## KAJIAN POTENSI DEBIT MATA AIR DALAM RANGKA PENERBITAN IZIN PEMANFAATAN AIR BAKU DI HULU SUNGAI BENGAWAN SOLO

## STUDY OF POTENTIAL SPRING WATER DISCHARGE FOR THE ISSUANCE OF RAW WATER UTILIZATION LICENSE IN THE UPPER BENGAWAN SOLO RIVER
1 Wulan Seizarwati, 2 Novaldy Agnial Fikri, 3 Muhshonati Syahidah, 4 Abdullah Husna,
5 Ryan Dzulfikar Ahmad, 6 Sri Wahyu Kusumastuti 1,2,3,4,5 Balai Air Tanah, Direktorat Air Tanah dan Air Baku, Direktorat Jenderal SDA Kementerian PUPR, 6 Balai Besar Wilayah Sungai Bengawan Solo, Direktorat Jenderal SDA Kementerian PUPR
1 wulanseizarwati@gmail.com

## Abstrak
Undang – Undang Sumber Daya Air No. 17 Tahun 2019 mengamanatkan bahwa pendayagunaan sumber  daya  air  meliputi  sumber  air  permukaan  dan  sumber  air  lainnya  termasuk  mata  air. Berdasarkan  Peraturan  Menteri  PUPR  No.  01/PRT/M/2016  tentang  Tata  Cara  Perizinan Pengusahaan Sumber Daya Air dan Penggunaan Sumber Daya Air, terdapat persyaratan teknis yang harus dipenuhi dalam pemanfaatan mata air. Sebelum menentukan debit pemanfaatan yang diizinkan maka perlu diketahui terlebih dahulu potensi atau keandalan debit mata air tersebut. Kajian ini bertujuan untuk menghasilkan volume pemanfaatan air yang diizinkan dari mata air untuk kepentingan air baku. Studi kasus dilakukan pada mata air Cokro yang dimanfaatkan oleh PDAM  Kota  Surakarta  V  di  bawah  pengelolaan  BBWS  Bengawan  Solo.  Kajian  ini  meliputi beberapa tahapan, yaitu penentuan jenis mata air, delineasi daerah tangkapan, pengukuran debit sesaat  dan  uji  kualitas  air  fisik,  serta  penerapan  model  hidrologi  untuk  mendapatkan  debit andalan  mata  air.  Hasil  kajian  menunjukkan  bahwa  mata  air  Cokro  diperkirakan  terbentuk akibat permukaan tanah memotong muka air tanah atau dapat dikategorikan sebagai mata air depresi. Hasil perhitungan debit andal Q90 mata air Cokro adalah 500 L/det, sedangkan debit yang diusulkan sebesar 400 L/det. Oleh karena itu pengusahaan mata air ini direkomendasikan untuk  diizinkan  dengan  persyaratan  tertentu  sesuai  dengan  peraturan  yang  berlaku.  Kajian potensi debit mata air ini diharapkan dapat dijadikan acuan oleh BBWS Bengawan Solo ataupun BBWS/ BWS lainnya dalam memberikan rekomendasi teknis perizinan pemanfaatan mata air. Kata Kunci: air baku, Bengawan Solo, mata air, pendayagunaan SDA, potensi debit

## Abstract
Water Resources Law no. 17 of 2019 mandates that the utilization of water resources includes surface water sources and other water sources including springs. Based on the Minister of PUPR Regulation  No.  01/PRT/M/2016  concerning  Procedures for  Licensing  of Water Resources  and Use of Water Resources, there are technical requirements that must be met in the utilization of springs. Before determining the permitted utilization discharge, it is necessary to first know the potential or reliability of the spring discharge. This study aims to produce the permitted volume of water utilization from springs for raw water purposes. The case study was carried out on Cokro springs used by PDAM Surakarta City V under the management of BBWS Bengawan Solo. This study includes several stages, namely determining the type of spring, delineation of the catchment area, measurement of instantaneous discharge and physical water quality testing, as well as the application of a hydrological model to obtain a reliable spring discharge. The results of the study indicate that Cokro springs are thought to have been formed as a result of the ground intersecting
