Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Analisis Stokastik Sistem Air Tanah

AIR TANAH Gambar 1.1. Kerangka pemikiran

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini ialah 1. Membentuk model managemen air tanah dalam upaya pengelolaan kuantitas dan kualitas air tanah dengan metode stokastik 2. Membentuk model pengelolaan secara optimal terhadap kuantitas air tanah, agar fungsi tujuan kendala pengendalian biaya pemompaan dapat diminimumkan - Di bawah permukaan - Terbentuk secara alamiah - Terdapat pada lapisan aquifer Pengelolaan air tanah yang berkelanjutan Terdapat Ketidakpastian Air tanah meliputi : Head Hidroulik - Pengendalian terhadap Kuantitas, kualitas air tanah. - Pengendalian biaya pemompaan air tanah -Buat model managemen air tanah, -Buat model Kuantitas dan Kualitas Air tanah Universitas Sumatera Utara

1.5. Manfaat Penelitian

Hasil dari penelitian ini dapat di manfaatkan untuk : 1. Berdasarkan model yang dibentuk dapat dilakukan pengelolaan kualitas air tanah dengan ketidakpastian. 2. Model dapat membantu meminimumkan biaya pemompaan dikurangi manfaat yang diperoleh dari air tanah.

1.6. Novelty Penelitian

Model manajemen air tanah berkelanjutan dengan adanya ketidakpastian. Universitas Sumatera Utara

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 . Pengelolaan Lingkungan Hidup

Pada bagian ini akan diuraikan beberapa tinjauan pustaka berkaitan dengan manajemen air tanah berkelanjutan dengan mempertimbangkan ketidakpastian tersebut. Perhatian lebih besar kepada lingkungan hidup dimulai dengan adanya Deklarasi Stockholm pada tahun 1972. Karena deklarasi inilah terbetuk United Nation Environment Programme UNEP yaitu badan PBB yang menangani masalah lingkungan hidup. Khusus di Indonesia Komisi Nasional Lingkungan Hidup yang tebentuk pada tahun 1978, satu Kelembagaan Menteri Negara Pengawasan Pembangunan Lingkungan Hidup dan UU R.I. No 41982 tentang Ketentuan-ketentuan Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup Siregar, 2004. Pengelolaan Lingkungan Hidup semakin menjadi perhatian masyarakat Internasional berkat konfrensi pertemuan di Rio de Janeiro tahun 1992 yang diadakan oleh the United Nation Confrence on Environment and Development – UNCED. Pada konferensi inilah dicetuskan deklarasi yang kemudian lebih dikenal dengan Agenda 21 Global Siregar, 2004. Agenda 21 Global Agenda 21 Global adalah deklarasi yang beisi program kerja besar untuk abad 20 sampai dengan abad 21. Tujuannya adalah terwujudnya harmonisasi kelestarian lingkungan dan pertumbuhan ekonomi. Agenda tersebut terdiri atas 39 Bab yang dibagi dalam 4 bagian, yaitu : Dimensi Sosial dan Ekonomi, Konservasi dan Pengelolaan Universitas Sumatera Utara Sumberdaya Alam, Peranan Kelompok Utama, dan Sarana Pelaksanaan. Semua bagian tersebut terkait erat dengan Pengelolaan Sumberdaya Air yang terpadu baik secara implisit maupun eksplisit Kodoatie, 2004. Untuk mencapai Pembangunan Berkelanjutan Indonesia meratifikasi hasil Konfrensi Rio dengan UU R.I. No 6 tahun 1994 dan disempurnakanlah UU R.I. No 4 tahun 1982 menjadi UU R.I. No 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup Hardjasoemantri, 2000, selanjutnya penyempurnaan juga dilakukan dengan menerbitkan UU RI . No. 32 tahun 2009 tentang Pengendalian dan Pengelolaan Lingkungan Hidup. Pembaharuan kembali dilakukan adalah upaya sistematis dan terpadu yang dilakukan untuk melestarikan fungsi lingkungan hidup dan mencegah terjadinya pencemaran danatau kerusakan lingkungan hidup yang meliputi: perencanaan, pemanfaatan, pengendalian, pemeliharaan, pengawasan dan penegakan hukum Kementrian Lingkungan Hidup, 2009, untuk menunjang pembangunan yang berkesinambungan bagi peningkatan kesejahteraan manusia, dengan tujuan : a. Melindungi wilayah Negara Kesatuan Republik Indonesia dari pencemaran danatau kerusakan lingkungan hidup. b. Menjamin keselamatan, kesehatan, dan kehidupan manusia. c. Menjamin kelangsungan kehidupan mahkluk hidup dan kelestarian ekosistem. d. Menjaga kelestarian fungsi lingkungan hidup e. Mencapai keserasian, keselarasan, dan keseimbangan lingkungan hidup f. Menjamin terpenuhinya keadilan generasi masa kini dan generasi masa depan g. Menjamin pemenuhan dan perlindungan hak atas lingkungan hidup sebagai bagian dari hak asasi manusia Universitas Sumatera Utara h. Mengendalikan pemanfaatan sumber daya alam secara bijaksana i. Mewujudkan pembangunan berkelanjutan; dan j. Mengantisipasi isu lingkungan global. Salah satu pendekatan pembangunan yang dilakukan untuk pengelolaan lingkungan hidup adalah pembangunan berkelanjutan sustainable development.

