Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Institut Teknologi Bandung www.buletingeologi.com

## KARAKTERISTIK HIDROGEOKIMIA DAN ISOTOP AIR TANAH DI PESISIR KOTA BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR
IRSYADULHAQ 1* , ARIFIN 2 , AGUS. M. RAMDHAN 1,3 , RIMA RACHMAYANI 4 , IRWAN ISKANDAR 1,5 , KEMALA WIJAYANTI 1
1. Program Studi Magister Teknik Air Tanah, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha No.10, Bandung, Indonesia.
2. Program Studi Geografi, University College London, London WC1E 6BT, UK.
3. Program Studi Teknik Geologi, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha No.10, Bandung, Indonesia.
4. Program Studi Oseanografi, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha No.10, Bandung, Indonesia.
5. Program Studi Teknik Pertambangan, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha No.10, Bandung, Indonesia.
*Email: irsyadulhaq07@gmail.com
Sari –  Daerah  studi  meliputi  wilayah  pesisir  Kota  Balikpapan  yang  memiliki  jumlah  penduduk  sekitar  733  ribu,  dengan persentase pemanfaatan air tanah untuk keperluan domestik diperkirakan sebesar 70%. Sebagai kota penyangga bagi Ibu Kota Nusantara (IKN), diperkirakan akan terjadi peningkatan jumlah penduduk di Balikpapan pada masa yang akan datang yang dapat berdampak  terhadap  meningkatnya  jumlah  pemanfaatan  air  tanah  dan  perubahan  kualitas  air  tanah.  Studi  ini  mengkaji karakteristik  hidrogeokimia  dan  isotop  air  tanah,  mengidentifikasi  keberadaan  dan  penyebab  fenomena  intrusi  air  laut,  serta merekonstruksi model konseptual hidrogeologi menggunakan data sampel air tanah, litologi, seismik, muka air tanah, dan pasang surut air laut. Hasil studi ini menunjukkan nilai Total Dissolved Solids (TDS) air tanah berkisar antara 141 – 11.023 mg/l dan pH  sampel air  tanah berkisar antara 4,49 hingga 9,29. Fasies  air  tanah  terdiri dari mixed  cation /HCO 3 - ,  Na + /Cl - , Na + /HCO 3 - , Ca 2+ /HCO 3 - ,  dan  Na + / mixed  anion .  Komposisi  isotop 18 O  dan 2 H  mengindikasikan  evolusi  kimia  air  tanah  melalui  proses evaporasi dan interaksi air tanah dengan batuan. Indikasi intrusi air laut ditemukan pada satu sampel air tanah (titik M-2.1) pada akuifer di kedalaman 30 – 33 m. Intrusi air laut tersebut diperkirakan terjadi secara alamiah. Perhitungan rasio pencampuran menunjukkan komposisi air tanah tawar sekitar 60% dan air laut sebesar 40%. Adapun model konseptual hidrogeologi di daerah studi  menunjukkan  perselingan  batupasir  dan  batulempung  atau  perselingan  akuifer  dengan  akuitar,  dimana  akuifer  pada kedalaman 30 hingga 33 m di titik M-2.1 diinterpretasi terhubung dengan laut.
Kata kunci : air tanah, Balikpapan, hidrogeokimia, isotop, intrusi air laut
Abstract - The study area encompasses the coastal region of Balikpapan City, which has a total population of approximately 733,000, with an estimated groundwater use for domestic purposes of about 70%. As the buffer zone for Nusantara (IKN), the future population of Balikpapan is expected to increase, which could result in intensified groundwater use as well as alteration in  groundwater  quality.  This  study  examines  hydrogeochemical  and  isotopic  characteristics  of  groundwater,  identifies  the occurrence  and  causes  of  seawater  intrusion,  and  reconstructs  a  conceptual  hydrogeological  model  using  data  comprising groundwater samples, lithology, seismic, groundwater levels, and sea tides. The findings reveal that the Total Dissolved Solids (TDS) of groundwater range between 141 to 11,023 mg/l and the pH varies from 4.49 to 9.29. The groundwater facies consist of  mixed  cation/HCO 3 - ,  Na + /Cl - ,  Na + /HCO 3 - ,  Ca 2+ /HCO 3 - , and  Na + /mixed  anion.  The  isotopic  composition  of 18 O  and 2 H indicates the chemical evolution of groundwater through evaporation and water-rock interaction. Seawater intrusion is observed in one groundwater sample (point M-2.1) within an aquifer at depths between 30 and 33 m. It is interpreted to occur naturally. The  mixing  ratio  computation  shows  a  composition  of  approximately  60%  freshwater  and  40%  seawater.  The  conceptual hydrogeological model of the study area suggests interbeds of sandstones and claystones or aquifers and aquitards, where the aquifer at depths of 30 to 33 m at point M-2.1 is interpreted to be connected to the sea.
Keywords : groundwater, Balikpapan, hydrogeochemistry, isotope, seawater intrusion