the groundwater table or can be categorized as depression springs. The results of the calculation of the reliable Q90 discharge of the Cokro spring are 500 L/s, while the proposed discharge is 400 L/s. Therefore, it is recommended that the exploitation of these springs be permitted under certain conditions in accordance with the applicable regulations. It is hoped that this study on the potential for spring discharge can be used as a reference by BBWS Bengawan Solo or other BBWS/BWS in providing technical recommendations for licensing the use of springs. Keywords:  raw  water,  Bengawan  Solo,  springs,  utilization  of  natural  resources,  potential discharge

## PENDAHULUAN
Faktor  geografis  dan  geologis  seperti banyaknya pegunungan, topografi yang curam,  munculnya  jalur  –  jalur  sesar,  curah hujan  yang  tinggi,  serta  akuifer  dengan produktivitas  tinggi  merupakan  daya  dukung terbentuknya  mata  air  –  mata  air  yang potensial  di  Indonesia.  Dalam  sejarahnya, mata air telah banyak digunakan oleh manusia untuk  minum,  kepentingan  budaya,  irigasi, mandi,  mencuci,  ternak,  perikanan,  serta kajian ilmiah (Bhat, et al., 2021). Di Indonesia sendiri,  mata  air  sudah  banyak  dimanfaatkan untuk  kebutuhan  air  minum,  irigasi,  hingga sarana rekreasi. Mata air banyak diminati oleh pengguna air karena muncul secara alamiah ke permukaan  tanpa  harus melakukan  pemboran ke  dalam  tanah  serta  memiliki  kualitas  yang sangat baik. Dibandingkan dengan sumber air permukaan  lainnya,  mata  air,  yang  asal mulanya  berasal  dari  air  tanah,  memiliki kualitas  yang  relatif  tinggi  (Ghanem  et  al., 2021; Bhat et al., 2021).
Keberadaan mata air di Indonesia belum ditunjang  dengan  pencatatan  data  yang  baik. Pada dasarnya, keterbatasan data debit mata air secara  temporal  banyak  dialami  di  berbagai wilayah dunia (Gholami et al., 2021). Swanson &  Bahr  (2008)  menerapkan  model  numerik dan analitik untuk melakukan simulasi sistem mata  air.  Sementara  itu,  Amit  et  al.,  (2005) menggunakan metode kurva resesi ( recession curves )  untuk  menganalisis  penurunan  debit
secara  temporal  dengan  waktu  yang  spesifik. Model  statistik  diterapkan  untuk  analisis pengamatan jangka panjang debit mata air oleh Kriz  (1973),  sedangkan  Ako  et  al.  (2012) menggunakan metode geokimia untuk menilai kualitas mata air dan kesesuaiannya untuk air minum, domestik, dan pertanian.
Mata air dapat berasal dari akuifer bebas maupun  akuifer  terkekang.  Al-Khashman (2007) menyebutkan bahwa air tanah merupakan  suplai  utama  bagi  keberlanjutan debit mata air. Terdapat beberapa faktor yang dapat  mempengaruhi  potensi  debit  mata  air antara lain jenis mata air, potensi akuifer, luas daerah tangkapan, serta kondisi tata guna lahan dan  curah  hujan  yang  turun  pada  daerah tangkapannya. Debit mata air dapat klasifikasikan seperti pada Mata  Air  Cokro  merupakan  salah  satu mata air yang dikelola oleh BBWS Bengawan Solo.  Lokasi  mata  air  berada  di  Desa  Cokro, Kecamatan Tulung, Kabupaten Klaten,
Provinsi Jawa Tengah (Gambar 1). Mata air ini dimanfaatkan  oleh  PDAM  Kota  Surakarta  V untuk  kepentingan  bahan  baku  air  minum. Akan  tetapi,  masa  berlaku  izin  pengusahaan mata air ini sudah habis sehingga PDAM Kota Surakarta V mengusulkan rekomendasi teknis perizinan  baru.  Kajian  ini  bertujuan  untuk mendapatkan  volume  pemanfaatan  air  yang diizinkan  dari  mata  air  Cokro  untuk kepentingan air baku PDAM.