2.1.1 Pembangunan Berkelanjutan

Pembangunan berkelanjutan diperkenalkan dalam World Conservation Strategy Strategi Konservasi Dunia yang diterbitkan oleh United Nations Environment Programme UNEP, International Union for Conservation of Nature and Natural Resources IUCN, dan World Wide Fund for Nature WWF pada 1980. Pada 1982, UNEP menyelenggarakan sidang istimewa memperingati 10 tahun gerakan lingkungan dunia 1972-1982 di Nairobi, Kenya, sebagai reaksi ketidakpuasan atas penanganan lingkungan selama ini. Dalam sidang istimewa tersebut disepakati pembentukan Komisi Dunia untuk Lingkungan dan Pembangunan World Commission on Environment and Development - WCED. Konsep Pembangunan Berkelanjutan ini kemudian definisi sebagai pembangunan yang memenuhi kebutuhan generasi saat ini tanpa mengurangi kemampuan generasi mendatang untuk memenuhi kebutuhan mereka sendiri. Di dalam konsep tersebut terkandung dua gagasan penting. Pertama, gagasan kebutuhan, khususnya kebutuhan esensial kaum miskin sedunia yang harus diberi prioritas utama. Kedua, gagasan keterbatasan, yang bersumber pada kondisi teknologi dan organisasi sosial terhadap kemampuan lingkungan untuk memenuhi kebututuhan kini dan hari depan. Jadi, tujuan Universitas Sumatera Utara pembangunan ekonomi dan sosial harus dituangkan dalam gagasan keberlanjutan di semua negara, baik negara maju maupun negara berkembang. Pada era sebelum pembangunan berkelanjutan digaungkan, pertumbuhan ekonomi merupakan satu-satunya tujuan bagi dilaksanakannya suatu pembangunan tanpa mempertimbangkan aspek lainnya. Selanjutnya pada era pembangunan berkelanjutan saat ini ada 3 tahapan yang dilalui oleh setiap Negara. Pada setiap tahap, tujuan pembangunan adalah pertumbuhan ekonomi namun dengan dasar pertimbangan aspek-aspek yang semakin komprehensif dalam tiap tahapannya. Tahap pertama dasar pertimbangannya hanya pada keseimbangan ekologi. Tahap kedua dasar pertimbangannya harus telah memasukkan pula aspek keadilan sosial. Tahap ketiga, semestinya dasar pertimbangan dalam pembangunan mencakup pula aspek aspirasi politis dan sosial budaya dari masyarakat setempat. Pembangunan berkelanjutan Kemp dan Martens, 2007 dalam Sugandhy et al., 2007 tidak saja berkonsentrasi pada isu-isu lingkungan. Lebih luas dari pada itu, pembangunan berkelanjutan mencakup tiga lingkup kebijakan: pembangunan ekonomi, pembangunan sosial dan perlindungan lingkungan. Selanjutnya dalam Dokumen- dokumen PBB, terutama dokumen hasil World Summit 2005 menyebut ketiga hal dimensi tersebut saling terkait dan merupakan pilar pendorong bagi pembangunan berkelanjutan United Nations Division for Sustainable Development. Documents: Sustainable Development Issues Retrieved: 2007-05-12. Namun, di lain pihak keberlanjutan atas ketersediaan sumberdaya alam sering diabaikan dan begitu juga aturan sebagai landasan melaksanakan pengelolaan suatu usaha dan atau kegiatan mendukung pembangunan dari sektor ekonomi sering dilanggar. Pengelolaan sumberdaya alam dan Universitas Sumatera Utara lingkungan hidup yang tidak dilakukan sesuai dengan daya dukungnya dapat menimbulkan krisis pangan, air, energi dan lingkungan. Secara umum dapat dikatakan bahwa hampir seluruh jenis sumberdaya alam dan komponen lingkungan hidup di Indonesia cenderung mengalami penurunan kualitas dan kuantitasnya dari waktu ke waktu. Dalam era otonomi daerah, pengelolaan lingkungan hidup selain mengacu pada Undang-undang No 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, juga mengacu pada Undang-undang No 32 tahun 2004 tentang Pemerintahan Daerah. Selain itu, Undang-undang Nomor 32 Tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup menetapkan kewajiban pemerintah untuk menerapkan pembangunan berkelanjutan sebagai solusi untuk memperbaiki kerusakan lingkungan tanpa mengorbankan kebutuhan pembangunan ekonomi dan keadilan sosial. Undang- undang ini memandang dan menghargai arti penting hak atas lingkungan hidup yang baik dan sehat bagi warga negara. Landasan filosofi tentang konsep pembangunan berkelanjutan dan berwawasan lingkungan dalam rangka pembangunan ekonomi adalah sangat penting bagi pembangunan ekonomi nasional. Hal ini karena persoalan lingkungan pada masa-masa akan datang akan semakin kompleks. Persoalan lingkungan adalah persoalan semua pihak, baik pemerintah, dunia usaha, maupun masyarakat pada umumnya. Penerapan prinsip pembangunan berkelanjutan dalam pembangunan nasional memerlukan kesepakatan semua pihak untuk memadukan pilar pembangunan secara proposional. Konsep pembangunan berkelanjutan timbul dan berkembang karena timbulnya kesadaran bahwa pembangunan ekonomi dan sosial tidak dapat dilepaskan dari Universitas Sumatera Utara kondisi lingkungan hidup. Pembangunan berkelanjutan memerlukan sumberdaya alam, berupa tanah, air dan udara serta sumberdaya alam lain yang termasuk ke dalam sumberdaya alam yang terbarukan maupun yang tak terbarukan. Namun demikian harus disadari bahwa sumberdaya alam yang kita perlukan mempunyai keterbatasan di dalam banyak hal, baik menurut kuantitas maupun kualitasnya. Sumberdaya alam tertentu juga mempunyai keterbatasan menurut ruang dan waktu. Oleh sebab itu diperlukan pengelolaan sumberdaya alam yang baik dan bijaksana. Antara lingkungan dan manusia saling mempunyai keterkaitan yang sangat erat. Konsep pembangunan berkelanjutan timbul dan berkembang karena timbulnya kesadaran bahwa pembangunan ekonomi dan sosial tidak dapat dilepaskan dari kondisi lingkungan hidup. Kantor Menteri Negara Lingkungan Hidup, 1997. Agenda 21 Indonesia, Strategi Nasional untuk Pembangunan Berkelanjutan, Jakarta.www.http:geo.ugm.ac.id. Sebagai salah satu contoh yaitu, memanfaatan sumber air tanah berkelanjutan Astorga, et al, 2006, menjelaskan bahwa untuk khasus wilayah yang terbelakang merupakan salah satu tujuan yang sangat penting di masa depan, khususnya ketika muncul adanya permintaan untuk penggunaan air tanah untuk air minum yang besih oleh masyarakat yang tumbuh di beberapa kawasan seperti kawasan industri, pertanian, dan pemukiman yang sejumlah besar umumnya telah terkontaminasi oleh adanya pembuangan limbah dan pengolahan sampah. yang tidak terkordinasi dengan baik. Selajutnya dikatakan Mengingat pentingnya air tanah saat ini, dimana pemanfaatannya semakin berkembang baik dari segi jumlah maupun jenis penggunaan, maka dalam pengambilannya perlu memperhatikan aspek keseimbangan lingkungan agar berkelanjutan. Universitas Sumatera Utara