## 1.  PENDAHULUAN
Sebagai salah satu sumber air tawar utama di dunia dengan  persentase  sebesar  lebih  kurang  30% (Shiklomanov  dalam  USGS,  2018),  air  tanah memegang  peranan  penting  untuk  memenuhi kebutuhan  air  bersih  penduduk  (Carrard  dkk., 2019). Pemahaman terkait karakteristik hidrogeokimia  dan  isotop  air  tanah  di  sebagian
besar  daerah  pesisir  di  Indonesia  masih  sangat terbatas,  termasuk  di  pesisir  Kota  Balikpapan (Gambar 1).
Balikpapan memiliki garis pantai sepanjang lebih kurang  79,6  km  yang  terbentang  dari  Kelurahan Kariangau  hingga  Kelurahan  Teritip  (Paramitha
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
dkk.,  2021).  Kota  ini  memiliki  jumlah  penduduk sebesar  lebih  kurang  733  ribu  dengan  jumlah kepala  keluarga  lebih  kurang  sebesar  250  ribu (Dinas  Kependudukan  dan  Pencatatan  Sipil Balikpapan,  2023).  Data  dari  Perusahaan  Umum Daerah  (Perumda)  Tirta  Manuntung  Balikpapan (2021)  menunjukkan  jumlah  total  pelanggan sekitar 100 ribu, dimana sebanyak sekitar 95 ribu termasuk  kategori  pemanfaatan  untuk  kebutuhan rumah tangga atau domestik masyarakat. Sumber air  baku  yang  digunakan  oleh  perumda  tersebut sebanyak lebih kurang 18% berasal dari air tanah (Perumda  Tirta  Manuntung  Balikpapan,  2022). Berdasarkan  data-data  tersebut,  diperkirakan sebanyak 70% kebutuhan air penduduk Balikpapan dipenuhi dari air tanah.
Gambar 1. Peta lokasi Kota Balikpapan dan Ibu Kota  Nusantara  (IKN).  Batas  area  IKN berdasarkan  Undang-Undang  Nomor  21  Tahun 2023.
Sebagai kota penyangga untuk Ibu Kota Nusantara (IKN),  diperkirakan  akan  terjadi  peningkatan jumlah penduduk yang cukup pesat di Balikpapan seiring dengan pemindahan ibukota Indonesia ke IKN yang dapat berdampak terhadap peningkatan jumlah  pemanfaatan  air  tanah  dan  perubahan kualitas  air  tanah.  Oleh  karena  itu,  pemahaman terhadap  karakteristik  hidrogeokimia  dan  isotop air  tanah  di  daerah  pesisir  Balikpapan  sangat diperlukan,  antara  lain  untuk  menganalisis fenomena  intrusi  air  laut  yang  merupakan  salah satu permasalahan utama di daerah pesisir di dunia (Abdalla, 2008).
Jiao  dan  Post  (2019)  mendefinisikan  intrusi  air laut sebagai fenomena meningkatnya salinitas air tanah, baik akibat kontak langsung maupun kontak
tidak  langsung  dengan  laut.  Hal  ini  dapat  terjadi karena  proses  aliran  dimana  air  tanah  digantikan atau  mengalami  pencampuran  dengan  air  laut. Peningkatan  jumlah  penggunaan  air  tanah  di daerah  pesisir  serta  dampak  perubahan  iklim, seperti  kenaikan  muka  air  laut  dan  perubahan curah  hujan,  merupakan  beberapa  faktor  utama penyebab terjadinya intrusi air laut (Werner, 2010).
Hasil  studi  sebelumnya  dengan  menggunakan metode geolistrik menunjukkan indikasi intrusi air laut  di  Balikpapan,  tepatnya  di  Kelurahan Manggar,  yang  ditandai  dengan  anomali  nilai resistivitas  rendah  sebesar  satu  hingga  delapan ohm.meter  (Sastrawan  dan  Arisalwadi,  2021). Septiardi dkk. (2019) juga melakukan studi intrusi air  laut  di  Balikpapan  dengan  menganalisis parameter salinitas, konduktivitas, Total Dissolve Solids (TDS), dan pH yang diukur dari sumur bor. Hasil  dari  studi  tersebut  menunjukkan  terdapat satu  sumur  di  daerah  Manggar  dengan  indikasi intrusi air laut.
Studi ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik hidrogeokimia dan isotop air tanah di pesisir Kota Balikpapan serta mengidentifikasi keberadaan dan penyebab fenomena intrusi air laut. Analisis dalam studi  ini  meliputi  karakteristik  kimia  air  tanah, fasies air tanah, komposisi isotop stabil 18 O dan 2 H, identifikasi intrusi air laut, dan rekonstruksi model konseptual hidrogeologi.

## 2.  DATA DAN METODOLOGI
Data  yang  digunakan  dalam  studi  ini  dibagi menjadi dua, yaitu data primer dan data sekunder. Data  primer  terdiri  dari  data  parameter  kimia  air tanah  dan  air  laut,  data  isotop  stabil  oksigen-18 ( 18 O)  dan  deuterium  ( 2 H)  sampel  air  tanah,  air hujan,  dan  air  laut,  serta  data  muka  air  tanah. Adapun data sekunder terdiri dari data konstruksi sumur,  litologi,  data  lintasan  seismik,  serta  data pasang surut air laut.
Data konstruksi sumur diperoleh dari laporan hasil pengeboran  dan  konstruksi  sumur  dari  Badan Geologi,  Kementerian  Energi  dan  Sumber  Daya Mineral (ESDM). Data lintasan seismik diperoleh dari  Pusat  Data  dan  Informasi  (Pusdatin) Kementerian ESDM. Adapun data pasang surut air laut  diperoleh  dari  Badan  Informasi  Geospasial (BIG, 2024).
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
Secara umum, metodologi yang digunakan dalam studi  ini  meliputi;  pengumpulan  data  primer, analisis parameter kimia dan isotop stabil 18 O dan 2 H, analisis intrusi air laut, serta pembuatan model Konseptual.