Tabel 1. Klasifikasi Debit Mata Air Kelas Debit Rata – Rata 1 >10 m 3 /s 2 1 – 10 m 3 /s 3 0,1 – 1 m 3 /s 4 10 – 100 l/s 5 1 – 10 l/s 6 0,1 – 1 l/s 7 10 – 100 ml/s 8 < 10 ml/s
Sumber: Meinzer, 1927 dalam Todd, 1980
Gambar 1. Peta Lokasi Mata Air Cokro

## METODOLOGI PENELITIAN
Tahapan  dan  metode  yang  diterapkan dalam kajian ini adalah sebagai berikut.
1. Penentuan jenis mata air
Jenis  mata  air  ditentukan  berdasarkan proses  pembentukan  dan  lingkungan  geologi mata  air  tersebut.  Penentuan  jenis  mata  air dapat  dilakukan  dengan  metode  yang  lebih relevan  misalnya  dengan  metode  isotop  dan hidrogeokimia,  namun  dalam  kajian  ini  jenis
mata  air  ditentukan  berdasarkan  analisis  peta geologi  dan  topografi  setempat.  Deskripsi masing – masing jenis mata air disajikan pada Gambar 2.
2. Delineasi daerah tangkapan mata air
Dalam kajian ini daerah tangkapan mata air  dibuat  menggunakan  peta  DEM  and koordinat  mata  air.  Daerah  tangkapan  ini menjadi  batasan  ( boundary )  dalam  simulasi aliran debit mata air pada tahap berikutnya.
Gambar 2. Jenis Mata Air a) Mata Air Depresi, b) Mata Air Kontak, c) Mata Air Rekahan, d) Mata Air Pipa Pelarutan
Sumber: Todd, 1980.
3. Pengukuran debit sesaat mata air Pengukuran bertujuan untuk
mengetahui  debit  aliran  mata  air  pada  waktu tertentu.  Data  sesaat  ini  belum  tentu menggambarkan  potensi  mata  air,  karena banyak mata air yang sangat dipengaruhi oleh musim  sehingga  data  yang  kontinu  mutlak diperlukan. Namun dengan adanya
pengukuran  ini  diharapkan  dapat  membantu dalam proses validasi hasil simulasi debit yang dilakukan akibat keterbatasan data.
4. Simulasi aliran debit dan perhitungan debit andalan mata air
Dikarenakan  tidak  tersedianya  data historis  debit  mata  air  termasuk  hasil pengukuran debit sesaat secara berkala, maka
dilakukan simulasi aliran debit mata air dengan menerapkan  metode  F.J.  Mock.  Diagram  alir perhitungan  debit  menggunakan  metode  FJ. Mock dapat dilihat pada Gambar 3. Hasil akhir perhitungan  debit  menggunakan  metode  F.J Mock adalah debit andalan bulanan (Sudinda, 2019).  Debit  andalan  adalah  besarnya  debit tertentu yang kejadiannya dihubungkan dengan  probabilitas  atau  periode  ulang tertentu. Kriteria data debit untuk perhitungan debit  andalan  adalah  memiliki  panjang  data minimal  10  tahun  untuk  memperoleh  debit andalan  dengan  probabilitas  keberhasilan  ≤ 0,9,  sedangkan  untuk  mendapatkan  debit andalan  > 0,9 membutuhkan  panjang data  20 tahun (BSN, 2015).