2. 1. 2 Pengelolaan Sumberdaya Air

Air merupakan benda alam yang mutlak diperlukan untuk hidup dan kehidupan. Oleh karenanya air merupakan unsur utama dalam setiap sistem lingkungan hidup Soerjani, 1987. Hal ini dapat dipahami karena air sangat penting, maka perhatian Internasional dan Nasional untuk pelestarian Sumberdaya air terus meningkat. Rangkuman sidang ketiga panitia persiapan untuk konferensi Tingkat Tinggi Pembangunan Berkelanjutan 2002 di New York antara lain meliputi perlindungan dan pengelolaan Sumberdaya Alam sebagai basis pembangunan ekonomi dan sosial. Salah satunya adalah pemerataan dan pemanfaatan Sumberdaya Air. Selanjutnya konferensi ini juga menghasilkan deklerasi yang dikenal dengan deklerasi millieum. Deklerasi ini mempunyai sasaran mempunyai akses kepada air bersih, integritas ekologi, infrastruktu air, kerja sama regional dan internasional tentang sumber air bersama, pencegahan polusi dan pengelolaan daerah resapan air yang terintegrasi Laporan Status Lingkungan Hidup Indonesia, SLHI 2002. Menurut Agenda 21 Indonesia, Pengelolaan Sumberdaya Air dibagi 6 aspek yaitu aspek, 1.Masalah Sumberdaya Air, 2. Strategi Pengelolaan Sumberdaya Air, 3. Ketersediaan dan Kebutuhan Sumberdaya Air, 4.Kualitas Sumberdaya Air, dan 5. Distribusi Sumberdaya Air, dan 6. Pengelolaan Sumber Daya Air Kodoatie, 2005. Undang-Undang No 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya Air mempunyai tiga pilar pengelolaan yaitu, fungsi sosial, lingkungan hidup dan ekonomi. Sumberdaya Air mempunyai fungsi sosial yang berarti kepentingan umum lebih diutamakan dari pada kepentingan individu. Pilar lingkungan hidup berarti sumber daya air menjadi bagian dari Universitas Sumatera Utara ekosistem sekaligus sebagai tempat kelangsungan hidup flora dan fauna, dan pilar ekonomi berarti sumber daya air dapat didayagunakan untuk menunjang kegiatan usaha yang diselenggarakan secara selaras Kodoatie, 2004.