## 2.1 Pengumpulan Data Primer
Dalam  studi  ini,  pengumpulan  data  primer meliputi  pengambilan  data  lapangan  dan  uji parameter  kimia  serta  isotop.  Pengambilan  data lapangan  dilakukan  melalui  survei  geologi  dan hidrogeologi.  Survei  geologi  dilakukan  untuk mengumpulkan data geologi berupa litologi serta kemiringan  dan  jurus  lapisan.  Survei  geologi dilakukan  untuk  mengkonfirmasi  data  litologi bawah  permukaan  dan  kemiringan  lapisan  dari lintasan seismik yang tersedia.
Survei hidrogeologi dilakukan untuk mengumpulkan  data  muka  air  tanah  (MAT)  dan sampel air tanah, air hujan, dan air laut. Selain itu, survei  hidrogeologi  juga  dilakukan  untuk mengumpulkan  data  parameter  kimia  air  tanah dari sumur-sumur dengan kedalaman hingga lebih kurang 150 meter. Jumlah titik pengambilan data MAT,  sampel  air  tanah,  dan  parameter  kimia  air tanah sebanyak enam titik. Adapun sampel air laut dan  air  hujan  masing-masing  diambil  pada  satu titik  dan  tiga  titik.  Lokasi  survei  geologi, hidrogeologi  dan  lintasan  seismik  dapat  dilihat pada  Gambar  2.  Adapun  dokumentasi  kegiatan survei geologi dan hidrogeologi dapat dilihat pada Gambar 3.
Uji  parameter  kimia  di  lapangan  dilakukan terhadap sampel air tanah dan air laut. Adapun uji parameter  kimia  yang  dilakukan  di  lapangan terdiri dari pengukuran temperatur, pH, dan TDS. Sampel air yang diperoleh dari survei hidrogeologi selanjutnya dianalisis di Laboratorium Hidrogeologi  dan  Hidrogeokimia  ITB  untuk memperoleh  nilai  parameter  hidrogeokimia  serta isotop 18 O  dan 2 H.  Parameter  hidrogeokimia tersebut  terdiri  dari  ion  utama  (Na + ,  Ca 2+ ,  Mg 2+ , K + ,  Cl - ,  SO 4 2- ,  HCO 3 - ,  dan  CO 3 2- ),  nitrat,  florin, dan  boron.  Metode  yang  digunakan  untuk  uji bikarbonat  dan  karbonat  adalah  metode  titrasi, sedangkan metode untuk ion lainnya menggunakan Ion Chromatography (IC). Adapun uji  komposisi  isotop 18 O  dan 2 H  menggunakan isotopic water analyzer.
Gambar 2. Lokasi survei geologi,  hidrogeologi, lintasan seismik dan data litologi.
Gambar  3. Contoh  dokumentasi  lapangan:  (A) survei geologi, (B) pengambilan sampel air hujan, (C)  pengambilan  sampel  air  tanah,  (D)  preparasi sampel  air  di  lapangan,  dan  (E)  uji  parameter kimia di lapangan.

## 2.2 Analisis Parameter Kimia dan Isotop
Analisis  parameter  kimia  dilakukan  terhadap sampel  air  di  lapangan  dan  di  laboratorium. Berdasarkan  parameter  TDS,  Freeze  dan  Cherry (1979)  mengklasifikasikan  salinitas  air  menjadi empat  kelompok  seperti  yang  ditunjukkan  pada Tabel  1.  Nilai  parameter  TDS  dan  pH  air  tanah dibandingkan dengan standar baku mutu air untuk
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
keperluan  higiene  dan  sanitasi  berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan (Permenkes) Republik  Indonesia  (RI)  Nomor  2  Tahun  2023 tentang Peraturan Pelaksanaan
Peraturan Pemerintah No. 66 Tahun 2014 tentang Kesehatan Lingkungan.  Tabel  2  menunjukkan  standar  baku mutu air untuk kedua parameter tersebut.
Tabel 1 . Klasifikasi salinitas air berdasarkan nilai
TDS (Freeze dan Cherry, 1979). Kelompok TDS (mg/l) Fresh 0 – 1.000 Brackish 1.000 – 10.000 Saline 10.000 – 100.000 Brine >100.000
Tabel  2 .  Standar  baku  mutu  air  untuk  parameter TDS dan pH berdasarkan Permenkes No. 2 Tahun 2023.
Parameter Baku Mutu Satuan TDS <300 mg/l pH 6,5 – 8,5 -
Analisis  isotop  dalam  studi  ini  dilakukan menggunakan plot silang antara 18 O dan 2 H. Plot silang tersebut dapat digunakan untuk memperkirakan  evolusi  kimia  air  tanah  (Freeze and  Cherry,  1979).  Plot  silang 18 O  dan 2 H dilakukan terhadap sampel air hujan, air tanah, dan air  laut.  Pada  plot  silang  tersebut,  digambarkan garis  regresi  linier  data  sampel  air  hujan  yang merepresentasikan  garis  air  meteorik  lokal.  Data isotop 18 O dan 2 H dari sampel ait laut digunakan untuk menggambarkan karakteristik isotop air laut secara  umum  di  pesisir  Kota  Balikpapan. Selanjutnya, pada plot silang tersebut juga dibuat garis  regresi  linier  data  sampel  air  tanah  yang kemudian dibandingkan dengan garis air meteorik lokal dan komposisi isotop air laut.