Gambar 3. Diagram Alir Metode F.J. Mock
Sumber: Sudinda, 2019.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Jenis mata air Mata  air  Cokro  berada  pada  CAT
Karanganyar-Boyolali. Berdasarkan peta geologi,  mata  air  Cokro  terletak  pada  satuan batuan gunungapi tidak terpisahkan. Satuan ini
memiliki nilai produktivitas tinggi berdasarkan  peta  hidrogeologi  regional. Lokasi  mata  air  Cokro  memiliki  kemiringan lereng  agak  curam  yang  memungkinkan terpotongnya muka air tanah pada permukaan lereng  tersebut  (Gambar  4).  Berdasarkan
kondisi ketidakhadiran perubahan litologi dan struktur  serta  kondisi  morfologi  lereng  yang agak curam, maka disimpulkan bahwa mata air Cokro  termasuk  ke  dalam  kategori  mata  air jenis depresi atau depression spring.
2. Daerah tangkapan mata air
Delineasi  daerah  tangkapan  mata  air menggunakan  DEMNAS  resolusi  8x8  m dengan software  ArcGIS .  Daerah  tangkapan mata  air  Cokro  terletak  di  sebelah  barat  laut dari titik keluaran mata air dengan luas kurang lebih 12,8 km 2 (Gambar 5).
Gambar 4. Peta Geologi Lokasi Sekitar Mata Air

## Gambar 5. Delineasi Daerah Tangkapan Mata Air
3. Pengukuran debit sesaat, kualitas air, dan analisis arah aliran
Berdasarkan hasil survey kondisi setempat, sudah dibuat kolam penurap mata air dan rumah pompa PDAM Surakarta V. Bagian hulu  mata  air  umumnya  berupa  lahan  sawah, pemukiman, dan ladang (Gambar 5). Mata air
ini  setelah  dimanfaatkan  oleh  PDAM, kemudian sisanya mengalir ke sebuah saluran yang  cukup  besar  dimana  sebagian  mengisi kolam  renang  untuk  sarana  rekreasi  dan sebagian  lagi  mengalir  ke  Sungai  Pusur. Sungai ini mengalir ke arah timur dan masuk ke aliran Sungai Bengawan Solo (Gambar 6).
Hasil  pengukuran  debit  sesaat  pada  bulan Maret  2021  yang  dilakukan  pada  saluran keluaran mata air adalah 1010 L/s. Sementara itu,  hasil  uji  kualitas  fisik  mata  air  Cokro  di lapangan  adalah  memiliki  ketampakan  yang jernih;  tidak  berwarna;  nilai  pH  6,51;  nilai Oxidation Reduction Potential (ORP) 29 mV; nilai Total  Dissolved  Solids (TDS)  180  ppm; dan  nilai Electrical  Conductivity (EC)  0,266 mS. Seluruhnya menunjukkan bahwa kualitas mata air ini masuk kategori fresh water atau air bersih.
4. Simulasi debit aliran mata air a. Ketersediaan data klimatologi
Berdasarkan hasil analisis polygon Thiessen, hanya 2 pos hujan yang berpengaruh pada  daerah  tangkapan  mata  air  Cokro,  yaitu Pos Gedaren dan Pos Nepen dengan persentase pengaruh  masing-masing  40%  dan  60%  dari luas  total  daerah  tangkapan  mata  air.  Hasil pengisian  data  kosong  menunjukkan  bahwa data input hujan yang tersedia untuk simulasi aliran debit mata air adalah sepanjang 20 tahun dari tahun 2000 s.d 2019. Sementara itu, data klimatologi yang juga berperan dalam simulasi menggunakan  data dari  Pos  Waduk  Cengklik dengan panjang data 5 tahun dari tahun 2014 s.d  2018.  Data  klimatologi  yang  digunakan berupa  data  suhu  udara,  lama  pernyinaran matahari,  kecepatan  angin,  dan  kelembaban udara.
b. Perhitungan hujan efektif
Dalam  simulasi  ini  menggunakan  hujan efektif  R50  dan  R80.  Hasil  perhitungan digambarkan dalam bentuk grafik hujan efektif dalam  skala  bulanan  seperti  pada Error! Reference  source  not  found. .  Pola  hujan  di wilayah  ini  masuk  kategori  hujan  monsunal, yaitu  memiliki  1  puncak  musim  hujan  pada bulan Desember-Januari-Februari (DJF), sedangkan musim kemarau terjadi pada bulan Juni-Juli-Agustus  (JJA).  Nilai  curah  hujan efektif  tertinggi  untuk  R80  adalah  233,6 mm/bulan sedangkan untuk R50 adalah 354,7 mm/bulan yang terjadi pada bulan Januari.