2.1.2.1 Lingkungan sumberdaya Air tanah

Berdasarkan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 32 Tahun 2009, tentang Perlindungan Dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, pada Pasal 1 ayat 1 ditegaskan bahwa: Lingkungan Hidup adalah adalah kesatuan ruang dengan semua benda, daya, keadaan, dan makhluk hidup, termasuk manusia dan perilakunya, yang mempengaruhi alam itu sendiri, kelangsungan perikehidupan, dan kesejahteraan manusia serta makhluk hidup lain. Adapun salah satu komponen penting secara fungsional dalam lingkungan adalah komponen abiotis yang termasuk di dalamnya adalah air. Air adalah semua air yang terdapat pada,di atas, ataupun di bawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini air permukaan, airtanah, air hujan, dan air laut yang berada di darat Lembaran Negara RI, 2004 : 2. Lebih lanjut dalam ketentuan umum Undang- undang Nomor 7 Tahun 2004 Tentang Sumber Daya Air, Pasal 1 Ayat 4, dijelaskan bahwa yang dimaksud Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau batuan di bawah permukaan tanah Lembaran Negara R I, 2004: 2. Sedangkan keberadaan air tanah cekungan air tanah mencakup wilayah yang dibatasi oleh batas hidrogeologis, tempat semua kejadian hidrogeologis seperti proses pengimbuhan, pengaliran, dan pelepasan air tanah berlangsung Lembaran Negara Republik Indonesia, 2004: 12. Lingkungan air tanah dalam kehidupan sehari-hari merupakan salah satu sumber air bersih penting untuk memenuhi kebutuhan yang terus meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk dan perkembangan pembangunan, khususnya di daerah Universitas Sumatera Utara perkotaan yang banyak terdapat industri. Di sisi lain cakupan sebaran air tanah melalui media akifer yang cukup luas dan tidak terkontaminasi oleh polutan permukaan, membuat sumber air tanah menjadi sumber air yang penting dan strategis. Namun kadang pengambilan air tanah tidak sesuai dengan prinsip-prinsip keseimbangan hidrologi yang baik. Hal ini disebabkan karena pemanfaatannya secara bebas dengan biaya murah menggunakan pompa, baik oleh masyarakat maupun pelaku ekonomi dengan tanpa tindakan secara efisien dan efektif, sehingga seringkali menimbulkan dampak negatif yang serius terhadap kelangsungan dan kualitas sumber daya air tanah. Dampak negatif pemanfaatan air tanah yang berlebihan dapat dibedakan menjadi dampak yang bersifat kualitatif kualitas airtanah dan kuantitatif pasokan airtanah. Dalam tinjauan lain lingkungan air tanah Hillman, 1986, menjelaskan bahwa kaulitas air tanah dipengaruhi juga oleh batuanlitologi yang ditempatinya. Kondisi litologi ini termasuk jenis, umur dan sifat-sifat batuan. Akan tetapi, sebenarnya tidak hanya batuan saja yang mempengaruhi kualitas air tanah, faktor lain seperti iklim, tanah, morfologi, vegetasi,dan aktifitas manusia akan mempengaruhi juga, baik secara langsung maupun tidak langsung. Kondisi geologi suatu daerah, terutama litologi, sangat besar pengaruhnya terhadap kualitas air tanah, tidak hanya karena sifat dan komposisi kimianya, tetapi sifat fisik batuan itu. Batuan merupakan sumber utama dari zat kimia yang berada di dalam air tersebut. 2.1.2.2 Genesa Air tanah Untuk lebih memahami dan mendalami akan pentingnya memelihara kelestarian air tanah, maka perlu diketahui bagaimana genesa air tanah tebentuk dan keterbatasan keberadaannya di alam ini. Terbentuknya air tanah dijelaskan dengan teori Siklus Universitas Sumatera Utara Hidrologi, yaitu baik bersifat sebagai evaporasi, evapotranspitarasi, dan transpirasi pembentukan awan yang mengandung uap air. Awan dihembus oleh angin ke arah daratan.Selanjutnya uap air turun ke daratan sebagai hujan, sebahagian mengalir di permukaan, sebahagian masuk ke dalam tanah mengisi pori-pori batuan dalam lapisan pembawa air tanah atau aquifer, baik sebagai air tertekan maupun tidak tertekan. Air