## 2.3 Analisis Intrusi Air Laut
Dalam studi ini, analisis intrusi air laut dilakukan berdasarkan perbandingan antara komposisi kimia dan  isotop  air  tanah  dengan  air  laut.  Sampel  air tanah  dengan  nilai  TDS  lebih  dari  10.000  mg/L (kategori asin) merepresentasikan intrusi air laut. Selanjutnya, digunakan plot silang 18 O dan ion Cl - serta plot silang 2 H dan ion Cl - untuk menghitung rasio pencampuran ( mixing ratio ) antara air tanah tawar  dan  air  laut.  Dari  plot  silang  tersebut, indikasi intrusi air laut ditunjukkan oleh plot data
isotop dan konsentrasi ion klorida yang mendekati komposisi air laut.
Rasio pencampuran antara air tanah tawar dan air laut  dihitung  menggunakan  persamaan two-end member  berdasarkan  Clark  (2015).  Asumsi  yang digunakan yaitu komposisi air tanah hanya berasal dari  air  meteorik  (air  tanah  tawar)  dan  air  laut. Persamaan  yang  digunakan  adalah  sebagai berikut:
𝑓 𝑔𝑤 + 𝑓 𝑠𝑤 = 1 (1) δ18O 𝑠 = 𝑓 𝑔𝑤 δ18O 𝑔𝑤 + 𝑓 𝑠𝑤 δ18O 𝑠𝑤 (2) δ2H 𝑠 = 𝑓 𝑔𝑤 δ2H 𝑔𝑤 + 𝑓 𝑠𝑤 δ2H 𝑠𝑤 (3)
Dimana: f= fraksi, gw = air tanah, sw =  air laut, dan  s  =  sampel  air  tanah  hasil  uji  laboratorium. Perhitungan  rasio  pencampuran  berdasarkan  plot silang antara komposisi ion Cl - dengan nilai isotop 18 O  dan 2 H.  Persamaan  regresi  hasil  plot  silang antara  ion  Cl - dengan  nilai  isotop 18 O  dan 2 H digunakan untuk mengestimasi nilai δ18O gw dan δ2H gw pada Persamaan 2 dan 3.

## 2.4 Model Konseptual Hidrogeologi
Model  konseptual  hidrogeologi  daerah  studi direkonstruksi  berdasarkan  data  geologi  dan hidrogeologi di permukaan dan bawah permukaan yang  terdiri  dari:  litologi,  jurus  dan  kemiringan lapisan,  lintasan  seismik,  dan  parameter  kimia serta  isotop  air  tanah.  Model  konseptual  dalam studi  ini  digambarkan  secara  dua  dimensi  dalam bentuk penampang hidrogeologi.

