dari air hujan.
Gambar 4. Hubungan antara  18 O dan  2 H pada air tanah-dangkal dan air sungai di Bandung.
Pada Gambar 4 terdapat tiga titik air tanah-dangkal yang berdekatan dengan garis air sungai,  yang  diindikasikan  adanya  kontribusi  dari  air  sungai.  Air  tanah-dangkal  SPCkp diindikasikan  telah  mengalami  proses  percampuran  dengan  air  Sungai  Cikapundung.  Air tanah-dangkal  di  lokasi  Loteng  Sumbersari  (SP9)  dan  Bojong  Mas  (SP8)  yang  keduanya terletak  di  Bandung  Timur,  juga  diindikasikan  adanya  percampuran  dengan  air  Sungai Citarum didekatnya. Jarak antara  air tanah-dangkal dan air  sungai ini  kira-kira 10 hingga 50 m.    Hubungan  hidrodinamika  antara  air  tanah-dangkal  dan  air  Sungai  Cikapundung  telah diteliti oleh Puradimaja dan Lubis [8] . Ada tiga jenis hubungan tersebut:  jenis 1 yaitu di hulu sungai  tidak  ada  interaksi  antara  air  sungai  dengan  akuifer,  jenis  2  yaitu  di  bagian  tengah sungai  diindikasikan  bahwa  air  tanah  mengisi  air  sungai,  jenis  3  yaitu  di  bagian  hilir diindikasikan bahwa air sungai mengisi air tanah. Dalam penelitian tersebut juga disimpulkan bahwa  air  tanah-dangkal  dan  air  sungai  harus  dikelola  secara  integral  karena  badan  air permukaan adalah bagian integral dari sistem aliran air tanah.

## Kualitas Air Tanah
Konduktivitas  listrik  (EC– Electrical  Conductivity )  merupakan  ukuran  kemampuan air  untuk  menghantarkan  arus  listrik,  parameter  ini  berhubungan  erat  dengan  total  padatan terlarut  (TDS- Total  Dissolved  Solid ).  Umumnya  EC  ditulis  dengan  satuan  µS/cm, konduktivitas akan bertambah apabila total padatan terlarut dalam air juga bertambah. Kedua uji  ini  digunakan  untuk  memantau  kualitas  air  tanah  yang  berkaitan  dengan  kandungan mineral anorganik dalam air.  Nilai EC sebanding dengan nilai TDS dengan hubungan bahwa
Aplikasi Isotop Alam ( 18 O, 2 H dan 14 C) untuk Studi Dinamika Air Tanah dan Hubungannya dengan Air Sungai di Daerah Bandung. Oleh: E. Ristin Pujiindiyati dan Satrio
TDS= 0,64 EC seperti yang telah dibuktikan dari penelitian kualitas air tanah di Vedaraniyam Town, Tamil Nadu - India [14] .
Pada  peneliatian  air  tanah  di  Cekungan  Bandung,  umumnya  nilai  konduktivitas  air tanah-dangkal  dan  air  Sungai  Citarum  berada  pada  kisaran  nilai  konduktivitas  air  segar, kecuali  lokasi  Ciputat  Bj.  Soang  (SP7).  Air  tanah-dangkal  di  lokasi  ini  mempunyai konduktivitas  1423  µS/cm  (Tabel  1)  yang  dikelompokkan  sebagai  tipe  air  payau.  Air  tanah- dalam  (>40  m)    di  lokasi  Coca  Cola  Rancaekek  juga  menunjukkan  tipe  air  payau  dengan konduktivitas 1972 µS/cm, seperti terlihat pada Tabel 2.

## Daerah Imbuh Air Tanah
Analisis 14 C  pada  air  tanah-dalam  yang  bervariasi  pada  kedalaman  40–250  m digunakan  untuk  menjelaskan  pola  pergerakan  aliran  air  tanah  di  Cekungan  Bandung  dan sekitarnya  (Tabel  2).  Berdasarkan  kontur  garis  umur  yang  sama  ( iso-age  line  contour )  yang menandakan  pola  aliran  air  tanah    maka  diketahui  bahwa  arah  aliran  air  tanah  di  Cekungan Bandung  adalah  dari  perbukitan  di  utara,  timur,  dan  selatan  Bandung  dan  secara  gradual bergerak  sepanjang  Sungai  Citarum  ke  barat.  Dengan  demikian,  dapat  diidentifikasi  bahwa bagian utara, timur, dan selatan merupakan daerah imbuh air tanah untuk Cekungan Bandung.
Gambar 5. Garis kontur iso-age air tanah di cekungan Bandung berdasarkan analisis isotop 14 C.