ini bisa mengalir ke badan sungai, laut, menguap kembali menjadi awan dan seterusnya secara berulang. Sumber : Soemarto, 1999 Dari proses ini diketahui bahwa keterdapatan air tanah sangat berkaitan dengan komponen lingkungan lainnya dalam siklus tersebut seperti iklim curah hujan, temperatur, vegetasi serta jenis lapisan tanah dan batuan. Oleh karena itu, keterdapatan atau potensi air tanah dapat berbeda antara satu daerah dengan daerah lainnya, tergantung dari kondisi komponen tersebut Gambar 2.1 Soemarto, 1999 . Perubahan-perubahan yang terjadi pada komponen lingkungan akan berpengaruh pada kuantitas dan kualitas air tanah. Sementara pendayagunaan air tanah sudah tentu Universitas Sumatera Utara akan berpengaruh langsung terhadap kondisi sumberdaya tersebut serta lingkungan sekitarnya, sehingga dalam konservasi dan pendayagunaan air tanah sangat diperlukan pemahaman tentang kondisi geologi suatu tempat. Meskipun air tanah merupakan sumberdaya alam yang dapat diperbaharui reneuwable, namun proses pembentukan genesa dapat memerlukan waktu sangat lama. Pembentukan ini mencapai puluhan sampai ribuan tahun, tergantung pada jarak antara daerah imbuhan dan daerah lepasannya, serta tergantung pada sifat-sifat fisik batuannya Batuan beku, sedimen atau malihan. Demikian juga dengan proses pemulihannya, baik kuantitas maupun kualitas memerlukan waktu yang sangat lama Asdak, 2004. Dalam menghadapi ketidakseimbangan antara ketersediaan air yang cenderung menurun dan kebutuhan air yang semakin meningkat, seiring dengan peningkatan jumlah penduduk dan kebutuhan industri maka sumberdaya air wajib dikelola dengan memperhatikan fungsi sosial, lingkungan hidup dan ekonomi secara selaras. Untuk itu maka pengelolaan air tanah perlu diarahkan untuk mewujudkan sinergi dan keterpaduan yang harmonis antar wilayah, antar sektor dan antar generasi. Yang dimaksud dengan pengelolaan air tanah adalah upaya merencanakan, melaksanakan, memantau dan mengevaluasi penyelenggaraan, konservasi sumberdaya air, pendayagunaan sumberdaya air dan pengendalian daya rusak air Lembaran Negara RI, 2004: 3. Rencana pengelolaan air tanah adalah hasil perencanaan secara menyeluruh dan terpadu yang diperlukan untuk menyelenggarakan pengelolaan air tanah. Dengan kata lain sebuah perencanaan adalah suatu proses kegiatan untuk menentukan Universitas Sumatera Utara tindakanlangkah-langkah yang akan dilakukan secara terkoordinasi dan terarah dalam rangka mencapai tujuan pengelolaan air tanah Suripin: 142; 2002 Allan, et al. 2001 menjelaskan dua sudut pandang yang berbeda terhadap pengelolaan air tanah perlu untuk dipertimbangkan, pertama adalah tinjauan teknik yang mengajukan pendekatan terukur bagi pengelolaan atau manajemen didasarkan atas anjuran bagi lembaga yang ada untuk mengatasi masalah hidrogeologi dalam suatu cara yang logis dan progresif. Pandangan kedua telah mengajukan pendekatan yang lebih holistik terhadap keberlanjutan atau kesinambungan air tanah, dimana strategi penyesuaian diri termasuk pemecahan masalah air tanah dari aspek teknik. Pandangan lebih mengedepakan terhadap penyelesaian ai tanah dengan sistem manajemen dan lembaga yang sudah ada. Pendapat lain berkaitan dengan pengelolaan air tanah Datta, 2004, menyebutkan bahwa air tanah adalah sumber air terpenting dimana memberikan keuntungan sebagai barikut : 1. Kemampuan mengembangkan aquifer yang mudah dan tidak terlalu mahal. 2. Umumnya merupakan air bermutu tinggi, membutuhkan sedikit penanganan tambahan untuk siap digunakan. 3. Penyimpanan yang besar tersedia dalam sistem aquifer yang memberikan buffer terhadap kondisi yang sebaliknya, apakah itu kondisi iklim kekeringan atau yang dipengaruhi oleh aktivitas manusia. Disebutkan air tanah ini berada di bawah ancaman permasalahan yang mempengaruhi jumlah dan mutu air tanah. Universitas Sumatera Utara