## 3. HASIL

## 3.1 Parameter Kimia Air Tanah dan Air Laut
Hasil  pengukuran  parameter  kimia  air  tanah  dan air  laut  di  lapangan  dapat  dilihat  pada  Tabel  3. Nilai parameter TDS sampel air tanah menunjukkan  rentang  nilai  141  mg/l  (tawar) hingga 11.023 mg/l (asin). Berdasarkan klasifikasi dari  Freeze  dan  Cherry  (1979),  terdapat  dua sampel  air  tanah  yang  termasuk  golongan  air payau  ( brackish ,  warna  hijau  pada  Tabel  3)  dan satu  sampel  air  tanah  yang  asin  (warna  kuning pada  Tabel  3),  dan  tiga  sampel  yang  termasuk golongan air tawar ( fresh ). Berdasarkan Permenkes  No.  2  Tahun  2023,  tiga  sampel  air tanah  memiliki  nilai  TDS  melebihi  standar  baku mutu  parameter  air  untuk  keperluan  higiene  dan sanitasi (tanda * pada Tabel 3).
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
Tabel 3 . Hasil pengukuran kimia air tanah dan air laut di lapangan.
Kode Kedalaman Akuifer (m) Suhu (⁰C) pH TDS (mg/l) M-1 38-112 29,2 7,02 141 M-2 30-33 29,2 9,05* 11.023* M-2 87-90 29,5 9,29* 1.016* M-2 132-135 29,3 8,92* 1.759* M-3 70-80 30,6 4,49* 172 M-4 123-126 29,2 6,5 192 L-1 - 27,9 8,25 31.582*
Keterangan: kode M = sampel air tanah, kode L = sampel air laut, warna kuning = air asin, warna hijau = air payau, * = melebihi nilai baku mutu
Hasil  uji  sampel  air  tanah  dan  air  laut  untuk parameter  pH  menunjukkan  rentang  nilai  4,49 hingga 9,29. Berdasarkan Permenkes No. 2 Tahun 2023,  terdapat  empat  sampel  air  tanah  yang memiliki  nilai  pH  yang  tidak  memenuhi  standar baku mutu parameter air untuk keperluan higiene dan sanitasi (tanda * pada Tabel 3).
Hasil  uji  komposisi  kimia  air  di  laboratorium ditunjukkan pada Tabel 4. Pada studi ini, fasies air tanah  ditentukan  berdasarkan  komposisi  ion utama.
Hasil  uji    kation  utama  di  laboratorium menunjukkan  konsentrasi  ion  Na + ,  Ca 2+ ,  Mg 2+ , dan  K + dari  sampel  air  tanah  secara  berurutan berada  pada  rentang  nilai  6,32  –  2.950,22  mg/l, 4,93  –  348,4  mg/l,  0,6  –  565,76  mg/l,  dan  1,5  – 134,42  mg/l.  Adapun  nilai  rata-rata  masing- masing kation tersebut yaitu sebesar 634,59 mg/l, 67,8 mg/l, 98,63 mg/l, dan 27,7 mg/l.
Hasil  uji  anion  utama  menunjukkan  konsentrasi ion  Cl - ,  SO 4 2- ,  HCO 3 - ,  dan  CO 3 2- dari  sampel  air tanah  secara  berurutan  berada  pada  rentang  nilai 1,9  –  6.340,17  mg/l,  0  –  550,02  mg/l,  27,41  – 1.113,25 mg/l, dan 0 – 71,16 mg/l. Nilai rata-rata untuk  masing-masing  anion  tersebut  yaitu 1.102,69  mg/l,  95,92  mg/l,  313,53  mg/l,  dan  23 mg/l.
Tabel 4 . Hasil uji kimia air di laboratorium. Ion (mg/l) L-1 M-1 M-2.1 M-2.2 M-2.3 M-4 M-5 Na + 9.114,84 6,32 2.950,22 302,26 497,86 38,21 12,64 K + 334,76 7,73 134,42 7,66 11,36 1,56 3,47 Ca 2+ 357,16 7,5 348,4 5,51 4,93 7 33,5 Mg 2+ 1.106,18 8,1 565,76 5,41 5,7 6,2 0,6 NH 4 + 0 3,44 100,62 7,2 0 0 0 Cl - 18.202,7 1,9 6.340,17 171,64 53,22 35,1 14,1 SO 4 2- 2.308,7 0 550,02 3,59 0,35 20,19 1,4 HCO 3 - 156,16 104,92 27,41 448,17 1.113,25 62 125,4 CO 3 2- 0 0 3,83 63 71,16 0 0 NO 3 - 0,42 0,40 0,43 0,41 0,5 2,15 0,17 F - 0,17 0,28 0,17 0 0,59 0,06 0,3 Br - 1,36 0 1,78 0,88 0,61 0 0
M-2.1 = Sampel dari titik M-2 dengan kedalaman saringan 30 – 33 m M-2.2 = Sampel dari titik M-2 dengan kedalaman saringan 87 – 90 m M-2.3 = Sampel dari titik M-2 dengan kedalaman saringan 132 – 135 m
Fasies air tanah ditentukan berdasarkan komposisi kation dan anion yang lebih besar dari 50% dan diplot pada Diagram Durov (Gambar 4). Sampel air laut memiliki fasies Na + /Cl - . Adapun sampel air tanah dalam studi  ini  memiliki  fasies mixed  cation /HCO 3 - ,  Na + /Cl - ,  Na + /HCO 3 - ,  Ca 2+ /HCO 3 - ,  dan  Na + / mixed  anion . Adapun fasies dari air tanah dan air laut pada lokasi studi secara lengkap dirangkum pada Tabel 5.
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
Gambar 4. Diagram Durov data sampel air tanah dan  air  laut  di  daerah  studi.  Diagram  ini  dibuat menggunakan  program  WQChartPy  (Yang  dkk., 2022).
Tabel  5 .  Rangkuman  fasies  dari  air  tanah  (kode M) dan air laut (kode L).
Kode Fasies Kation Anion M-1 Mixed HCO 3 - M-2.1 Na + Cl - M-2.2 Na + HCO 3 - M-2.3 Na + HCO 3 - M-4 Na + Mixed M-5 Ca 2+ HCO 3 - L-1 Na + Cl -
3.2 Parameter Isotop 18 O dan 2 H Hasil uji isotop stabil 18 O dan 2 H sampel air tanah secara  berurutan  menunjukkan  nilai  berkisar antara  -7,68  ‰  hingga  -4,58  ‰  dan  -46,39  ‰ hingga  -27,44  ‰  dengan  nilai  rata-rata  masing- masing sebesar -6,67 ‰ dan -40,98 ‰. Hasil uji isotop 18 O dan 2 H sampel air laut secara berurutan menunjukkan  nilai  sebesar  -0,66‰  dan  -4,26‰. Adapun  hasil  uji  isotop 18 O  dan 2 H  sampel  air hujan secara berurutan menunjukkan nilai berkisar antara  -7,53‰  hingga  -5,33‰  dan  -42,05‰ hingga  -26,03‰  dengan  nilai  rata-rata  masing- masing  sebesar  -6,38  ‰  dan  -33,73  ‰. Rangkuman  data  hasil  uji  isotop  secara keseluruhan ditunjukkan pada Tabel 6.
Hasil plot silang 18 O dan 2 H dari sampel air tanah, air hujan, dan air laut menunjukkan bahwa regresi linier  sampel  air  tanah  hampir  sejajar  dan  hanya menunjukkan  sedikit  perbedaan  gradien  garis dengan  regresi  linier  dari  sampel  air  hujan  yang
merepresentasikan  garis  air  meteorik  lokal (Gambar 5). Nilai isotop 18 O dan 2 H dari air tanah secara  berurutan  mengalami  pergeseran  menjadi lebih berat sekitar +0,15 hingga +0,75 dan +4,44 hingga +1,41 dari garis regresi linier air meteorik lokal yang mengindikasikan evolusi karakteristik isotop  air  tanah  melalui  proses  evaporasi  dan interaksi  air  tanah  dengan  batuan  ( water-rock interaction ). Meskipun demikian, evolusi air tanah belum  terjadi  secara  signifikan  dan  masih menunjukkan  karakteristik  air  meteorik.  Hal  ini didukung oleh nilai  TDS yang relatif rendah dan fasies  anion  yang  didominasi  ion  bikarbonat (HCO 3 - ), kecuali untuk sampel air tanah di titik M- 2.1 yang memiliki nilai TDS tinggi (kategori asin).
Tabel 6 . Hasil uji isotop stabil ( 18 O dan 2 H) Kode 18 O (‰) 2 H (‰) M-1 -7.68 -46.39 M-2.1 -4.58 -27.44 M-2.2 -6.46 -39.14 M-2.3 -6.79 -41.57 M-3 -7.39 -46.20 M-4 -7.10 -45.16 L-1 -0.66 -4.26 R-1 -5.33 -26.03 R-2 -7.53 -42.05 R-3 -6.29 -33.11 Kode M = sampel air tanah Kode L = sampel air laut
Kode R = sampel air hujan
Gambar 5. Plot komposisi isotop 18 O dan 2 H dari air tanah, air hujan, dan air laut.

