Buku yang berjudul Teori Keberlanjutan Air Bawah Tanah ini disusun oleh penulis berdasarkan hasil kajian penelitian yang telah dilakukan, yaitu dengan menambah satu Bab yaitu BAB XI. Diharapkan Buku ini dapat digunakan untuk menambah wawasan mahasiswa Jurusan Fisika dalam Perkuliahan Fisika Lingkungan, khususnya materi tentang air bawah tanah. Semoga buku ini dapat menjadi referensi bagi pihak-pihak yang terkait terutama dalam kajian air bawah tanah. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih setinggi-tingginya Kepada Rektor Universitas Riau melalui Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Universitas Riau, serta Pasca Sarjana Universitas Riau yang telah banyak memberi bantuan sehingga kegiatan ini dapat terlaksana dengan baik. Ucapan terimakasih juga saya sampaikan kepada Almarhum Dr. Muhammad Edisar, MT yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis sewaktu hidupnya. Semoga Buku ini menjadi referensi yang bermanfaat bagi semua pihak terkait.

Proses perkembangan dan pembangunan di Kota Pekanbaru akan mempengaruhi perubahan fungsi lahan ataupun penutupan lahan, baik secara bertahap atau melalui pengembangan ruang berskala besar. Lahan untuk Ruang Terbuka Hijau (RTH) Kota Pekanbaru yang tersedia saat ini seluas 6.653,47 ha (Dinas Tata Ruang Kota Pekanbaru, 2011).RTH ini merupakan isu penting untuk ketersediaan air tanah.

Berdasarkan aspek ruang bahwa telah berlaku perubahan guna lahan cukup berarti di Kota Pekanbaru yaitu perkebunan dari 12,03% tahun 2005 menjadi 12,67% tahun 2009 (Dinas Pertanian Kota Pekanbaru, 2011). Sedangkan Permukiman meningkat 7,9% tahun 2008 menjadi 15,5% tahun 2011 (Real Estat Indonesia, 2012). Peningkatan ruang terbangun initerus bertambah dengan meningkatnya jumlah penduduk dan aspek ekonomi (Yusri et al, 2010). Pertumbuhan penduduk Kota Pekanbaru rata-rata 3% pertahun (BPS, 2011) dan pertumbuhan rata–rata industri ISI BAB : TUJUAN PEMBELAJARAN2 di Kota Pekanbaru cukup berarti yaitu 11,65% per tahun (Data olahan dari dinas perindustrian dan perdagangan Kota Pekanbaru).

Banyaknya perubahan fungsi lahan akan berdampak berkurangnya lahan untuk resapan air tanah. Pengambilan air tanah melalui sumur-sumur akan mengakibatkan lengkung penurunan muka air tanah (depression cone). Keseimbangan baru dapat terjadi hanya jika laju pengambilan air tanah lebih kecil dari pengisian oleh air hujan pada daerah resapan (Otto, 2001). Pertumbuhan penduduk di Kota Pekanbaru dan peningkatan pembangunan ekonomi menyebabkan berkurangnya lahan ruang hijau untuk proses pembentukan air tanah. Kerusakan lingkungan secara implisit juga menambah laju krisis air. Bencana banjir, longsor, dan kekeringan merupakan bukti dari degradasi lingkungan dari waktu ke waktu cenderung meningkat.

Pengambilan air tanah secara berlebihan mengakibatkan menurunnya permukaan air tanah. Penurunan permukaan air tanah akan mengakibatkan pengurangan gaya angkat tanah sehingga terjadi peningkatan tegangan efektif tanah. Akibat meningkatnya tegangan efektif ini akan menyebabkan penyusutan butiran tanah kembali dan penurunan tanah (Chapuis et al, 2005).

Disamping hal tersebut kemungkinan terjadi adanya erosi bagian dalam tanah akibat terangkatnya butir tanah di bawah muka tanah oleh penyerapan air tanah akibat terangkatnya butir tanah di bawah muka tanah oleh penyerapan air tanah melalui pemompaan sumur dalam secara berlebihan.

Beranjak dari pemikiran bahwa kegiatan pemanfaatan air bawah tanah dengan cara melakukan pengambilan yang berlebihan tanpa memperhatikan kemampuan akuifer akan menganggu keseimbangan lingkungan, mengingat ketersediaan air bawah tanah tidak merata pada semua tempat dan sangat tergantung pada kondisi hidrologi setempat. Keseimbangan lingkungan menjadi perlu diperhatikan karena keterbatasan sumberdaya air bawah tanah.

Kerusakan sumber daya air tidak dapat dipisahkan dari kerusakan lahan dan tekanan penduduk.Beberapa faktor menyebabkan timbulnya permasalahan air tanah antara lain (Tjahjadi et al, 2005):
1. Pertumbuhan industri yang pesat di suatu kawasan disertai dengan pertumbuhan pemukiman menimbulkan kecenderungan kenaikan permintaan air tanah.