2.1.2.3 Pengelolaan Air Tanah

Sistem air tanah yang juga disebut aquifer didefinisikan sebagai “ satuan geologis tanah jenuh yang dapat dipenetrasi dan yang dapat mengirimkan air dalam jumlah yang sangat banyak di bawah gradien hidraulik Freez, dan Cherry 1979. Proses aliran air tanah dan transport polutan dalam air tanah biasanya direpresentasikan secara matematik dengan persamaan diferensial partial PDE. Persamaan ini dikembangkan berdasarkan prinsip fisika dasar dan didukung oleh data bor dan data empiris lain. Pengembangan dan peningkatan model numerik yang menjelaskan proses air tanah, telah menjadi bidang aktivitas yang konsisten dalam hidrologi air tanah selama dua dekade. Kecenderungan telah mengarah kepada model yang memadukan tingkat detail yang terus meningkat dan dapat diaplikasikan dalam berbagai situasi dan kondisi lingkungan. Selanjutnya penggunaan yang jelas dari model numerik ini adalah menggunakannya dalam studi manajemen dan kemudian memadukannya kedalam model pengelolaan. Di dalam pemodelan pengelolaan air tanah selalu diasumsikan, bahwa parameter yang mengatur aliran dan proses transport seperti konduktivitas dan dispersivitas hidrolik adalah tidak konstan pada akifer. Model-model ini memungkinkan parameter ini bervariasi disebut juga model parameter distribusi. Sampai sekarang ini, parameter dalam model deterministik ini diasumsikan dengan sudah diketahui secara pasti. Efek ketidakpastian dapat dianggap, kalaupun ada hanya dengan melakukan analisis sensitivitas terhadap input tertentu. Meskipun demikian, model-model deterministik yang dikembangkan dapat memberikan gambaran tentang masalah air tanah Wagner,1988. Universitas Sumatera Utara Meskipun penelitian ini terkait dengan masalah penanganan kualitas air tanah, namun juga akan mengambil keunggulan penelitian sebelumnya tentang penanganan kualitas air tanah. Gorelick 1983, telah menyusun pembahasan yang sangat jelas tentang model kualitas dan kuantitas dalam papernya berjudul “A Review of Distributed Parameter Groundwater Management Modelling Methods’. Pembahasan berikut ini, didasarkan kepada artikel tersebut. Model manajemen parameter distribusi dapat ditandai oleh metode yang dipergunakan untuk menghubungkan model air tanah dengan algoritma optimisasi. Salah satu pendekatan umum adalah “menterjemahkan persamaan-persamaan yang mengatur aliran dan transport polutan air tanah kedalam proram linier ataupun program program kuadratik. Persamaan ini biasanya diperoleh dari perbedaan ataupun aproksimasi elemen dari persamaan diferensial partial PDE. aliran air tanah. Salah satu penelitian pertama yang menggunakan teknik ini untuk menangani masalah kualitas dalam memaksimumkan head hidraulik steady state dibawah berbagai faktor pembatas pada tingkat pemompaan dan gradien head, dilakukan oleh Aguado dan Remson 1974. Masalah kuantitas lain yang diselesaikan dengan metode ini adalah meliputi : penemuan cara yang paling ekonomis biaya dalam memindahkan air dari suatu lokasi untuk memungkinkan tunneling dan eksavasi secara aman, baik dengan ataupun tanpa mempertimbangkan biaya biaya tertentu Aguado dan Remson, 180, dan Aguado et al, 1974, secara berturut-turut, analisis masalah transient Alley et al, 1999a, dan willis dan Newman, 1977, dan kontrol gradien hidraulik Molz dan Bell, 1977. Masalah kualitas air tanah yang diselesaikan dengan menggunakan metode “pembenaman” embedding adalah memaksimumkan limbah yang dibuang dalam suatu daerah sekaligus Universitas Sumatera Utara mempertahankan