## 4. DISKUSI

## 4.1 Keberadaan Intrusi Air Laut
Nilai parameter TDS, komposisi kimia serta isotop air tanah pada sampel di titik M-2.1 menunjukkan kondisi  intrusi  air  laut.  Gambar  6  dan  7  secara
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
berurutan menunjukkan plot silang komposisi ion klorida (Cl - ) terhadap isotop 18 O dan 2 H.
Gambar 6. Plot silang komposisi 18 O dan ion Cl - dari sampel air tanah dan air laut.
Gambar 7. Plot silang komposisi 2 H dan ion Cl - dari sampel air tanah dan air laut.
Dari kedua gambar tersebut, fraksi atau persentase air tanah tawar dan air laut pada sampel air tanah di  titik  M-2.1  dapat  dihitung  menggunakan Persamaan  1  hingga  3.  Parameter δ18O sw diperoleh  dari  nilai  isotop  air  laut,  sedangkan parameter δ18O gw diperoleh  dari  garis  regresi pada Gambar 6 dan 7 dengan mempertimbangkan nilai  isotop 18 O  dan 2 H  air  tanah  tawar  yang terendah dan tertinggi sebagai faktor ketidakpastian perhitungan.
Tabel  7  menunjukkan  hasil  perhitungan  rasio pencampuran ( mixing rasio ) antara air tanah tawar dan  air  laut  pada  sampel  air  tanah  M-2.1.  Dapat dilihat  bahwa  hasil  perhitungan  menggunakan isotop 18 O dan 2 H menghasilkan nilai yang cukup konsisten, yaitu komposisi air tanah tawar sebesar lebih kurang 60% dan air laut sebesar lebih kurang 40%.
Tabel 7 . Rasio pencampuran air tanah dan air laut dari sampel air tanah di titik M-2.1.
Isotop Rasio Pencampuran di M-2.1 (%) Air Tanah Tawar Air Laut 18 O 61 ±0,4 39 ±0,4 2 H 59 ±0,5 41 ±0,5

## 4.2 Faktor Penyebab Intrusi Air Laut
Data kimia dan isotop air tanah, dalam hal ini pada titik  M-2.1,  menunjukkan  keberadaan  fenomena intrusi air laut pada titik ini. Posisi saringan atau screen pada  sumur  pantau  di  titik  M-2.1  berada pada  kedalaman  yang  relatif  dangkal,  yaitu  30 hingga  33  m  di  bawah  permukaan  tanah.  Secara umum,  sumur  produksi  air  tanah  oleh  industri yang umumnya memiliki debit pemompaan yang besar  mengambil  air  tanah  pada  akuifer  di kedalaman  lebih  dari  40  m.  Sumur  produksi  air tanah  milik  industri  umumnya  di- grouting atau disemen  pada  kedalaman  hingga  40  m.  Dengan demikian,  diperkirakan  pengambilan  air  tanah oleh  penduduk  untuk  kebutuhan  rumah  tangga atau  domestik  menjadi  satu-satunya  faktor antropogenik yang mungkin menyebabkan intrusi air laut tersebut.
Sumur  M-2.1  berada  di  daerah  Manggar  dimana studi  sebelumnya  (Sastrawan  dan  Arisalwadi, 2021;  Septiardi  dkk.,  2019)  melaporkan  indikasi keberadaan  intrusi  air  laut  berdasarkan  data geolistrik  dan  salinitas  air  tanah.  Hasil  studi  ini mengkonfirmasi  hal  tersebut.  Adapun  fenomena intrusi air laut pada akuifer di kedalaman 30 – 33 m  di  titik  M-2.1  diperkirakan  terjadi  secara alamiah  dengan  asumsi  bahwa  pengambilan  air tanah oleh penduduk (dalam hal ini melalui sumur gali)  tidak  menyebabkan  penurunan  muka  air tanah secara signifikan. Hal ini didukung oleh data muka  air  tanah  pada  titik  M-2.1,  dimana kedalaman  muka  air  tanah  pada  titik  ini  adalah sebesar  1,1  m  di  bawah  muka  tanah.  Kedalaman muka  air  tanah  tersebut  tidak  menunjukkan pengambilan air tanah yang masif atau berlebihan. Selain  itu,  rekonstruksi  model  hidrogeologi (dibahas pada subbab berikutnya) juga menunjukkan  bahwa  akuifer  pada  titik  M-2.1 diperkirakan terhubung dengan laut.
Pasang  surut  air  laut  dapat  meningkatkan pencampuran air tanah dan air laut (Jiao dan Post, 2019).  Data  pasang  surut  muka  air  laut menunjukkan  nilai  rata-rata  sebesar  lebih  kurang 1,6 m, dengan nilai maksimum sebesar 3,16 m dan
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
minimum  sebesar  0,47  m  (Gambar  8).  Hal  ini mengindikasikan  pengaruh  pasang  surut  air  laut terhadap intrusi air laut yang cukup besar karena elevasi  permukaan  tanah  di  daerah  pesisir  di Manggar  hanya  berkisar  hingga  30  m.  Model konseptual  hidrogeologi  pada  subbab  berikutnya menggambarkan pengaruh pasang surut muka air laut terhadap potensi intrusi air laut di titik M-2.1.
Gambar  8. Grafik  pasang  surut  air  laut  selama Bulan Desember 2023 (BIG, 2024).
Selain  itu,  di  sebelah  utara  titik  M-2.1  terdapat Sungai  Manggar  yang  berjarak  lebih  kurang  600 m dari titik ini, dimana nilai TDS sungai ini lebih kurang sebesar 31800 mg/l. Hal ini mengindikasikan  pergerakan  air  laut  yang  dapat mencapai jarak yang cukup jauh ke darat.