2. Pemakai air beragam sehingga berbeda dalam kepentingan, maksud serta cara memperoleh sumber air.

3. Perlu perubahan sikap sebagian besar masyarakat yang cenderung boros dalam penggunaan air serta melalaikan unsur konservasi.

4. Adanya krisis air akibat kerusakan lingkungan perlu suatu upaya untuk menjaga keberadaan/ketersediaan sumber daya air tanah.

Adapun upaya untuk mengatasi kerusakan sumber daya air bawah tanah, maka perlu dirumuskan model kuantitatif keberlanjutan sumber daya air bawah tanah.Penyelidikan air bawah tanah telah3 banyak dilakukan peneliti seperti: Penelitian keberadaan air tanah dan keluaran air daerah karst di Kabupaten Sumba Barat berdasarkan interpretasi geolistrik (Bambang, 2004). Penyelidikan kondisi air tanah di kota Merauke Propinsi Papua tentang pemanfaatan air tanah sebagai sumber air baku Perusahaan Air Minum(PAM) (Adang, 2003). Penelitian tentang pengambilan air bawah tanah melalui pemompaan (Ekrail, 2008).

Menurut Laton et al, (2007) teknik matematika dapat digunakan untuk identifikasi potensi kontaminasi air bawah tanah. Neyamadpour et al, (2009) telah berhasil mengaplikasikan metode geolistrik untuk menyelidiki sistem air bawah permukaan yang telah mengalami pencemaran.

Hutasoit (2009) telah melakukan kajian tentang kondisi permukaan air tanah dengan dan tanpa peresapan buatan di daerah Bandung, yang mana telah menunjukkan bahwa ada pengaruh peresapan terhadap kondisi muka air tanah. Wahyudi (2009) telah melakukan kajian tentang kondisi dan potensi dampak pemanfaatan air tanah di Kabupaten Bangkalan, yang merekomendasikan tentang kemungkinan pemanfaatan potesi air tanah. Waspodo (2002) menekankan penelitian tentang faktor akuifer tetapi belum menunjukkan keberlanjutan air akuifer bebas. Penelitian yang dilakukan Subastaryo (2003) tentang kebijakan konservasi, tetapi belum menunjukkan keberlanjutan air akuifer bebas. Shemin (1992) menggunakan model matematis untuk memprediksi deformasi tekanan pada cekungan. McKeown et al, (1999) melakukan pemodelan matematik untuk air bawah tanah. Rajamanickam (2010) telah mengkaji faktor – faktor lingkungan yang berhubungan dengan limbah untuk melihat kaitannya terhadap kualitas air tanah selama 10 tahun ke depan. Menurut Ramon et al, (1992) ahli hydrologi harus mengidentifikasi kebijakan pemerintah yang berdampak pada lingkungan dan menunjukkan perlunya suatu kebijakan dalam hal– hal prosedur pengeloloaan air bawah tanah yang berkelanjutan. Penelitian bersifat teoretis yang dilakukan oleh Florian et al, (1999) menetapkan bahwa sikap lingkungan sebagai prediktor kuat dari prilaku ekologis yang mengkaji masalah lingkungan global, polusi dan pertumbuhan penduduk tantangan cara orang hidup, psikologi mencoba mengembangkan masyarakat manusia agar kurang eksploitatif dalam penggunaan sumber daya alam bumi. Penelitian yang dilakukan oleh Trabelsi dan Zounari (2010)telah melihat dampak eksploitasi air tanah terhadap keberlanjutan air bawah tanah. Abdulla dan Al-Assa’d (2006) menjelaskan modeling air bawah tanah dapat digunakan untuk air bawah tanah yang lebih baik. Pemodelan air bawah tanah dapat digunakan untuk melihat keseimbangan dalam sistem air bawah tanah (Ahmed dan Umar, 2009).

Penerapan teknik geolistrik untuk investigasi kondisi air tanah di Korin Iran (Lashkaripour, 2007), studi proteksi lapisan akuifer menggunakan metode resistivitas DC (Bragaet al, 2006 dan4 Mohammed et al, 2007), penentuan karakteristik dan komponen dari lapisan akuifer menggunakan studi geofisika teknik verical Electrical Soundings (VES) di bagian baratdaya Nigeria (Bello et al, 2007), penentuan akibat saturasi air pada lapisan akuifer unconfined fluvial dengan survei resistivitas (Koaster et al, 2005), penentuan lapisan akuifer berdasarkan karakteristik kelistrikan bumi di Banjarbaru Kalimantan Selatan (Wahyono et al, 2008), penentuan lapisan air tanah dengan metode geolistrik di Balangan Kalimantan Selatan (Wahyono dan Wianto, 2008), dan penentuan jumlah cadangan air tanah Kota Soreang Jawa Barat (Sudarto, 2006).