c. Simulasi aliran debit dan perhitungan debit andalan
Hasil  perhitungan  debit  andalan  dapat dilihat pada Gambar . Nilai debit andalan Q80 tertinggi  terjadi  pada  bulan  Februari  yaitu 1275,3 L/det. Hasil perhitungan debit andalan di  Bulan  Maret  menunjukkan  angka  1030 L/det untuk Q80; 983,2 L/det untuk Q90; dan 952,6  L/det  untuk  Q95.  Jika  dibandingkan dengan hasil pengukuran debit sesaat di Bulan Maret  2021  yaitu  sebesar  1010  L/det,  maka hasil  simulasi  debit  aliran  mata  air  dengan metode  F.J.  Mock  ini  cukup  representatif untuk menggambarkan aliran mata air Cokro.
Gambar 6. Skema Arah Aliran Mata Air dan Proses Pengukuran Lapangan
Gambar 7. Debit Andalan Aliran Mata Air
Gambar 8. Grafik IDF Debit Series Mata Air
Tahap akhir adalah mengolah data debit probabilitas  90%  atau  Q90  berdasarkan  data debit  series  sepanjang  20  tahun  untuk mendapatkan gambaran potensi debit mata air untuk  kepentingan  air  baku  dengan  hasil seperti  disajikan  pada  Gambar  .  Berdasarkan hasil perhitungan tersebut diperoleh nilai debit andalan Q80 untuk mata air Cokro adalah 0,5 m 3 /s atau sekitar 500 L/det.
Mengacu pada peraturan Menteri PUPR No.  01/PRT/M/2016  tentang  Tata  Cara Perizinan Pengusahaan Sumber Daya Air dan Penggunaan  Sumber  Daya  Air  bahwa permohonan izin pemanfaatan air PDAM Kota Surakarta V direkomendasikan untuk diizinkan dengan persyaratan sebagai berikut.
a. Memberikan  paling  sedikit  15%  dari volume debit pengusahaan yang
ditetapkan  untuk  memenuhi  kebutuhan
pokok  masyarakat  setempat  dalam bentuk hidran umum atau kran air.
b. Menyisihkan sebagian laba usaha untuk kegiatan  konservasi  sebagai  contoh penanaman  pohon  atau  pembuatan sumur  imbuhan  di  daerah  tangkapan mata air.

## SIMPULAN
Hasil kajian ini menyimpulkan beberapa hal  antara  lain  jenis  mata  air  Cokro  adalah mata air depresi atau depression spring . Hasil pengukuran debit sesaat menunjukkan potensi yang baik di mana secara kuantitas debit mata air  ini  cukup  potensial  yaitu  1010  L/s sedangkan secara kualitas dapat dikategorikan sebagai  air  bersih  atau fresh  water. Simulasi aliran debit mata air dengan metode F.J. Mock cukup  representatif  dalam  menggambarkan
debit bulanan yang terjadi. Hal ini dibuktikan dengan  nilai  debit  andalan  di  bulan  Maret berada  pada  kisaran  angka  1000  L/s  cukup mendekati  debit  pengukuran  di  bulan  Maret 2021  yaitu  1010  L/s.  Berdasarkan  hasil perhitungan,  potensi  debit  mata  air  Cokro untuk  air  baku  adalah  500  L/det,  sehingga usulan  pengusahaan  sumber  mata  air  PDAM Kota  Surakarta  V  direkomendasikan  untuk diizinkan.    Setiap  kajian  penelitian  tidak pernah  ada  yang  sempurna,  sehingga  untuk meningkatkan  kualitas  hasil  penelitian  ini diusulkan  beberapa  kegiatan  untuk  dapat dilakukan pada penelitian selanjutnya, yaitu:
1. Perlu  dilakukan  pemasangan  alat  ukur debit  diutamakan  yang  bersifat  otomatis sehingga  debit  aliran  mata  air  dapat tercatat secara historis. Pengukuran debit mata  air  secara  langsung  tetap  harus dilakukan  paling  tidak  2  kali  dalam setahun  untuk  mewakili  kondisi  musim hujan dan kemarau.