## 4.3 Model Konseptual Hidrogeologi
Model  konseptual  hidrogeologi  di  daerah  studi, terutama  terkait  fenomena  intrusi  air  laut, direkonstruksi dari data geologi dan hidrogeologi yang  tersedia  serta  hasil  analisis  karakteristik hidrogeokimia  dan  isotop.  Kondisi  geologi  di lokasi  studi  diinterpretasi  berdasarkan  korelasi penampang  seismik  dengan  data  litologi.  Survei geologi permukaan dilakukan untuk mengkonfirmasi kondisi geologi bawah permukaan.  Survei  geologi  dilakukan  pada  tiga stasiun  geologi  untuk  memperoleh  informasi litologi  serta  jurus  dan  kemiringan  lapisan (Gambar 2).
Secara umum, litologi di daerah studi terdiri dari perselingan  antara  batupasir  dan  batulempung dengan sisipan batubara. Batupasir yang ditemukan  di  lapangan  memiliki  warna  cokelat hingga  abu-abu,  ukuran  butir  pasir  halus  –  pasir sedang,  matriks  berukuran  lempung,  terdiri  dari mineral  kuarsa  dan  litik.  Batulempung  diamati memiliki  ciri-ciri  warna  abu-abu  dan  memiliki
ukuran butir lempung. Adapun kemiringan lapisan pada bagian selatan daerah studi berarah tenggara sedangkan  pada  bagian  tengah  daerah  studi berarah  timur.  Litologi  tersebut  diinterpretasikan termasuk ke dalam kelompok Formasi Balikpapan yang berumur Miosen Tengah – Pliosen.
Rekonstruksi kondisi hidrogeologi bawah permukaan  dilakukan  berdasarkan  interpretasi data  seismik  yang  dikalibrasi  dengan  data  log litologi  dan  data  geologi  permukaan.  Interpretasi seismik dilakukan pada dua lintasan seismik yang tersedia (Gambar 9 hingga 10). Hasil interpretasi seismik Lintasan A-A’ (Gambar 9) menunjukkan litologi  bawah  permukaan  yang  terdiri  dari perselingan  batupasir  (sebagai  akuifer)  dan batulempung (sebagai akuitar) dengan kemiringan lapisan berarah ke tenggara.
Kondisi hidrogeologi bawah permukaan dari hasil interpretasi  seismik  Lintasan  B-B’  (Gambar  10) memperlihatkan  perlapisan  batupasir  (sebagai akuifer)  dengan  batulempung  (sebagai  akuitar). Interpretasi  perlapisan  di  bawah  permukaan memperlihatkan  kenampakan  struktur  antiklin pada lintasan ini.
Secara  regional,  pada  Miosen  Tengah  –  Pliosen terjadi  inversi  yang  menyebabkan  pengangkatan regional pada Cekungan Kutai sehingga menyebabkan terjadinya regresi akibat peningkatan suplai sedimen dari arah barat menuju timur  (Moss  dan  Chambers,  1999).  Adapun kondisi  lingkungan  saat  Formasi  Balikpapan terendapkan  adalah  beriklim  hangat  dan  lembab yang cocok untuk pertumbuhan tanaman terestrial (Jamaluddin dkk., 2023)
Pengukuran  muka  air  tanah  (MAT)  dilakukan  di titik pengambilan sampel air tanah, namun kontur muka  air  tanah  dan  pola  aliran  air  tanah  tidak direkonstruksi karena jumlah sampel yang terbatas dan  berasal  dari  sumur  dengan  beberapa  lapisan akuifer  yang  disadap  ( commingled ).  Hasil pengukuran  MAT  dirangkum  pada  Tabel  8. Adapun model konseptual intrusi air laut pada titik M-2.1 ditunjukkan pada Gambar 11.
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
Tabel 8 . Hasil pengukuran MAT .
Kode Kedalaman MAT (m) Kedalaman Akuifer (m) M-1 - - M-2 1,1 30-33 M-2 10,78 87-90 M-2 8,29 132-135 M-3 19,58 - M-4 4,5 123 - 126
m = meter
Gambar  9. Kondisi  hidrogeologi  bawah  permukaan  hasil  interpretasi  seismik  lintasan  A-A’  yang dikonfirmasi  dengan  data  litologi  (S1  –  S6);  batupasir  sebagai  akuifer,  sedangkan  batulempung  sebagai akuitar.
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
Gambar  10. Kondisi  hidrogeologi  bawah  permukaan  hasil  interpretasi  seismik  lintasan  B-B’  yang dikonfirmasi dengan data litologi (S7); batupasir sebagai akuifer, sedangkan batulempung sebagai akuitar.
Gambar 11. Model konseptual intrusi air tanah pada titik M-2.1.