Berdasarkan kajian–kajian yang telah ada belum menunjukkan model keberlanjutan Air Bawah Tanah(ABT) yang mengintegralkan aspek lingkungan (alam dan perilaku manusia).Model yang dibuat Wahyudi (2009) membahas tentang pengaruh parameter pengambilan air bawah tanah terhadap prospek pemanfaatan air bawah tanah. Hutasoit (2009) mempertimbangkan faktor resapan dan pengambilan air bawah tanah yang dibentuk dalam suatu persamaan differensial parsial aliran air bawah tanah.

Fauzi dan Ana (2005) menyatakan bahwa model adalah jembatan antara dunia nyata (real word) dengan dunia berpikir (thinking) untuk memecahkan suatu masalah. Model dinyatakan baik apabila dapat menggambarkan dengan baik semua hal penting dari keadaan dunia nyata. Buku ini membahas teori model dengan memasukkan parameter-parameter baik secara parsial maupun terintegrasi dalam sistem persamaan differensial parsial sehingga lebih mendekati pada dunia nyata, yaitu: Parameter-parameter lahan konservasi, kebijakan pemerintah, resapan, parameter akuifer dan pengambilan air bawah tanah baik oleh domestik maupun industri serta parameter akuifer.

Model yang dibahas dalam buku ini adalah pendekatan aspek etika lingkungan terhadap pola pengambilan air bawah tanah oleh penduduk, karena perilaku masyarakat salah satu memegang peran penting untuk mewujudkan keberlanjutan sumber daya air bawah tanah. Model baru ini akan memberikan manfaat sosial yaitu manusia tetap dapat memperoleh akan kebutuhan air, manfaat ekonomi yaitu berlangsungnya perekonomian yang didukung oleh ketersediaan air yang berkelanjutan, dan manfaat lingkungan yaitu terhindarnya dari amblesan tanah maupun erosi bagian dalam tanah.

Teori yang dibahas dalam buku ini didasarkan dari persamaan differensial orde dua yang dimodifikasi selanjutnya diselesaikan secara numerik menggunakan metode beda hingga (Huyakorn, 1983). Dipilihnya metode beda hingga karena metode ini memiliki kelebihan dibandingkan metode lainnya, yaitu terdapatnya sejumlah metode penyelesaian sistem persamaan linier yang efesien. Penelitian ini akan menghasilkan suatu model kuantitatifdengan5 mengintegralkan aspek lingkungan (alam dan manusia) agar terjadi keberlanjutan air bawah tanah di Kota Pekanbaru yang berwawasan lingkungan hingga tahun 2018.

Buku ini akan membahas penyelidikan pengaruh penambahan parameter lingkungan secara bertahap pada kondisi air akuifer bebas di Kota Pekanbaru, penyelidikan pengaruh parameterparameter lingkungan secara terintegral pada keberlanjutan air akuifer bebas Kota Pekanbaru, perumusan suatu teori keberlanjutan air akuifer bebas Kota Pekanbaru Provinsi Riau dengan memperhitungkan faktor–faktor lingkungan secara terintegral, model kuantitatif keberlanjutan air akuifer bebas Kota Pekanbaru mulai tahun 2013- 2018.

Buku ini membahas berbagai faktor-faktor lingkungan seperti lahan RTH, kebijakan pemerintah, resapan, parameter akuifer, dan pengambilan air bawah tanah oleh penduduk dan industri serta aspek perilaku atau etika masyarakat merupakan dasar satu kesatuan yang terintegral untuk dapat menentukan model keberlanjutan air akuifer bebas yang aman sampai tahun 2018 di Kota Pekanbaru.