Volume 34 No. 2, November 2013:  99–110
Umur  air  tanah-dalam  yang  paling  tua  adalah  di  Leuwigajah  (PT.  Wika  Baros Cimahi) yakni lebih dari 35000 tahun. Seperti diamati dari garis kontur iso-age , pola dinamika air  tanah  cenderung  bergerak  dari  utara  dan  selatan  menuju  ke  arah  barat  laut  dengan kecepatan 0,25 – 3 m/tahun seperti terlihat pada Gambar 5. Nilai ini diestimasikan dari garis kontur iso-age yang  diplotkan  pada  pengamatan  perubahan  kepala  piezometri  air  tanah dimana  kedalaman  air  tanah  menurun  di  daerah  barat  laut  (sekitar  Leuwigajah  dan  Cimahi). Daerah  ini  merupakan  kawasan  industri  yang  mengeksploitasi  sumber  daya  air  tanah-dalam dengan kapasitas  yang besar. Pemantauan penurunan tanah ( land subsidence ) yang terjadi di Cekungan Bandung disebabkan oleh eksploitasi terhadap air tanah-dalam yang berlebihan [15] . Di sisi lain, akuifer air tanah-dalam tidak secara langsung diisi oleh akuifer air tanah-dangkal kecuali untuk daerah imbuh yang terlihat berumur lebih muda atau mempunyai garis iso-age modern.  Apabila  diperbandingkan  maka  penurunan  tanah  di  Cekungan  Bandung  sesuai dengan pola dinamika pergerakan air tanah dengan menggunakan garis iso-age . Setelah  diketahui  bahwa  bagian  utara,  selatan,  dan  timur  Cekungan  Bandung merupakan  daerah  imbuh  air  tanah-dalam  maka  sangatlah  penting  bagi  pemerintah  kota Bandung untuk mengambil keputusan agar daerah ini dijadikan sebagai zona konservasi. Jika dirasakan mendesak, maka langkah injeksi air tanah ke  akuifer dasar perlu dilakukan. Kedua langkah  ini  adalah  penting  untuk  memecahkan  masalah  penurunan  debit  air  tanah-dalam sehingga kenaikan kebutuhan air tanah dapat terpenuhi dan untuk mencegah penurunan tanah lebih lanjut [16] .

## KESIMPULAN
Dari hasil analisis dengan isotop alam 18 O dan 2 H ini maka dapat disimpulkan bahwa sebagian besar air tanah-dangkal di sepanjang  Sungai Citarum tidak berhubungan dengan air sungai dan diidentifikasikan bahwa air tanah-dangkal berasal dari perbukitan di sebelah utara dan  selatan  Cekungan  Bandung.  Pengecualian  terdapat  pada  tiga  lokasi  yang  diidentifikasi adanya  percampuran  dengan  air  sungai  yakni  SPCkp  yang  berdekatan  dengan  Sungai Cikapundung, SP 9 (Desa Loteng Sumbersari), dan SP 8 (Desa Bojong Mas) yang berdekatan dengan Sungai Citarum.
Garis  kontur iso-age yang  diperoleh  dari  analisis  isotop 14 C  bahwa  air  tanah-dalam (> 40 m) tidak berhubungan dengan  air tanah-dangkal kecuali di daerah imbuh sebelah utara (Setiabudi-Lembang,  Ujung  Berung  dan  sekitarnya)  dan  perbukitan  di  sebelah  selatan (Rancaekek,  Baleendah  dan  sekitarnya).  Daerah  ini  mempunyai  umur  air  tanah  lebih  muda (modern) sehingga diindentifikasikan sebagai daerah imbuh.
Garis  kontur iso-age juga  menunjukkan  bahwa  air  tanah-dalam  di  Cekungan Bandung  berasal  dari  perbukitan  di  sebelah  utara  dan  selatan  dengan  arah  aliran  menuju  ke sebelah  barat  laut.  Kecenderungan  ini  disebabkan  oleh  eksploitasi  air  tanah  yang  berlebihan ( over-exlpoitation ) oleh industri di Leuwigajah dan Cimahi yang berada di bagian barat kota Bandung.
Hasil penelitian ini juga dapat digunakan oleh pihak pembuat keputusan untuk segera melakukan  konservasi  di  sekitar  Lembang,  Ujung  Berung,  Rancaekek,  dan  Baleendah  untuk mempertahankan muka air tanah dan mencegah penurunan tanah.

## DAFTAR PUSTAKA
1. id.wikipedia.org/ wiki,  Daftar Kota menurut Jumlah Penduduk, 17 Mei 2013
2. DJUMANA,”Cekungan Bandung Krisis Air”, Harian Umum Pikiran Rakyat, Bandung,
2004.