2. Perlu  dilakukan  inventarisasi  data intake air  baku  pada  aliran  di  hilir  mata  air, sebagai  pertimbangan  jika  suatu  ketika debit pemanfaatan mata air ini
ditingkatkan  tidak  akan  mempengaruhi pemanfaatan air baku di hilirnya.
3. Perlu  dilakukan  uji  kualitas  kimia  air melalui pengambilan contoh mata air dan diuji  di  laboratorium  untuk  mengetahui kualitas air sesuai dengan baku mutu yang dipersyaratkan untuk air baku air minum.

## DAFTAR PUSTAKA
Ako,  A.A.,  Shimada,  J.,  Hosono,  T.  et  al.
(2012).    Spring  water  quality  and usability  in  the  Mount  Cameroon  area revealed by hydrogeochemistry.
Environ Geochem Health 34, 615–639 . https://doi.org/10.1007/s10653-012- 9453-3
Al-Khashman,  O.A.  (2008).    Assessment  of the spring water quality in The Shoubak area, Jordan. Environmentalist 28, 203–
215. https://doi.org/10.1007/s10669- 007-9129-1
Amit, H., Lyakhovsky, V., Katz, A., Starinsky, A.,  Burg,  A.,  (2005).  Interpretation  of Spring Recession Curves. Groundwater, vol 40 (5), 543 – 551, https://doi.org/10.1111/j.1745- 6584.2002.tb02539.x
Bhat,  S.U.,  Dar,  S.A.,  Sabha,  I.  (2021).
Assessment  of  Threats  to  Freshwater Spring  Ecosystems. Reference  Module in  Earth  Systems  and  Environmental Sciences, https://doi.org/10.1016/B978- 0-12-821139-7.00068-4 BSN  (2015).  SNI  6738:2015  Perhitungan Debit  Andalan  Sungai  dengan  Kurva
Durasi  Debit.  Badan  Standardisasi Nasional. Ghanem,  M.,  Ahmad,  W.,  Keilani,  Y., Sawaftah, F., Schelter, L., Schuettrumpf, H. (2021). Spring Water Quality  in  the  Central  West  Bank, Palestine. Journal  of  Asian  Earth Sciences: X, Vol (5), https://doi.org/10.1016/j.jaesx.2021.10 0052 Gholami, V., Sahour, H., Torkaman, J. (2021).
Reconstruction  of  Springs  Discharge Using Tree-rings and Earlywood Vessel Chronologies  in  an  Alluvial  Aquifer. Ecological  Informatics, Vol  (64),
https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2021.10
1363
Kriz,  H.  (1973).  Processing  of  Results  of Observations  of  Spring  Discharge. Groundwater,  vol  11  (5),  3  –  14, https://doi.org/10.1111/j.1745- 6584.1973.tb02981.x
Republik  Indonesia  (2019).  Undang-Undang Republik  Indonesia  Nomor  17  Tahun 2019 tentang Sumber Daya Air. Menteri Hukum  dan  Hak  Asasi  Manusia Republik Indonesia.
Sudinda, T. (2019). Penentuan Debit Andalan Dengan  Metoda  FJ  Mock  di  Daerah Aliran  Sungai  Cisadane.  Tangerang
Selatan:  Pusat  Teknologi  Lingkungan BPPT.
Swanson, S.K. & Bahr, J.M (2008). Analytical and  Numerical  Models  to  Explain Steady Rates of Spring Flow.
Groundwater.  Vol  42  (5),  747  –  759, https://doi.org/10.1111/j.1745- 6584.2004.tb02728.x Todd,  D.K.  (1980). Groundwater  Hydrology ,
John Wiley & Sons, USA, 47 – 50