Sampul Depan
Prakata
Daftar Isi
Bab 1. Kondisi Alam Dan Karakteristik Sosial
     A. Pendahuluan
     B. Kondisi Meteorologis
     C. Lingkungan Hidup
     D. Ekologi Lingkungan
     E. Etika Lingkungan
     F. Pengelolaan Berkelanjutan
     G. Penutup
Bab 2. Air Tanah
     A. Pendahuluan
     B. Pengambilan Air Bawah Tanah
     C. Siklus Hidrolog
     D. Resapan Air Bawah Tanah
     E. Akuifer
     F. Karakteristik Akuifer
     G. HeadHydrolic
     H. Lahan Konservasi
     I. Sumur Resapan
     J. Penutup
Bab 3. Geologi Umum
     A. Pendahuluan
     B. Fisiografi Regional
     C. Stratigrafi Regional
     D. Struktur Geologi Regional
     E. Penutup
Bab 4. Tinjauan Umum Teori Geolistrik
     A. Pendahuluan
     B. Metode Geolistrik Resistivitas
     C. Penampang Geolistrik
     D. Konduktivitas Listrik Batuan
     E. Resistivitas Batuan
     F. Konfigurasi Elektroda Metode Geolistrik
     G. Metode geolistrik konfigurasi Wenner
     H. Metode geolistrik konfigurasi Schlumberger
     I. Metode geolistrik konfigurasi pole-dipole
     J. Metode geolistrik konfigurasi dipole-dipole
     K. Penutup
Bab 5. Model Gerakan Air Tanah
     A. Pendahuluan
     B. Aliran Steady State
     C. Aliran Unsteady State
     D. Pendekatan Hydrolic Unsteady State untuk Aplikasi Lapangan
     E. Teori Model
     F. Teori Model Keberlanjutan Air Bawah Tanah
     G. Parameter Lingkungan Keberlanjutan Air Bawah Tanah
     H. Perumusan Teori Keberlanjutan Air Bawah Tanah
     L. Penutup
Bab 6. Analisis Numerik
     A. Pendahuluan
     B. Penerapan analisis numerik untuk steady state
     C. Penerapan analisis numerik untuk unsteady state
     D. Validasi Hasil Numerik
     E. Syarat Stabilitas Numerik
     F. Penutup
Bab 7. Data Keberlanjutan Air Bawah Tanah
     A. Pendahuluan
     B. Data yang Terkumpul
     C. Bahan dan Alat
     D. Metode Pengumpulan Data
     E. Metode Analisis Data
     F. Model yang Digunakan
     G. Perancangan Pemograman Simulasi Numerik
     H. Program perhitungan proses
     I. Penutup
Bab 8. Model Kuantitatif Keberlanjutan  Air Bawah Tanah
     A. Pendahuluan
     B. Perhitungan imbuhan dari RTH
     C. Perhitungan imbuhan dari dampak kebijakan pemerintah
     D. Studi Model Data Sekunder
     E. Aplikasi metode numerik pada data lapangan
     F.Penutup
Bab 9. Interpretasi Energi Panas Bumi Dengan Menggunakan Metode  Geolistrik Aturan Schlumberger
     A. Pendahuluan
     B. Energi Panas Bumi
     C. Tektonik Lempeng
     D. Sistem Hidrotermal
     E. Geolistrik Konfigurasi Schlumberger
     F. Resistivitas Batuan
     G. Data Interpretasi Energi Panas Bumi di Daerah Kepanasan Kampar
     H. Potensi Penyebaran Energi Panas Bumi Menggunakan Software RES2D Invers di
     I. Penutup
Bab 10. Interpretasi Pola Aliran Air Bawah Tanah Menggunakan  Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Kelurahan Labuh  Baru Barat Di Kecamatan Payung Sekaki Pekanbaru
     A. Pendahuluan
     B. Air Tanah
     C. Karakteristik Akuifer Bebas
     D. Sumber Daya Air
     E. Aliran Air Tanah
     F. Fenomena Air Tanah (Groundwater dan Soil Water)
     G. Akuifer (aquifer)
     H. Akuiklud (Aquiclude)
     I. Akuitard (Aquitard)
     J. Geolistrik Konfigurasi Schlumberger
     K. Litologi dan Kontur Lapisan Bawah Tanah
     L. Penentuan dan Pengukuran Titik Detil Untuk Pembuatan Garis Kontur
     M. Data Hasil Pengukuran dan Pengolahan Data Geolistrik
     N. Hasil dan Analisa Interpretasi Pola Aliran Air Bawah Tanah dari 2 Lokasi Riset
     O. Hasil Interpretasi Pemetaan Kontur Air Bawah Tanah
     P. Porositas Tanah (ϕ)
     Q. Permeabilitas Tanah (k)
     R. Penutup
Bab 11. Penentuan Lapisan Dan Kualitas Akuifer Dengan  Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Wenner Dan Geokimia  Di Desa Tarai Bangun Kecamatan Tambang Kabupaten Kampar
     A. Pendahuluan
     B. Air Tanah
     C. Karakteristik Akuifer Bebas
     D. Sumber Daya Air
     E. Aliran Air Tanah
     F. Fenomena Air Tanah (Groundwater dan Soil Water)
     G . Geolistrik Konfigurasi Schlumberger
     H.Litologi dan Kontur Lapisan Bawah Tanah
     I. Penentuan dan Pengukuran Titik Detil Untuk Pembuatan Garis Kontur
     J. Penutup
     Rangkuman
Bab 12. Penutup
Daftar Pustaka
Sampul Belakang