## 5. KESIMPULAN
Kesimpulan dari studi ini adalah sebagai berikut :
 Hasil  analisis  parameter  kimia  air  tanah  di lapangan  menunjukkan  nilai  TDS  berkisar antara  141  mg/l  –  11.023  mg/l.  Adapun  pH sampel  air  tanah  berkisar  antara  4,49  hingga 9,29.
 Fasies air tanah terdiri dari mixed cation /HCO 3 - , Na + /Cl - , Na + /HCO 3 - , Ca 2+ /HCO 3 - , dan Na + / mixed anion.
 Hasil  plot  silang  isotop 18 O  dan 2 H  air  tanah mengindikasikan  evolusi  kimia  air  tanah melalui proses evaporasi dan interaksi air tanah dengan batuan.
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
 Analisis  hidrogeokimia  dan  isotop  stabil menunjukkan  indikasi  intrusi  air  laut  pada sampel air tanah di titik M-2.1 pada akuifer di kedalaman  30  –  33  meter,  dimana  intrusi  air laut tersebut diperkirakan terjadi secara natural atau alamiah.
 Rasio pencampuran ( mixing rasio ) pada sampel air tanah di titik M-2.1 menunjukkan komposisi air tanah tawar  sebesar lebih kurang 60%  dan air laut sebesar lebih kurang 40%.
 Model konseptual hidrogeologi dua dimensi di daerah studi menunjukkan perselingan batupasir  dan  batulempung  atau  perselingan akuifer  dengan  akuitar,  dimana  akuifer  pada kedalaman  30  hingga  33  m  pada  titik  M-2.1 diinterpretasi terhubung dengan laut.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  merupakan  bagian  dari  proyek berjudul  “Korea-Indonesia  Marine  Technology Cooperation  Research  Center  (20220512)”  dan "Establishing Integrated Ocean
Fisheries
Technology  Training  Center  and  Enhancing Capacity Building in Indonesia (PG54000)" yang didanai  oleh  Ministry  of  Oceans  and  Fisheries, Korea.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdalla,  A.  (2008): The  Student  Movement  and National  Politics  in  Egypt,  1923-1973 ,
American Univ in Cairo Press, 308. BIG (2024): Data Pasang Surut Air Laut, retrieved March 21, 2024, from internet: https://srgi.big.go.id/tides.
Carrard,  N.,  Foster,  T.,  dan  Willetts,  J.  (2019):
Groundwater  as  a  Source  of  Drinking Water in Southeast Asia and the Pacific: A Multi-Country Review of Current Reliance  and  Resource  Concerns, Water , 11 (8),
1605. https://doi.org/10.3390/w11081605 Clark, I. (2015): Groundwater Geochemistry and
Isotopes ,  CRC  Press,  Boca  Raton,  456.
https://doi.org/10.1201/b18347 Dinas  Kependudukan  dan  Pencatatan  Sipil Balikpapan (2023): Data Jumlah Penduduk Balikpapan, retrieved March 25, 2024, from internet: https://capil.balikpapan.go.id/disdukcapil/
statistik.
Freeze,  R.  A.,  dan  Cherry,  J.  A.  (1979):
Groundwater , Prentice-Hall, 638. Jamaluddin, Wagreich, M., Gier, S., Schöpfer, K., dan  Battu,  D.  P.  (2023):  Sedimentary Environments and Paleoclimate Control of the  Middle  Miocene  Balikpapan  Group, Lower Kutai Basin (Indonesia): Implications  for  Evaluation  of  the
Hydrocarbon  Potential, Minerals , 13 (10),
1259.
https://doi.org/10.3390/min13101259
Jiao,  J.,  dan  Post,  V.  (2019): Coastal Hydrogeology , Cambridge University Press, Cambridge. https://doi.org/10.1017/9781139344142
Moss,  S.  J.,  dan  Chambers,  J.  L.  C.  (1999):
Tertiary  facies  architecture  in  the  Kutai Basin,  Kalimantan,  Indonesia, Journal  of Asian  Earth  Sciences , 17 (1),  157–181. https://doi.org/10.1016/S0743- 9547(98)00035-X
Paramitha, M. K. A., Setyasih, I., dan Anwar, Y. (2021):  Analisis  Perubahan  Garis  Pantai Menggunakan  Metode  Digital  Shoreline Analysis  System  (DSAS)  dari  Pantai Tanjung Sembilang Sampai Pantai Melawai,  retrieved  May  22,  2024from internet: http://repository.unmul.ac.id/handle/1234 56789/23329. Perumda  Tirta  Manuntung  Balikpapan  (2021): Jumlah Pelanggan Perumda Tirta Manuntung Balikpapan Menurut Kelompok dan Golongan Pelanggan yang Aktif  per  Agustus  2021,  retrieved  March 25, 2024, from internet: https://www.tirtamanuntung.co.id/profil/j umlah-pelanggan/81.
Perumda  Tirta  Manuntung  Balikpapan  (2022):
Sumber  Air  Baku,  retrieved  March  25, 2024, from internet: https://www.tirtamanuntung.co.id/infrastr uktur/sumber-air-baku/88. Sastrawan,  F.,  dan  Arisalwadi,  M.  (2021):  Studi Awal Indikasi Intrusi Air Laut
Menggunakan  Metode  Gelostrik  Tahanan Jenis, Jurnal  Fisika  Flux:  Jurnal  Ilmiah Fisika  FMIPA  Universitas  Lambung Mangkurat , 18 , 164. https://doi.org/10.20527/flux.v18i2.9077
Septiardi, M. E., Mislan, M., dan Natalisanto, A. I.
(2019):  STUDI  PEMANFAATAN  AIR TANAH  DAN  POTENSI  INTRUSI  AIR
Irsyadulhaq 1 , Arifin 2 , A. M. Ramdhan 1,3 , R. Rachmayani 4 , I. Iskandar 1,5 , K. Wijayanti 1
LAUT  DI  DAERAH  PESISIR  KOTA

## BALIKPAPAN,
GEOSAINS KUTAI BASIN , 2 (1). https://doi.org/10.30872/geofisunmul.v2i1 .334
USGS (2018): Where is Earth’s Water?, retrieved
March 25, 2024, from internet: https://www.usgs.gov/special-
topics/water-science- school/science/where-earths- water#overviewfiles/320/where-earths-
water.html.
Werner,  A.  D.  (2010):  A  review  of  seawater intrusion and its management in Australia, Hydrogeology  Journal , 18 (1),  281–285. https://doi.org/10.1007/s10040-009-0465- 8
Yang, J., Liu, H., Tang, Z., Peeters, L., dan Ye, M.
(2022): Visualization of Aqueous Geochemical  Data  Using  Python  and WQChartPy, Groundwater , 60 . https://doi.org/10.1111/gwat.13185