standard kulitas air tanah bila kuantitas pemompaan dan rechage ditetapkan sebelumnya Willis 1976a, dan 1976b, Gorelick 1980, dan Goerlick dan Remson 1982a, dan menangani kualitas air dengan mempertahankan gradien head tertentu Remson dan Gorelick, 1980 Pendekatan kedua yang dipergunakan untuk model penanganan adalah menggunakan bentuk persamaan PDE lain yang lebih sederhana, yang disebut “fungsi transfer” ataupun “ matriks respons” sebagai elemen khusus dalam program matematik. Masalah kuantitas yang diselesaikan dengan menggunakan matriks respon adalah dengan memaksimumkan produksi air dari bidang atau lapangan yang baik yang dipengaruhi oleh limit head hidraulik dan kapasitas yang baik Deninger, 1970, meminimumkan biaya pemompaan untuk memenuhi penggunaan air yang sudah dijadwalkan Maddock, 1972a, dan memilih sumur yang baik secara optimal untuk memenuhi kurva permintaan - prouksi tertentu Rosenwald 1972, Rosenwald dan Green, 1974, dan Maddock 1972b. masalah kualitas yang menggunakan matriks respon, telah dipergunakan untuk menangani pembuangan limbah dalam aquifer dengan tingkat pemompaaninjeksi tertentu sekaligus mempertahankan kualitas air pada titik titik tertentu dalam sistem Gorelick dan Remson, 1982b dan Gorelick1982, untuk mencakup daerah kontaminasi dengan tingkat pemompaan minimal Gorelick, 1987, dan untuk mengembangkan strategi pemompaan untuk pembuangan kontaminasi secara cepat Lefkkoff dan gorelick, 1986. Matrik respon telah dikembangkan untuk respon konsentrasi terhadap input dalam berbagai tingkat kecepatan juga untuk zona tidak jenuh Jury 1982, dan Jury et al,. 1986. Universitas Sumatera Utara Pendekatan umum ketiga adalah menghubungkan model air tanah yang sudah dikembangkan sepenuhya untuk optimisasi umum dan menggunakan teknik penyelidikan radien multi fungsi untuk memperbaiki atau meningkatkan rencana penanganan tahap awal. Pendekatan ini telah dipergunakan untuk mencari rencana optimal secara lokal untuk membersihkan aquifer yang sudah terkontaminasi dengan memompa dan mengolah air yang sudah terkontaminasi Gorelick, et al. 1984, Ahlfeld, et al. 1986, dan Ahlfeld, 1987. Model simulasi dan optimisasi juga telah dipergunakan dalam berbagai studi penelitian yang meliputi faktor ekonomis dari penanganan air tanah Bredehoelft, dan Young,1979,Young dan Bredehoeft, 1972, dan Daubert dan Yong, 1982. Wanger dan Gorelick 1987, telah menggunakan suatu pendekatan umum untuk mengembangkan model penanganan kualitas air tanah yang juga memadukan ketidakpastian alam mengestimasikan parameternya. Model ini menggunakan model optimisasinon linier stokastik yang dipengarui oleh peluang, yang dihubungkan kepada model simulasi aliran dan transport, untuk mengidentifikasi strategi remediasi sehingga standard kualitas air tanah dipenuhi pada tingkat reliabilitas tertentu. Pendekatan keempat adalah menggunakan hirarki model, misalnya menggunakan model deskriptif dari proses air tanah untuk memberikan nilai bagi model lain dari dampak ekonomi berbagai alternaif kebijakan . pendekatan umum disajikan oleh Haimes 1977. sementara YU dan Haimes 1974, menggunakan pendekatan ini untuk mengoptimumkan suatu sistem alokasi air tanah tingkat regional, yang meliputi keputusan ekonomis seperti tingkat dampak dan juga keputusan yang berhubungan dengan air seperti tingkat recharge. Model hirarki juga telah dipergunakan untuk Universitas Sumatera Utara menangani secara bersama suplai air permukaan dan suplai air tanah Haimes dan Dreissen 1997, dan Bishop et al, 1983.