Aplikasi Isotop Alam ( 18 O, 2 H dan 14 C) untuk Studi Dinamika Air Tanah dan Hubungannya dengan Air Sungai di Daerah Bandung. Oleh: E. Ristin Pujiindiyati dan Satrio
3. WANGSAATMAJA, S., SUTADIAN, A. D.,& PRASETIADI, M. A.N, ”Groundwater Resources Management in Bandung”, Part Ш Sustainable Groundwater Management in Asian Cities:Summary of case studies, 2005 . http://enviroscope.iges.or.jp/modules/envirolib/upload/264/attach/part3.pdf
4. YATSUKA,  K.,&  TESUO,  K.,  ”Groundwater  Management  Policies  in  Asean  Mega- Cities”,  Library  for  Sustainable  Urban  Regeneration, 2 (IV),  225-244,  2008. http://dx.doi.org/10.1007/978-4-431-78399-2_12
5. MATAHELUMUAL,  B.  C.,  ”Pemantauan  Kondisi  dan  Lingkungan  Air  Tanah  di Cekungan  Air  Tanah  Bandung-Soreang  Jawa  Barat”,  Direktorat  Tata  Lingkungan Geologi  dan  Kawasan  Pertambangan  Bandung ,  2004. (Interim  Report No.01/LAP/PIKPAT/2004).
6. BASKARAN,  S.,  RANSLEY,  T.,  BRODIE,  R.  S.,&  BAKER,  P.,  ”Investigating Groundwater-River  Interactions  using  Environmental  Tracers”,  Australian  Journal  of Earth Sciences , 56 , 13-19, 2009. http://dx.doi.org/10.1080/08120090802541887 7. MA,  J.  Z.,  DING,  Z.,  GATES,  J.  B,.  &  SU,  Y.,  ”Chloride  and  the  Environmental Isotopes  as  the  Indicators  of  Groundwater  Recharge  in  the  Gobi  Desert,  Northwest China”, Journal of Environmental Geology , 55 (7), 1407-1419, 2007. http://dx.doi.org/10.1007/s00254-007-1091-1
8. PURADIMAJA,  D.  J.,&  LUBIS,  R.  F.,  ”Hydrodynamic  Relationships  between Groundwater  and  River  Water:  Cikapundung  River  Stream,  West  Java,  Indonesia”, IAEG2006 paper no. 488, 2006 .
9. DELIMON,  R.  M.,  ”Structural  Geology  Controls  on  Groundwater  Flow:  Lembang Fault  Case  Study,  West  Java,  Indonesia”,  Hydrogeology  Journal, 17 (4),  1011-1023, 2009. http://dx.doi.org/10.1007/s10040-009-0453-z
10. FILDEBRANDT,  S.,  PAUL,  P.,  PETER,  D.,&  NOTOATMODJO  P.,  ”Recharge Enhancement  using  Single  or  Dual  Well  Systems  For  Improved  Groundwater Management  in  the  Bandung  Basin,  Indonesia”,    Adelaide:  Technical  Report,  CSIRO Land and Water, 2003.
11. CLARK,  I.  D.,&  FRITZ,  P.,  ”Environmental    Isotopes  in  Hydrogeology”,  Lewis Publishers, New York, 1997.
12. GUPTA,  SUSHIL,  K.,&  POLACH,  H,  ”Radiocarbon  Dating  Practice  at  Australian National  University”,  Canberra:  Radiocarbon  Laboratory,  Research  School  of  Pacific Studies, ANU, 1985.
13. WANDOWO, A., dan ZAINAL, A. D, ”Daerah Resapan Air Tanah Cekungan Jakarta”, Pertemuan Ilmiah APISORA, BATAN,  Jakarta, 2002.
14. RAMKUMAR,  T.,  VENKATRAMANAN,  S.,  MARY,  I.  A.,  TAMILSELVI,  M.,& RAMESH,  G.,  ”Hydrogeochemical  Quality  of  Goundwater    in  Vedaraniyam  Town, Tamil Nadu, India”,  Research Journal of Environmental and Earth Sciences , 2 (1), 44- 28, 2010. 15. ABIDIN, H. Z., ANDREAS, H., GAMAL M.,& DARMAWAN, D, ”Land Subsidence Characteristics  of  Bandung  Basin  (Indonesia)  between  2000  and  2005  as  Estimated from  GPS  Surveys”,  Shaping  the  Change  XXIII  FIG  Congress,  Munich,  Germany, 2006.
16. WIRAKUSUMAH,  A.  D.,&  DANARYANTO,  H.,  ”Groundwater  Management  in Indonesia Case Study: Groundwater Conservation in Jakarta, Bandung and Semarang”, 41st Coordinating Committee For Geoscience Programmes in East and Southeast Asia (CCOP), Tsukuba, Japan, 2004.