2.2. Analisis Stokastik Sistem Air Tanah

Sebagaimana dijelaskan sebelumnya, banyak elemen dalam penanganan air tanah yang tidak pasti, termasuk dimana, kapan , berapa banyak, dan apa jenis polutan yang telah dihasilkan. Hal yang sama pentingnya perlu diperhatikan, bahwa penyebab adanya ketidakpastian ialah sifat aliran air tanah dan transport kontaminan, yang merupakan sumber ketidakpastian yang paling mendasar dalam penanganan masalah air tanah. Untuk hal tersebut perlu kontrol lokasi yang tepat, maka akan dapat diketahui secara pasti elemen-elemen apa terkontaminan selanjutnya, kapan dan dimana sumber pencemar Namun, mengenai variabel konduktivitas dan dispersivitas hidraulik, sebagaimana dikutip oleh Dagan, 1986, “ tidak dapat dijelaskan secara tepat bagamana distribusi spasial dari variabel variabel penting penyebab kontaminan tersebut karena kurangnya informasi data yang lebih akurat ataupun keterbatasan pengetahuan sifat aquifer. Dengan kata lain, tidak dapat melakukan test atau diskriptif lokasi dalam satuan meter kuadrat untuk mengukur konduktivitas hidraulik di setiap titik, tanpa merusak lokasinya. Parameter konduktivitas hidraulik, masih belum kita kenal. Sehingga, dapat memilih untuk berfokus kepada ketidakpastian parameter tanah. Sifat stokastik dari parameter air tanah telah menjadi topik penelitian selama satu dekade. Data dari lapangan mengindikasikan bahwa konduktivitas hidraulik adalah logaritma yang terdistribusi secara normal Freeze, 1975, dan yang berkorelasi secara spasial Hoeksema dan Kitanidis, 1985. Semua sifat ini biasanya juga diasumsikan tetap dalam arti bahwa korelasi diantara nilai nilai K konduktivitas hidrolik pada dua Universitas Sumatera Utara titik hanyalah merupakan fungsi dari jarak diantara titik titik dan bukan merupakan fungsi dari lokasi titik titik itu sendiri, sehingga kita memperlakukan konduktivitas hidraulik sebagai variabel acak yang terdistribusi secara spasial, yang juga disebut bidang acak. Juga dapat diperlakukan dispersi sebagai bidang acak, maksimun bentuk variabel ini kurang diterima dengan baik. Penelitian tentang dispersivitas adalah meliputi penelitian yang dilakukan oleh Gelha dan Axness 1983, dan Dagan 1982 Penelitian dan kajian yang penting tentang subjek ini adalah oleh Dagan 1986, dan Gelhar 1986, banyak dari penelitian dalam bidang ini telah melibatkan diri dengan masalah estimasi variasi dalam kuantitas tertentu seperti head hidraulik sebagai akibat variasi pada parameter parameter ketidakpastian. Salah satu metode untuk mengkalkulasi variabilitas derivatif adalah melalui simulasi. Dalam analisis ini, perbedaan atau representasi elemen dari sistem air tanah selalu dipergunakan, dengan parameter input yang dimungkinkan bervariasi dalam setiap elemennya, sehingga banyak parameter dengan sifat sifat statistik tertentu, misalnya, dengan menggunakan metode Monte Carlo. Nilai untuk setiap himpunan parameter ini, dalam bentuk persamaan dari elemen tertentu dapat diselesaikan. Variasi parameter output selanjutnya dapat dikalkulasikan dari semua output solusi. Pendekatan ini pertama kali dipergunakan oleh Freeze 1975, dan kemudian diperluas dalam penelitian Smith dan Freeze 1979a dan 1979b. Berbagai metode analisis juga telah dipergunakan untuk mengkalkulasikan variabilitas dalam berbagai output sebagai fungsi dari variabel variabel input. Gelhar 1986 dan referensi sejenis, menggunakan metode spektrum misalnya transformasi Fourer Stieltjes. Dagan lihat 1986, dan referensi menggunakan metode distribusi Universitas Sumatera Utara dari teori probabilitas klasik. Sedangkan peneliti lainnya Sagar, 1978 dan Detinger dan I.Wilson 1981, berfokus kepada teknik numerik untuk menghasilkan momen-momen biasanya nilai mean dan deviasi standard dari variabel variabel output sebagai fungsi dari moment variabel input.

2.3. Model Manajemen Air tanah